[发明专利]一种域内集中资源控制方法

说明书

技术领域

本发明属于网络技术领域，涉及网络管理领域，具体涉及一种资源控制方法，用于实现对域内网络资源的有效管理和控制。

背景技术

1983年国际标准组织(ISO:International Standardization Organizaition)制定了开放系统互联（OSI:Open System Interconnection）参考模型，该模型在规范计算机网络体系结构方面取到了不可替代的作用。随后美国国防部为其ARPANET广域网开发的网络体系结构和协议标准TCP/IP协议模型，并以它为基础组建的INTERNET是目前国际上规模最大的计算机网络，正因为INTERNET的广泛使用，使得TCP/IP成了事实上的互联网体系结构标准。TCP/IP采用的是无连接的端到端地数据包交换机制，提供“尽力而为”（besteffort）服务模型的设计机制。

从数据传输角度来看，这两种体系结构都是一种基于软件工程的层次式结构，而从域内资源控制角度可以看成是一种三层的控制模型，分别包括：控制平面、管理平面和数据平面。数据平面关注数据报的封装解封以及存储转发，数据平面通过层次化协议来隐藏设计部署的复杂性，现有体系结构各层的主要实现数据平面的功能；管理平面和控制平面主要功能是引导、测量和修复数据平面。控制平面主要包括路由相关控制机制，主要功能是实现网络寻址以及一些资源预留相关的机制；而管理平面主要包括网络一些优化和安全控制机制，如流量工程、配置管理等，它们主要通过改变路由器间链路权值来满足用户需求和实现传输优化。

这种资源控制模型存在以下两方面的问题：

1.管理和控制平面之间功能交织，难以达到目标一致的管理控制。在这种三层的模型下，各种管理和控制机制都需要自己采集网络视图以实现控制，并且控制平面中的控制机制一般是采用分布式的控制算法，管理平面一般通过集中式控制只能通过参数配置来影响控制平面，这种参数配置必然会导致控制平面进行泛滥式通知以获得一致的视图，可以看到这种管理和控制平面的控制机制协作是极为复杂并且容易出错的，并且这些错误会被分布式的控制机制放大，造成网络抖动难以收敛，无法提供稳定的传输，因而难以实现目标一致的网络管理和控制。

2.网络控制功能无法扩展。在现有三层的资源控制模型中，控制平面和数据平面的机制仍然是以分布式控制机制为主，这些控制任务不可避免的集中到路由器上。而随着网络的发展，无论是主干网络的带宽增长速度还是用户数据流量的增长速度都高于路由器处理能力的增长速度，网络资源控制的瓶颈也逐渐集中到了路由器上。同时为了满足用户对服务质量的要求，更多的控制机制需要添加，其中大部分都是要被分配到各个路由器等网络交换节点上，这也是构成网络发展僵局的一个本质原因。

针对这些问题，4D网络体系提出了集中控制的思想，但是该研究没有清晰的给出域内资源控制的流程；清华大学的林闯教授提出了可信可控网络概念，旨在解决现有网络在资源控制方面的缺陷，以实现网络资源控制的可预期；我们研究小组提出了一种可信可控的网络体系结构，重新设计了网络资源控制的层次关系，本专利就是基于可信可控网络体系结构四层资源控制模型设计了域内集中的资源控制流程。

发明内容

技术问题：本发明提供了一种可降低域内资源控制过程带来的高负载和收敛速度慢问题，同时减少网络设备的负担，提高网络可扩展性的域内集中资源控制方法。

技术方案：本发明的域内集中资源控制方法，包括以下步骤：

1）网络设备实时监听自身的状态变化，并将网络状态变化加上时间戳封装成信息通告，然后以洪泛的方式发送给自治域的控制节点；

2）自治域的控制节点根据信息通告中的时间戳来确定并存储最新发布的信息通告，然后根据最新发布的信息通告构建网络状态视图；

3）根据步骤2）中构建的网络状态视图进行控制决策，生成决策策略，决策策略包含主体、客体、条件和动作四个要素；

4）以源路由的方式，向决策策略中的客体所对应的网络地址发送步骤3）中生成的决策策略；

5）决策策略中的客体所对应的网络地址接收并解析决策策略后，执行决策策略。

本发明方法在自治域内部设置控制节点，如图2所示，包括控制节点的资源控制过程和网络设备的控制过程，控制节点的资源控制过程包含视图构建、决策策略制定和决策策略分发三个步骤，网络设备的控制过程除了具备实现网络通信的存储转发步骤之外，还增加了信息采集步骤和决策策略解析与执行步骤；其控制过程如图1所示。