一種改進的QoS動態(tài)配置方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種適用于現(xiàn)有交換機加路由器模式傳統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)改進型的QoS動態(tài)配置實現(xiàn)方法，該方法包括：(1)控制模塊-規(guī)則初始化、流表控制；(2)流表-存儲ACL規(guī)則；(3)配置模塊-對控制模塊下發(fā)的規(guī)則進行判定、檢測；(4)驅(qū)動模塊-將配置模塊下發(fā)的數(shù)據(jù)流規(guī)則生效并實時監(jiān)控端口狀態(tài)；(5)協(xié)商模塊-對驅(qū)動發(fā)送的端口數(shù)據(jù)狀態(tài)進行判定，并通知控制模塊進行相應(yīng)動作。本發(fā)明的有益效果是：在不改變傳統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的前提下，實現(xiàn)了QoS智能動態(tài)配置同時支持用戶自定義規(guī)則，節(jié)約了人力、物力；同時設(shè)備制造商只需提供接口，不必開放內(nèi)部結(jié)構(gòu)，用戶不用操作設(shè)備內(nèi)部，就可以實現(xiàn)QoS需求，保證了設(shè)備的安全性，也符合設(shè)備制造商的利益。
【專利說明】—種改進的QoS動態(tài)配置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在現(xiàn)有交換網(wǎng)絡(luò)中改進的QoS動態(tài)配置方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的交換網(wǎng)絡(luò)中，QoS是通過設(shè)定多種轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，對網(wǎng)絡(luò)中所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量進行實時監(jiān)控、帶寬規(guī)劃、優(yōu)先級動態(tài)修正、數(shù)據(jù)流量平滑整形，以滿足用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量及安全性的各種需求。但是隨著用戶對網(wǎng)絡(luò)性能需求的日益提高、以及網(wǎng)絡(luò)中存在許多安全性方面問題，使得許多復(fù)雜的功能被添加到交換設(shè)備的體系結(jié)構(gòu)當(dāng)中，造成設(shè)備越來越臃腫而且性能提升的空間越來越小，給QoS服務(wù)帶來巨大挑戰(zhàn)。針對目前交換網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，也有一些組織機構(gòu)提出了一些新的想法甚至是制造出了設(shè)備來解決這些問題，如OpenFlow交換機，但目前網(wǎng)絡(luò)中普遍采用的都是傳統(tǒng)的交換設(shè)備，要解決現(xiàn)狀就意味著要用新設(shè)備來替換舊設(shè)備，這無疑是代價非常昂貴的。而現(xiàn)有的QoS服務(wù)配置方法，在性能方面，靜態(tài)配置無法為新接入有特定需求的數(shù)據(jù)提供足夠的性能保證，動態(tài)配置雖然可以為新接入的數(shù)據(jù)提供動態(tài)的QoS服務(wù)，但為完成該服務(wù)動作基本上都是進行的軟件轉(zhuǎn)發(fā)，無法達(dá)到硬件轉(zhuǎn)發(fā)的速度，也沒有硬件轉(zhuǎn)發(fā)那樣的帶寬；而在安全方面，無論是靜態(tài)或是動態(tài)配置，都需要直接對設(shè)備內(nèi)部直接進行操作，意味著設(shè)備生產(chǎn)商需要將內(nèi)部結(jié)構(gòu)公布出來，完全不符合設(shè)備制造商的利益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明立足于設(shè)備制造商角度，基于目前普遍采用的交換機+路由器模式傳統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用條件下，提出一種改進型的QoS動態(tài)配置的方法，該方法的改進在于:
1.在現(xiàn)有的交換設(shè)備中，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)流和控制流的分離，各個功能模塊相互獨立。
[0004]2.在進行QoS配置時不需要對設(shè)備內(nèi)部直接進行操作，即使是用戶直接向設(shè)備設(shè)定數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則時，也對設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒任何影響，設(shè)備的安全性得到了保護。
[0005]3.每個數(shù)據(jù)流都必須由控制模塊來做出轉(zhuǎn)發(fā)動作，控制模塊為用戶提供一個固定格式的數(shù)據(jù)流規(guī)則制定，可以預(yù)先制定一些QoS規(guī)則，也可以在數(shù)據(jù)傳輸過程中通過協(xié)商實時的調(diào)整QoS規(guī)則，以達(dá)到為網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)分配合理的傳輸路徑，有效的控制數(shù)據(jù)流處理策略，從而更好的控制網(wǎng)絡(luò)，更為重要的是數(shù)據(jù)流的動態(tài)路徑更改和數(shù)據(jù)流特征靜態(tài)綁定或動態(tài)綁定可以拒絕某些數(shù)據(jù)流來大大增強網(wǎng)絡(luò)中的安全性。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:(I).在不用改變現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)格局或更換交換設(shè)備等的前提下，實現(xiàn)QoS配置實現(xiàn)了智能動態(tài)配置，即使用戶希望自定義數(shù)據(jù)流規(guī)則，也不必像以前那樣對交換機、路由器進行一系列繁復(fù)的配置，只需要按照一個固定的格式輸入?yún)?shù)就可以實現(xiàn)自己想要的數(shù)據(jù)流規(guī)則，節(jié)約了人力、物力成本；(2).設(shè)備制造商不必為用戶開放設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只需要提供一個固定格式的接口，用戶就可以直接實現(xiàn)各種QoS需求，不用對設(shè)備內(nèi)部進行操作，從而在保證設(shè)備安全性的同時也符合了設(shè)備制造商的利益?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0007]圖1、流表格式。
[0008]圖2、QoS配置管理流程。
[0009]圖3、規(guī)則檢測流程。
【具體實施方式】
[0010]為了實現(xiàn)該方案，需要控制模塊、流表、配置模塊、驅(qū)動模塊、協(xié)商模塊的相互配合，這幾個模塊各自發(fā)揮的作用為:
1.控制模塊:
(1)初始化過程中讀取流表中存儲的數(shù)據(jù)流規(guī)則，并向配置模塊進行下發(fā)；
(2)接收用戶自定義添加的數(shù)據(jù)流規(guī)則和協(xié)商模塊發(fā)送的新數(shù)據(jù)流規(guī)則，并將該規(guī)則向流表進行下發(fā)，從而產(chǎn)生對流表的控制作用；
(3)接收沒有匹配到任何流表表項的數(shù)據(jù)流，讀取對數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)發(fā)目的，發(fā)送到相應(yīng)的出口，否則直接丟棄。
[0011]2.流表:
流表中存儲了多個流表項，各流表項對應(yīng)一個轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，這樣就組成了多種轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。進入交換網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流必須通過匹配流表中的某個表項來獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理動作；若某個數(shù)據(jù)流沒有匹配任何表項，則需要轉(zhuǎn)給控制模塊進行處理。流表項由頭域、計數(shù)器和操作組成，參照圖1所示:頭域是流表項的標(biāo)識；計數(shù)器用來計數(shù)流表項的統(tǒng)計數(shù)據(jù)；操作標(biāo)明了與該流表項匹配的數(shù)據(jù)流應(yīng)該執(zhí)行的操作。
[0012]3.配置模塊:
控制模塊讀取流表中的數(shù)據(jù)流規(guī)則，并向配置模塊下發(fā)這些規(guī)則，配置收到控制模塊下發(fā)的控制規(guī)則后，對這些控制規(guī)則進行判定、規(guī)則檢測，確認(rèn)無誤后向驅(qū)動模塊下發(fā)消息，使這些規(guī)則生效。
[0013]4.驅(qū)動模塊:
接收配置模塊下發(fā)的數(shù)據(jù)流規(guī)則，直接調(diào)用API，使能這些數(shù)據(jù)流規(guī)則，并實時讀取交換芯片中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的某個或者某些端口的寄存器狀態(tài)，并將這些狀態(tài)實時匯報給協(xié)商模塊。
[0014]5.協(xié)商模塊:
接收驅(qū)動模塊發(fā)送的端口寄存器狀態(tài)，對這些狀態(tài)加以判斷，達(dá)到端口擁塞、釋放、關(guān)閉、打開等條件后，向控制模塊發(fā)送消息，通知控制模塊做相應(yīng)的操作。
[0015]本發(fā)明提出的改進型QoS動態(tài)配置方法在現(xiàn)有的交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中實現(xiàn)了數(shù)據(jù)流與控制流的分離，QoS的用戶自定義配置和動態(tài)配置相結(jié)合大大提高了設(shè)備的實用性，降低了人為因素在QoS配置過程中誤操作所產(chǎn)生的負(fù)面影響，同時在QoS配置過程中不需要對設(shè)備內(nèi)部直接進行操作，提高了設(shè)備的安全性。
[0016]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面參照附圖2，對本發(fā)明的QoS配置管理流程作詳細(xì)說明。
[0017]1.控制模塊接收用戶自定義的數(shù)據(jù)流配置規(guī)則，或直接讀取流表中所存儲的數(shù)據(jù)流規(guī)則并將其下發(fā)到配置模塊。[0018]2.配置模塊接收這些數(shù)據(jù)流規(guī)則，會對其進行規(guī)則檢測，如圖3所示流程篩選出完全有效的規(guī)則發(fā)送到驅(qū)動模塊，使規(guī)則得以生效。
[0019]3.驅(qū)動模塊接收數(shù)據(jù)流規(guī)則之后，直接調(diào)用芯片的API對芯片進行控制，使規(guī)則得以生效，同時實時讀取某個或某些端口的寄存器狀態(tài)，取出其中對某些數(shù)據(jù)流統(tǒng)計的流量、數(shù)據(jù)包個數(shù)等信息上報給協(xié)商模塊。
[0020]4.當(dāng)這些狀態(tài)信息達(dá)到一定的條件時可能需要改變這些數(shù)據(jù)流的規(guī)則，或者是端口堵塞(空閑)時需要關(guān)閉(打開)該端口，協(xié)商模塊需要對這些狀態(tài)信息進行判定，然后將其以消息的格式上報給控制模塊，控制模塊將這些經(jīng)過協(xié)商模塊判定后的信息認(rèn)為是屬于新的數(shù)據(jù)流規(guī)則，會進行相應(yīng)的處理。
[0021]5.數(shù)據(jù)流進入設(shè)備后，會查找流表中的匹配表項，當(dāng)匹配到相應(yīng)表項后，會做出表項中所規(guī)定的動作，若沒匹配到任何表項則會進入控制模塊，控制讀取其出端口或目的等數(shù)據(jù)特征后會發(fā)送到相對應(yīng)的端口，否則將其丟棄。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于現(xiàn)有交換機加路由器模式傳統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)的QoS動態(tài)配置方法，其特征在于，實現(xiàn)該方法需要控制模塊、流表、配置模塊、驅(qū)動模塊和協(xié)商模塊的相互協(xié)作與配合: 所述控制模塊，主要負(fù)責(zé)初始化過程中讀取流表中存儲的數(shù)據(jù)流規(guī)則，并向配置模塊進行下發(fā)；接收用戶自定義添加的數(shù)據(jù)流規(guī)則和協(xié)商模塊發(fā)送的新數(shù)據(jù)流規(guī)則，并將該規(guī)則向流表進行下發(fā)，從而產(chǎn)生對流表的控制作用；接收沒有匹配到任何流表表項的數(shù)據(jù)流，讀取對數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)發(fā)目的，發(fā)送到相應(yīng)的出口，否則直接丟棄； 所述流表，主要用于存儲流表項，每個流表項對應(yīng)一個轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，從而形成多種轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則所訴配置模塊，主要負(fù)責(zé)接收控制模塊下發(fā)的控制規(guī)則消息，并對這些控制規(guī)則進行判定、規(guī)則檢測，確認(rèn)無誤后需要向驅(qū)動模塊下發(fā)消息，使這些規(guī)則生效； 所述驅(qū)動模塊，主要負(fù)責(zé)接收配置模塊下發(fā)的數(shù)據(jù)流規(guī)則，直接調(diào)用API，使能這些數(shù)據(jù)流規(guī)則，并實時讀取交換芯片中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的某個或者某些端口的寄存器狀態(tài)，并將這些狀態(tài)實時匯報給協(xié)商模塊； 所述協(xié)商模塊，主要負(fù)責(zé)接收驅(qū)動模塊發(fā)送的端口寄存器狀態(tài)，對這些狀態(tài)加以判斷，達(dá)到端口擁塞、釋放、關(guān)閉、打開等條件后，向控制模塊發(fā)送消息，通知控制模塊做相應(yīng)的操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:(I)控制模塊會提供一個固定格式的數(shù)據(jù)流規(guī)則制定，QoS規(guī)則可以根據(jù)用戶按照固定格式自定義而形成，也可以在數(shù)據(jù)傳輸過程中根據(jù)數(shù)據(jù)流的狀態(tài)實時動態(tài)形成，控制模塊可以這些QoS規(guī)則進行添加、刪除、修改等動作；(2)流表存儲多個流表項，這些流表項支持添加、刪除、修改；(3)配置模塊在接收控制模塊下發(fā)的規(guī)則后，需要對這些規(guī)則進行判定和沖突檢測；(4).驅(qū)動模塊接收配置模塊下發(fā)的數(shù)據(jù)流規(guī)則，可以直接掉用API對交換芯片進行配置管理，同時還要實時讀取端口狀態(tài)；(5)協(xié)商模塊接收驅(qū)動模塊發(fā)送的端口狀態(tài)，在自行判定這些狀態(tài)后，實時動態(tài)地通知控制模塊對某些數(shù)據(jù)流規(guī)則進行相應(yīng)的動作。
【文檔編號】H04L12/927GK103795652SQ201410015543
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】鄭直, 王亞昕, 李世釗, 湯程, 陳量 申請人:重慶金美通信有限責(zé)任公司