基于OpenFlow網絡的企業級多媒體通信的QoS實現方法技術

本發明專利技術涉及一種企業級多媒體通信中QoS的實現方法，尤其涉及一種基于OpenFlow網絡的企業級多媒體通信的QoS實現方法。本方法定義了多種基于SIP交換的企業級多媒體應用的服務等級，通過與網絡數據平面分離的控制平面對不同服務等級的數據流進行分組控制和管理，為基于IP的話音、視頻、多媒體會議等應用提供了網絡帶寬、延遲等服務質量的保證。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種企業級多媒體通信中QoS的實現方法，尤其涉及一種基于OpenFlow網絡的企業級多媒體通信的QoS實現方法。本方法定義了多種基于SIP交換的企業級多媒體應用的服務等級，通過與網絡數據平面分離的控制平面對不同服務等級的數據流進行分組控制和管理，為基于IP的話音、視頻、多媒體會議等應用提供了網絡帶寬、延遲等服務質量的保證。
技術介紹
近年來，隨著多個開源SIP交換系統的出現和商業化，基于SIP交換機的企業級多媒體應用，比如IP電話、視屏電話、視頻會議等，在世界范圍內得到越來越廣泛的應用。這些基于IP的SIP多媒體服務采用電腦或者SIP終端接入，使用簡單，收費低廉，是一個低成本的多媒體應用方案，特別適于一個網絡聯通基礎好，需要網絡辦公環境的企業級用戶使用。但是，這些企業級多媒體應用構建在傳統的IP網絡上，通常只能提供best-effort類型的服務。要想在傳統的IP網絡上實現QoS的保證不僅非常困難，而且通常需要對每一個網絡設備分別進行配置，不僅增加網絡管理員的工作量，而且容易出現配出錯導致網絡癱瘓，所以當前幾乎沒有QoS的解決方案被實際采用。這種best-effort類型的服務在網絡資源充裕的環境下通暢可以滿足不同多媒體應用對性能的要求，但是，企業網絡是一個辦公網絡，在這個網上除了基于SIP的多媒體應用數據流外還用其它的應用數據流，比如訪問網頁，下載文件，訪問修改數據庫記錄，數據備份等等，在工作時間網絡可能會非常擁堵，r>best-effort級別的服務保證在網絡擁堵時無法保證多媒體應用對網絡帶寬和延時的要求，導致這些應用服務質量嚴重下降甚至無法使用，嚴重影響了辦公的效率。OpenFlow是下一代互聯網的關鍵技術Software?Define?Network(SDN)下一個協議，主要用于網絡交換機中相互分離的網絡數據平面和控制平面的相互通訊。在基于OpenFlow的網絡中，交換機的控制器和交換機本身分離，一個控制器可以控制多個交換機，數據流首先到達控制器，經過控制器的處理后再通過OpenFlow協議傳遞給交換機進行交換處理，從而通過控制器實現了對整個網絡的綜合控制和管理。在基于OpenFlow的企業網絡中部署基于SIP的IP多媒體應用，可以通過集中的控制器對網絡資源進行統一的監控管理。但是，由于目前的OpenFlow協議還沒有對QoS的支持，直接將基于SIP的IP多媒體應用部署在OpenFlow網絡上還是無法實現對QoS的保證?？s寫術語SIP????Session?Initiation?Protocol????????會話初始協議QOS????Quality?of?Service?????????????????服務質量
技術實現思路
所要解決的技術問題：針對以上不足，本專利技術提供了一種基于OpenFlow網絡的企業級多媒體通信的QoS的實現方法，通過對網絡資源的分割，將不同的資源片分配給不同類型的數據流，從而實現了不同類型數據流間的性能隔離，保證了不同數據流的服務質量。本專利技術通過擴展OpenFlow交換機對QoS的支持，在企業網絡內實現了對基于SIP交換的IP多媒體應用的QoS保證。本專利技術適用于企業的內部網，支持通用的OpenFlow交換機。網絡內部所有的OpenFlow交換機通過集中的控制模塊進行管理，這個集中的控制模塊為管理員提供了統一的界面對網絡進行全面的監視和管理，提高了網絡資源的使用率，減少了網絡系統配置錯誤的機率，降低了網絡管理費用；通過擴展OpenFlow交換機的控制模塊對QoS的支持，實現了對不同類型數據流靈活多樣的資源管理，保證了服務的質量；通過改進現有SIP交換機的控制模塊，提供多種QoS的配置策略；OpenFlow交換級控制模塊和SIP交換機的控制模塊通過OpenFlow協議進行QoS策略的傳遞和更新，保持了OpenFlow交換機和SIP交換機的相對獨立，便于提高系統的兼容性和擴展性。同時，本專利技術通過一個端到端的網絡性能估算模型對網絡性能進行實時估計，基于這個估計的網絡狀態，本專利技術還提供了自適應得流聚合機制以便降低控制器的計算負荷，從而滿足大規模網絡對集中控制器性能的要求。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術實施例中，描述一種基于OpenFlow網絡的企業級多媒體通信的QOS實現方法的原理圖。圖2是本專利技術實施例中，一種網絡端到端性能估計模型的原理圖。圖3是本專利技術實施例中，一種數據流聚合器的原理圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細地說明。如圖1所示，本專利技術的企業級SIP交換機中基于OpenFlow的QoS實現方法需要對SIP交換機和OpenFlow交換機分別進行改進；SIP交換機部分需要在控制部分里增加QoS策略設置模塊，用于對本SIP交換機支持的不同IP多媒體應用進行QoS級別和參數的配置，QoS設置界面基于WEB瀏覽器實現，可以通過內部通訊機制與SIP交換機核心進行交互(目前的版本不需要與SIP交換機核心進行交互)，與OpenFlow交換機集中控制器間通過OpenFlow協議進行QoS策略的傳遞；OpenFlow交換機部分需要在集中控制模塊里增加QoS規則庫，數據流聚合器，流量控制器，交換隊列管理器等模塊。其中QoS規則庫用于接收從SIP交換機發送的QoS規則，數據流聚合器根據相關的QoS規則對不同的數據流進行分組，流量控制器對不同組數據流進行帶寬統計和管理，交換隊列管理器根據QoS規則將不同組數據流映射到不同的交換隊列進行處理，交換機的數據平面不需要進行改進。本專利技術采用Confederal公司提供SIP軟交換機，該交換機提供一個基于WEB瀏覽器的綜合管理平臺。原有的管理平臺包含SIP參數配置模塊和用戶配置模塊，這些參數和用戶信息存儲在一個數據庫中。增加的QoS配置模塊提供一個基于WEB瀏覽器的用戶界面，可以從后臺數據庫中讀取相關的信息，減少的QoS策略的配置的信息輸入量，從而降低配置的錯誤率。本專利技術支持通用的OpenFlow交換機。在企業網中可能安裝有多臺OpenFlow交換機，我們采用集中的控制模塊對這些交換機進行控制和管理。這個集中的控制模塊安裝在一個獨立的服務器上，根據網絡所包含的交換機數量選擇不同的服務器配置，我們建議10個交換機以內的網絡采用Intel?本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于OpenFlow網絡的企業級多媒體通信的QoS實現方法，其特征在于：包含SIP交換機QoS配置部分和OpenFlow交換機的集中控制部分，支持多種基于SIP交換的IP多媒體應用和常規的網絡應用的QoS保證；OpenFlow交換機的集中控制部分包括QoS規則庫，數據流聚合器，流量控制器，數據流交換表資源庫；支持的基于SIP交換的IP多媒體應用包括：視屏會議、IP電話、視頻點播以及通常的數據庫讀取業務、網頁訪問和數據備份等。

【技術特征摘要】
1.一種基于OpenFlow網絡的企業級多媒體通信的QoS實現方法，其特征在于：包含SIP交換機QoS配置部分和OpenFlow交換機的集中控制部分，支持多種基于SIP交換的IP多媒體應用和常規的網絡應用的QoS保證；OpenFlow交換機的集中控制部分包括QoS規則庫，數據流聚合器，流量控制器，數據流交換表資源庫；支持的基于SIP交換的IP多媒體應用包括：視屏會議、IP電話、視頻點播以及通常的數據庫讀取業務、網頁訪問和數據備份等。?
2.根據權利要求1所述的一種基于OpenFlow網絡的企業級多媒體通信的QoS實現方法，其特征在于：SIP交換機的QoS配置部分內嵌在SIP交換機的管理平臺上，采用WEB瀏覽器的方式實現，可以讀取SIP交換機的配置數據庫，通過OpenFlow協議與OpenFlow交換機的集中控制器交互，支持雙向通訊模式；支持多種QoS策略定義方式：源IP地址、目標IP地址、端口和QoS級別。?
3.根據權利要求1所述的一種基于OpenFlow網絡的企業級多媒體通信的QoS實現方法，其特征在于：OpenFlow交換機的集中控制部分基于NOX開源網絡操作系統開發，支持通用的OpenFlow交換機。交換機的控制器軟件安裝在通用的服務器上，根據需要控制的交換機數量選擇服...

【專利技術屬性】
技術研發人員：廖靈霞，賴小榮，賴澤文，賴小樺，
申請(專利權)人：鎮江和邦通信技術有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32