[发明专利]基于SDN的支持QoS的多播路由构建方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于网络技术领域，具体为一种基于SDN的支持QoS的多播路由构建方法及系统。

背景技术

近些年，互联网发生了巨大的变化。新兴多媒体应用，如音频/视频会议、视频点播、ip电话通常比电子邮件和文件传输服务等传统网络应用需求更大。这些网络应用可能包括一组用户而不是一个发送方和一个接收方。

多播指把信息从一个地址同时传递给一组目的地址，目的是为了减少网络资源的消耗，在互联网中应用广泛，如音频/视频会议、视频点播、ip电话，而且被大量应用到数据中心，如分布式并行处理、分布式文件系统。在传统多播中，多播组通过树结构覆盖所有多播组成员。树上的路由器必须维护每个多播组的转发状态。随着多播应用在网络中的增加，多播组的数量会不断增加，这大大增加了路由器中路由表的大小。超大路由表的维护不仅需要容量大的内存支持，而且会减缓路由地址的查找速度。此外，维护多播树需要路由器之间交换控制信息，这将随着多播组数量的增加造成巨大的时间和空间开销。

在网络中，许多应用，例如：视频会议，多媒体广播，多人游戏等，都要求网络保证服务质量（QoS）。QoS是指一个网络能够利用各种基础技术，为指定的网络通信提供更好的服务能力,是网络的一种安全机制，是用来解决网络传输带宽、传输延迟、网络阻塞和丢包率等问题的一种技术。各种多播应用对网络带宽、时延以及抖动提出了各种不同的要求，媒体广播往往要求较高的带宽、较小的抖动；分布式并行处理要求高带宽和低时延。如何感知现有网络状况，根据当前网络的状态，带宽占用率，时延信息等，为多播应用选择最佳多播路径，在保证网络负载均衡的同时保障应用的服务质量（QoS）成为了一个亟待解决的问题。

软件定义网络(Software Defined Network，SDN)概念的提出对解决传统网络存在的问题提供了新的思路。SDN不同于传统的TCP/IP的分布式架构，它是一种数据控制分离、软件可编程的新型网络体系架构。SDN采用了集中式的控制平面和分布式的转发平面，两个平面互相分离，控制平面利用控制—转发通信接口对转发平面的网络设备进行集中式控制，并且提供灵活的可编程能力，最终达到自由控制流量转发的目的。

发明内容

鉴于背景技术中现有多播技术存在的缺点，本发明目的在于提供一种基于SDN的支持QoS的多播路由构建方法及系统，使得多播既可以达到网络带宽负载均衡，又能根据业务需求保证业务带宽和时延。

为实现上述目的，本发明提供一种基于SDN的支持QoS的多播路由构建方法，应用于包含OpenFlow控制器和Open vSwitch的通信网络中，其中Open vSwitch是支持OpenFlow协议的虚拟交换机，所述基于SDN的支持QoS的多播路由构建方法，包括以下步骤：

1.本方法是基于IGMP v2协议的，具体步骤如下：

(1).Open vSwitch将用户主机发送的IGMP报文转发给支持IGMP协议的OpenFlow控制器，此OpenFlow控制器解析所述IGMP报文；

(2).若(1)中所述报文是请求加入多播组的Membership Report报文：所述OpenFlow控制器根据解析的IGMP报文获取用户主机地址与多播组地址，并根据多播路由算法为所述主机计算满足QoS保障的多播路径；

(3).若(1)中所述报文是请求加入多播组的Membership Report报文：根据(2)中步骤计算出多播路径后，OpenFlow控制器测量出网络带宽，在存在于多播路径中的Open vSwitch中创建多播队列并为多播队列预留带宽资源；

(4).若(1)中所述报文是请求加入多播组的Membership Report报文：OpenFlow控制器在(3)中所述Open vSwitch中安装或更新流表项，使Open vSwitch可以转发多播组报文；

(5).若(1)中所述报文是请求离开多播组的Leave Group报文：所述OpenFlow控制器根据解析的IGMP报文获取用户主机地址与多播组地址，并查询此用户主机所在多播组中是否有其他多播成员，若没有，则所述OpenFlow控制器停止维护此多播组，并释放多播资源给通用队列；若有其他成员存在，则所述OpenFlow控制器继续维护此多播组，重新安装流表项并重新设置QoS队列。