[发明专利]一种基于SDN网络的自适应可靠数据传输方法

说明书

本发明涉及一种基于SDN网络的自适应可靠数据传输方法，属于数据传输技术领域。在建立TCP连接时，根据SDN控制器获得的网络状态统计信息，设置TCP流的初始传输窗口，有效减少数据中心网络中老鼠流的传输时间。传输过程中自动检测拥塞，并根据网络拥塞程度调整TCP流传输速率，有效缓解拥塞，提高网络带宽利用率，实现数据中心网络中数据的高效传输。

技术领域

本发明涉及一种基于SDN网络的自适应可靠数据传输方法，属于数据传输技术领域。

背景技术

信息服务的集约化、社会化和专业化发展使得因特网上的应用、计算和存储资源向数据中心迁移，数据中心规模不断扩大，同时出现了新的应用和计算模式。这些变化将进一步加剧数据中心网络传输的动态特性，给数据传输性能带来巨大的挑战。

传统因特网中使用传输控制协议(Transmission Control Protocol，简称TCP)实现数据的可靠传输。但TCP仅通过端到端的网络参数估计网络状态，无法直接感知报文在中间路径上传送的状态，因此不能及时、准确跟踪网络状态的变化并动态调整传输参数，在数据中心网络中极易导致严重的网络拥塞，造成丢包率高、网络带宽利用率低等问题。当前研究的主要思路是通过对网络参数的估计了解网络拥塞程度，并通告发送端，以此调整发送速率，缓解或解决网络拥塞。但是这些方法要么存在拥塞程度估计不准确，要么技术方案部署困难，必须引入新的研究思路和技术手段来解决数据中心网络拥塞问题。

软件定义网络(Software Defined Networking，简称SDN)是一种新型的基于软件的网络架构及技术，OpenFlow是实现SDN的一种技术方法，SDN/OpenFlow技术可以收集网络信息，包括网络流量信息和交换机队列信息等，通过这些信息能够更加精确、更加快速的进行网络状态的判断，为数据中心网络的拥塞控制和数据传输研究提供了全新的解决思路。然而在基于SDN的TCP传输协议研究中，一些解决方案仅通过SDN控制器实现部分初始传输参数的修改，但并未优化传输过程中的传输速率，另一些解决方案虽然利用SDN控制器实现了拥塞控制，但是传输速率的调整未充分考虑当前的网络状态和数据中心网络的数据特性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于SDN网络的自适应可靠数据传输方法，针对当前网络状态和数据中心网络的数据特性，增强数据传输对网络状态的自适应性，在兼顾当前的网络状态和数据中心网络的数据特性同时，优化传输过程中的传输速率。

本发明的技术方案是：一种基于SDN网络的自适应可靠数据传输方法，在连接建立时，根据SDN控制器获得的网络状态统计信息，设置TCP流的初始传输窗口，有效减少数据中心网络中老鼠流的传输时间。传输过程中自动检测拥塞，并根据网络拥塞程度调整TCP流传输速率，有效缓解拥塞，提高网络带宽利用率，实现数据中心网络中数据的高效传输。

初始化阶段：

步骤1控制器启动并基于链路层发现协议(Link Layer Discovery Protocol,LLDP)收集各SDN网络设备的连接信息(包括在每个交换机上的输入端口和输出端口)，根据LLDP数据包携带的交换机标识和端口号动态生成网络拓扑；

步骤2所述控制器周期性下发端口统计(Port statistics)消息到交换机，所述交换机将流表项计数器中记录的端口统计数据发回所述控制器，这些统计数据包括所述交换机端口收发的包数、字节数、丢包数以及统计持续的时间；

建立连接阶段：