專利名稱：一種域內(nèi)集中資源控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，涉及網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域，具體涉及一種資源控制方法，用于實現(xiàn)對域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)資源的有效管理和控制。
背景技術(shù)：
I983 年國際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO: International Standardization Organizaition)制定了開放系統(tǒng)互聯(lián)(0SI:0pen System Interconnection)參考模型,該模型在規(guī)范計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)方面取到了不可替代的作用。隨后美國國防部為其ARPANET廣域網(wǎng)開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議模型，并以它為基礎(chǔ)組建的INTERNET是目前國際上規(guī)模最大的計算機網(wǎng)絡(luò)，正因為INTERNET的廣泛使用，使得TCP/IP成了事實上的互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。TCP/IP采用的是無連接的端到端地數(shù)據(jù)包交換機制，提供“盡力而為” (besteffort)服務(wù)模型的設(shè)計機制。從數(shù)據(jù)傳輸角度來看，這兩種體系結(jié)構(gòu)都是一種基于軟件工程的層次式結(jié)構(gòu)，而從域內(nèi)資源控制角度可以看成是一種三層的控制模型，分別包括控制平面、管理平面和數(shù)據(jù)平面。數(shù)據(jù)平面關(guān)注數(shù)據(jù)報的封裝解封以及存儲轉(zhuǎn)發(fā)，數(shù)據(jù)平面通過層次化協(xié)議來隱藏設(shè)計部署的復(fù)雜性，現(xiàn)有體系結(jié)構(gòu)各層的主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)平面的功能；管理平面和控制平面主要功能是引導(dǎo)、測量和修復(fù)數(shù)據(jù)平面?？刂破矫嬷饕酚上嚓P(guān)控制機制，主要功能是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)尋址以及一些資源預(yù)留相關(guān)的機制；而管理平面主要包括網(wǎng)絡(luò)一些優(yōu)化和安全控制機制，如流量工程、配置管理等，它們主要通過改變路由器間鏈路權(quán)值來滿足用戶需求和實現(xiàn)傳輸優(yōu)化。這種資源控制模型存在以下兩方面的問題I.管理和控制平面之間功能交織，難以達(dá)到目標(biāo)一致的管理控制。在這種三層的模型下，各種管理和控制機制都需要自己采集網(wǎng)絡(luò)視圖以實現(xiàn)控制，并且控制平面中的控制機制一般是采用分布式的控制算法，管理平面一般通過集中式控制只能通過參數(shù)配置來影響控制平面，這種參數(shù)配置必然會導(dǎo)致控制平面進行泛濫式通知以獲得一致的視圖，可以看到這種管理和控制平面的控制機制協(xié)作是極為復(fù)雜并且容易出錯的，并且這些錯誤會被分布式的控制機制放大，造成網(wǎng)絡(luò)抖動難以收斂，無法提供穩(wěn)定的傳輸，因而難以實現(xiàn)目標(biāo)一致的網(wǎng)絡(luò)管理和控制。2.網(wǎng)絡(luò)控制功能無法擴展。在現(xiàn)有三層的資源控制模型中，控制平面和數(shù)據(jù)平面的機制仍然是以分布式控制機制為主，這些控制任務(wù)不可避免的集中到路由器上。而隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，無論是主干網(wǎng)絡(luò)的帶寬增長速度還是用戶數(shù)據(jù)流量的增長速度都高于路由器處理能力的增長速度，網(wǎng)絡(luò)資源控制的瓶頸也逐漸集中到了路由器上。同時為了滿足用戶對服務(wù)質(zhì)量的要求，更多的控制機制需要添加，其中大部分都是要被分配到各個路由器等網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點上，這也是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)發(fā)展僵局的一個本質(zhì)原因。針對這些問題，4D網(wǎng)絡(luò)體系提出了集中控制的思想，但是該研究沒有清晰的給出域內(nèi)資源控制的流程；清華大學(xué)的林闖教授提出了可信可控網(wǎng)絡(luò)概念，旨在解決現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)在資源控制方面的缺陷，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源控制的可預(yù)期；我們研究小組提出了一種可信可控的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，重新設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)資源控制的層次關(guān)系，本專利就是基于可信可控網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)四層資源控制模型設(shè)計了域內(nèi)集中的資源控制流程。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明提供了一種可降低域內(nèi)資源控制過程帶來的高負(fù)載和收斂速度慢問題，同時減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的負(fù)擔(dān)，提高網(wǎng)絡(luò)可擴展性的域內(nèi)集中資源控制方法。技術(shù)方案本發(fā)明的域內(nèi)集中資源控制方法，包括以下步驟I)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實時監(jiān)聽自身的狀態(tài)變化，并將網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化加上時間戳封裝成信息通告，然后以洪泛的方式發(fā)送給自治域的控制節(jié)點；
2)自治域的控制節(jié)點根據(jù)信息通告中的時間戳來確定并存儲最新發(fā)布的信息通告，然后根據(jù)最新發(fā)布的信息通告構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)視圖；3)根據(jù)步驟2)中構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)視圖進行控制決策，生成決策策略，決策策略包含主體、客體、條件和動作四個要素；4)以源路由的方式，向決策策略中的客體所對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)送步驟3)中生成的決策策略；5)決策策略中的客體所對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址接收并解析決策策略后,執(zhí)行決策策略。本發(fā)明方法在自治域內(nèi)部設(shè)置控制節(jié)點，如圖2所示，包括控制節(jié)點的資源控制過程和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制過程，控制節(jié)點的資源控制過程包含視圖構(gòu)建、決策策略制定和決策策略分發(fā)三個步驟，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制過程除了具備實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的存儲轉(zhuǎn)發(fā)步驟之外，還增加了信息采集步驟和決策策略解析與執(zhí)行步驟；其控制過程如圖I所示。本發(fā)明方法用于實現(xiàn)對域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)資源的有效控制和管理，在域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)受到內(nèi)外干擾的情況下，對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進行持續(xù)的檢測、分析和決策，進而對設(shè)備、協(xié)議和機制的控制參數(shù)進行自適應(yīng)優(yōu)化配置，使網(wǎng)絡(luò)的資源控制可以達(dá)到預(yù)期的程度。有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點I.網(wǎng)絡(luò)功能可擴展本發(fā)明的域內(nèi)集中資源控制方法的核心之處就是將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)除存儲轉(zhuǎn)發(fā)外的資源控制功能從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上剝離，在控制節(jié)點上集中實現(xiàn)，因此網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的負(fù)擔(dān)減輕。另外除存儲轉(zhuǎn)發(fā)外的控制機制的算法本身就很容易集中實現(xiàn)，改為集中式算法后算法的復(fù)雜度也不會大幅提高，因此控制節(jié)點負(fù)載仍然是可控的。2.簡化域內(nèi)資源控制流程在傳統(tǒng)三層資源控制模型中，資源控制機制被分割為兩個平面控制平面和管理平面。其中控制平面中資源控制機制是分布式的，其控制流程如圖3所示，各個路由器一旦收到資源狀態(tài)改變信息首先更新視圖基于視圖決策并執(zhí)行，最后將該狀態(tài)信息泛濫式的通告給域內(nèi)其它路由器。而管理平面則一般是集中式的。由于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在執(zhí)行決策時需要泛濫式通告，因而相比本發(fā)明提出的模型和控制流程需要更多控制信息傳輸，另外由于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)資源控制流程在協(xié)作時需要先經(jīng)過管理平面的管理機制，然后需要通過控制平面的控制機制，而這兩種機制的決策者并不統(tǒng)一，分別是域內(nèi)的管理節(jié)點和域內(nèi)的所有路由器，而本發(fā)明的模型和流程中這兩種機制決策者是統(tǒng)一的，都是域內(nèi)的控制節(jié)點，因而對于同樣的控制任務(wù)域內(nèi)集中控制收斂時延更短，造成的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載更少。3.提高安全性
在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中由于網(wǎng)絡(luò)主要采用分布式控制，因而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全尤為重要。一旦網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被入侵，由于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)缺乏信任信譽控制機制，這個設(shè)備發(fā)布的網(wǎng)絡(luò)信息都會被其它設(shè)備無條件接受，被控設(shè)備可以通過發(fā)布虛假或者偽造的信息影響其它路由器，使得整個網(wǎng)絡(luò)處于入侵者的掌控之中。在基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)中，入侵者可以通過很簡單的工具,如ping, traceroute獲得網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的關(guān)鍵信息，如路由器的IP地址；并且在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)下的控制信息與普通用戶的數(shù)據(jù)信息是在同一張網(wǎng)絡(luò)中傳播的，入侵者很容易截獲這些信息，而入侵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之后，其它設(shè)備無法甄別被入侵設(shè)備的信息的真實性，因而可能造成整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。在本發(fā)明提出的域內(nèi)集中的資源控制方法中，控制節(jié)點獨立于底層的傳輸設(shè)備，控制節(jié)點只負(fù)責(zé)采集狀態(tài)信息和發(fā)布控制命令，這些命令傳輸獨立于底層數(shù)據(jù)傳輸?shù)逆溌?，這使得入侵者難以截獲這些信息。同樣由于控制節(jié)點本身不參與數(shù)據(jù)傳輸工作，普通的用戶很難獲得控制節(jié)點的地址等關(guān)鍵信息，因此加大了入侵難度。


圖I為本發(fā)明域內(nèi)集中資源控制方法的模塊關(guān)系圖。圖2為域內(nèi)集中資源控制模型圖。圖3為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)資源控制過程圖。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明做進一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明的域內(nèi)集中資源控制方法，在自治域內(nèi)部設(shè)置控制節(jié)點，如圖2所示，總的控制流程包括控制節(jié)點的資源控制過程和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制過程，控制節(jié)點的資源控制過程包含視圖構(gòu)建、決策策略制定和決策策略分發(fā)三個步驟，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制過程除了具備實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的存儲轉(zhuǎn)發(fā)步驟之外，還增加了信息采集步驟和決策策略解析與執(zhí)行步驟，其控制過程如圖I所示。信息采集步驟實時監(jiān)聽所在設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化，并將網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化加上時間戳封裝成信息通告，然后以洪泛的方式發(fā)送給視圖構(gòu)建步驟；視圖構(gòu)建步驟首先構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)管理信息庫，并接受網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的信息通告，根據(jù)信息通告中的時間戳來確定最新發(fā)布的信息通告，存儲最新發(fā)布的信息通告并根據(jù)最新發(fā)布信息通告的更新網(wǎng)絡(luò)管理信息庫中對應(yīng)項來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)視圖；決策策略制定步驟包含傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中控制平面和管理平面的全部機制，決策策略制定步驟基于最新的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)視圖生成決策策略，決策策略包含主體、客體、條件和動作四個要素，主體是策略決策的生成方，客體是策略決策的作用方，條件滿足則執(zhí)行動作，動作是策略要執(zhí)行的行為；決策策略分發(fā)步驟從決策策略中提取策略客體對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址，然后以源路由的方式發(fā)送決策策略；
決策策略解析與執(zhí)行步驟執(zhí)行解析后的決策策略，設(shè)置觸發(fā)器檢測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)視圖是否滿足決策策略中的條件，如果滿足則執(zhí)行決策策略中的動作函數(shù)，否則不執(zhí)行策略動 作函數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種域內(nèi)集中資源控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 1)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實時監(jiān)聽自身的狀態(tài)變化，并將網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化加上時間戳封裝成信息通告，然后以洪泛的方式發(fā)送給自治域的控制節(jié)點； 2)自治域的控制節(jié)點根據(jù)信息通告中的時間戳來確定并存儲最新發(fā)布的信息通告，然后根據(jù)所述最新發(fā)布的信息通告構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)視圖； 3)根據(jù)所述步驟2)中構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)視圖進行控制決策，生成決策策略，所述決策策略包含主體、客體、條件和動作四個要素； 4)以源路由的方式，向決策策略中的客體所對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)送所述步驟3)中生成的決策策略； 5)決策策略中的客體所對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址接收并解析決策策略后,執(zhí)行決策策略。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的域內(nèi)集中資源控制方法，其特征在于，所述決策策略中的主體是策略決策的生成方，客體是策略決策的作用方，條件滿足則執(zhí)行動作，動作是策略要執(zhí)行的行為。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種域內(nèi)集中資源控制方法，在網(wǎng)絡(luò)自治域內(nèi)設(shè)置集中的控制節(jié)點，底層網(wǎng)絡(luò)資源向控制節(jié)點匯報網(wǎng)絡(luò)資源狀態(tài)信息，控制節(jié)點基于狀態(tài)信息決策并將決策結(jié)果發(fā)回給底層設(shè)備資源執(zhí)行，從而構(gòu)成閉環(huán)控制。本發(fā)明方法能夠減輕網(wǎng)絡(luò)路由器負(fù)擔(dān)、提高網(wǎng)絡(luò)可擴展性；減少域內(nèi)資源控制的負(fù)載，加快域內(nèi)資源控制的收斂速度。
文檔編號H04L12/24GK102916840SQ20121042297
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者羅軍舟, 曲延盛, 王鵬, 李偉, 劉波, 蔣健 申請人:東南大學(xué)