一種基於OpenFlow的SDN流量測量方法
2023-10-17 15:53:19
一種基於OpenFlow的SDN流量測量方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於OpenFlow的SDN流量測量方法，控制器根據流量測量需求生成測量流表項，將對應交換機中滿足流量測量需求的數據流對應的轉發流表項的操作指令增加轉入流量測量流表的操作，使得這些數據流通過測量流表項的計數器進行累計。控制器在流量測量需求輸入、新流到達、時間間隔達到最大時主動向交換機發送流量查詢信息進行流量查詢，在測量流表項被刪除時被動接收交換機上報的流量信息，從而進行流量信息採集和統計，將結果保存到流量統計結果表中。本發明通過採用測量流表項，解決現有SDN流量測量中開銷大、不能識別通配符等問題，實現靈活、準確的流量測量。
【專利說明】—種基於OpenF1w的SDN流量測量方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於SDN流量測量【技術領域】，更為具體地講，涉及一種基於OpenFlow的SDN
流量測量方法。
【背景技術】
[0002]流量測量是用來獲取網絡流量狀況和鏈路使用情況等網絡資源情況的主要技術手段，它被廣泛應用在網絡管理工作中，如負載均衡、流量工程和異常檢測等。
[0003]在傳統網絡中，流量測量的數據收集往往在離散的點上，很難獲取流量的全局視圖。且其網絡以硬體為中心，其流量測量不利於部署且開銷較大，以目前在部署中較為理想的基於流NetFlow技術為例，NetFlow需要預先設定網絡採集器，並對指定的關鍵字進行拓展標識，通過統計過往流量並使用UDP數據包發送給網絡採集器，由採集器完成分析、統計，從而實現流量測量功能。NetFlow雖然對不同的測量任務提供了通用支持，但他們消耗太多資源，如CPU、內存和帶寬。
[0004]SDN(Software Defined Network,軟體定義網絡)的誕生為流量測量帶來了新的機遇。在SDN網絡中，控制器擁有全局網絡視圖使得流量測量獲得的數據能夠輕易的形成網絡級的數據分析；SDN採用更為靈活的數據流轉發方式並在流表中擁有計數器，使得流量數據採集變得更為方便和靈活；SDN採用集中控制的控制器使得數據採集可以集中在控制器上完成，無需再花費大量的精力在不同時間和空間去採集各個交換機上的流量數據。在現有的SDN網絡測量中，OpenTM方法採用輪詢的方式查詢流表，f lowsense利用控制器與交換機之間的推送消息被動的計算網絡帶寬利用率，OpenSketch利用各種交換機離散地測量網絡數據並統計再由控制器匯總。這三種流量測量方式都能有效地統計到網絡中的流量，但是OpenTM需要輪詢到每個流，增加了用於流量測量的消息量，且在交換機的選取上會影響到流量測量的精度；floWSenSe測量結果為流存在時間內的平均速率，在流持續時間較長時會影響其效率ApenSketch則需要修改數據面的設計，並且以上三種方法在流表中存在通配符的情況都將失效。
[0005]OpenFlow是近年來提出的一種新型網絡交換模型。在OpenFlow網絡中，網絡設備(OpenFlow交換機)維護一個FlowTable (流表)並且只按照FlowTable進行轉發，FlowTable本身的生成、維護、下發完全由控制器來實現。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種基於OpenFlow的SDN流量測量方法，解決現有SDN流量測量中開銷大、不能識別通配符等問題，實現靈活、準確的流量測量。
[0007]為實現上述發明目的，本發明基於OpenFlow的SDN流量測量方法，包括以下步驟:
[0008]S1:將流量測量需求輸入至基於OpenFlow的SDN網絡中的控制器，流量測量需求中設置有交換機編號和測量相關欄位，測量相關欄位根據測量需要進行設置；
[0009]S2:控制器接收到流量測量需求後，將測量相關欄位作為匹配項組合成為測量流表項的匹配頭部，然後向交換機編號對應的交換機查詢流表，根據反饋的流表中的各轉發流表項對測量流表項進行匹配，匹配規則為:如果轉發流表項匹配頭部中的匹配項包含測量流表項匹配頭部中的所有匹配項，或測量流表項匹配頭部中的匹配項包含轉發流表項匹配頭部中的所有匹配項，即為匹配成功，其他情況均為匹配不成功，如果匹配不成功，控制器不作任何操作，如果匹配成功，控制器向匹配成功的轉發流表項對應的交換機下發測量流表項並存入交換機本地的流量測量流表，流量測量流表的序號大於該交換機中所有其他轉發流表的序號，發送指令在匹配成功的轉發流表項的操作指令中增加轉入流量測量流表的操作，並向交換機發送流表查詢消息，將下發交換機的編號和測量流表項的匹配頭部存入已下發流表項記錄表，記錄下發時間作為起始時間Ttl，將起始數據量Dtl置為O ;進入步驟S4；
[0010]S3:在流量測量過程中，每當控制器接收到來自交換機的PacketIn消息，則從PacketIn消息中解析得到交換機編號和測量相關欄位，與流量測量需求的交換機編號和測量相關欄位進行匹配，如果匹配不成功，則不作任何操作，如果匹配成功，則將測量相關欄位組合成為測量流表項的匹配頭部，判斷交換機編號和測量流表項是否存在於已下發流表項記錄表中，如果存在，則在下發的轉發流表項的操作指令中增加轉入流量測量流表的操作，並向該交換機發送流表查詢消息，進入步驟S4 ;如果不存在，將測量流表項下發至對應的交換機，並存入交換機本地的流量測量流表，在下發的轉發流表項的操作指令中增加轉入流量測量流表的操作，並向交換機發送流表查詢消息，將下發交換機的編號和測量流表項的匹配頭部存入已下發流表項記錄表，記錄下發時間作為起始時間Tci,將起始數據量Dci置為O,進入步驟S4 ；
[0011]S4:控制器發送流量查詢消息後，監測當前時間與起始時間Ttl的時間間隔，當時間間隔等於預設的最大時間間隔t時，控制器再次向交換機發送流量查詢消息；
[0012]S5:交換機接收到流表查詢消息後，讀取對應測量流表項中計數器得到的數據量D1,以當前時間作為終止時間T1，將數據量D1和終止時間T1發送給控制器，控制器計算時間t內的數據流量D = D1-D0和平均速率s = D/ (T1-T0)，將交換機編號、測量流表項匹配頭部、起始時間Ttl、終止時間T1、數據流量D和平均速率s記入流量統計結果列表，更新起始時間T0 = T1,起始數據量Dtl = D1 ；
[0013]S6:當交換機中的測量流表項刪除，交換機主動讀取對應測量流表項中計數器得到的數據量D1，如果是因為空閒超時刪除，以當前時間減去空閒超時值作為終止時間T1，否則以當前時間作為終止時間T1，交換機將數據量D1和終止時間T1發送給控制器，控制器計算數據流量D = D1-D0和平均速率s = D/(T1-Ttl),將交換機編號、流表項匹配頭部、起始時間Ttl、終止時間T1和數據流量D記入流量統計結果列表，刪除下發流表項記錄表的對應記錄;
[0014]S7:當流量測量結束條件達到時，控制器刪除對應流量測量需求，並查詢已下發流表項記錄表是否存在對應的測量流表項記錄，如果不存在，不作任何操作，否則向測量流表項對應的交換機發送測量流表項刪除指令，交換機在接收刪除指令後刪除對應的測量流表項。
[0015]本發明基於OpenFlow的SDN流量測量方法，控制器根據流量測量需求生成測量流表項，將對應交換機中滿足流量測量需求的數據流對應的轉發流表項的操作指令增加轉入流量測量流表的操作，使得這些數據流通過測量流表項的計數器進行累計。控制器在流量測量需求輸入、新流到達、時間間隔達到最大時主動向交換機發送流量查詢信息進行流量查詢，在測量流表項被刪除時被動接收交換機上報的流量信息，從而進行流量信息採集和統計，將結果保存到流量統計結果表中。
[0016]本發明具有以下有益效果:
[0017](I)使用多級流表實現流量測量，流量測量流表的序號大於該交換機中所有其他轉發流表的序號，從而無需再對流表中每一個數據流進行統計，只需要按照測量需求，下發一個測量流表項用於統計需要測量的流量情況，到測量時間點時，僅需要去查詢一次交換機流表信息，就可以得到對應測量流表項的計數器所計的數據量；
[0018](2)被測數據流在交換機已經實現匯集，控制器只需要進行簡單計算即可，從而實現了分布式的流量測量統計，減少了控制器用於測量的開銷；
[0019](3)可以根據用戶需求自由組合需要測量的網絡信息來下發流量測量需求，以用於解決現有的使用OpenFlow的流量測量方案中尚未解決的通配符問題；
[0020](4)本發明符合OpenFlow協議規範且使用的消息都是OpenFlow協議的必選項,所以無需對交換機進行任何修改即可支持本發明的實施；
[0021](5)控制器採用主被動結合的方式獲取流量信息，保證了測量的粒度與準確度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明基於OpenFlow的SDN流量測量方法的工作流程示意圖；
[0023]圖2是流量測量需求輸入時測量流表項下發的工作流程圖；
[0024]圖3是新數據流到達時測量流表項下發的工作流程圖；
[0025]圖4是本發明基於OpenFlow的SDN流量測量方法的時間軸示例圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行描述，以便本領域的技術人員更好地理解本發明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當已知功能和設計的詳細描述也許會淡化本發明的主要內容時，這些描述在這裡將被忽略。
[0027]實施例
[0028]圖1是本發明基於OpenFlow的SDN流量測量方法的工作流程示意圖。如圖1所示，本發明基於OpenFlow的SDN流量測量方法主要包括四個階段:流量測量需求輸入、測量流表項下發、流量信息採集與統計以及流量測量結束。下面根據這四個階段對本發明的具體實施過程進行說明。
[0029]SlOl:流量測量需求輸入
[0030]流量測量需求是測量人員根據測量需要進行設置的，然後通過與控制器設置的人機接口將流量測量需求輸入至基於OpenFlow的SDN網絡中的控制器，在實際應用，可以採用一個流量測量需求表來存儲不同的流量測量需求，從而使多個流量測量需求可以同時進行操作。流量測量需求中設置有交換機編號和測量相關欄位，測量相關欄位根據測量需要進行設置，一般可以包括輸入埠號、數據包的乙太網頭部中的乙太網協議類型、源地址和目標地址。這些信息能確定該數據包在網絡傳輸中的特徵，從數據包中提取出這些信息來跟和流量測量需求進行比對，判斷是否滿足測量的需求，在符合需求的情況下，才執行後續步驟下發流表或查詢流表信息，這樣只有在有需要測量的數據流存在時，才會下發測量流表項，能有效節約測量流表項使用數量。
[0031]在測量相關欄位中，交換機編號可以僅指定一個交換機，也可以採用網段來指定該網段的所有交換機，如果要對網絡中的所有交換機進行流量測量，那麼可能將交換機編號設置為全網段。同樣的，測量相關欄位也可以指定單個或多個值。例如輸入埠號可以是單個埠，也可以設置為所有埠。
[0032]本實施例中，用戶通過指定的URL將測量需求按照JSON的形式傳入到控制器，控制器從JSON格式的數據包中取出其各欄位的值，並將這些欄位名和值，以數據字典的形式，存入到流量測量需求表中。採用JSON的格式，可以使測量需求的輸入無需考慮語言，便於用戶的使用。
[0033]S102:測量流表項下發
[0034]測量流表項的下發包括兩種情況，一種是針對在流量測量需求輸入時已存在轉發流表項的流，一種是針對在測量過程中的新數據流。
[0035]圖2是流量測量需求輸入時測量流表項下發的工作流程圖。如圖2所示，流量測量需求輸入時，測量流表項下發包括以下步驟:
[0036]S201:生成測量流表項:
[0037]控制器接收到流量測量需求後，將測量相關欄位作為匹配項組合成為測量流表項的匹配頭部，設置標籤為流刪除回發消息，空置指令中的instruct1n(指令)欄位和act1n (行動)欄位，使測量流表項不會對流表的轉發產生影響；
[0038]S202:查詢交換機的轉發流表並匹配各轉發流表項:
[0039]控制器向交換機編號對應的交換機發送查詢消息進行流表查詢，根據反饋的流表中的各轉發流表項對測量流表項進行匹配。根據OpenFlow協議可知，當轉發流表為多級流表時，進行匹配的轉發流表項是由多級流表中構成流水線的對應流表項組成的整個流表項。匹配規則為:如果轉發流表項匹配頭部中的匹配項包含測量流表項匹配頭部中的所有匹配項，或測量流表項匹配頭部中的匹配項包含轉發流表項匹配頭部中的所有匹配項，即為匹配成功，其他情況均為匹配不成功。
[0040]假定測量需求設置的測量相關欄位為輸入埠 1，源地址為192.168.1.4。那麼當轉發流表項的匹配項為「輸入埠 1」，「輸入埠 1，源地址為192.168.1.4」或者「輸入埠 1，源地址為192.168.1.4，目的地址為192.168.1.20」時，都為匹配成功。在第一種情況「輸入埠 I」雖然沒有與測量流表項匹配頭部的匹配項一一匹配，但是此時通過該流表項的數據流有可能來自地址192.168.1.4，因此判斷匹配成功，使其轉向測量流表進行進一步匹配。後面兩種情況都是與測量流表項匹配頭部的匹配項完全匹配的，根據這兩個轉發流表項進行轉發操作的數據流都是滿足流量測量需求。採用這種方式，能在轉發流表項存在通配符的情況下，依然可以實現流量測量，精準的獲得測量結果。
[0041]S203:判斷轉發流表項和測量流表項是否匹配成功，如果匹配不成功，則說明該轉發流表項處理的數據不滿足流量測量需求，進入步驟S204，如果匹配成功，則說明該轉發流表項處理的數據是在流量測量需求的統計範圍內，進入步驟S205。
[0042]S204:控制器不作任何操作。
[0043]S205:控制器向匹配成功的轉發流表項對應的交換機下發測量流表項並存入交換機本地的流量測量流表，流量測量流表的序號大於該交換機中所有其他轉發流表的序號，發送指令在匹配成功的轉發流表項的操作指令中增加轉入流量測量流表的操作，並向交換機發送流表查詢消息。
[0044]本發明採用多級流表來進行測量，使得無需改變原有的轉發需求，完成用戶需求的各種測量。由於多級流表只能從序號小的流表跳轉至序號大的流表，因此為了滿足一般性需求，可以將流量測量流表的序號設定為一個絕對大值，例如在現有技術中，最大表號為255，即可直接將流量測量流表的序號設定為255，這樣就可以避免當交換機增加轉發流表時對流量測量流表的序號進行調整。
[0045]S206:將下發交換機的編號和測量流表項的匹配頭部存入已下發流表項記錄表，記錄下發時間作為起始時間Ttl，將起始數據量Dtl置為O。
[0046]圖3是新數據流到達時測量流表項下發的工作流程圖。如圖3所示，新數據流到達時測量流表項下發包括以下步驟:
[0047]S301:新數據流到達:
[0048]在基於OpenFlow的SDN網絡中，每當交換機接收到一個新數據流,就會向控制器發送一個PacketIn消息,那麼當控制器接收到來自交換機的PacketIn消息,則說明新數據流到達，此時需要判斷此新數據流是否在流量測量範圍內，因此需要從PacketIn消息中解析得到交換機編號和測量相關欄位。
[0049]S302:控制器將解析得到的交換機編號和測量相關欄位與流量測量需求的交換機編號和測量相關欄位進行匹配。由於PacketIn消息中包含了數據流的各項信息，因此可以提取出所有測量相關欄位對應的信息，此時進行的匹配是完全匹配。
[0050]S303:判斷步驟S302中的匹配是否成功，如果匹配不成功，進入步驟S304，如果匹配成功，進入步驟S305。
[0051]S304:控制器不作任何操作。
[0052]S305:控制器則將測量相關欄位組合成為測量流表項的匹配頭部。
[0053]S305:交換機編號和測量流表項是否存在於已下發流表項記錄表中，如果存在，給進入步驟S306，如果不存在，進入步驟S307。
[0054]S306:此時測量流表項已經下發給交換機編號對應的交換機，因此不需要重複發送測量流表項，只需要在下發的轉發流表項的操作指令中增加轉入流量測量流表的操作，並向該交換機發送流表查詢消息。
[0055]採用本步驟的操作可以使同一種測量需求在同一時間保持最多佔用一個流表項空間。例如某流量測量需求是測量某個交換機中目標地址為M的流表，交換機現有轉發流表中的存在輸入埠 1、目標地址為M對應的轉發流表項，同時測量流表中存在目標地址為M的測量流表項，而此時新數據流對應的輸入埠為2、目標地址為M，那麼不需要下發新的測量流表項，而只需要在下發的關於輸入埠 2、目標地址為M的轉發流表項中增加轉入流量測量流表的操作。
[0056]S307:將測量流表項下發至對應的交換機，並存入交換機本地的流量測量流表，在下發的轉發流表項的操作指令中增加轉入流量測量流表的操作，並向交換機發送流表查詢消息，進入S308。
[0057]S308:將下發交換機的編號和測量流表項的匹配頭部存入已下發流表項記錄表，記錄下發時間作為起始時間Ttl，將起始數據量Dtl置為O。
[0058]在以上兩種情況下，只要控制器對交換機的流表進行了操作，不管下發測量流表項並修改轉發流表項，還是僅修改下發的轉發流表項，在進行了流表操作後，控制器都向對應的交換機發送了流表查詢消息，然後控制器需要監測當前時間與起始時間Ttl的時間間隔，當時間間隔等於預設的最大時間間隔t時，控制器再次向交換機發送流表查詢消息。
[0059]本實施例中，提供了兩種時間間隔監測的方法。
[0060]I)控制器中設置一計時器，每當計時器達到閾值時，讀取當前時間T2，判斷T2-L是否等於t，如果是，時間間隔等於預設的最大時間間隔t，設置計時器初值為0，閾值為t，如果不是，設置計時器初值為0，閾值為Tft-T215
[0061]2)控制器中設置一計時器，其閾值為t，每當控制器向對應交換機發送一次流表查詢消息，則將計時器的值重置為0，當計時器的值為t時，時間間隔等於預設的最大時間間隔t。
[0062]在實際應用，最大時間間隔t可以預先存儲一個默認值，也可以在測量需求輸入時進行設置。通過對時間間隔進行測量，使時間間隔達到最大時間間隔才進行流量查詢，而不採用定時查詢，這樣在保證粒度的情況下，能減少主動查詢的次數，減少控制器與交換機之間的消息量。
[0063]S103:流量信息採集與統計
[0064]流量信息採集的分為兩種情況:一種是控制器主動向交換機發送流表查詢消息，交換機接收到流表查詢消息向控制器進行回複流量信息，另一種是當測量流表項被刪除時交換機主動向控制器上報，控制器被動接收流量信息。
[0065]交換機接收到流表查詢消息後，讀取對應測量流表項中計數器得到的數據量D1,以當前時間作為終止時間T1，將數據量D1和終止時間T1發送給控制器，控制器計算時間t內的數據流量D = D1-D0和平均速率s = DZ(T1-Ttl)，將交換機編號、流表項匹配頭部、起始時間Ttl、終止時間T1、數據流量D和平均速率s記入流量統計結果列表，更新起始時間Ttl =T1,起始數據量Dci = D1,等待下次下發流表查詢消息。
[0066]當交換機中的測量流表項刪除，交換機主動讀取對應測量流表項中計數器得到的數據量D1，如果是因為空閒超時刪除，以當前時間減去空閒超時值作為終止時間T1，否則以當前時間作為終止時間T1，交換機將數據量D1和終止時間T1發送給控制器，控制器計算數據流量D = D^Dtl和平均速率s = DAT1-Tci)，將交換機編號、流表項匹配頭部、起始時間T。、終止時間T1和數據流量D記入流量統計結果列表，刪除下發流表項記錄表的對應記錄。
[0067]測量流表項刪除的原因有多種，在本發明中，當流量測量結束時，也會刪除測量流表項，在這種情況下整個流量測量就結束了。如果是因為其他原因被刪除，例如空閒超時，那麼當有新數據流到達時，還可能會重新建立測量流表項。
[0068]本發明中採用以上主被動結合的方式進行流量信息採集，通過主動查詢可以保持流量信息的粒度，使得測量的準確度能獲得較大的保障，並通過被動接收來減少控制器與交換機之間的消息開銷，以節省網絡資源。
[0069]S104:流量測量結束
[0070]當流量測量結束條件達到時，控制器刪除對應流量測量需求，並查詢已下發流表項記錄表是否存在對應的測量流表項記錄，如果不存在，不作任何操作，否則向測量流表項對應的交換機發送測量流表項刪除指令，交換機在接收刪除指令後刪除對應的測量流表項。
[0071]一般來說，流量測量結束條件有兩種情況:控制器接收到來自測量人員的流量測量結束指令，或者在流量測量需求輸入時預設的流量測量結束時間到達。
[0072]圖4是本發明基於OpenFlow的SDN流量測量方法的時間軸示例圖。如圖4所示，在時刻T1時有一個新的流量測量需求輸入，根據本發明的具體流程可知，假定此時基於OpenFlow的SDN網絡的交換機中存在滿足流量測量需求的轉發流表項，此時控制器會下發測量流表項，並下發一次流量查詢信息，即時刻τ i為本次流量測量的第I個測量點，此時的起始時間Ttl= τ 10在時刻τ2，雖然時間間隔沒有達到最大時間間隔t，但是由於此時有一個新數據流到達，並且滿足流量測量需求，由於此時存在測量流表項，因此只需要修改下發的轉發流表項，使其跳轉至流量測量流表，並且下發一次流量查詢信息，成為第2個測量點，更新起始時間Tci = τ 2。之後的兩個測量點τ 3和τ 4，都是與起始時間的間隔達到最大時間間隔時產生的測量點。在時刻τ5，假定此時測量流表項的空閒時間達到了空閒超時值，則測量流表項被刪除，控制器被動接收交換機上報的流量信息，產生第5個測量點。由於此時流量測量尚未結束，在時刻T6有一個新數據流到達，雖然滿足流量測量需求，但是不存在測量流表項，因此重新下發測量流表項，並修改下發的轉發流表項，下發一次流量查詢信息，產生第6個測量點。在時刻τ7，流量測量結束條件達到，流量測量結束，控制器刪除流量測量需求，並且查詢到交換機存在測量流表項，因此刪除測量流表項，控制器再次被動接收交換機上報的流量信息，產生第7個測量點。
[0073]儘管上面對本發明說明性的【具體實施方式】進行了描述，以便於本【技術領域】的技術人員理解本發明，但應該清楚，本發明不限於【具體實施方式】的範圍，對本【技術領域】的普通技術人員來講，只要各種變化在所附的權利要求限定和確定的本發明的精神和範圍內，這些變化是顯而易見的，一切利用本發明構思的發明創造均在保護之列。
【權利要求】
1.一種基於OpenFlow的SDN流量測量方法，其特徵在於，包括以下步驟: 51:將流量測量需求輸入至基於OpenFlow的SDN網絡中的控制器，流量測量需求中設置有交換機編號和測量相關欄位，測量相關欄位根據測量需要進行設置； 52:控制器接收到流量測量需求後，將測量相關欄位作為匹配項組合成為測量流表項的匹配頭部，然後向交換機編號對應的交換機查詢流表，根據反饋的流表中的各轉發流表項對測量流表項進行匹配，匹配規則為:如果轉發流表項匹配頭部中的匹配項包含測量流表項匹配頭部中的所有匹配項，或測量流表項匹配頭部中的匹配項包含轉發流表項匹配頭部中的所有匹配項，即為匹配成功，其他情況均為匹配不成功，如果匹配不成功，控制器不作任何操作，如果匹配成功，控制器向匹配成功的轉發流表項對應的交換機下發測量流表項並存入交換機本地的流量測量流表，流量測量流表的序號大於該交換機中所有其他轉發流表的序號，發送指令在匹配成功的轉發流表項的操作指令中增加轉入流量測量流表的操作，並向交換機發送流表查詢消息，將下發交換機的編號和測量流表項的匹配頭部存入已下發流表項記錄表，記錄下發時間作為起始時間Ttl，將起始數據量Dtl置為O ;進入步驟S4 ； 53:在流量測量過程中，每當控制器接收到來自交換機的PacketIn消息，則從PacketIn消息中解析得到交換機編號和測量相關欄位，與流量測量需求的交換機編號和測量相關欄位進行匹配，如果匹配不成功，則不作任何操作，如果匹配成功，則將測量相關欄位組合成為測量流表項的匹配頭部，判斷交換機編號和測量流表項是否存在於已下發流表項記錄表中，如果存在，則在下發的轉發流表項的操作指令中增加轉入流量測量流表的操作，並向該交換機發送流表查詢消息，進入步驟S4 ;如果不存在，將測量流表項下發至對應的交換機，並存入交換機本地的流量測量流表，在下發的轉發流表項的操作指令中增加轉入流量測量流表的操作，並向交換機發送流表查詢消息，將下發交換機的編號和測量流表項的匹配頭部存入已下發流表項記錄表，記錄下發時間作為起始時間Tci,將起始數據量Dci置為O,進入步驟S4 ； 54:控制器發送流量查詢消息後，監測當前時間與起始時間Ttl的時間間隔，當時間間隔等於預設的最大時間間隔t時，控制器再次向交換機發送流量查詢消息； 55:交換機接收到流表查詢消息後，讀取對應測量流表項中計數器得到的數據量D1,以當前時間作為終止時間T1，將數據量D1和終止時間T1發送給控制器，控制器計算時間t內的數據流量D = D1-D0和平均速率s = DZ(T1-Ttl),將交換機編號、測量流表項匹配頭部、起始時間Ttl、終止時間T1、數據流量D和平均速率s記入流量統計結果列表，更新起始時間Ttl=T1,起始數據量Dtl = D1 ； 56:當交換機中的測量流表項刪除，交換機主動讀取對應測量流表項中計數器得到的數據量D1，如果是因為空閒超時刪除，以當前時間減去空閒超時值作為終止時間T1，否則以當前時間作為終止時間T1，交換機將數據量D1和終止時間T1發送給控制器，控制器計算數據流量D = D^Dtl和平均速率s = DAT1-Tci)，將交換機編號、流表項匹配頭部、起始時間T。、終止時間T1和數據流量D記入流量統計結果列表，刪除下發流表項記錄表的對應記錄； 57:當流量測量結束條件達到時，控制器刪除對應流量測量需求，並查詢已下發流表項記錄表是否存在對應的測量流表項記錄，如果不存在，不作任何操作，否則向測量流表項對應的交換機發送測量流表項刪除指令，交換機在接收刪除指令後刪除對應的測量流表項。
2.根據權利要求1所述的SDN流量測量方法，其特徵在於，所述步驟SI中的測量相關欄位包括輸入埠號、數據包的乙太網頭部中的乙太網協議類型、源地址和目標地址。
3.根據權利要求1所述的SDN流量監測方法，其特徵在於，所述步驟S4中時間間隔的監測方法為:控制器中設置一計時器，每當計時器達到閾值時，讀取當前時間T2，判斷T2-L是否等於t，如果是，時間間隔等於預設的最大時間間隔t，設置計時器初值為O，閾值為t，如果不是，設置計時器初值為O，閾值為Tft-T215
4.根據權利要求1所述的SDN流量測量方法，其特徵在於，所述步驟S4中時間間隔的監測方法為:控制器中設置一計時器，其閾值為t，每當控制器向對應交換機發送一次流量查詢消息，則將計時器的值重置為O，當計時器的值為t時，時間間隔等於預設的最大時間間隔t。
5.根據權利要求1所述的SDN流量監測方法，其特徵在於，所述步驟S7的流量測量結束條件為控制器接收到流量測量結束指令，或者預設的流量測量結束時間到達。
【文檔編號】H04L12/947GK104243240SQ201410492338
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月23日 優先權日:2014年9月23日
【發明者】羅緒成, 劉夢娟, 劉嶠, 陳偉, 張翔, 劉亞軍, 湯四見, 李偉銘, 趙鵬 申請人:電子科技大學