1.基于SDN的数据中心网络中一种保障QoS的路由算法,其特征在于,包括以下步骤:
101、每个openflow交换机接收到的数据流进行流表匹配,如果能与openflow交换机中的流表相匹配,则触发转发动作;如果不能匹配则进入步骤102;
102、按优先级的高低对步骤101不能与流表相匹配的数据流进行分类,如果是属于对
时延敏感的高优先级数据流,跳转至步骤103,如果是用于受控负载,流式多媒体等等对带宽敏感的低优先级数据流则跳转至步骤104;
103、针对于时延敏感的高优先级数据流,启用时延保障算法,从整体上选择出时延最小路径,并进行将生成的流表写入到交换机中;
104、针对用于受控负载,流式多媒体等等对带宽敏感的低优先级数据流,启用带宽保障算法,对带宽进行动态调整,从而满足低优先级数据流所需求的带宽量,进而防止网络拥塞。
2.根据权利要求1所述的基于SDN的数据中心网络中一种保障QoS的路由算法,其特征
在于,所述时延敏感的高优先级数据流为与网络管理相关的信息流,带宽需求较高的低优先级级数据流为用于受控负载,流式多媒体等业务流量。
3.根据权利要求1所述的基于SDN的数据中心网络中一种保障QoS的路由算法,其特征
在于,步骤101如果有数据流进入交换机则判定此数据流的VLAN优先级是否小于5,即VLAN<
5,其中数据流的VLAN优先级的取值为0~7,优先级7为网络管理的相关信息包括路由选择信息RIP协议和开放最短路径OSPF协议;优先级6和5主要是延迟敏感;优先级4到1主要用于受控负载、流式多媒体、关键性业务流量,优先级0是默认值,在没有设置其它优先级值的情况下自动启用,此处设定VLAN优先级小于5为低优先级数据流,反之为高优先级数据流。
4.根据权利要求1所述的基于SDN的数据中心网络中一种保障QoS的路由算法,其特征
在于,当交换机收到的是高优先级数据流时,采用时延保障算法,SDN控制器选择出满足高优先级的时延路径进行流表下发,具体包括:对网络拓扑构建代价函数,建立满足时延约束而代价最小的数学模型,构建的链路代价函数为:Cij=(1-β)gij+βpij,0<β<1,式中,gij表示节点i,j之间的时延抖动,pij表示节点i,j之间的丢包率,β表示比例系数;
满足时延约束且代价最小的数学模型表示为:r*=argrmin{fc(r)|r∈rst,fd(r)≤dmax},式中,rst表示节点s与t之间所有的路由集合,r∈rst中一条路由,fc(r)表示路径r的总代价,dij表示节点i与j之间的链路时延,fd(r)表示路径r的总时延,dmax表示数据流的最大时延。
5.根据权利要求1所述的基于SDN的数据中心网络中一种保障QoS的路由算法,其特征
在于,所述满足时延约束且代价最小的数学模型的求解过程为:首先Cij作为链路权值,通过D算法求解代价最小的路径;判断路径的时延是否满足需求,满足则下发相应流表,否则,以dij作为链路的权值,求解时延最小的路径,判断路径时延是否满足需求,如果满足则下发相应流表,否则控制器将进行重新计算。
6.根据权利要求1所述的基于SDN的数据中心网络中一种保障QoS的路由算法,其特征
在于,步骤104中当交换机收到的是低优先级数据流时,SDN控制器对带宽进行动态调整,选择出满足数据流需求的最佳带宽路径进行流表下发,具体包括步骤:对各类参数的表示为:(1)带宽利用率Qu,表示使用带宽与总带宽之比,其表达式为Qu=Ballocated/Btotal,式中Ballocated表示使用带宽,Btotal表示链路总带宽;(2)将总带宽可表示为剩余带宽Bresidual与使用带宽Ballocated之和:Btotal=Bresidual+Ballocated;(3)初始带宽:Binit=Btotal/φi,其中φi表示权重值;此外,链路带宽的过载可表示为:Brequest>Binit;其中Brequest表示数据流的需求带宽;
先考虑数据流分配相应的使用带宽Ballocated,如果在Brequest≤Binit条件下,则数据流应分配的带宽为:Ballocated=Brequest;否则将带宽设置为Ballocated=Binit;其次,重负载路径的带宽需求为Black=Brequest-Ballocated-Binit;对链路中的剩余带宽Bresidual=Binit+Ballocated-Brequest的分配方式为:首先当系统内的剩余带宽Bresidual大于Black时,则Ballocated=Brequest;其次当系统内的剩余带宽Bresidual小于Black时按一定比例进行分配,于是使得 式中Badd为重新分配的带宽,Bilack为第i条链路上需求的带宽;而Ballocated=Ballocated+Badd,在接收到新数据流时,根据当前需求计算出符合要求的路径,同时控制器对链路状态进行检测,如果满足当前QoS需求,路径带宽分配不做变化,链路要求不能满足QoS需求时,通过带宽保障算法进行重新分配,以保障低优先级数据流带宽,在下一数据流到来时,要保障前一个数据流全部发送完毕。