基于SDN的业务流量QOS保证(共5页)
5页1、精选优质文档-倾情为你奉上基于SDN的业务流量QOS保证一、研究背景随着云计算技术及其业务的普及,数据中心云化发展逐步走向大型化,自动化,虚拟化,越来越多的分布式数据密集型应用倾向于部署在云环境中,如 MapReduce,Storm,Spark等,云网络中产生超大规模东西向数据流量已经成为必然趋势。上层应用共享底层物理网络带宽,网络拥塞成为常见现象,云业务服务质量需要保障。云基础设施本质是一个虚拟化资源池,单个操作系统和网络端口不再一一对应,同一台物理服务器上运行着的多台虚拟机对物理网卡存在竞争。传统网络 QoS策略只针对物理端口,服务器所有网络行为由接入交换机直接控制。而在虚拟化环境中,虚拟机和交换机间隔一层服务器网卡,虚拟机层面的业务流量难以区分、管理和控 制,其通过预定义 SLA 作为 QoS 的参数,缺乏一定的灵活性, SDN 提供开放应用编程接口,为 QoS 保障带来新契机。设计一套基于SDN 的云数据中心业务流量 QoS 保障的解决方案,为云中的虚拟机业务流量提供自动化 QoS 保障的同时,尽可能提高物理链路利用率。通过增加虚拟接入层软件交换机,将网络接入移至物理服务器内部
2、,进而实现对虚拟机网 络策略的管理。借助 SDN 南向接口,实现针对业务类型的个性化流表自动下发机制,达到虚拟机业务流量调度到特别端口队列的目的。借助 SDN 北向接口,监控全局虚 拟机业务流量状态以及端口队列流量状态, 并在此基础上设计基于实时业务流量端 口队列带宽动态调整策略。与此同时,采取分级控制的思想,在端口队列针设计基 于流的限速策略,从而达到虚拟机业务流量 QoS 保障的目的。二、方案特色和创新1.分级的虚拟机流量业务QoS保障解决方案传统网络流量 QoS 保障通常是基于业务类型的方式,这是一种粗粒度的实现,在同一业务占满物理带宽的情况下很难区分相同业务的优先级。本方案将虚拟机业 务流量服务质量分两级保障,分别为基于业务的带宽保障和基于虚拟机的带宽保障,其在为云中虚拟机业务流量提供自动化QoS保障的同时,尽可能提高物理链路利用率,有效解决了满带宽时同类业务QoS保障的问题,在更精细的层面上实现了对虚拟机业务流量的QoS保障。2.个性化流表自动下发机制传统网络流量QoS保障实现中,SLA 通常被用来作为 QoS 输入的参数, 最终生 成的网络层策略往往是预先定义的、静态的。本
3、方案在控制器层面上实现动态流表 自动化下发机制,捕获 PACTET-IN 消息,根据当前网络拓扑中实时业务流量的情形,动态生成个性化流表并下发至交换机。3.基于实时流量的端口队列带宽动态调整算法在做基于业务的带宽保障时,动态调整实时流量的端口队列带宽,提出一个简 单带宽协商自适应算法,有效解决队列带宽竞争时业务流量 QoS 保障问题。4.QoS保障算法、策略动态管理本方案系统框架采取模块化和热插拔思想,支持QoS 保障策略和算法动态加载、更新和删除,系统管理人员能够自定义多种算法或者策略,实现策略算法模块和系 统本身的高内聚与低耦合。三、方案介绍1.背景介绍动态性是云计算的最大特征之一,虚拟机可以随时启动、关闭、迁移,当前基 于传统网络架构的模式在支撑云计算时缺乏一定的灵活性, 尤其体现在云中业务流 量 QoS 保障方面。云环境下,同一台宿主机上的多台虚拟机共享其物理网络接口, 在数据密集型业务负载过重时,势必会引发对网络资源的竞争。 传统 QoS 保障技术因敏捷和灵活性的天然缺失导致其无法很好地解决云中存在的问题,SDN 技术实现了控制平面与转发平面的分离,摆脱了硬件对网络架构的限制
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