一种sdn网络中基于负载预测的流量控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种SDN网络中基于负载预测的流量控制方法，属于通信技术领域。本发明的SDN网络中基于负载预测的流量控制方法包括以下步骤：S1：交换机向SDN控制器反馈每条链路在时隙内的流量信息；S2：SDN控制器根据交换机反馈的链路信息统计链路流量周期性变化规律；S3：到达预测时间点时，SDN控制器统计每条链路上的流量负载范围，得到时段内的平均流量参数；S4：SDN控制器根据交换机反馈的实时链路流量信息，得到时段内的短期平均流量参数。该发明的SDN网络中基于负载预测的流量控制方法通过链路流量预测值和实时链路状态，动态调节流量转发策略，有效减轻链路负载并解决网络拥塞问题，具有很好的推广应用价值。
【专利说明】
-种SDN网络中基于负载预测的流量控制方法
技术领域
[0001] 本发明设及通信技术领域，具体提供一种SDN网络中基于负载预测的流量控制方 法。
【背景技术】
[0002] 随着计算机技术的飞速发展，用户对网络性能提出越来越高的要求，用于运行用 户业务的数据流量也越来越大。网络流量控制主要有Ξ种方法，即源端控制、目的端控制和 数据传输过程中控制。传统的网络架构要实现W上控制需要添加大量协议且配置复杂，而 软件定义网络SDN是一种新型的网络架构，它分离控制平面和转发平面，降低网络复杂度， 通过灵活的控制算法提高网络的运行效率。SDN网络通过化enFlow协议探测整个网络的拓 扑结构，同时感知底层网络的拓扑变化，W及链路的负载状况，W此在控制平面建立并维护 一个整网的拓扑视图和负载表。SDN控制器是根据化enFlow协议设计的网络控制软件，用 于管理数据流、配置网络设备、制定流表(Flow Table)、承担网络业务与网络设备间的通 讯。SDN控制器监测整个网络的状态，并根据协议要求制定转发流表并下发到相应交换机 处。
[0003] 随着时间的变化，网络的链路流量负载通常呈现Ξ个规律:链路负载的周期性变 化规律、一次性任务或突发事件引起的峰值负载变化、由于业务增长引起的负载长期增长 趋势。某条链路传输流量过载或者某个突发流霸占据服务都会导致网络拥塞、服务性能降 低，给客户带来不便。现有技术下，还没有专口根据负载的变化来实时调整SDN网络中流量 分配的技术，当网络流量波动较大时，容易造成网络拥塞的问题尚未得到解决。
【发明内容】
[0004] 本发明的技术任务是针对上述存在的问题，提供一种通过链路流量预测值和实时 链路状态，动态调节流量转发策略，从而有效减轻链路负载并解决网络拥塞问题的SDN网络 中基于负载预测的流量控制方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案： 一种SDN网络中基于负载预测的流量控制方法，包括W下步骤： S1:化enFlow交换机向SDN控制器反馈当前网络信息W及每条链路在时隙内的流量信 息； S2: SDN控制器根据化enFlow交换机反馈的链路信息统计链路流量周期性变化规律； S3:设定预测时间点，至Ij达预测时间点时，SDN控制器统计每条链路上的流量负载范围， 得到Γ$时段内的平均流量参数^，依据平均流量参数制定负载均衡的转发流表，并将转 发流表下发到对应的交换机端口； S4:SDN控制器实时监测流量传输过程，根据交换机反馈的实时链路流量信息，得到：ξ 时段内的短期平均流量参数此动态调节链路流量负载的平均流量参数并调节转发 流表。
[0006] 步骤SI所述当前网络信息为当前网络的拓扑结构。
[0007] 步骤S4中，若实时链路流量呈上升趋势，则链路预测平均流量参数为反之 呈下降趋势则预测平均流量参数为S ，并W此来调节转发流表。
[000引作为优选，步骤S1所述每条链路在时隙1内的流量信息包括每条链路的剩余宽 带、每条业务数据流的传输速率、各交换机端口的转发速率、传输平均时延。
[0009] 作为优选，步骤S3中SDN控制器根据业务数据包的目的MAC地址，依据平均流量参 数1"$采用最短路径算法制定负载均衡的转发流表。
[0010] 所述MAC地址为物理地址或硬件地址。若业务数据包没有转发到目的MAC地址，贝U 反馈一个错误信息给SDN控制器，SDN控制器检测此传输链路上是否有突发的流量过载，并 重新制定转发流表，来缓解链路流量压力。
[0011] 与现有技术相比，本发明具有W下突出的有益效果:本发明所述SDN网络中基于负 载预测的流量控制方法，SDN控制器统计每条链路上的平均流量参数載I，且SDN控制器实时 监测流量传输过程，根据交换机反馈的实时链路流量信息，得到:?时段内的短期平均流量 参数1|，若实时链路流量呈上升趋势，则链路预测平均流量参数为?f?，反之呈下降趋 势则预测平均流量参数为此来调节转发流表，可W动态调节流量转发策略，及时 发现网络拥塞问题，有效减轻链路负载，从而可W保证网络高效的运行。
【附图说明】
[001^ 图1是本发明所述SDN网络中基于负载预测的流量控制方法的过程示意图。
【具体实施方式】
[001引下面将结合附图和实施例，对本发明的SDN网络中基于负载预测的流量控审巧法 作进一步详细说明。 实施例
[0014]如图1所示，本发明的SDN网络中基于负载预测的流量控制方法，包括W下步骤： S1:化enFlow交换机向SDN控制器反馈当前网络信息W及每条链路在时隙T内的流量 信息。
[001引OpenFlow交换机通过LLDP协议(链路层发现协议)感知前网络信息，即底层网络的 拓扑结构。每条链路的流量信息包括剩余带宽、每条业务数据流的传输速率、各交换机端口 的转发速率、传输平均时延等。
[0016] S2: SDN控制器根据化enFlow交换机反馈的链路信息统计链路流量周期性变化规 律。
[0017] S3:设定预测时间点，到达预测时间点时，SDN控制器统计每条链路上的流量负载 范围，得到1"$时段内的平均流量参数fi，依据平均流量参数^制定负载均衡的转发流表，并 将转发流表下发到对应的交换机端口。
[0018] SDN控制器根据业务数据包的目的MAC地址即物理地址或硬件地址，依据平均流量 参数采用最短路径算法制定负载均衡的转发流表。若业务数据包没有转发到目的MAC地 址，则反馈一个错误信息给SDN控制器，SDN控制器检测此传输链路上是否有突发的流量过 载，并重新制定转发流表，来缓解链路流量压力。
[0019] S4:SDN控制器实时监测流量传输过程，根据交换机反馈的实时链路流量信息，得 到ξ时段内的短期平均流量参数此动态调节链路流量负载的平均流量参数并适当 调节转发流表。
[0020] 若实时链路流量呈上升趋势，则链路预测平均流量参数为^ + ^，反之呈下降趋 势则预测平均流量参数为^-1?，并W此来调节转发流表。
[0021] W上所述的实施例，只是本发明较优选的【具体实施方式】，本领域的技术人员在本 发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种SDN网络中基于负载预测的流量控制方法，其特征在于:包括以下步骤： Sl:OpenFl〇W交换机向SDN控制器反馈当前网络信息以及每条链路在时隙1内的流量信 息； S2: SDN控制器根据OpenFlow交换机反馈的链路信息统计链路流量周期性变化规律； S3:设定预测时间点，到达预测时间点时，SDN控制器统计每条链路上的流量负载范围， 得到@时段内的平均流量参数#^，依据平均流量参数1^制定负载均衡的转发流表，并将转 发流表下发到对应的交换机端口； S4:SDN控制器实时监测流量传输过程，根据交换机反馈的实时链路流量信息，得到g 时段内的短期平均流量参数，以此动态调节链路流量负载的平均流量参数并调节转发 流表。2. 根据权利要求1所述的SDN网络中基于负载预测的流量控制方法，其特征在于:步骤 S1所述每条链路在时隙1*内的流量信息包括每条链路的剩余宽带、每条业务数据流的传输 速率、各交换机端口的转发速率、传输平均时延。3. 根据权利要求1或2所述的SDN网络中基于负载预测的流量控制方法，其特征在于:步 骤S3中SDN控制器根据业务数据包的目的MAC地址，依据平均流量参数.?采用最短路径算法 制定负载均衡的转发流表。
【文档编号】H04L12/801GK106059942SQ201610622523
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月2日
【发明人】熊琦, 郑亮, 于治楼
【申请人】浪潮集团有限公司