[发明专利]面向数据流的基于软件定义网络的无线网络资源管理方法

摘要

本发明提出的面向数据流的基于软件定义网络的无线网络资源管理方法，属于无线网络资源管理领域。该方法首先对无线网络接入终端进行扩展，然后对SDN网络中的SDN控制器和Openflow协议进行扩展，最后实现对数据流的管理。本发明通过以虚拟网卡的方式，完成在无线网络中相同终端上的不同数据流映射到不同的虚拟网卡，从而在无线SDN网络中实现面向数据流的资源管理。

主权项

1.一种面向数据流的基于软件定义网络的无线网络资源管理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n1)对无线网络接入终端进行扩展，具体包括以下内容：/n在无线网络接入终端中新增数据流管理模块和本地控制器；数据流管理模块负责数据流与虚拟网卡之间的映射，按照本地控制器下发的配置文件，将不同优先级的数据流分配到不同的虚拟网卡上；本地控制器通过接收网络侧的SDN控制器发送的的配置文件，生成、合并或者删除虚拟网卡，并且生成数据流与虚拟网卡的映射文件发送给数据流管理模块；/n2)对SDN网络中SDN控制器和Openflow协议进行扩展，具体包括以下内容：/n2-1)对SDN网络中的SDN控制器进行扩展，增加虚拟网卡与物理网卡之间的映射关系表，以实现在SDN网络中对虚拟网卡的支持；/n2-2)对SDN控制器和SDN交换机之间的Openflow协议进行扩展，新增消息类型，使得接入终端和SDN控制器之间交互信令；扩展的消息包括使得接入终端生成虚拟网卡、删除虚拟网卡以及合并虚拟网卡；具体如下：/n2-2-1)新增消息类型36；消息具体包含：终端告知SDN控制器虚拟网卡的MAC地址，物理网卡的MAC地址，以及该虚拟网卡上的数据流信息，包括源、目的IP，源、目的端口以及优先级；/n2-2-2)新增消息类型37；消息具体包括：SDN控制器告知终端将指定的数据流使用指定的虚拟网卡，告知终端以下信息：虚拟网卡的MAC地址，物理网卡的MAC地址，以及该虚拟网卡上的数据流信息，包括源、目的IP，源、目的端口以及优先级；/n2-2-3)新增消息类型38；消息具体包括：终端告知SDN控制器，删除指定虚拟网卡，告知控制器该虚拟网卡的MAC地址以及该终端的物理网卡的MAC地址；/n2-2-4)新增消息类型39；消息具体包括：SDN控制器告知终端删除指定虚拟网卡，告知终端要删除的虚拟网卡MAC地址以及终端的物理网卡MAC地址；/n2-2-5)新增消息类型40；消息具体包括：终端告知SDN控制器，将虚拟网卡1与虚拟网卡2合并，即将虚拟网卡2上的数据流合并到虚拟网卡1上，并删除虚拟网卡2，告知控制器虚拟网卡1的MAC地址，虚拟网卡2的MAC地址，以及该终端的物理网卡的MAC地址；/n2-2-6)新增消息类型41；消息具体包括：SDN控制器告知终端，将虚拟网卡1与虚拟网卡2合并，即将虚拟网卡2上的数据流合并到虚拟网卡1上，并删除虚拟网卡2，告知控制器虚拟网卡1的MAC地址，虚拟网卡2的MAC地址，以及该终端的物理网卡的MAC地址；/n3)对数据流进行管理，具体包含以下步骤：/n3-1)当无线网络接入终端产生一个数据流，由终端侧的本地控制器向SDN网络中的SDN控制器发出资源申请；/n3-2)SDN网络中的SDN控制器收到步骤3-1)所述的资源申请后，SDN控制器为步骤3-1)产生的数据流分配无线资源，并生成一个虚拟网卡的MAC地址，将该MAC地址与所述数据流的信息以及优先级通过步骤2)中扩展的Openflow协议告知无线网络接入终端；同时SDN控制器为该数据流下发流表到无线接入点以及与无线接入点连接的SDN交换机；/n3-3)当无线网络接入终端的本地控制器收到步骤3-2)生成的包含指定MAC地址、数据流信息以及优先级的消息后，生成一块虚拟网卡，并且通过MAC地址更改软件将该虚拟网卡的MAC地址改成指定地址，即步骤3-2)所生成的MAC地址；/n3-4)在无线网络接入终端侧，本地控制器告知数据流管理模块，将步骤3-1)产生的数据流分配到步骤3-3)生成的虚拟网卡上；/n3-5)SDN网络中的SDN交换机收到如步骤3-2)所述的流表，流表包含步骤3-2)生成的虚拟网卡MAC地址的数据包，所述SDN交换机将数据包中虚拟网卡MAC地址替换为原有物理网卡MAC地址，并将更改后的数据包重新打包后，按照流表匹配项从指定端口转发；/n3-6)当无线网络接入终端侧的本地控制器发现与步骤3-1)所述数据流具有相同优先级需求的新数据流，将新数据流合并到步骤3-3)生成的虚拟网卡上，并且删除所述新数据流已经不再使用的虚拟网卡，回收资源，并将合并和删除的消息通过步骤2)中扩展的Openflow协议告知SDN网络中的SDN控制器；/n3-7)SDN网络中的SDN控制器收到步骤3-6)所述的合并和删除消息后，生成相应的流表下发给无线接入点以及与无线接入点连接的SDN交换机，完成对数据流的无线网络资源管理。/n