一種基于sdn多業(yè)務(wù)動態(tài)帶寬分配的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及帶寬分配技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明公開了一種基于SDN的多業(yè)務(wù)動態(tài)帶寬分配方法，包含以下步驟：步驟一、第一類SDN業(yè)務(wù)的優(yōu)先級最高，首先為其分配固定的帶寬。步驟二、在為非SDN業(yè)務(wù)預留出一部分最低帶寬的情況下，按照所計算出的當前最大帶寬數(shù)量和各業(yè)務(wù)的權(quán)重為第二類優(yōu)先級SDN業(yè)務(wù)動態(tài)分配帶寬。步驟三、為前兩種業(yè)務(wù)分配完帶寬以后，將剩余的帶寬按需求比例分配給非SDN業(yè)務(wù)。本發(fā)明的方法可以有效的提高業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量及系統(tǒng)帶寬利用率，確保了高優(yōu)先級SDN業(yè)務(wù)的帶寬保障，且各優(yōu)先級不同的SDN業(yè)務(wù)都能獲取不同程度的帶寬資源。同時，保證了非SDN業(yè)務(wù)在SDN中不會被拒絕服務(wù)，滿足了各業(yè)務(wù)的共同需求。
【專利說明】
一種基于SDN多業(yè)務(wù)動態(tài)帶寬分配的方法和系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)資源分配技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于SDN多業(yè)務(wù)動態(tài)帶寬分配 的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN)是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它通過將網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)與控制層面相 分離，實現(xiàn)了通過軟件對網(wǎng)絡(luò)進行靈活控制的可能性。在當前SDN業(yè)務(wù)和非SDN業(yè)務(wù)等業(yè)務(wù) 多樣化情況下，針對如何根據(jù)SDN業(yè)務(wù)與非SDN業(yè)務(wù)的不同需求進行帶寬資源的分配，缺乏 相應(yīng)的處理方法。
[0003] CN201310363478.6公開了一種公共網(wǎng)絡(luò)資源分配方法及系統(tǒng)，所述方法包括:接 收用戶業(yè)務(wù)需求接入請求消息，獲取用戶業(yè)務(wù)需求類型;根據(jù)預先設(shè)定的業(yè)務(wù)類型優(yōu)先級 參數(shù)，獲取所述用戶業(yè)務(wù)需求類型對應(yīng)的優(yōu)先級;計算當前公共資源負荷;根據(jù)所述用戶業(yè) 務(wù)需求類型對應(yīng)的優(yōu)先級和當前公共資源負荷之間的對應(yīng)關(guān)系，確定是否為所述用戶分配 公共信道資源。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在公共資源不足情況下，可滿足不同需求的通信保 障類型，有效的解決當通信保障遇上移動互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的問題，最終達到資源最大化利用，收 益最大化，保障用戶感知，提升客戶滿意度。該方法同樣沒有區(qū)分SDN業(yè)務(wù)與非SDN業(yè)務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種基于SDN多業(yè)務(wù)動態(tài)帶 寬分配的方法和系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明公開了一種基于SDN的多業(yè)務(wù)動態(tài)帶寬分配方法，包含以下步驟:步驟一、 為優(yōu)先級最高的第一類SDN業(yè)務(wù)分配固定的帶寬;步驟二、為非SDN業(yè)務(wù)預留出最低帶寬;步 驟三、按照所計算出的當前最大帶寬數(shù)量和各業(yè)務(wù)的權(quán)重為第二類優(yōu)先級SDN業(yè)務(wù)動態(tài)分 配帶寬;步驟四、將剩余的帶寬按需求比例分配給非SDN業(yè)務(wù)。
[0006] 更進一步地，上述為第二類優(yōu)先級SDN業(yè)務(wù)動態(tài)分配帶寬的過程具體為:若當前所 有第二類SDN業(yè)務(wù)的所需帶寬小于剩余帶寬，則根據(jù)每個SDN業(yè)務(wù)的預測帶寬進行帶寬分 配;若當前所有第二類SDN業(yè)務(wù)的所需帶寬大于或者等于剩余帶寬，則按各業(yè)務(wù)的權(quán)重進行 帶寬分配。
[0007] 本發(fā)明還公開了一種基于SDN的多業(yè)務(wù)動態(tài)帶寬分配系統(tǒng)，其具體包括固定帶寬 分配單元、最低帶寬預留單元、動態(tài)帶寬分配單元和剩余帶寬分配單元;所述固定帶寬分配 單元用于為優(yōu)先級最高的第一類SDN業(yè)務(wù)分配固定的帶寬;所述最低帶寬預留單元用于為 非SDN業(yè)務(wù)預留出最低帶寬;所述動態(tài)帶寬分配單元用于按照所計算出的當前最大帶寬數(shù) 量和各業(yè)務(wù)的權(quán)重為第二類優(yōu)先級SDN業(yè)務(wù)動態(tài)分配帶寬;所述剩余帶寬分配單元用于將 剩余的帶寬按需求比例分配給非SDN業(yè)務(wù)。
[0008] 更進一步地，上述動態(tài)帶寬分配單元包括比較單元、動態(tài)帶寬配置單元;所述比較 單元用于比較當前所有第二類SDN業(yè)務(wù)的所需帶寬與剩余帶寬;所述動態(tài)帶寬配置單元用 于根據(jù)比較結(jié)果進行帶寬分配;若當前所有第二類SDN業(yè)務(wù)的所需帶寬小于剩余帶寬，則根 據(jù)每個SDN業(yè)務(wù)的預測帶寬進行帶寬分配;若當前所有第二類SDN業(yè)務(wù)的所需帶寬大于或者 等于剩余帶寬，則按各業(yè)務(wù)的權(quán)重進行帶寬分配。
[0009]通過采用以上的技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果為:可以有效的提高業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量 及系統(tǒng)帶寬利用率，確保了高優(yōu)先級SDN業(yè)務(wù)的帶寬保障，且各優(yōu)先級不同的SDN業(yè)務(wù)都能 獲取不同程度的帶寬資源。同時，保證了非SDN業(yè)務(wù)在SDN中不會被拒絕服務(wù)，滿足了各業(yè)務(wù) 的共同需求。該分配方式結(jié)合傳統(tǒng)的優(yōu)先級動態(tài)帶寬分配方法，融入SDN特性，首先在設(shè)計 中，把從SDN北向接口來的數(shù)據(jù)稱為SDN業(yè)務(wù);把從SDN南向接口來的數(shù)據(jù)，也即通過鏈路發(fā) 現(xiàn)協(xié)議packet in來的數(shù)據(jù)稱為非SDN業(yè)務(wù);其次，根據(jù)SDN網(wǎng)絡(luò)中特有的控制器使用其已知 的網(wǎng)絡(luò)拓撲，根據(jù)從下層openflow交換機網(wǎng)絡(luò)獲取的鏈路帶寬占用情況，實時地計算當前 剩余帶寬，預測當前帶寬情況。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明的帶寬分配示意圖。
【具體實施方式】
[0011] 下面結(jié)合說明書附圖，詳細說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0012] 本發(fā)明公開了一種基于SDN多業(yè)務(wù)動態(tài)帶寬分配的方法，其具體包括以下的步驟： 第一類SDN業(yè)務(wù)(SDN中，業(yè)務(wù)流申請時會攜帶業(yè)務(wù)優(yōu)先級等參數(shù)，通過參數(shù)判斷其為第幾類 SDN業(yè)務(wù)））的優(yōu)先級最高，首先為其分配固定的帶寬(一般為當前網(wǎng)絡(luò)中總帶寬的60%);然 后為非SDN業(yè)務(wù)(把從SDN北向接口來的數(shù)據(jù)設(shè)計為SDN業(yè)務(wù);把從SDN南向接口來的數(shù)據(jù)，也 即通過鏈路發(fā)現(xiàn)協(xié)議packet in來的數(shù)據(jù)稱為非SDN業(yè)務(wù))預留出一部分最低帶寬（一般為 總帶寬的5~6%);再按照所計算出的當前最大帶寬數(shù)量和各業(yè)務(wù)的權(quán)重為第二類優(yōu)先級 SDN業(yè)務(wù)動態(tài)分配帶寬；在給SDN業(yè)務(wù)分配完帶寬以后，將剩余的帶寬按需求比例分配給非 SDN業(yè)務(wù)。通過分析不同業(yè)務(wù)對帶寬分配要求的差別以及帶寬資源的利用率，對帶寬進行動 態(tài)分配，解決帶寬資源分配問題，使SDN業(yè)務(wù)能夠得到充分帶寬資源保障；同時，對非SDN業(yè) 務(wù)也有最低的傳輸帶寬保障。從而滿足多個業(yè)務(wù)的共同需求。
[0013] 本方法使得
[0014] (1)第一類最高優(yōu)先級SDN業(yè)務(wù)有充足的帶寬數(shù)量；
[0015] (2)為非SDN業(yè)務(wù)留出最低的保證帶寬，使之不會被SDN業(yè)務(wù)完全占用帶寬；
[0016] (3)若SDN業(yè)務(wù)分配完帶寬后，剩余更多的帶寬，即輕負載時，則非SDN業(yè)務(wù)可以得 到更好的服務(wù);若SDN業(yè)務(wù)占用了所有可分配的帶寬資源，即重負載時，非SDN業(yè)務(wù)只能分配 到其保證的最小帶寬。
[0017] 控制器使用其已知的網(wǎng)絡(luò)拓撲，根據(jù)從下層openflow交換機網(wǎng)絡(luò)獲取的鏈路帶寬 占用情況，實時地計算當前剩余帶寬，預測當前帶寬情況。
[0018] 步驟1，最高優(yōu)先級SDN業(yè)務(wù)的優(yōu)先級最高，首先為第一類最高優(yōu)先級SDN業(yè)務(wù)分配 固定的帶寬。
[0019] 步驟2，為其他優(yōu)先級SDN業(yè)務(wù)(第二類SDN業(yè)務(wù))分配帶寬。
[0020]首先，為保證非SDN業(yè)務(wù)有最低的QoS，為其預留出一部分帶寬BW3min，即使在網(wǎng)絡(luò) 重負載的情況下，這部分帶寬也不會被其他高優(yōu)先級業(yè)務(wù)占用，保證了非SDN業(yè)務(wù)不會被拒 絕服務(wù)。這樣，各條鏈路中可以分配給第二類SDN業(yè)務(wù)的最大帶寬數(shù)量為：
[0021] 。其中BWtQtal表示可分配帶寬的總量，BW1表示分配給最高 優(yōu)先級SDN業(yè)務(wù)的帶寬，BW 3min表示預留給非SDN業(yè)務(wù)的帶寬。
[0022] 設(shè)第二類SDN業(yè)務(wù)i分配的帶寬，第二類SDN業(yè)務(wù)類型i的權(quán)重。
[0023] 在帶寬分配階段里，根據(jù)預測結(jié)果分為兩種情況：
[0024] (1)若當前所有第二類SDN業(yè)務(wù)流量小于或等于BW2max，系統(tǒng)有足夠的帶寬可以進 行分配，此時，第二類SDN業(yè)務(wù)的各業(yè)務(wù)流的帶寬分配大小為：
[0025]
[0026] Β\<表示當前第i個第二類SDN業(yè)務(wù)所需的業(yè)務(wù)流量;m表示當前有m個第二類SDN 業(yè)務(wù)。
[0027] 帶寬的分配是在保證有足夠的可用帶寬的基礎(chǔ)上，對當前可分配帶寬資源根據(jù)預 測值(控制器使用其已知的網(wǎng)絡(luò)拓撲，根據(jù)從下層openflow交換機網(wǎng)絡(luò)獲取的鏈路帶寬占 用情況，實時地計算當前剩余帶寬，預測當前帶寬情況)大小按比例進行分配。這樣，權(quán)重較 低的業(yè)務(wù)也能獲得帶寬資源。
[0028] (2)若當前所有第二類SDN業(yè)務(wù)流量大于可用帶寬，對帶寬資源按照各業(yè)務(wù)的權(quán)重 進行初始化的分配，即：
[0029]
[0030] 示為分配給第i個業(yè)務(wù)的權(quán)重，m表示當前有m個第二類SDN業(yè)務(wù)。假設(shè)BW idle^ 空閑帶寬，對于所有初始化分配帶寬大于或等于預測帶寬的業(yè)務(wù)，進行如下配置：
[0031]
[0032] 某些業(yè)務(wù)最終所需要的帶寬小于被分配的帶寬，這時，將多出來的這部分帶寬計 算出來進行重新分配，則為空閑帶寬。
[0033]隨后，將空閑帶寬BWldle再重新分配到那些初始化被分配帶寬小于預測帶寬的業(yè) 務(wù)，具體分配如下：
[0034]
[0035] 第一個表示被分配帶寬小于預測帶寬的業(yè)務(wù)的最終分配帶寬；第二個 表示被分配帶寬小于預測帶寬的業(yè)務(wù)的當前分配帶寬。
[0036]
:表示計算出每個業(yè)務(wù)(被分配帶寬小于預測帶寬的業(yè) 務(wù))的除了當前分配的帶寬仍需被分配的帶寬，并按照權(quán)重分配空閑帶寬）
[0037] 步驟3,為非SDN業(yè)務(wù)分配帶寬。
[0038]為前兩種業(yè)務(wù)分配完帶寬以后，將剩余的帶寬按需求比例分配給非SDN業(yè)務(wù)。計算 最終剩余的帶寬數(shù)量：
[0039] Bff3 = Bfftotal-Bff1-Bff2
[0040] 這樣分配給非SDN業(yè)務(wù)的帶寬數(shù)量取決于SDN業(yè)務(wù)所消耗的帶寬數(shù)量。
[0041] 在本具體實施例中，采用為優(yōu)先級最高的SDN業(yè)務(wù)分配固定帶寬的方法，具體方法 為，為第一類最高優(yōu)先級SDN業(yè)務(wù)分配固定的帶寬BW 1，從而保證滿足最高優(yōu)先級SDN業(yè)務(wù)的 帶寬需求。
[0042] 在本具體實施例中，采用為第二類SDN業(yè)務(wù)動態(tài)分配帶寬的方法，具體方法為，如圖1 所示，若當前所有將第二類SDN業(yè)務(wù)的所需帶寬小于或等于計算出的最大系統(tǒng)帶寬，則按照以 下公式為其分配帶寬，設(shè)BV^ allDrated為業(yè)務(wù)i分配的帶寬，δ!為業(yè)務(wù)類型i的權(quán)重:BWjallQrated =
;若當前所有第二類SDN業(yè)務(wù)的所需帶寬大于計算出的最大系統(tǒng)帶寬，則對 帶寬資源按照第二類SDN業(yè)務(wù)的權(quán)重進行初始化的分配，即：
[0043] 若實時監(jiān)測到有空閑的帶寬，則再將空閑帶寬再重新分配到那些被分配帶寬（被 分配帶寬：BWf110#? 1表示人為給業(yè)務(wù)分配的帶寬）小于預測帶寬(業(yè)務(wù)流申請時所帶的帶 寬參數(shù)被稱為預測帶寬）的業(yè)務(wù)。
[0044] 在本具體實施例中，為非SDN業(yè)務(wù)預留出一部分最低帶寬的方法，具體方法為，在 為非SDN業(yè)務(wù)預留出一部分最低帶寬的情況下，為前兩種業(yè)務(wù)分配完帶寬以后，將剩余的帶 寬按需求比例分配給非SDN業(yè)務(wù)。計算最終剩余的帶寬數(shù)量：
[0045] 表示可分配帶寬的總量，BW1表示分配給最高優(yōu)先級 SDN業(yè)務(wù)的帶寬;BW2表示分配給第二類SDN業(yè)務(wù)的帶寬。
[0046]這樣分配給非SDN業(yè)務(wù)的帶寬數(shù)量取決于SDN業(yè)務(wù)所消耗的帶寬數(shù)量，同時也保證 了非SDN業(yè)務(wù)在SDN中不會被拒絕服務(wù)。
[0047] 本發(fā)明還公開了一種基于SDN的多業(yè)務(wù)動態(tài)帶寬分配系統(tǒng)，其具體包括固定帶寬 分配單元、最低帶寬預留單元、動態(tài)帶寬分配單元和剩余帶寬分配單元;所述固定帶寬分配 單元用于為優(yōu)先級最高的第一類SDN業(yè)務(wù)分配固定的帶寬;所述最低帶寬預留單元用于為 非SDN業(yè)務(wù)預留出最低帶寬;所述動態(tài)帶寬分配單元用于按照所計算出的當前最大帶寬數(shù) 量和各業(yè)務(wù)的權(quán)重為第二類優(yōu)先級SDN業(yè)務(wù)動態(tài)分配帶寬;所述剩余帶寬分配單元用于將 剩余的帶寬按需求比例分配給非SDN業(yè)務(wù)。
[0048] 更進一步地，上述動態(tài)帶寬分配單元包括比較單元、動態(tài)帶寬配置單元;所述比較 單元用于比較當前所有第二類SDN業(yè)務(wù)的所需帶寬與剩余帶寬;所述動態(tài)帶寬配置單元用 于根據(jù)比較結(jié)果進行帶寬分配;若當前所有第二類SDN業(yè)務(wù)的所需帶寬小于剩余帶寬，則根 據(jù)每個SDN業(yè)務(wù)的預測帶寬進行帶寬分配;若當前所有第二類SDN業(yè)務(wù)的所需帶寬大于或者 等于剩余帶寬，則按各業(yè)務(wù)的權(quán)重進行帶寬分配。
[0049] 上述的實施例中所給出的系數(shù)和參數(shù)，是提供給本領(lǐng)域的技術(shù)人員來實現(xiàn)或使用 發(fā)明的，發(fā)明并不限定僅取前述公開的數(shù)值，在不脫離發(fā)明的思想的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù) 人員可以對上述實施例作出種種修改或調(diào)整，因而發(fā)明的保護范圍并不被上述實施例所 限。
【主權(quán)項】
1. 一種基于SDN的多業(yè)務(wù)動態(tài)帶寬分配方法，包含以下步驟:步驟一、為優(yōu)先級最高的 第一類SDN業(yè)務(wù)分配固定的帶寬；步驟二、為非SDN業(yè)務(wù)預留出最低帶寬；步驟三、按照所計 算出的當前最大帶寬數(shù)量和各業(yè)務(wù)的權(quán)重為第二類優(yōu)先級SDN業(yè)務(wù)動態(tài)分配帶寬;步驟四、 將所有的剩余的帶寬按需求比例分配給非SDN業(yè)務(wù)。2. 如權(quán)利要求1所述的基于SDN的多業(yè)務(wù)動態(tài)帶寬分配方法，其特征在于為第二類優(yōu)先 級SDN業(yè)務(wù)動態(tài)分配帶寬的過程具體為:若當前所有第二類SDN業(yè)務(wù)的所需帶寬小于剩余帶 寬，則根據(jù)每個SDN業(yè)務(wù)的預測帶寬進行帶寬分配;若當前所有第二類SDN業(yè)務(wù)的所需帶寬 大于或者等于剩余帶寬，則按各業(yè)務(wù)的權(quán)重進行帶寬分配。3. 如權(quán)利要求1或者2所述的基于SDN的多業(yè)務(wù)動態(tài)帶寬分配方法，其特征在于所有的 剩余的帶寬包括:為非SDN業(yè)務(wù)預留出的最低帶寬，以及為第二類優(yōu)先級SDN業(yè)務(wù)動態(tài)分配 帶寬后剩下的帶寬。4. 一種基于SDN的多業(yè)務(wù)動態(tài)帶寬分配系統(tǒng)，其特征在于具體包括固定帶寬分配單元、 最低帶寬預留單元、動態(tài)帶寬分配單元和剩余帶寬分配單元;所述固定帶寬分配單元用于 為優(yōu)先級最高的第一類SDN業(yè)務(wù)分配固定的帶寬;所述最低帶寬預留單元用于為非SDN業(yè)務(wù) 預留出最低帶寬;所述動態(tài)帶寬分配單元用于按照所計算出的當前最大帶寬數(shù)量和各業(yè)務(wù) 的權(quán)重為第二類優(yōu)先級SDN業(yè)務(wù)動態(tài)分配帶寬;所述剩余帶寬分配單元用于將剩余的帶寬 按需求比例分配給非SDN業(yè)務(wù)。5. 如權(quán)利要求4所述的基于SDN的多業(yè)務(wù)動態(tài)帶寬分配系統(tǒng)，其特征在于所述動態(tài)帶寬 分配單元包括比較單元、動態(tài)帶寬配置單元;所述比較單元用于比較當前所有第二類SDN業(yè) 務(wù)的所需帶寬與剩余帶寬;所述動態(tài)帶寬配置單元用于根據(jù)比較結(jié)果進行帶寬分配;若當 前所有第二類SDN業(yè)務(wù)的所需帶寬小于剩余帶寬，則根據(jù)每個SDN業(yè)務(wù)的預測帶寬進行帶寬 分配;若當前所有第二類SDN業(yè)務(wù)的所需帶寬大于或者等于剩余帶寬，則按各業(yè)務(wù)的權(quán)重進 行帶寬分配。
【文檔編號】H04L12/865GK105897612SQ201610397124
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】陳瀟, 曾浩洋, 田永春, 姜永廣, 鄧偉華, 丁銳, 李默嘉
【申請人】中國電子科技集團公司第三十研究所