[发明专利]可编程控制的SDN网络测量系统和测量方法

摘要

一种可编程控制的SDN测量系统和处理方法，该系统是在网络控制层的网络控制器和数据传输层的底层交换机基础上，网络应用层增设两个组成部件负责集中管理测量任务的可编程控制的测量组件和支持测量组件的适配模块，以及将底层交换机改进为负责测量任务具体执行的可编程控制的交换机而构成的。这样，由可编程控制的测量组件和可编程控制的交换机组成网络测量的控制环路，系统的结构简单、容易实施、配置灵活、功能强大，能够针对多种网络测量算法及不同的测量任务提供一种可编程控制的测量系统和测量方法，充分利用了SDN网络可软件定义的特性，以及控制与转发相互分离，采用主动测量方式的特点。本发明具有很好的推广应用前景。

主权项

一种可编程控制的软件定义网络SDN(Software Defined Network)测量系统，包括有：网络控制层的网络控制器和数据传输层的底层交换机；其特征在于：该系统还设有：网络应用层增设的两个组成部件：可编程控制的测量组件和支持测量组件的适配模块，以及将数据传输层的底层交换机增设三个部件而改进为可编程控制的交换机；其中：可编程控制的测量组件，是基于支持测量组件的适配模块提供的、针对SDN网络测量的应用程序接口API(Application Programming Interfaces)开发的部件，负责测量任务的管理，其功能包括：一是通过其设置的涵盖多种算法的测量算法库，以供测量人员根据不同测量任务选择适宜的算法，并定制相应的系列操作，然后将任务参数和操作指令下发至可编程控制的交换机，指导其工作；二是根据可编程控制的交换机上报的测量数据计算并存储测量结果；三是给可编程控制的交换机下发携带有测量操作指令代码的操作配置信息，控制测量任务的处理过程；且在基本测量操作无法满足测量任务时，该测量组件能够根据测量类型和测量算法的具体要求，自定义测量操作的处理过程，并通过OpenFlow协议下发至可编程控制的交换机，在流表匹配成功后，执行相应操作，实现对探测包的处理；可编程控制的交换机，负责对进入该可编程控制的交换机的数据流根据不同流表的匹配结果，有效区分探测包或普通数据的流量，再执行相应操作，实现探测包可编程控制的处理，完成测量任务；该可编程控制的交换机功能包括：根据测量任务的参数执行规定操作来构造探测包，并存储在测量队列中等待发送；完成探测包的发送、转发和接收，以及测量数据的提取和上报；还具有扩展功能：允许编程自定义新的测量操作并部署在该可编程控制的交换机中，以使测量人员能以编程控制方式更便利地执行测量任务；该可编程控制的交换机是在底层交换机基础上增设下述三个部件：可编程的测量操作库、可编程的测量模块和测量队列管理模块构成的；支持测量组件的适配模块，也是利用针对网络测量的SDN API进行封装构建而成，负责在可编程控制的测量组件和网络控制器之间传送信息，并提供专用于网络测量业务的SDN API，以供技术开发人员采用SDN技术设计可编程控制的测量组件，实现网络测量业务的逻辑控制；网络控制器注册一个测量事件后，就能使所有测量消息经由网络控制器在可编程控制的测量组件和可编程控制的交换机之间交互，且在交互过程中，该适配模块负责两项操作：一是针对测量组件下发的任务参数进行封装，并通过网络控制器下发至可编程控制的交换机中；二是针对可编程控制的交换机上报的测量数据进行解析，以方便可编程控制的测量组件对数据进行处理。