基于软件定义网络的端到端路径上逐跳链路丢包测量方法

摘要

本发明提出一种基于软件定义网络的端到端路径上逐跳链路丢包测量方法，在一个软件定义网络中分别接入测量主机和目标主机，测量主机构建测量流发送到网络中，在第一个报文进入网络时，控制器为测量流维护流记录信息并向各交换机下发转发流表，各交换机根据流表转发测量流并记录转发的报文数，在测量结束以后，交换机将其转发的报文数信息发送给控制器，控制器收集各个交换机转发报文数信息后转发给测量主机，同时目标主机也将收到报文数转发给测量主机，测量主机根据各交换机和目标主机转发的报文数计算出各链路的丢包数。本发明可以测量出端到端路径上逐跳链路的丢包数，由此可以定位出端到端网络丢包性能瓶颈的位置。

主权项

一种基于软件定义网络的端到端路径上逐跳链路丢包测量方法，其特征在于：步骤一、设置在一个软件定义网络SDN中有n个交换机，分别为交换机s1，...，交换机sn，有一个网络控制器c；设置接入交换机s1的测量主机mh，测量主机mh的IP地址为mhip，设置接入交换机sn的目标主机sh，目标主机sh的IP地址为ship，在网络控制器c设置一个表格table，表格table由时刻、交换机IP地址、测量报文源IP地址和报文数4个属性列构成，进入步骤二；步骤二、测量主机mh构建一个源IP地址为mhip、宿IP地址为ship的由m个报文构成的网络流F，设定网络流F中的第一个报文P的内容标识为Measure，测量主机mh将报文P发送给交换机s1进入软件定义网络SDN，在软件定义网络SDN中，当前收到报文P的交换机是交换机s1，进入步骤三；步骤三、在软件定义网络SDN中当前收到报文P的交换机将报文P转发给控制器c，控制器c记录收到报文P的时刻为tcb；控制器c为报文P生成转发流表并下发给当前收到报文P的交换机，进入步骤四；步骤四、网络控制器c读取测量报文P的内容标识，如果内容标识不为Measure，则进入步骤五；否则网络控制c的表格table中增加一行，将网络控制器c收到报文P的时刻tcb记录在新生成行的时刻的属性列中，将当前收到报文P的交换机IP地址记录在table新生成行的交换机IP地址的属性列中，将报文P的源IP地址记录在表格table新生成行的测量报文源IP地址的属性列中，将表格table新生成行的报文数的属性列设为0，进入步骤五；步骤五、当前收到报文P的交换机根据控制器c下发的转发流表为网络流F维护一个网络流F的报文数计数器和报文P的源IP地址，设置网络流F的报文数计数器初始值为1，并按照网络流F的转发流表将报文P发送给下一跳，如果下一跳是目标主机sh，则目标主机sh为网络流F维护一个报文数计数器，设置初始值为1，进入步骤六，否则下一跳是软件定义网络SDN中当前接收报文P的交换机，回到步骤三；步骤六、测量主机mh将网络流F的后续报文按照顺序发送到软件定义网络SDN中，如果交换机收到网络流F的后续报文，则交换机按照网络流F的转发流表将网络流F的后续报文直接转发到下一跳，并且交换机将报文数更新在网络流F的报文数计数器中；如果目标主机sh收到网络流F的后续报文，则更新目标主机中的网络流F的报文数计数器；如果交换机和目标主机sh收到网络流F的报文发生超时进入步骤七，否则回到步骤六；步骤七、各个交换机将交换机中的网络流F的转发流表从交换机的转发流表中删除，同时将网络流F的报文数计数器的值、交换机的IP地址和报文P的源IP地址发送给网络控制器c，进入步骤八；步骤八、控制器c根据收到的各个交换机的IP地址和报文P的源IP地址信息逐个与表格table中的交换机IP地址属性列及测量报文源IP地址属性列进行匹配，如果在表格table中能够找到相匹配的行，则用网络流F的报文数计数器的值更新相匹配的行的报文数属性列，然后网络控制器c将相匹配的行记录信息发送给测量主机mh，否则不进行更新；进入步骤九；步骤九、目标主机sh将目标主机sh中的网络流F的报文数计数器的值发送给测量主机mh，进入步骤十；步骤十、测量主机mh将收到的控制器c所发送表格table的多条记录信息按照其中的table中时刻的先后顺序排序，得到测量主机mh到目标主机sh之间的路由信息，并将每个链路的前一个交换机收到的报文数减去后一个交换机收到的报文数的值作为每个链路的丢包数，将测量主机mh发送报文数减去交换机s1收到的报文数的值作为测量主机mh到交换机s1的链路丢包数，将交换机sn收到的报文数减去目标主机sh收到的报文数的值作为交换机sn到目标主机sh的链路丢包数，方法结束。