本發(fā)明涉及多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)，具體涉及一種網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著信息網(wǎng)絡(luò)和經(jīng)濟社會的深度融合，已經(jīng)發(fā)展了50多年的互聯(lián)網(wǎng)開始暴露“基因缺陷”，功能、性能、安全性、可擴展性等問題愈發(fā)凸顯。為解決現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)瓶頸問題，多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境代表了信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，能夠更好地滿足多樣化場景對時延、抖動等服務(wù)質(zhì)量需求。多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)是一種新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它將多個網(wǎng)絡(luò)模式（如sdn、nfv、傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等）結(jié)合在一起，旨在實現(xiàn)多樣化和智能化的網(wǎng)絡(luò)管理。與軟件定義網(wǎng)絡(luò)（sdn）類似，多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)也強調(diào)網(wǎng)絡(luò)的控制平面與數(shù)據(jù)平面的分離，旨在通過集中化的控制來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的靈活性和智能性。然而，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大和流量的增加，控制器的處理壓力逐漸增大，導致網(wǎng)絡(luò)性能下降。因此，需要一種有效的加速技術(shù)來緩解控制器的處理負擔，提高網(wǎng)絡(luò)的整體性能。但是，現(xiàn)有的加速技術(shù)通常是通過硬件加速或者在控制器內(nèi)部進行優(yōu)化來實現(xiàn)，但這些方法成本較高且復雜度較大。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法及裝置，本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)控制器處理負載過高導致性能瓶頸的問題，提升多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)的整體性能。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法，包括：通過在網(wǎng)絡(luò)控制器調(diào)度系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制器和交換機之間部署的代理服務(wù)器監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)控制器和交換機之間的openflow報文，如果監(jiān)聽到openflow報文則解析openflow報文的報文類型，如果報文類型是packet-out報文，則將packet-out報文緩存并轉(zhuǎn)發(fā)packet-out報文；如果報文類型是交換機發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)控制器的packet-in報文，則根據(jù)packet-in報文查詢是否緩存有匹配的packet-out報文，如果存在匹配的packet-out報文則直接將匹配的packet-out報文返回給交換機，如果不存在匹配的packet-out報文才將packet-in報文轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)控制器。

4、可選地，所述將packet-out報文緩存是指以packet-out報文的數(shù)據(jù)字段為鍵、packet-out報文為值構(gòu)成的鍵值對將packet-out報文添加到緩存中，所述根據(jù)packet-in報文查詢是否緩存有匹配的packet-out報文是指以packet-in報文的數(shù)據(jù)字段為鍵，查詢緩存中以packet-out報文的數(shù)據(jù)字段為鍵、packet-out報文為值構(gòu)成的鍵值對以確定是否存在匹配的packet-out報文。

5、可選地，所述通過在網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制器和交換機之間部署的代理服務(wù)器監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)控制器和交換機之間的openflow報文時，還包括針對packet-in報文、packet-out報文兩種報文類型以外的其他openflow報文直接轉(zhuǎn)發(fā)以實現(xiàn)透明代理。

6、可選地，所述通過在網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制器和交換機之間部署的代理服務(wù)器監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)控制器和交換機之間的openflow報文之前還包括：代理服務(wù)器初始化網(wǎng)絡(luò)套接字，綁定本地端口，通過本地端口開始監(jiān)聽交換機向網(wǎng)絡(luò)控制器發(fā)起的連接請求，如果收到交換機向網(wǎng)絡(luò)控制器發(fā)起的連接請求，則代理服務(wù)器與交換機建立tcp連接，并與網(wǎng)絡(luò)控制器建立tcp連接。

7、可選地，所述網(wǎng)絡(luò)控制器為軟件定義網(wǎng)絡(luò)sdn中的網(wǎng)絡(luò)控制器。

8、可選地，所述軟件定義網(wǎng)絡(luò)sdn為多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)、ryu網(wǎng)絡(luò)、onos網(wǎng)絡(luò)或者odl網(wǎng)絡(luò)，所述多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)為包括軟件定義網(wǎng)絡(luò)sdn、虛擬化網(wǎng)絡(luò)nfv、物理互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中部分或全部網(wǎng)絡(luò)模式的計算機網(wǎng)絡(luò)。

9、此外，本發(fā)明還提供一種用于應(yīng)用所述網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速裝置，包括：

10、連接管理模塊，用于管理與網(wǎng)絡(luò)控制器以及交換機之間的連接；

11、報文解析模塊，用于解析openflow報文的報文類型以決定不同的處理方式：如果是packet-out報文，則發(fā)送給緩存模塊；如果是packet-in報文，則發(fā)送給加速處理模塊；如果是packet-in報文、packet-out報文兩種報文類型以外的其他openflow報文，則直接轉(zhuǎn)發(fā)以實現(xiàn)透明代理；

12、緩存模塊，用于將packet-out報文緩存到緩存器中并轉(zhuǎn)發(fā)packet-out報文；

13、緩存器，用于存儲packet-out報文；

14、加速處理模塊，用于針對交換機發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)控制器的packet-in報文，查詢緩存器中是否緩存有匹配的packet-out報文，如果存在匹配的packet-out報文則直接將匹配的packet-out報文返回給交換機，如果不存在匹配的packet-out報文才將packet-in報文轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)控制器。

15、此外，本發(fā)明還提供一種網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速裝置，包括相互連接的處理器和緩存，所述處理器被編程或配置以執(zhí)行所述網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法。

16、此外，本發(fā)明還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，該計算機可讀存儲介質(zhì)中存儲有計算機程序或指令，該計算機程序或指令被編程或配置以通過處理器執(zhí)行所述網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法。

17、此外，本發(fā)明還提供一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序或指令，該計算機程序或指令被編程或配置以通過處理器執(zhí)行所述網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法。

18、和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明主要具有下述優(yōu)點：

19、1、本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法包括通過在網(wǎng)絡(luò)控制器和交換機之間部署的代理服務(wù)器監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)控制器和交換機之間的openflow報文，如果監(jiān)聽到openflow報文則解析openflow報文的報文類型，如果報文類型是packet-out報文，則將packet-out報文緩存并轉(zhuǎn)發(fā)packet-out報文；如果報文類型是交換機發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)控制器的packet-in報文，則根據(jù)packet-in報文查詢是否緩存有匹配的packet-out報文，如果存在匹配的packet-out報文則直接將匹配的packet-out報文返回給交換機，如果不存在匹配的packet-out報文才將packet-in報文轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)控制器，通過在控制器與交換機之間部署代理服務(wù)器，對網(wǎng)絡(luò)控制器與交換機之間的數(shù)據(jù)報文進行加速處理，減少不必要的數(shù)據(jù)傳輸，有效減輕控制器的負擔，并對常見報文進行緩存和重用，從而提高處理效率、提升系統(tǒng)整體性能，具有實現(xiàn)簡單、成本低的優(yōu)勢。

20、2、本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法適用于各類基于openflow協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)控制器的加速，具有通用性好的優(yōu)點。

技術(shù)特征：

1.一種網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法，其特征在于，包括：通過在網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制器和交換機之間部署的代理服務(wù)器監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)控制器和交換機之間的openflow報文，如果監(jiān)聽到openflow報文則解析openflow報文的報文類型，如果報文類型是packet-out報文，則將packet-out報文緩存并轉(zhuǎn)發(fā)packet-out報文；如果報文類型是交換機發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)控制器的packet-in報文，則根據(jù)packet-in報文查詢是否緩存有匹配的packet-out報文，如果存在匹配的packet-out報文則直接將匹配的packet-out報文返回給交換機，如果不存在匹配的packet-out報文才將packet-in報文轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)控制器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法，其特征在于，所述將packet-out報文緩存是指以packet-out報文的數(shù)據(jù)字段為鍵、packet-out報文為值構(gòu)成的鍵值對將packet-out報文添加到緩存中，所述根據(jù)packet-in報文查詢是否緩存有匹配的packet-out報文是指以packet-in報文的數(shù)據(jù)字段為鍵，查詢緩存中以packet-out報文的數(shù)據(jù)字段為鍵、packet-out報文為值構(gòu)成的鍵值對以確定是否存在匹配的packet-out報文。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法，其特征在于，所述通過在網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制器和交換機之間部署的代理服務(wù)器監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)控制器和交換機之間的openflow報文時，還包括針對packet-in報文、packet-out報文兩種報文類型以外的其他openflow報文直接轉(zhuǎn)發(fā)以實現(xiàn)透明代理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法，其特征在于，所述通過在網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制器和交換機之間部署的代理服務(wù)器監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)控制器和交換機之間的openflow報文之前還包括：代理服務(wù)器初始化網(wǎng)絡(luò)套接字，綁定本地端口，通過本地端口開始監(jiān)聽交換機向網(wǎng)絡(luò)控制器發(fā)起的連接請求，如果收到交換機向網(wǎng)絡(luò)控制器發(fā)起的連接請求，則代理服務(wù)器與交換機建立tcp連接，并與網(wǎng)絡(luò)控制器建立tcp連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)控制器為軟件定義網(wǎng)絡(luò)sdn中的網(wǎng)絡(luò)控制器。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法，其特征在于，所述軟件定義網(wǎng)絡(luò)sdn為多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)、ryu網(wǎng)絡(luò)、onos網(wǎng)絡(luò)或者odl網(wǎng)絡(luò)，所述多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)為包括軟件定義網(wǎng)絡(luò)sdn、虛擬化網(wǎng)絡(luò)nfv、物理互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中部分或全部網(wǎng)絡(luò)模式的計算機網(wǎng)絡(luò)。

7.一種用于應(yīng)用權(quán)利要求1～6中任意一項所述網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速裝置，其特征在于，包括：

8.一種網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速裝置，包括相互連接的處理器和緩存，其特征在于，所述處理器被編程或配置以執(zhí)行權(quán)利要求1～6中任意一項所述網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法。

9.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，該計算機可讀存儲介質(zhì)中存儲有計算機程序或指令，其特征在于，該計算機程序或指令被編程或配置以通過處理器執(zhí)行權(quán)利要求1～6中任意一項所述網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法。

10.一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序或指令，其特征在于，該計算機程序或指令被編程或配置以通過處理器執(zhí)行權(quán)利要求1～6中任意一項所述網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種網(wǎng)絡(luò)調(diào)度控制系統(tǒng)的高性能報文處理代理加速方法及裝置，本發(fā)明包括在網(wǎng)絡(luò)控制器和交換機之間部署代理服務(wù)器以監(jiān)聽OpenFlow報文并解析報文類型，針對packet?out報文，將packet?out報文緩存并轉(zhuǎn)發(fā)；針對交換機發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)控制器的packet?in報文，查詢是否緩存有匹配的packet?out報文，如果存在匹配的packet?out報文則直接將匹配的packet?out報文返回給交換機，如果不存在匹配的packet?out報文才將packet?in報文轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)控制器。本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)控制器處理負載過高導致性能瓶頸的問題，提升多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)的整體性能。

技術(shù)研發(fā)人員：趙寶康,張斌,劉貴琦,楊宇,酈蘇丹,彭偉,時向泉
受保護的技術(shù)使用者：中國人民解放軍國防科技大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23