一种流表项规模的预测方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及软件定义网络（SDN,Software-DefinedNetworking)中流表项规模的 预测技术，尤其涉及一种流表项规模的预测方法及装置。
【背景技术】
[0002] 在SDN中，控制面是由多个控制器构成的，每个控制器控制多个交换机，每个交换 机保存有各自的流表（FlowTable)来决定转发策略。当新流到达时，交换机首先与流表中 的流表项进行匹配，如果匹配成功，则该条流按照流表中的规则进行转发；如果匹配失败， 称为流表的失配（Mismatch)，此时交换机通过控制信道将数据包转发给控制器，先由控制 器决定转发策略后再下发给交换机，最后写入流表。
[0003] 流表的失配会导致控制流量的产生，限制网络转发性能，而且流表由价格昂贵的 内容寻址存储器组成，流表项的数目受内容寻址存储器数量的制约，是非常有限的，如果交 换机流表已满，会导致数据包的丢失。在广域网环境中，流的到达具有突发性，这种突发流 量的存在对流表的可用性提出了更高的要求；因此，对流表项规模进行预测，以防止由于流 表项数目超过存储器等物理设备上限而造成流表可用性下降，是目前亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明实施例期望提供一种流表项规模的预测方法及装置，使得业务 能够感知流表项规模的动态变化，以减少因交换机设备资源超过其上限而导致的数据包丢 失问题，进而提高流表的利用率。
[0005] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
[0006] 本发明实施例提供了一种流表项规模的预测方法，所述方法包括：
[0007] 获取当前tn时刻交换机的流表的平均流表项规模；
[0008] 确定当前tn时刻所述流表中流表项的平均失效速率以及流表项的增加速率的估 计值；
[0009] 依据所述当前tn时刻的平均流表项规模、所述流表项的平均失效速率及所述流表 项的增加速率的估计值，对下一时刻tn+1时的流表项规模进行预测。
[0010] 上述方案中，所述获取当前tn时刻交换机流表的平均流表项规模之前，所述方法 进一步包括：获取当前tn时刻交换机流表的流表项规模，并将所述流表项规模保存至所述 交换机对应的流表项规模队列，当所述队列保存的流表项规模记录的条数超过所述队列的 最大值时，按照先入先出法FIFO删除最早的一条数据记录。
[0011] 上述方案中，所述获取当前tn时刻交换机的流表的平均流表项规模包括：获取当 前tn时刻交换机流表的流表项规模，并通过下述公式获取当前tn时刻交换机流表的平均流 表项规模：
[0012]当η<δ时
[0013]当η>δ时，
[0014] 其中，1^为tn时刻第i个交换机的流表的平均流表项规模；^^为tn时刻第i 个交换机的流表的流表项规模；S为第i个交换机对应的流表项规模队列保存流表项规模 记录的条数的最大值；tn为收到第i个交换机的第η条STATS_REPLY消息的时间。
[0015] 上述方案中，所述确定当前tn时刻所述流表中流表项的平均失效速率包括：获取 tn时刻，单位时间为tn_tni的第i个交换机的流表中流表项失效的速率巧.，并依据下 述公式确定当前tn时刻所述流表中流表项的平均失效速率：
[0016]
[0017]
[0018] 其中，为tn时刻第i个交换机的流表中流表项的平均失效速率；v:;为 tn时刻，单位时间为tn_tni的第i个交换机的流表中流表项失效的速率；tn为收到第i个 交换机的第η条STATS_REPLY消息的时间。
[0019] 上述方案中，所述获取tn时刻，单位时间为tn_tni的第i个交换机的流表中流表 项失效的速率贫,v.Vis之后，所述方法进一步包括：将所述流表项失效的速率j保 存至第i个交换机对应的流表项失效速率队列Fi，当队列Fi中保存的流表项失效速率记录 的条数超过所述G的最大值时，按照FIFO删除R中最早的一条数据记录。
[0020] 上述方案中，所述确定当前tn时刻流表项的增加速率的估计值包括：获取tn时刻， 单位时间为tn-tni的第i个交换机的流表中流表项增加的速率為&<:|;.?并依据如下公式确 定所述流表中流表项的平均增加速率：
[0021]
[0022]
[0023] 其中，次、为tn时刻第i个交换机的流表中流表项的平均增加速率；()为tn 时刻，单位时间为tn_tni的第i个交换机的流表中流表项增加的速率；tn为收到第i个交 换机的第η条STATS_REPLY消息的时间； -----------------女'.j
[0024] 然后依据所述7····-获得满足泊松分布ρ(χ= = 的累积概率 乂......釦? X-?--￥的X的最小值x_，所述X的最小值x_即为流表项的增加速率的估计值；k 为正整数，Ye(0,1)。
[0025] 上述方案中，所述获取tn时刻，单位时间为tn_tni的第i个交换机的流表中流表 项增加的速率之后，所述方法进一步包括：将所述為存至第i个交换机对应 的流表项增加速率队列Gi，当队列Gi中保存的流表项增加速率记录的条数超过所述Gi的最 大值时，按照FIFO删除&中最早的一条数据记录。
[0026] 上述方案中，所述依据所述当前tn时刻的平均流表项规模、所述流表项的平均失 效速率及所述流表项的增加速率的估计值，对下一时刻tn+1时的流表项规模进行预测包 括：
[0027] 依据所述当前tn时刻的平均流表项规模、所述流表项的平均失效速率及所述流表 项的增加速率的估计值，计算所述tn+1时的流表项规模等于所述当前tn时刻的平均流表项 规模与当前tn时刻的流表项的增加速率的估计值的和，再与当前tn时刻所述流表中流表项 的平均失效速率的差。
[0028] 本发明实施例还提供了一种流表项规模的预测装置，所述装置包括：获取模块、确 定模块及预测模块；其中，
[0029] 所述获取模块，用于获取当前tn时刻交换机的流表的平均流表项规模；
[0030] 所述确定模块，用于确定当前tn时刻所述流表中流表项的平均失效速率以及流表 项的增加速率的估计值；
[0031] 所述预测模块，用于依据所述当前tn时刻的平均流表项规模、所述流表项的平均 失效速率及所述流表项的增加速率的估计值，对下一时刻tn+1时的流表项规模进行预测。
[0032] 上述方案中，所述获取模块，进一步用于获取当前tn时刻交换机流表的流表项规 模，并将所述流表项规模保存至所述交换机对应的流表项规模队列，当所述队列保存的流 表项规模记录的条数超过所述队列的最大值时，按照FIFO删除最早的一条数据记录。
[0033] 上述方案中，所述获取模块获取当前tn时刻交换机的流表的平均流表项规模包 括：所述获取模块通过下述公式获取当前tn时刻交换机流表的平均流表项规模：
[0034]
[0035]
[0036] 其中，<为tn时刻第i个交换机的流表的平均流表项规模；为tn时刻第i 个交换机的流表的流表项规模；S为第i个交换机对应的流表项规模队列保存流表项规模 记录的条数的最大值；tn为收到第i个交换机的第η条STATS_REPLY消息的时间。
[0037] 上述方案中，所述确定模块确定当前tn时刻所述流表中流表项的平均失效速率包 括：所述确定模块获取tn时刻，单位时间为tn_tni的第i个交换机的流表中流表项失效的 速率贫#6.4_;)，并依据下述公式确定当前tn时刻所述流表中流表项的平均失效速率：
[0038]
[0039]
[0040] 其中，_Λ?为tn时刻第i个交换机的流表中流表项的平均失效速率；?^:νν;)为 tn时刻，单位时间为tn_tni的第i个交换机的流表中流表项失效的速率；tn为收到第i个 交换机的第η条STATS_REPLY消息的时间。
[0041] 上述方案中，所述确定模块，进一步用于将所述流表项失效的速率見(v.Vl)保存 至第i个交换机对应的流表项失效速率队列Fi，当队列Fi中保存的流表项失效速率记录的 条数超过所述G的最大值时，按照FIFO删除R中最早的一条数据记录。
[0042] 上述方案中，所述确定模块确定当前tn时刻流表项的增加速率的估计值包括：所 述确定模块获取tn时刻，单位时间为tn_tni的第i个交换机的流表中流表项增加的速率 4m>并依据如下公式确定所述流表中流表项的平均增加速率：
[0043]
[0044]
[0045] 其中，€为tn时刻第i个交换机的流表中流表项的平均增加速率；為也.心)为tn 时刻，单位时间为tn_tni的第i个交换机的流表中流表项增加的速率；tn为收到第i个交 换机的第η条STATS_REPLY消息的时间； .?；
[0046] 然后依据所述τ一获得满足泊松分布qx::: ::: 上______1的累积概率 ,知> k] "'乂:.....炎' ·：Λ, Y 的X的最小值χ_，所述X的最小值χ_即为流表项的增加速率的估计值；k - y, | 一, 为正整数，Y