一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)感知系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軟件定義網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，具體來講是一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)感知系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前全球互聯(lián)網(wǎng)用戶和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶發(fā)展迅速，中國用戶已突破8億，對(duì)于如此龐大的用戶量和網(wǎng)絡(luò)流量，其自身主要指標(biāo)和特征，如何感知、診斷和測量是互聯(lián)網(wǎng)中要解決的關(guān)鍵難題。
[0003]當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)感知技術(shù)主要基于深度包解析技術(shù)(deep packet inspect1n，DPI)，是一種基于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量的識(shí)別、分析和檢測技術(shù)。數(shù)據(jù)包傳遞到一個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)會(huì)檢查該數(shù)據(jù)包，分析數(shù)據(jù)包的每個(gè)字段，并根據(jù)節(jié)點(diǎn)設(shè)定的規(guī)則搜索不匹配協(xié)議、病毒、垃圾郵件等，然后，根據(jù)規(guī)則所定義的動(dòng)作對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行某種操作，是丟棄還是需要重新路由，或者是通過等。業(yè)務(wù)感知技術(shù)為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供信息以確保先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化、策略、合規(guī)性和安全功能。
[0004]業(yè)務(wù)感知技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)中很多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)中的公共任務(wù)。如圖1所示，網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，例如提供防火墻、入侵檢測和負(fù)載均衡等服務(wù)的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，除了帶有各自服務(wù)的處理模塊之外，還需要帶有業(yè)務(wù)感知功能的模塊，即圖1中的業(yè)務(wù)感知模塊。在這些業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)中，業(yè)務(wù)感知通常是最耗時(shí)的任務(wù)，消耗了業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)很多的處理時(shí)間。另外，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中也有單獨(dú)的業(yè)務(wù)感知設(shè)備存在，比如深度包檢測設(shè)備，主要是根據(jù)用戶需求做流量的分析和統(tǒng)計(jì)，為運(yùn)營商提供流量報(bào)表、用戶需求等功能；但是并沒有為網(wǎng)絡(luò)中需要業(yè)務(wù)感知功能的模塊提供服務(wù)。
[0005]而網(wǎng)絡(luò)中存在著大量需要業(yè)務(wù)感知功能的模塊，而這些模塊都在重復(fù)的做著業(yè)務(wù)流的掃描、匹配等工作。當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)，在業(yè)務(wù)流量在到達(dá)目的地之前會(huì)經(jīng)歷很多的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，這也意味著每個(gè)數(shù)據(jù)包在經(jīng)過每個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)時(shí)都被重復(fù)的檢測和分析了一遍，無端的消耗了大量的網(wǎng)絡(luò)處理資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network, SDN)的業(yè)務(wù)感知系統(tǒng)及方法，給網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)提供業(yè)務(wù)感知的服務(wù)，減少網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)感知技術(shù)頻繁重復(fù)使用，降低網(wǎng)絡(luò)資源的消耗，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。
[0007]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)感知系統(tǒng)，包括:多個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，用于提供不同業(yè)務(wù)；至少一個(gè)業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)，用于將系統(tǒng)要處理的數(shù)據(jù)包和各個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的匹配條件進(jìn)行匹配；并將業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)的匹配結(jié)果和數(shù)據(jù)包一起發(fā)送到后續(xù)的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)；一個(gè)業(yè)務(wù)感知控制器，用于維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的匹配條件集合，并負(fù)責(zé)管理業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)和業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)通信；多個(gè)SDN交換節(jié)點(diǎn)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)之間業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)；一個(gè)SDN控制器，用于為業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)所涉及的SDN交換節(jié)點(diǎn)設(shè)置流表的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。
[0008]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)和業(yè)務(wù)感知控制器之間通過openflow協(xié)議進(jìn)行通信。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，每個(gè)匹配條件包括業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)ID和內(nèi)部規(guī)則ID，業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)ID用于表示對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，內(nèi)部規(guī)則ID用于區(qū)分對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)中不同的匹配條件。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)的匹配結(jié)果的數(shù)據(jù)封裝到數(shù)據(jù)包中，具體封裝到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)報(bào)頭的元數(shù)據(jù)部分。
[0011]本發(fā)明還提供一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)感知方法，包括如下步驟:S1.需要使用業(yè)務(wù)感知服務(wù)的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)向所述業(yè)務(wù)感知控制器進(jìn)行注冊，注冊內(nèi)容包括該業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)匹配規(guī)則中的匹配條件；S2.業(yè)務(wù)感知控制器將匹配條件分組下發(fā)給業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)；S3.SDN控制器為業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)所涉及的SDN交換節(jié)點(diǎn)設(shè)置流表的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則；S4.業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包，根據(jù)所述匹配條件檢測和分析數(shù)據(jù)包，并記錄每個(gè)數(shù)據(jù)包的匹配結(jié)果；S5.業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)將符合匹配條件的數(shù)據(jù)包和匹配結(jié)果，按照SDN控制器設(shè)置的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，通過SDN交換節(jié)點(diǎn)依次發(fā)送給后續(xù)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)；S6.每一個(gè)后續(xù)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)相應(yīng)的匹配結(jié)果，直接執(zhí)行與匹配結(jié)果對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。
[0012]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述S2中，當(dāng)業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)為一個(gè)時(shí)，所有匹配條件都下發(fā)給該業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)；當(dāng)業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)為兩個(gè)以上時(shí)，將相似的匹配條件下發(fā)給同一個(gè)業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)，且每個(gè)匹配條件僅下發(fā)給一個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。
[0013]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述S4中，根據(jù)SDN控制器設(shè)置的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，在業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)邊界內(nèi)，所有業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)包首先經(jīng)過業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)。
[0014]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述S4中，業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)如果檢測到某條匹配條件和數(shù)據(jù)包匹配，則記錄該匹配條件對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)ID和內(nèi)部規(guī)則ID，以及匹配條件對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)包的偏移值；如果沒有匹配成功，則數(shù)據(jù)包的偏移值設(shè)置為減1。
[0015]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述S5中，業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)將匹配結(jié)果的數(shù)據(jù)封裝在數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)報(bào)頭中。
[0016]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)報(bào)頭中的業(yè)務(wù)路徑值設(shè)為1，服務(wù)索引值設(shè)置為該業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)處理業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，數(shù)據(jù)包每經(jīng)過一個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，服務(wù)索弓丨值減1，當(dāng)服務(wù)索引值減為0時(shí)，最后一個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)報(bào)頭從數(shù)據(jù)包中刪除。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于:通過設(shè)置業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)，為SDN網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)提供業(yè)務(wù)感知服務(wù)，使各個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)可以直接使用業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)的匹配結(jié)果，各個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)不需要重復(fù)執(zhí)行業(yè)務(wù)感知的功能，減少了網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)感知技術(shù)的頻繁重復(fù)使用，降低網(wǎng)絡(luò)資源的消耗，提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和功能的資源利用率。
【附圖說明】
[0018]圖1為【背景技術(shù)】中傳統(tǒng)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)感知示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實(shí)施例基于SDN的業(yè)務(wù)感知系統(tǒng)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明實(shí)施例基于SDN的業(yè)務(wù)感知方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022]如圖2所示，本發(fā)明基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)感知系統(tǒng)，包括多個(gè)多個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)和多個(gè)SDN交換節(jié)點(diǎn)，至少一個(gè)業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)，以及一個(gè)業(yè)務(wù)感知控制器和一個(gè)SDN控制器。本實(shí)施例中，包括4個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)和4個(gè)SDN交換節(jié)點(diǎn)。
[0023]業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)用于提供不同業(yè)務(wù)，例如提供防火墻、負(fù)載均衡和入侵檢測等業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。
[0024]業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)，用于對(duì)系統(tǒng)要處理的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析和檢測，具體將數(shù)據(jù)包和各個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的匹配條件進(jìn)行匹配，判斷數(shù)據(jù)包是否匹配某個(gè)條件，并將業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)的匹配結(jié)果和數(shù)據(jù)包一起發(fā)送到后續(xù)的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)匹配條件包括業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)ID和內(nèi)部規(guī)則ID，業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)ID用于表示對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，內(nèi)部規(guī)則ID用于區(qū)分對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)中不同的匹配條件。
[0025]業(yè)務(wù)感知控制器，負(fù)責(zé)管理業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)和業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)之間的通信，業(yè)務(wù)感知控制器和業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)之間通過openflow協(xié)議進(jìn)行通信，用于接受業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)自身匹配條件的注冊，維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的匹配條件集合。所述業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)的匹配結(jié)果的數(shù)據(jù)封裝到數(shù)據(jù)包中，具體封裝到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)報(bào)頭的元數(shù)據(jù)部分。
[0026]SDN交換節(jié)點(diǎn)用于實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)之間業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)，其中，一個(gè)SDN交換節(jié)點(diǎn)可以將一個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，也可以是多個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)使用同一個(gè)SDN交換節(jié)點(diǎn)。
[0027]SDN控制器，用于為業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)所涉及的SDN交換節(jié)點(diǎn)設(shè)置流表的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。因?yàn)橄到y(tǒng)在原來的轉(zhuǎn)發(fā)路徑上增加了業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)，且要求數(shù)據(jù)包要先經(jīng)過業(yè)務(wù)感知節(jié)點(diǎn)，同時(shí)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)本身對(duì)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)要保持和原來相同；因此SDN控制器需要對(duì)所涉及的SDN交換節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)流表的更新設(shè)置。
[0028]如圖2所示，