[发明专利]基于SDN的QoS保障系统及其宽带资源预留方法

说明书

本发明公开了一种基于SDN的QoS保障系统及其宽带资源预留方法，包括：基于开源SDN控制器floodlight的二次开发，加入QoS保障模块和网络管理平台模块，并在QoS保障模块中实现带宽资源预留算法；基于带宽资源预留算法，将局域网中各链路的带宽资源按照最小时间粒度进行划分，当其中一台主机需要与局域网内另一台主机进行数据通信时先向SDN控制器的网络管理平台模块发出申请，网络管理平台模块负责将该请求分发到QoS保障模块；QoS保障模块负责计算主机间的最短通信路径，并通过OpenFlow协议的南向接口对该路径下的交换机下发优先包转发的流表。本发明可以对支持OpenFlow协议的交换机组成的局域网进行细粒度精确到数据包级别的QoS控制管理。

技术领域

本发明涉及网络通信的技术领域，尤其是指一种基于SDN的QoS保障系统及其宽带资源预留方法。

背景技术

近几年随着短视频业务的兴起以及云计算、大数据技术的不断发展，网络规模越来越大，网络拥堵的现象频发。传统网络对用户数据提供的“尽力而为”的改善网络服务质量不仅是传统网络技术的重点研究方向之一，在SDN网络中也具有格外重要的研究价值。然而传统网络在改善服务质量方面采用的典型办法，或多或少存在网络协议实现复杂、不能有效保障服务质量或者只能保证少数服务质量指标等不足，且实现方式缘于网络架构的差异性并不适用于SDN网络。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提出了一种基于SDN的QoS保障系统及其宽带资源预留方法，通过SDN控制器将端到端之间的网络链路上的带宽资源预留，使得在网络拥塞的情况下进行文件上传下载或其它网络通信时提前预留带宽的端到端之间的服务质量不会受到影响，可以对支持OpenFlow协议的交换机组成的局域网进行细粒度精确到数据包级别的QoS控制管理。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：基于SDN的QoS保障系统，包括：

SDN控制器，用于实现收集网络中交换设备的特征信息，对特征信息以json数据形式呈递给网络管理平台模块，并对网络管理平台模块发送的请求按照设置的规则分发给不同的模块；

网络管理平台模块，用于实现将SDN控制器收集的网络信息可视化，提供用户与SDN控制器的通信接口；

QoS保障模块，用于实现在网络中建立具有服务质量保证的通信链路，提前预留该链路上的带宽资源。

进一步，所述SDN控制器包括注册模块、设备管理模块、链路发现模块、拓扑服务模块、数据流模块、Rest API模块、静态路由模块和第一数据存储模块，其中：

所述注册模块负责所有模块的注册、启动和初始化，模块之间调用时先向注册模块查询所调用模块是否启动并初始化完成，再通过注册模块发送调用请求；

所述设备管理模块负责发现、跟踪网络中交换设备和主机的位置，维护其设备ID、MAC地址和IP地址这些关键信息；

所述链路发现模块负责通过LLDP(Link Layer Discovery Protocol)包和广播包发现并维护网络中的链路状态，获得交换设备之间及交换设备与主机之间的连接信息；

所述拓扑服务模块负责发现网络中的路由，维护网络中交换设备调度拓扑信息；

所述数据流模块负责控制数据流在任何控制器和交换设备之间进行交换；

所述Rest API模块负责通过Http协议向网络管理平台模块提供Rest API服务，将各模块的功能暴露给网络管理平台模块；

所述静态路由模块负责支持静态流表的增加和删除；

所述第一数据存储模块负责提供基于数据库的存储和管理服务。