[发明专利]基于SDN的防线头阻塞方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电子通信技术领域，具体涉及一种防线头阻塞方法及系统。

背景技术

线头阻塞(Head-of-line blocking，HOL)是一种出现在缓存式通信网络交换中的一种现象。如图1所示，交换机1通常由缓存式输入端口11、一个交换架构13以及缓存式输出端口121、122组成。当在相同的输入端口上到达的包被指向不同的输出端口的时候会易于出现线头阻塞。图1中报文1先到达缓存式输入端口11，速率为100％的线速，报文1将被转发到缓存式输出端口121，报文2后到达缓存式输入端口11，速率为20％的线速，由于报文1被阻塞，报文2不能正确转发到缓存式输出端口122，即，由于输入缓存以及交换设计的FIFO(First Input First Output，先进先出)特性，交换架构在每一个周期中只能交换缓存头部的包。如果某一缓存头部的包由于拥塞而不能交换到一个输出端口，那么该缓存中余下的包也会被线头包所阻塞，即使这些包的目的端口并没有拥塞。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于SDN(Software Defined Network，软件定义网络)的防线头阻塞方法及系统，通过直接在源头把报文限制住，防止对整个SDN网络带来冲击和影响。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

基于SDN的防线头阻塞方法，其中，应用于包括多个交换机的SDN网络，包括以下步骤：

步骤1，交换机依据设定侦测方法侦测输出端口状态，于输出端口进入线头阻塞状态时，上报HOL事件至一SDN控制器；

步骤2，所述SDN控制器依据所述HOL事件计算所述HOL事件的转发路径以获得入口交换机及相应的输入端口；

步骤3，所述SDN控制器下发OF(OpenFlow协议)消息至所述输入端口；

步骤4，所述输入端口接收所述OF消息后执行丢弃或限速产生所述HOL事件的报文。

本发明的基于SDN的防线头阻塞方法，所述步骤1之前，所述SDN控制器根据LLDP(Link Layer Discovery Protocol，链路层发现协议)协议获得所述SDN网络的拓扑结构。

本发明的基于SDN的防线头阻塞方法，所述设定侦测方法采用基于CELL或基于报文的线头阻塞状态的检测方法，具体如下：

步骤11，所述交换机判断是基于CELL检测还是基于报文检测，如果是基于CELL检测，执行步骤12；否则，执行步骤13；

步骤12，判断每个输出端口每个服务类别队列的CELL计数是否大于一第一设定阈值；如果是，执行步骤14，否则，结束检测；

步骤13，判断每个输出端口每个服务类别队列的包计数是否大于一第二设定阈值；如果是，执行步骤14，否则，结束检测；

步骤14，交换机检测输出端口进入线头阻塞状态，上报HOL事件至所述SDN控制器。

本发明的基于SDN的防线头阻塞方法，步骤4之后，还可以包括，

步骤5，所述交换机检测到线头阻塞状态消除后上报给SDN控制器；

步骤6，所述SDN控制器下发OF消息，在相应输入端口继续转发产生HOL事件的报文。

本发明的基于SDN的防线头阻塞方法，所述交换机通过Experimenter报文上报HOL事件，所述Experimenter报文包括产生线头阻塞状态的交换机标识、产生线头阻塞状态的交换机端口标识、产生线头阻塞状态的报文特征码。

本发明的基于SDN的防线头阻塞方法，所述步骤2中所述SDN控制器根据HOL事件的报文特征码计算报文的转发路径以获得入口交换机和输入端口。

本发明的基于SDN的防线头阻塞方法，所述步骤3中所述SDN控制器向入口交换机下发OF消息并生成流表。

本发明的基于SDN的防线头阻塞方法，所述步骤3中所述SDN控制器向入口交换机下发OF消息并生成流表；所述步骤4中，所述流表根据偏移量和长度取出数据和报文特征码进行匹配，如果匹配成功，则在所述输入端口执行丢弃报文或限速产生HOL事件的报文。

本发明的基于SDN的防线头阻塞方法，所述步骤5具体如下：

步骤51，所述交换机依据所述设定侦测方法判断输出端口的每个服务类别队列的CELL计数小于一第三设定阈值且处于线头阻塞状态时，或，判断输出端口每个服务类别队列的包计数小于一第四设定阈值且处于线头阻塞状态时，执行步骤52；

步骤52，所述交换机清除线头阻塞状态并上报给SDN控制器。