本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于SDN的自適應(yīng)流量監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
：：流量監(jiān)控對(duì)于網(wǎng)絡(luò)管理是非常重要的一部分。很多網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用都是建立在準(zhǔn)確和及時(shí)的網(wǎng)絡(luò)狀況統(tǒng)計(jì)之上，例如現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心中廣泛應(yīng)用的負(fù)載均衡技術(shù)，流量工程，入侵檢測(cè)等等。SDN即網(wǎng)絡(luò)定義軟件，是近幾年出現(xiàn)的關(guān)于下一代互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的有力候選方案，其核心思想是將數(shù)據(jù)平面與轉(zhuǎn)發(fā)平面相分離，使得網(wǎng)絡(luò)具有可編程性，這使得網(wǎng)絡(luò)管理的復(fù)雜性大幅降低。在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中思科提出的NetFlow方案是較為普及一種NetFlow利用標(biāo)準(zhǔn)的交換模式處理數(shù)據(jù)流的第一個(gè)IP包數(shù)據(jù)，生成NetFlow緩存，隨后同樣的數(shù)據(jù)基于緩存信息在同一個(gè)數(shù)據(jù)流中進(jìn)行傳輸，不再匹配相關(guān)的訪問(wèn)控制等策略，NetFlow緩存同時(shí)包含了隨后數(shù)據(jù)流的統(tǒng)計(jì)信息，周期性的將數(shù)據(jù)發(fā)往統(tǒng)計(jì)中心。除此之外還有類(lèi)似的方案比如JFlow以及sFlow，他們的特征都是需要部署開(kāi)銷(xiāo)。由于SDN的可編程屬性，就決定了在SDN環(huán)境下的監(jiān)控方案對(duì)硬件的依賴(lài)將會(huì)降低，硬件開(kāi)銷(xiāo)將可能降低。目前在SDN環(huán)境中流量監(jiān)控方案主要分為二類(lèi)，主動(dòng)和被動(dòng)方式。其中有代表性的分別是PayLess和FlowSense，PayLess作為一種主動(dòng)監(jiān)控方案，其提出自適應(yīng)的輪詢(xún)算法，核心思想是對(duì)于elephantflow提供高頻率的詢(xún)問(wèn)而對(duì)小流則適當(dāng)降低詢(xún)問(wèn)頻率以降低開(kāi)銷(xiāo)。FlowSend是一種被動(dòng)式的監(jiān)控方案，其核心是想是利用SDN交換機(jī)和控制器之間必須交互的packet_in和flow_remove消息來(lái)估算流量。在目前的方案中PayLess其自適應(yīng)詢(xún)問(wèn)頻率根據(jù)流a的二次數(shù)據(jù)量統(tǒng)計(jì)差的值與設(shè)定的閥值的比來(lái)決定該流的頻率改變，而這種方式是不合理的其忽略了時(shí)間要素，其次，PayLess方式對(duì)于詢(xún)問(wèn)頻率的調(diào)整是乘或除固定常數(shù)，這種方式會(huì)導(dǎo)致對(duì)于突發(fā)流反應(yīng)緩慢收斂較慢。FlowSense提出靜態(tài)監(jiān)控方式，其通過(guò)OpenFlow協(xié)議規(guī)定的交換機(jī)與控制器之間對(duì)于流的固定交換信息PacketIn和Flow_Remove消息來(lái)計(jì)算流量，這導(dǎo)致監(jiān)控結(jié)果會(huì)出現(xiàn)較大的延遲和誤差。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于SDN的自適應(yīng)流量監(jiān)控裝置。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，一種基于SDN的自適應(yīng)流量監(jiān)控裝置，包括交換機(jī)選擇模塊、數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)整理模塊和輪詢(xún)策略模塊；交換機(jī)選擇模塊選擇關(guān)鍵交換機(jī)，將選擇結(jié)果傳遞至數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)模塊；數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)模塊根據(jù)交換機(jī)選擇模塊提供的交換機(jī)列表以及Schedule_table，發(fā)起FlowStatistRequest請(qǐng)求該對(duì)應(yīng)流的統(tǒng)計(jì)信息，當(dāng)收到FlowStatistReply記錄并保存；數(shù)據(jù)整理模塊通過(guò)數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)模塊提供的數(shù)據(jù)通過(guò)相關(guān)計(jì)算完成流量監(jiān)控所需結(jié)果并保存；輪詢(xún)策略模塊通過(guò)數(shù)據(jù)整理模塊得到的各流速率，計(jì)算各流速變化率調(diào)整流輪詢(xún)頻率。進(jìn)一步，交換機(jī)選擇模塊根據(jù)交換機(jī)選擇度ζ選擇收集流數(shù)據(jù)的訪問(wèn)對(duì)象，將所求交換機(jī)集合傳遞至數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)模塊；交換機(jī)選擇度ζ＝flow_path(Si)∩Schedule_table(T)/flow_path(Si)，其中flow_path(Si)表示通過(guò)交換機(jī)i的流，Schedule_table(T)表示在時(shí)間T需要收集數(shù)據(jù)的流。進(jìn)一步，數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)模塊根據(jù)Schedule_table[T]向Key_Switch[T]指定的交換機(jī)發(fā)起OFPFlowStatsRequest請(qǐng)求，同時(shí)接受OFPFlowStatsReply響應(yīng)將原始數(shù)據(jù)Flow_data保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。進(jìn)一步，輪詢(xún)策略模塊為每個(gè)流指定輪詢(xún)頻率，根據(jù)流f的速率增長(zhǎng)率計(jì)算并更新Schedule_table,新的輪詢(xún)頻率其中Tnew表示新的輪詢(xún)頻率，rnew表示新的流速率，rold表示舊的流速率，是一個(gè)指定的閥值。由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：相比FlowSense該裝置擁有更高的準(zhǔn)確率以及實(shí)時(shí)性。相較于Payless該算法具有更快的反應(yīng)力以及準(zhǔn)確性。本發(fā)明應(yīng)用于SDN環(huán)境中.在該裝置中消除了PayLess的缺點(diǎn)，并根據(jù)FlowSense的思路，合理利用固有開(kāi)銷(xiāo)以降低監(jiān)控開(kāi)銷(xiāo)。附圖說(shuō)明為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中：圖1為本發(fā)明的原理框圖；圖2為本發(fā)明在SDN架構(gòu)的應(yīng)用框圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。一種基于SDN的自適應(yīng)流量監(jiān)控裝置，其特征在于：包括交換機(jī)選擇模塊、數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)整理模塊和輪詢(xún)策略模塊；交換機(jī)選擇模塊選擇關(guān)鍵交換機(jī)，將選擇結(jié)果傳遞至數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)模塊；數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)模塊根據(jù)交換機(jī)選擇模塊提供的交換機(jī)列表以及Schedule_table，發(fā)起FlowStatistRequest請(qǐng)求該對(duì)應(yīng)流的統(tǒng)計(jì)信息，當(dāng)收到FlowStatistReply記錄并保存；數(shù)據(jù)整理模塊通過(guò)數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)模塊提供的數(shù)據(jù)通過(guò)相關(guān)計(jì)算(FlowStatistReply消息中，可以獲得duration_sec(流持續(xù)時(shí)間字段)以及byte_count(流傳輸字節(jié)數(shù))，通過(guò)公式(1)即可計(jì)算出此時(shí)速率Δbyte_count/Δduration_sec(1))完成流量監(jiān)控所需結(jié)果并保存；輪詢(xún)策略模塊通過(guò)數(shù)據(jù)整理模塊得到的各流速率，計(jì)算各流速變化率調(diào)整流輪詢(xún)頻率。交換機(jī)選擇模塊：在發(fā)送OFPFlowStatsRequest獲取指定流統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，我們必須選擇特定的交換機(jī)對(duì)象.在openflow中可以利用一次請(qǐng)求，請(qǐng)求多個(gè)流對(duì)象,因此選擇合適的交換機(jī)可以減少多余開(kāi)銷(xiāo)，但是一味選擇流聚集的交換機(jī)又會(huì)加重交換機(jī)的負(fù)載。所以該模塊根據(jù)ζ選擇收集流數(shù)據(jù)的訪問(wèn)對(duì)象，將所求交換機(jī)集合Key_Switch傳給數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)模塊。交換機(jī)選擇模塊根據(jù)交換機(jī)選擇度ζ選擇收集流數(shù)據(jù)的訪問(wèn)對(duì)象，將所求交換機(jī)集合傳遞至數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)模塊；交換機(jī)選擇度ζ＝flow_path(Si)∩Schedule_table(T)/flow_path(Si)，其中flow_path(Si)表示通過(guò)交換機(jī)i的流，Schedule_table(T)表示在時(shí)間T需要收集數(shù)據(jù)的流。數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)模塊：這個(gè)模塊的主要功能是根據(jù)Schedule_table[T]向Key_Switch[T]指定的交換機(jī)發(fā)起OFPFlowStatsRequest請(qǐng)求，同時(shí)接受OFPFlowStatsReply響應(yīng)將原始數(shù)據(jù)Flow_data保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。輪詢(xún)策略模塊：輪詢(xún)策略模塊為每個(gè)流指定輪詢(xún)頻率，默認(rèn)頻率為τ，根據(jù)流f的速率增長(zhǎng)率計(jì)算并更新Schedule_table,具體方式在定義2，每隔指定時(shí)間(例如1分鐘)更新定義2：其中T表示輪詢(xún)頻率，r表示流速率，在定義3作出解釋。定義3：其中Z是一個(gè)指定的常量，CU代表cpu利用率，MU代表內(nèi)存使用率，數(shù)據(jù)整理模塊：根據(jù)Flow_data計(jì)算各鏈表利用率Utilization_link，并將結(jié)果保存與數(shù)據(jù)庫(kù)中。算法描述：最后說(shuō)明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3