用于緩解流量風暴的方法、系統(tǒng)和計算機可讀介質(zhì)的制作方法
【專利說明】用于緩解流量風暴的方法、系統(tǒng)和計算機可讀介質(zhì)
[0001 ]優(yōu)先權要求
[0002]本申請要求享有在2013年7月31日提交的美國專利申請N0.13/956,304的權益，該美國專利申請的公開內(nèi)容通過引用方式全部并入本文。
技術領域
[0003]本文所描述的主題涉及緩解流量風暴。更具體地，本文所描述的主題涉及經(jīng)由傳送到可控網(wǎng)絡實體的軟件定義的網(wǎng)絡(SDN)的命令來緩解流量風暴。
【背景技術】
[0004]流量風暴(traf f i c storm)是網(wǎng)絡中的消息流量的波動或突發(fā)(burst)，其可能使網(wǎng)絡資源不堪重負和/或使網(wǎng)絡失靈。流量風暴的一個示例是在電力中斷之后大量的因特網(wǎng)協(xié)議(IP)電話嘗試同時向網(wǎng)絡進行注冊的時候。流量風暴的另一個示例是在網(wǎng)絡注冊器(registrar)處的軟件錯誤導致移動設備的注銷和同時再注冊的時候。
[0005]用于緩解流量風暴的影響的一個策略是靜態(tài)地供應防火墻以便限制對不堪重負和/或受保護的網(wǎng)絡資源的訪問或對該訪問進行節(jié)流。另一個策略是對去往不堪重負的網(wǎng)絡資源的流量進行靜態(tài)地供應或節(jié)流。使用靜態(tài)供應的資源來處理流量風暴是不理想的，原因在于保護設備本身可能是不堪重負的或者可能不足以處理流量風暴。
[0006]相應地，存在著對用于動態(tài)地緩解流量風暴的方法、系統(tǒng)和計算機可讀介質(zhì)的需要，例如通過在檢測到流量風暴時使用軟件定義的網(wǎng)絡(SDN)來提供靈活的、可伸縮的替換資源，來動態(tài)地緩解流量風暴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本文所描述的主題包括用于緩解流量風暴的方法、系統(tǒng)和計算機可讀介質(zhì)。在一些實施例中，用于緩解流量風暴的系統(tǒng)包括:流量風暴檢測器，其被配置為檢測流量風暴的指示。該系統(tǒng)還可以包括軟件定義的網(wǎng)絡(SDN)控制器，軟件定義的網(wǎng)絡控制器被配置為生成SDN命令并向可控網(wǎng)絡實體發(fā)送SDN命令以用于緩解流量風暴。
[0008]在一些實施例中，用于緩解流量風暴的方法包括:檢測流量風暴的指示，其中，該流量風暴包括網(wǎng)絡中消息流量的突發(fā)。該方法還包括:向可控的和/或受控的網(wǎng)絡實體發(fā)送一個或多個SDN命令以緩解流量風暴。
[0009]在一些實施例中，從SDN控制器傳送的SDN命令可以基于流量類別、緊急指示符(例如，在消息的有效載荷內(nèi)被編碼的緊急屬性值對(AVP))、目的地、地址、IP前綴、IP地址、一個或多個QoS規(guī)則、或者一個或多個策略規(guī)則來劃分流量。
[0010]可以結合硬件和/或固件在軟件中實施本文所描述的主題。例如，可以在由一個或多個硬件處理器執(zhí)行的軟件中實施本文所描述的主題。在一個示例性實施方式中，可以使用其上存儲有計算機可執(zhí)行指令的非暫時性計算機可讀介質(zhì)來實施本文所描述的主題，該計算機可執(zhí)行指令在被計算機的處理器執(zhí)行時控制計算機執(zhí)行步驟。適合于實施本文所描述的主題的示例性計算機可讀介質(zhì)包括磁盤存儲器設備、芯片存儲器設備、可編程邏輯設備和專用集成電路。此外，實施本文所描述的主題的計算機可讀介質(zhì)可以位于單個設備或計算平臺上，或者可以分布在多個設備或計算平臺上。
[0011]如本文中所使用的那樣，術語“節(jié)點”指的是網(wǎng)絡中的可尋址實體。節(jié)點可以是物理計算平臺的全部或一部分，諸如具有一個或多個硬件處理器刀片(processor blade)或者實施功能的單個處理器刀片的服務器，諸如路由器、交換機、歸屬用戶服務器(HSS)、移動管理實體(麗E)、策略和計費規(guī)則功能單元(PCRF)、應用功能單元(AF)、訂閱簡檔庫(SRP)等。節(jié)點可以包括一個或多個硬件處理器以及用于執(zhí)行并存儲用于實施該節(jié)點的特定功能的指令的存儲器。節(jié)點也可以是一個或多個處理器刀片所實施的虛擬實體。
[0012]如本文中所使用的那樣，術語“控制器”指的是適合于控制一個或多個節(jié)點和/或使用一個或多個節(jié)點經(jīng)由在其中提供和/或存儲的規(guī)則來建立路由路徑的物理計算平臺的全部或一部分?？刂破骺梢园ㄒ粋€或多個硬件處理器以及用于執(zhí)行并存儲用于使用經(jīng)由端口或邏輯接口傳送的通信協(xié)議在節(jié)點處進行實施的指令和/或規(guī)則的存儲器?？刂破骺梢耘c客戶端進行通信以指示客戶端如何路由分組以及將分組路由到哪里?？刂破鬟€可以控制和/或建立由一個或多個處理器刀片實施的一個或多個虛擬實體。
[0013]如本文中所使用的那樣，術語“用戶設備”描述用于與網(wǎng)絡的一個或多個部分進行通信的訂戶裝置或用戶裝置，諸如移動手機。用戶設備還可以包括計算機、尋呼機、智能電話、電話、無線調(diào)制解調(diào)器、計算平臺、移動手機、其它訂戶設備和/或其組合。
[0014]如本文中所使用的那樣，術語“網(wǎng)絡”在指代歸屬網(wǎng)絡、受訪問的網(wǎng)絡和/或替換網(wǎng)絡時，包括3G網(wǎng)絡、3G+網(wǎng)絡、GSM網(wǎng)絡、4G網(wǎng)絡、LTE網(wǎng)絡、演進分組核心(EPC)網(wǎng)絡、第三代合作伙伴計劃(3GPP)網(wǎng)絡、GPRS核心網(wǎng)絡JMS核心或者其它適當類型的網(wǎng)絡中的任何一個。
[0015]如本文中所使用的那樣，術語“軟件定義的網(wǎng)絡”或SDN指的是網(wǎng)絡控制面硬件與數(shù)據(jù)轉發(fā)面硬件的物理解耦合，使得可尋址節(jié)點(例如交換機)可以轉發(fā)分組，并且分離的服務器(例如SDN控制器)可以運行網(wǎng)絡控制面。
[0016]如本文中所使用的那樣，術語“開放流(OpenFlow)”描述根據(jù)開放流版本1.2定義的通信協(xié)議，其給出了通過網(wǎng)絡對節(jié)點(例如，網(wǎng)絡交換機或路由器)的轉發(fā)面的訪問，該開放流版本I.2可在https: //WWW.0pennetworking.0rg/images/stories/downloads/sdn~resou rces/onf~specif icat1ns/openf low/openf low-spec-vl.2.pdf處獲得。如本文中
的那樣，“開放流控制器”指的是被配置為經(jīng)由開放流協(xié)議與一個或多個網(wǎng)絡組件進行通信的、包括硬件處理器和存儲器的控制設備。
【附圖說明】
[0017]現(xiàn)在將參考附圖來解釋本文所描述的主題的優(yōu)選實施例，其中:
[0018]圖1、2A和2B是示出根據(jù)本文所描述的主題的實施例的用于緩解流量風暴的網(wǎng)絡組件的網(wǎng)絡圖；
[0019]圖3是示出根據(jù)本文中描述的主題的實施例的用于緩解流量風暴的示例性過程的流程圖。
【具體實施方式】
[0020]根據(jù)本文所公開的主題，提供了用于緩解流量風暴的系統(tǒng)、方法和計算機可讀介質(zhì)。尤其是，本文所描述的本主題的一些實施例可以包括建立或創(chuàng)建諸如軟件定義的網(wǎng)絡(SDN)之類的替換網(wǎng)絡，以用于管理流量并防止一個或多個網(wǎng)絡組件被流量淹沒和/或流量過載。在一些實施例中，可以將流量卸載到一個或多個替換資源，直到不堪重負的網(wǎng)絡可以恢復和/或維持初始請求的流量的量。在其它實施例中，被卸載到替換資源的流量可以是永久的。
[0021]在一些實施例中，獨立的控制設備或SDN控制器和/或由一個或多個現(xiàn)有的網(wǎng)絡組件集成的控制設備可以被配置為檢測或接收流量風暴的指示，并指示一個或多個可控的網(wǎng)絡實體通過分配附加的資源和/或創(chuàng)建替換資源來路由到達其的流量從而來緩解風暴。尤其是，本文所描述的方法、系統(tǒng)和計算機可讀介質(zhì)可以包括在流量到達網(wǎng)絡的入口節(jié)點(ingress node)或邊緣設備之前緩解流量風暴。因此，在流量進入目的地網(wǎng)絡和/或使目的地網(wǎng)絡不堪重負之前，流量可以被動態(tài)地重新路由到替換資源。
[0022]在一些實施例中，本文所描述的主題包括供應本地管理的或操作的控制設備或控制器，其被配置為將網(wǎng)絡控制權從專用網(wǎng)絡交換機和/或路由器中移出。例如，本地管理的控制器可以包括SDN控制器，SDN控制器上存儲有計算機可讀介質(zhì)，其用于執(zhí)行用于經(jīng)由諸如SDN接口或開放流接口之類的接口將一個或多個SDN命令推送到一個或多個網(wǎng)絡組件(例如，交換機或路由器)的指令。該一個或多個網(wǎng)絡組件然后可以按照控制器所指示的那樣將流量路由到一個或多個替換資源和/或創(chuàng)建替換資源。
[0023]現(xiàn)在將詳細參考本文所描述的主題的示例性實施例，在附圖中示出了其示例。只要可能，貫穿附圖將使用相同的附圖標記來表示相同或相似的部分。
[0024]在圖1中，提供了用于緩解流量風暴的網(wǎng)絡，一般被指定為100。網(wǎng)絡100可以包括多個用戶設備102。在一些實施例中，多個用戶設備102正嘗試同時向注冊節(jié)點104進行注冊。在一個實施例中，注冊節(jié)點104可以包括SIP注冊器。在一些實施例中，數(shù)百、數(shù)千或者甚至數(shù)十萬的用戶設備102可以同時向注冊節(jié)點104發(fā)信號。嘗試同時向節(jié)點104發(fā)信號和/或以其它方式向節(jié)點104注冊的大量的(例如多于100個、多于200個、多于500個、多于1000個、多于2000個的訂戶設備)用戶設備102可以共同形成流量風暴，該風暴通常將使節(jié)點104不堪重負。然而，網(wǎng)絡100有優(yōu)勢地包括用于緩解流量風暴的影響的可控實體或交換機108以及SDN控制器110。
[0025]尤其在一些實施例中，SDN控制器110和交換機108可以被配置為動態(tài)地創(chuàng)建或建立用于卸載經(jīng)由用戶設備102發(fā)信號的進入流量中的一些或全部的替換路由路徑或SDN。在其它實施例中，SDN控制器110可以指示交換機108將流量卸載到一個或多個替換實體，例如服務器，以在流量可以到達預期的注冊節(jié)點104之前使流量中的一些或全部延遲、靜默和/或停止?？梢允褂靡粋€或多個替換路由路徑和/或SDN來卸載流量以緩解風暴。尤其是，SDN控制器110可以指示交換機108來實施、創(chuàng)建和/或建立到達替換資源的交換路徑，以用于在流量風暴使注冊節(jié)點104不堪重負之前緩解風暴。
[0026]在一些實施例中，SDN控制器110可以包括流量風暴檢測器，其被配置為檢測流量風暴，并且響應于檢測到風暴而向諸如交換機108之類的受控的網(wǎng)絡實體發(fā)送SDN命令。雖然在圖1中示出了交換機，但是受控的網(wǎng)絡實體也可以包括路由器、接入點(例如，WiFi接入點)、入口節(jié)點、信