[发明专利]基于应用和用户态协议栈的网络管理方法及网络架构

说明书

本发明公开一种基于应用和用户态协议栈的网络管理方法及网络架构，其中，网络架构包括应用层、TCP层、网络层和控制器，TCP层和应用层之间设有ServiceIP层，应用层包括多个APP，在所述ServiceIP层部署至少一个用户态协议栈，用户态协议栈为一个以上的APP所使用。网络管理方法包括控制器接收来自任一APP发出的APP请求，APP请求通过对应的用户态协议栈发送给控制器；控制器对APP请求进行处理，并将处理结果反馈给对应的用户态协议栈，由对应的用户态协议栈将控制器的处理结果发送给对应的APP。本发明解决了APP的标识、接入和移动性等问题，而且用户态协议栈部署更加灵活，平台移植性强。

技术领域

本发明涉及互联网技术领域，具体涉及一种SDN场景下基于应用和用户态协议栈的网络管理方法及网络架构。

背景技术

随着网络设备、接入用户、用户APP的大规模使用，当前互联网发展使得传统面向用户的网络接口面临越来越多的挑战。

首先，传统的操作系统socket接口，以IP地址+端口为定位符进行通信，随着地址或者端口的变化，带来了网络的震荡。就APP来说，不应该感知IP地址或者端口的变化。而且，目前采用IP地址作为socket的基本接口不可能做到身份隐藏。对于网络窃听者来说，在报文整个传输中，总是可以根据IP地址身份追溯到源，从而发起相应的攻击。

第二，目前内核网络连接机制采用基于IP地址+端口的方式，无法区分不同的应用，也就无法进行应用的策略管理，导致网络数据冗余传输，极大浪费了网络资源。

第三，目前高优先级的应用需求没有一种方式合理的传递到网络层，因此基于应用的需求无法在网络上表达。导致不同的应用对于网络需要不一样，有的需要较高优先级调度、有的需要保证较好的传输质量，目前网络协议栈如FreeBSD等都是基于socket的公平调度，缺乏一种差异化基于应用的对应开放的网络接口。

目前针对应用的设计及区分，业界做了一定的研究工作，如主机标识协议(HIP，Host Identifier Protocol)，HIP对应用的编程API接口进行了一级抽象，由IP+端口改为HostID+端口的方式进行，使得应用编程可以基于恒定的Host ID+port进行。但是HIT采用改造内核协议栈的方式，基于内核的改造涉及内核版本的巨大差异化问题难以推广，同时由于内核协议栈的天然低效率、时延高、无应用APP的SLA适配API等特征使得该技术实际意义不大。而且不同的应用需要的网络资源是不同的，HIP注重主机身份与定位的分离，但是分离后，需要针对多身份不同的应用做策略控制。

发明内容

技术目的：针对现有技术中的不足，本发明公开了一种基于应用和用户态协议栈的网络管理方法及网络架构，其提出了一种用户态协议栈的API接口的设计方法，针对多APP接入场景下，通过控制器分配的ServiceIP进行应用APP通信；该API接口涉及网络感知应用的SLA需求、CS模式的服务发布、策略控制、报文收发等功能API接口。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于应用和用户态协议栈的网络管理方法，其特征在于：所述方法应用于网络架构，网络架构包括应用层、TCP层、网络层和控制器，TCP层和应用层之间设有ServiceIP层，应用层包括多个APP，在所述ServiceIP层部署至少一个用户态协议栈，用户态协议栈为一个以上的APP所使用；

所述方法包括步骤：

S1.控制器接收来自任一APP发出的APP请求，APP请求通过对应的用户态协议栈发送给控制器；

S2.控制器对APP请求进行处理，并将处理结果反馈给对应的用户态协议栈，由对应的用户态协议栈将控制器的处理结果发送给对应的APP。

优选地，在所述APP请求为业务注册请求时，所述步骤S2具体为：