针对体验质量度量的按需探测.pdf
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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910567325.0 (22)申请日 2019.06.27 (30)优先权数据 16/298,996 2019.03.11 US (71)申请人 瞻博网络公司 地址 美国加利福尼亚州 (72)发明人 VSR帕鲁楚里R库玛尔 RKGV萨博拉曼亚 U迪利普SK古普塔 B简恩SS拉马穆尔蒂 (74)专利代理机构 北京市金杜律师事务所 11256 代理人 赵林琳 (51)Int.Cl. H04L 12/24(2006.01) (54)发明名称 针对体验质量度量的按需探测 (57)。
2、摘要 本公开的各实施例涉及针对体验质量度量 的按需探测。 通常, 本公开描述了用于经由软件 定义的广域网评估应用的体验质量的度量的技 术。 例如, 网络设备可以接收针对应用的数据流 的应用数据分组。 响应于接收到应用数据分组, 网络设备可以将数据流分配给多个链路中的第 一链路, 并发起对第一链路上的数据流的探测过 程, 以确定第一链路的一个或多个体验质量 (QoE)度量。 在后面, 网络设备可以检测不再接收 数据流。 响应于检测到不再接收数据流, 网络设 备可以停止针对第一链路上的数据流的探测过 程。 权利要求书4页 说明书13页 附图4页 CN 111682952 A 2020.09.18 。
3、CN 111682952 A 1.一种方法, 包括: 响应于由网络设备接收到针对应用的数据流的应用数据分组, 由所述网络设备将所述 数据流分配给多个链路中的第一链路; 响应于接收到所述数据流的所述应用数据分组, 由所述网络设备发起针对所述第一链 路上的所述数据流的探测过程, 以确定针对所述第一链路的一个或多个体验质量(QoE)度 量; 由所述网络设备检测所述数据流不再由所述网络设备接收; 以及 响应于检测到所述数据流不再由所述网络设备接收, 由所述网络设备停止对所述第一 链路上的所述数据流的所述探测过程。 2.根据权利要求1所述的方法, 其中发起针对所述数据流的所述探测过程包括由所述 网络设备。
4、经由所述第一链路发送一个或多个合成探测分组, 以确定针对所述第一链路的所 述一个或多个QoE度量, 并且 其中停止针对所述数据流的所述探测过程包括由所述网络设备抑制经由所述第一链 路发送附加的合成探测分组。 3.根据权利要求1所述的方法, 其中发起针对所述数据流的所述探测过程包括由所述 网络设备经由所述第一链路发送多个探测分组, 以确定针对所述第一链路的所述一个或多 个QoE度量, 其中所述多个探测分组中的每个探测分组具有唯一的默认配置。 4.根据权利要求1所述的方法, 还包括: 响应于由所述网络设备接收到针对所述应用的所述数据流的所述应用数据分组, 由所 述网络设备确定所述应用数据分组的应用。
5、签名; 以及 由所述网络设备并且基于所述应用签名, 确定针对所述数据流的探测分组配置。 5.根据权利要求4所述的方法, 其中发起针对所述数据流的所述探测过程包括由所述 网络设备经由所述第一链路发送根据所述探测分组配置而配置的一个或多个探测分组, 以 确定针对所述第一链路的所述一个或多个QoE度量, 并且 其中停止针对所述数据流的所述探测过程包括由所述网络设备抑制经由所述第一链 路发送根据所述探测分组配置而被配置的附加的探测分组。 6.根据权利要求4所述的方法, 其中确定所述应用数据分组的所述应用签名包括: 由所述网络设备对所述应用数据分组执行深度分组检查。 7.根据权利要求1所述的方法, 其中。
6、所述多个链路包括多个等价多路径(ECMP)链路, 其 中发起针对所述数据流的所述探测过程包括: 响应于由所述网络设备接收到针对所述应用的所述数据流的所述应用数据分组, 由所 述网络设备确定所述应用数据分组的应用签名; 由所述网络设备并且基于所述应用签名, 确定针对所述应用的一组一个或多个服务水 平协议(SLA)度量和所述数据流的目的地; 由所述网络设备将所述数据流分配给所述多个ECMP链路中的默认链路; 由所述网络设备在所述多个链路中的每个链路上发送一个或多个探测分组, 以确定针 对所述多个ECMP链路中的每个ECMP链路的相应QoE度量; 由所述网络设备并且基于针对所述多个ECMP链路中的每。
7、个链路的所述相应QoE度量, 确定针对所述第一链路的所述QoE度量满足针对所述应用的所述SLA度量; 权利要求书 1/4 页 2 CN 111682952 A 2 由所述网络设备将所述数据流从所述默认链路重新分配给所述第一链路; 以及 由所述网络设备抑制在除所述第一链路之外的所述多个ECMP链路中的每个ECMP链路 上发送附加的探测分组。 8.根据权利要求1所述的方法, 其中所述第一链路包括多个队列, 其中将所述数据流分配给所述第一链路包括由所述网络设备将所述数据流分配给所 述第一链路的所述多个队列中的第一队列; 其中发起针对所述数据流的所述探测过程包括由所述网络设备仅经由所述第一链路 的所述。
8、第一队列发送一个或多个探测分组, 以确定针对所述第一队列的所述一个或多个 QoE度量, 并且 其中停止针对所述数据流的所述探测过程包括由所述网络设备抑制经由所述第一链 路的所述第一队列发送附加的探测分组。 9.根据权利要求1所述的方法, 其中所述应用包括第一应用, 其中所述应用数据分组包 括第一应用数据分组, 其中所述数据流包括第一数据流, 并且其中所述方法还包括在发起 对所述第一链路的所述探测过程之后并且在停止对所述第一链路的所述探测过程之前: 响应于由所述网络设备接收到针对第二应用的第二数据流的第二应用数据分组, 由所 述网络设备将所述第二数据流分配给多个链路中的第二链路, 所述第二链路与。
9、所述第一链 路不同; 响应于接收到所述第二数据流的所述第二应用数据分组, 由所述网络设备发起针对所 述第二链路上的所述第二数据流的探测过程, 以确定针对所述第二链路的一个或多个QoE 度量; 由所述网络设备检测所述第二数据流不再由所述网络设备接收; 以及 响应于检测到所述第二数据流不再由所述网络设备接收, 由所述网络设备停止针对所 述第二链路上的所述第二数据流的所述探测过程。 10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法, 还包括: 在发起针对所述数据流的所述探测过程之后, 由所述网络设备确定针对所述第一链路 的所述一个或多个QoE度量未能满足针对所述应用的服务水平协议(SLA)度量; 响应于确。
10、定针对所述第一链路的所述一个或多个QoE度量未能满足针对所述应用的所 述SLA度量, 由所述网络设备经由所述多个链路中的第二链路发送一个或多个探测分组, 以 确定针对所述第二链路的一个或多个QoE度量; 响应于确定针对所述第二链路的所述一个或多个QoE度量满足针对所述应用的所述 SLA度量: 由所述网络设备将所述第一数据流从所述第一链路重新分配给所述第二链路; 由所述网络设备停止针对所述第一链路上的所述数据流的所述探测过程; 以及 由所述网络设备继续针对所述第二链路上的所述数据流的所述探测过程。 11.一种网络设备, 包括: 存储器, 被配置为存储参考数据存储库; 以及 与所述存储器通信的一个。
11、或多个处理器, 所述一个或多个处理器被配置为: 响应于接收到针对应用的数据流的应用数据分组, 将所述数据流分配给多个链路中的 第一链路; 权利要求书 2/4 页 3 CN 111682952 A 3 响应于接收到所述数据流的所述应用数据分组, 发起针对所述第一链路上的所述数据 流的探测过程, 以确定针对所述第一链路的一个或多个体验质量(QoE)度量; 检测所述数据流不再由所述网络设备接收; 以及 响应于检测到所述数据流不再由所述网络设备接收, 停止针对所述第一链路上的所述 数据流的所述探测过程。 12.根据权利要求11所述的网络设备, 其中所述一个或多个处理器还被配置为: 响应于由所述网络设备。
12、接收到针对所述应用的所述数据流的所述应用数据分组, 确定 所述应用数据分组的应用签名; 以及 基于所述应用签名确定针对所述数据流的探测分组配置, 其中所述一个或多个处理器被配置为发起针对所述数据流的所述探测过程包括: 所述 一个或多个处理器被配置为经由所述第一链路发送根据所述探测分组配置而被配置的一 个或多个探测分组, 以确定针对所述第一链路的所述一个或多个QoE度量, 并且 其中所述一个或多个处理器被配置为停止针对所述数据流的所述探测过程包括: 所述 一个或多个处理器被配置为抑制经由所述第一链路发送根据所述探测分组配置而被配置 的附加的探测分组。 13.根据权利要求11所述的网络设备, 其中。
13、所述多个链路包括多个等价多路径(ECMP) 链路, 其中所述一个或多个处理器被配置为发起针对所述数据流的所述探测过程包括所述 一个或多个处理器被配置为: 响应于接收到针对所述应用的所述数据流的所述应用数据分组, 确定所述应用数据分 组的应用签名; 基于所述应用签名, 确定针对所述应用的一组一个或多个服务水平协议(SLA)度量和 所述数据流的目的地; 将所述数据流分配给多个ECMP链路中的默认链路; 在所述多个链路中的每个链路上发送一个或多个探测分组, 以确定所述多个ECMP链路 中的每个ECMP链路的相应QoE度量; 基于所述多个ECMP链路中的每个链路的所述相应QoE度量, 确定针对所述第一。
14、链路的 所述QoE度量满足针对所述应用的所述SLA度量; 将所述数据流从所述默认链路重新分配给所述第一链路; 以及 抑制在除所述第一链路之外的所述多个ECMP链路中的每个ECMP链路上发送附加的探 测分组。 14.根据权利要求11所述的网络设备, 其中所述应用包括第一应用, 其中所述应用数据 分组包括第一应用数据分组, 其中所述数据流包括第一数据流, 并且其中所述一个或多个 处理器还被配置为, 在发起对所述第一链路的所述探测过程之后并且在停止对所述第一链 路的所述探测过程之前: 响应于接收到针对第二应用的第二数据流的第二应用数据分组, 将所述第二数据流分 配给多个链路中的第二链路, 所述第二链。
15、路与第一链路不同; 响应于接收到所述第二数据流的所述第二应用数据分组, 发起对所述第二链路的探测 过程以确定针对所述第二链路的一个或多个体验质量(QoE)度量; 检测所述第二数据流不再由所述网络设备接收; 以及 权利要求书 3/4 页 4 CN 111682952 A 4 响应于检测到所述第二数据流不再由所述网络设备接收, 停止对所述第二链路的所述 探测过程。 15.根据权利要求11所述的网络设备, 其中所述设备包括软件定义网络(SDN)设备。 16.根据权利要求11所述的网络设备, 其中所述一个或多个处理器被配置为发起针对 所述数据流的所述探测过程包括: 所述一个或多个处理器被配置为经由所述。
16、第一链路发送 一个或多个合成探测分组以确定针对所述第一链路的所述一个或多个QoE度量, 并且 其中所述一个或多个处理器被配置为停止针对所述数据流的所述探测过程包括: 所述 一个或多个处理器被配置为抑制经由所述第一链路发送附加的合成探测分组。 17.根据权利要求11所述的网络设备, 其中所述一个或多个处理器被配置为发起针对 所述数据流的所述探测过程包括: 所述一个或多个处理器被配置为经由所述第一链路发送 多个探测分组以确定针对所述第一链路的所述一个或多个QoE度量, 其中所述多个探测分 组中的每个探测分组具有唯一的默认配置。 18.根据权利要求11至17中任一项所述的网络设备, 其中所述一个或多。
17、个处理器还被 配置为: 在发起针对所述数据流的所述探测过程之后, 确定针对所述第一链路的所述一个或多 个QoE度量未能满足针对所述应用的服务水平协议(SLA)度量; 响应于确定针对所述第一链路的所述一个或多个QoE度量未能满足针对所述应用的所 述SLA度量, 经由所述多个链路中的所述第二链路发送一个或多个探测分组以确定针对所 述第二链路的一个或多个QoE度量; 响应于确定针对所述第二链路的所述一个或多个QoE度量满足针对所述应用的所述 SLA度量: 将所述第一数据流从所述第一链路重新分配给所述第二链路; 停止对所述第一链路上的所述数据流的所述探测过程; 以及 继续针对所述第二链路上的所述数据流。
18、的所述探测过程。 19.一种非暂态计算机可读存储介质, 其上存储有指令, 所述指令在被执行时使软件定 义网络(SDN)设备的一个或多个处理器: 响应于接收到针对应用的数据流的应用数据分组, 将所述数据流分配给多个链路中的 第一链路; 响应于接收到所述数据流的所述应用数据分组, 发起针对所述第一链路上的所述数据 流的探测过程, 以确定针对所述第一链路的一个或多个体验质量(QoE)度量; 检测所述数据流不再由所述网络设备接收; 以及 响应于检测到所述数据流不再由所述网络设备接收, 停止针对所述第一链路上的所述 数据流的所述探测过程。 权利要求书 4/4 页 5 CN 111682952 A 5 针。
19、对体验质量度量的按需探测 技术领域 0001 本公开涉及计算机网络。 背景技术 0002 在过去的几十年中, 因特网已经从包括少量节点的小型网络成指数地增长到为超 过十亿用户提供服务的全球普及网络。 今天, 个人用户不限于在网络上运行一些具有语音 和/或数据下载的网络会话。 相反, 用户使用的服务范围在多媒体游戏、 音频和视频流、 网络 服务、 IP语音(VoIP)等方面变化很大。 随着新技术渗透, 诸如物联网(IoT)和M2M(机器到机 器)通信的利用的增加, 给定用户可能需要的网络服务和软件应用也从几个会话变化到具 有并发流的多个会话。 随着用户越来越多地同时运行多个应用、 服务和交易, 。
20、这个数字正在 迅速增长。 用户会话和分组流的数量和种类的增加为网络服务提供商在网络性能(诸如延 时、 延迟和抖动)方面带来了挑战。 发明内容 0003 一般而言, 本公开描述了用于评估特定应用的流量并且在接收到特定应用的流量 时发起对应的合成探测过程的技术, 其中探测过程为在其上传输流量的链路生成各种体验 质量(QoE)度量。 类似地, 当实施本文描述的技术的软件定义的广域网(SD-WAN)设备检测到 特定应用的流量已完成, 或者SD-WAN设备没有在接收流量时, SD-WAN设备可以停止与该应 用对应的合成探测过程。 0004 在一些SD-WAN中, SD-WAN路由设备可以为客户端设备和应。
21、用服务器之间的数据流 指定路径。 通常使用服务水平协议(SLA)参数和WAN链路的各种度量来选择这些路径。 虽然 SLA参数本质上可以是更加静态的, 或者至少在SD-WAN设备接收流之前预先确定, 但是各种 WAN链路的度量可以更加动态, 因为描述特定WAN链路的能力的度量可以根据网络的各种当 前方面变化。 通过在各种链路上发送探测分组并分析传输结果来获得这些度量, 其中具有 与数据流中的数据分组相同大小的探测分组合理地测量特定WAN链路如何处理数据流。 0005 代替经由每个WAN链路上发送一个或多个预先配置的探测分组以连续地为每个链 路提供所有必要的QoE度量, 本文描述的技术可以仅在当前。
22、正在接收流量的链路上发起探 测过程。 为了详述这些技术的好处, 本文描述的SD-WAN设备可能仅利用那些探测分组(将为 与接收和传输的流量相关联的特定应用提供有价值的QoE度量)中的一个或多个的子集, 而 不是在任何流量流过链路时就发送一组预先配置的探测分组。 0006 如果在流量传输的中间, 流量必须移动到不同的链路, 则本文描述的SD-WAN设备 可以停止对之前链路的探测过程并且发起对新链路探测过程。 流量可能由于各种原因而改 变链路, 包括基于应用的QoE度量和SLA度量从默认WAN链路切换到最佳等价多路径(ECMP) 链路。 另一个原因可以是原始链路不再满足应用的SLA度量, 但通过将。
23、流量移动到第二链路 可以满足SLA度量。 0007 这些技术还可以在相应的链路的队列内扩展。 例如, 单个WAN链路可以包括多个不 说明书 1/13 页 6 CN 111682952 A 6 同的队列。 SD-WAN设备可以仅经由正在经历流量的特定队列发送一个或多个探测分组, 而 不是经由WAN链路的每个队列发送一个或多个探测分组。 粒度的该附加水平可以增加本文 描述的技术的益处。 0008 使用本文描述的技术可能存在一个或多个优点。 作为一个示例, 因为本公开的技 术可以根据需要发送探测分组, 所以实施本文描述的技术的SD-WAN网络可以更具可扩展 性, 使得这种网络能够包括更多潜在链路和更。
24、多客户端设备, 而无需对应地增加探测过程 引起的开销。 对于具有相同数量的链路和客户端设备的系统, 实施本文描述的技术的SD- WAN可以比之前的系统消耗更少的计算资源, 诸如带宽、 存储器和电池功率。 这通常可以提 高SD-WAN系统的效率, 因为实施本文描述的技术的SD-WAN可以消耗更少的带宽并且减少用 于生成QoE度量的处理时间。 总的来说, 本文描述的技术可以通过减少存储的量和服务水平 协议(SLA)结果、 日志等的处理来减少SD-WAN设备上的负载。 0009 在本文描述的技术的一个示例中, 描述了一种方法, 方法包括, 响应于由网络设备 接收针对应用的数据流的应用数据分组, 由网。
25、络设备将数据流分配给多个链路中的第一链 路。 方法还包括, 响应于接收到数据流的应用数据分组, 由网络设备发起对第一链路上的数 据流的探测过程, 以确定第一链路的一个或多个体验质量(QoE)度量。 方法还包括由网络设 备检测网络设备不再接收数据流。 方法还包括, 响应于检测到网络设备不再接收数据流, 网 络设备停止针对第一链路上的数据流的探测过程。 0010 在本文描述的技术的另一示例中, 描述了一种网络设备。 网络设备包括存储器。 网 络设备还包括与存储器通信的一个或多个处理器。 一个或多个处理器被配置为响应于接收 到针对应用的数据流的应用数据分组, 将数据流分配给多个链路的第一链路。 一个。
26、或多个 处理器还被配置为响应于接收到数据流的应用数据分组, 发起对第一链路上的数据流的探 测过程, 以确定第一链路的一个或多个体验质量(QoE)度量。 一个或多个处理器还被配置为 检测网络设备不再接收数据流。 一个或多个处理器还被配置为响应于检测到网络设备不再 接收数据流, 停止针对第一链路上的数据流的探测过程。 0011 在本文描述的技术的另一示例中, 描述了一种非暂态计算机可读存储介质, 该非 暂态计算机可读存储介质在其上存储指令, 该指令在被执行时经由执行软件定义网络 (SDN)设备, 使一个或多个处理器: 响应于接收到应用的数据流的应用数据分组, 将数据流 分配给多个链路的第一链路。 。
27、该指令还使得一个或多个处理器响应于接收到数据流的应用 数据分组, 发起对第一链路上的数据流的探测过程, 以确定第一链路的一个或多个体验质 量(QoE)度量。 该指令还使一个或多个处理器检测网络设备不再接收数据流。 该指令还使得 一个或多个处理器响应于检测到网络设备不再接收数据流, 停止针对第一链路上的数据流 的探测过程。 0012 在附图和以下描述中阐述了一个或多个示例的细节。 根据描述和附图以及权利要 求, 其他特征、 目的和优点将显而易见。 附图说明 0013 图1是图示根据本公开的技术的执行按需主动合成探测过程的示例软件定义的广 域网系统的框图。 0014 图2是图示根据本公开的一种或多。
28、种技术的示例软件定义的广域网的框图。 说明书 2/13 页 7 CN 111682952 A 7 0015 图3是图示根据本公开的技术的被配置为使用流量引擎执行一个或多个按需主动 合成探测功能的示例软件定义的广域网设备的框图。 0016 图4是图示根据本公开的技术的用于执行按需主动合成探测功能的软件定义的广 域网系统的示例技术的流程图。 具体实施方式 0017 图1是图示根据本公开的技术的执行按需主动合成探测过程的示例软件定义的广 域网系统的框图。 0018 图1的示例网络系统包括服务提供商网络2, 其作为专用网络来操作, 以向用户设 备16提供基于分组的网络服务。 即, 服务提供商网络2为用。
29、户设备16提供网络接入的认证和 建立, 使得用户设备可以开始与可以是诸如因特网的内部或外部基于分组的网络的公共网 络12交换数据分组。 0019 在图1的示例中, 服务提供商网络2包括经由服务提供商软件定义的广域网7(以下 称为 “SD-WAN 7” )和路由器8向公共网络12提供连接性的接入网络6。 SD-WAN 7和公共网络 12提供可供用户设备16请求和使用的基于分组的服务。 作为示例, SD-WAN 7和/或公共网络 12可以提供大量数据传送、 因特网协议语音(VoIP)、 因特网协议电视(IPTV)、 短消息服务 (SMS)、 无线应用协议(WAP)服务或客户专用的应用服务。 公共网。
30、络12可以包括例如局域网 (LAN)、 广域网(WAN)、 因特网、 虚拟LAN(VLAN)、 企业LAN、 层3虚拟专用网(VPN)、 由操作接入 网络6的服务提供商操作的因特网协议(IP)内联网、 企业IP网络或它们的某种组合。 在各种 示例中, 公共网络12连接到公共WAN、 因特网或其他网络。 公共网络12执行一个或多个分组 数据协议(PDP), 诸如, IP(IPv4和/或IPv6)、 X.25或点对点协议(PPP), 以使公共网络12的基 于分组的传输能够服务。 0020 通常, 用户设备16经由接入网络6连接到网关路由器8, 以接收到用于由用户设备 16或路由器9托管的应用的用户。
31、服务的连接性。 例如, 用户可以表示企业、 住宅用户或移动 用户。 例如, 用户设备16可以是个人计算机、 膝上型计算机或位于客户设备(CE)11后面的其 他类型的计算设备, 其可以提供本地路由和交换功能。 用户设备16中的每个可以运行各种 软件应用, 诸如文字处理和其他办公室支持软件、 网页浏览软件、 支持语音呼叫、 视频游戏、 视频会议和电子邮件的软件等。 例如, 用户设备16可以是各种网络使能的设备, 通常被称为 “物联网” (IoT)设备, 诸如, 相机、 传感器(S)、 电视机、 电器等。 另外, 用户设备16可以包括经 由无线接入网络(RAN)6访问服务提供商网络2的数据服务的移动。
32、设备。 示例移动用户设备 包括移动电话、 具有例如3G无线网卡的膝上型或台式电脑、 支持无线的上网本、 视频游戏设 备、 寻呼机、 智能电话、 个人数据助理(PDA)等。 0021 网络服务提供商操作或在某些情况下租赁接入网络6的元件, 以在用户设备16和 路由器8之间提供分组传输。 接入网络6表示聚合来自一个或多个用户设备16的数据流量以 用于向/从服务提供商的SD-WAN 7传送的网络。 接入网络6包括网络节点, 该网络节点执行 通信协议, 以传送控制和用户数据, 以促进用户设备16和路由器8之间的通信。 接入网络6可 以包括宽带接入网络、 无线LAN、 公共交换电话网络(PSTN)、 客。
33、户驻地设备(CPE)网络或其他 类型的接入网络, 并且可以包括或以其他方式提供诸如无线电接入网络(RAN)(未示出)的 蜂窝接入网络的连接性。 示例包括符合通用移动电信系统(UMTS)架构的网络、 被称为长期 说明书 3/13 页 8 CN 111682952 A 8 演进(LTE)的UMTS的演进、 由因特网工程任务组(IETF)标准化的移动IP、 以及由第三代合作 伙伴计划(3GPP)、 第三代合作伙伴计划2(3GGP/2)和WiMAX论坛提出的其他标准。 0022 SD-WAN设备18可以是客户边缘(CE)路由器、 提供商边缘(PE)路由器或在接入网络 6和SD-WAN 7之间的其他网络。
34、设备。 SD-WAN7向附接到接入网络6的用户设备16提供基于分 组的连接, 以用于访问公共网络12(例如, 因特网)。 SD-WAN 7可以表示由服务提供商拥有和 操作的互连多个网络(可以包括接入网络6)的公共网络。 SD-WAN 7可以实施多协议标签交 换(MPLS)转发, 并且在这种实例中可以被称为MPLS网络或MPLS骨干网。 在一些实例中, SD- WAN7表示多个互连的自治系统, 诸如提供来自一个或多个服务提供商的服务的因特网。 公 共网络12可以表示因特网。 公共网络12可以表示经由转接网络22和一个或多个网络设备 (例如, 客户边缘设备, 诸如客户边缘交换机或路由器)耦接到SD。
35、-WAN 7的边缘网络。 公共网 络12可以包括数据中心。 路由器8可以经由虚拟网络20与服务节点10交换分组, 并且路由器 8可以经由转接网络22将分组转发到公共网络12。 0023 在包括有线/宽带接入网络的网络2的示例中, 路由器8可以表示宽带网络网关 (BNG)、 宽带远程访问服务器(BRAS)、 MPLS PE路由器、 核心路由器或网关、 或电缆调制解调 器终端系统(CMTS)。 在包括作为接入网络6的蜂窝接入网络的网络2的示例中, 路由器8可以 表示移动网关, 例如, 网关通用分组无线服务(GPRS)服务节点(GGSN)、 接入网关(aGW)或分 组数据网络(PDN)网关(PGW)。
36、。 在其他示例中, 关于路由器8描述的功能可以在交换机、 服务 卡、 或另一个网络元件或组件中实施。 在一些示例中, 路由器8本身可以是服务节点。 0024 管理至少部分网络2的网络服务提供商通常向与接入服务提供商网络2的设备(例 如, 用户设备16)相关联的用户提供服务。 例如, 所提供的服务可以包括传统的因特网接入、 VoIP、 视频和多媒体服务、 以及安全服务。 如上文关于SD-WAN 7所描述的, SD-WAN 7可以支 持连接到服务提供商网络接入网关以提供对所提供服务的访问的多种类型的接入网络基 础设施。 在一些实例中, 网络系统可以包括附接到具有变化架构的多个不同接入网络6的用 户。
37、设备16。 0025 通常, 用户设备16中的任何一个或多个可以通过向诸如SD-WAN设备18或路由器8 的网关设备发送会话请求来请求授权和数据服务。 进而, 软件定义的广域网( “SD-WAN” )设 备18可以访问中央服务器(未示出), 注入认证、 授权和计费(AAA)服务器, 以认证请求网络 接入的一个用户设备16。 在认证之后, 任何的用户设备16可以向SD-WAN 7发送用户数据流 量, 以访问和接收由公共网络12提供的服务, 并且这种分组可以作为至少一个分组流的一 部分穿过路由器8。 在一些示例中, SD-WAN设备18可以将所有经认证的用户流量转发到公共 网络12, 并且如果用户。
38、流量需要服务节点10上的服务, 则路由器8可以应用服务15和/或将 特定用户流量引导到数据中心9。 要应用到用户流量的应用(例如, 服务应用)可以被托管在 服务节点10上。 0026 例如, 当转发用户流量时, 路由器8可以通过在安装在路由器9内的一个或多个服 务卡上执行的服务15来引导单独的用户分组流。 附加地或备选地, 服务提供商网络2包括数 据中心9, 数据中心9具有提供大多数虚拟化网络服务的执行环境的一组服务节点10。 在一 些示例中, 服务节点10中的每个表示服务实例。 服务节点10中的每个可以将一个或多个服 务应用于流量。 因此, 路由器8可以通过由服务节点10提供的定义的服务集来。
39、引导用户分组 流。 即, 在一些示例中, 每个用户分组流可以通过由服务节点10提供的服务的特定有序组合 说明书 4/13 页 9 CN 111682952 A 9 来转发, 每个有序的集合在本文被称为 “服务链” 。 作为示例, 服务15和/或服务节点10可以 应用状态防火墙(SFW)和安全服务、 深度分组检测(DPI)、 载波级网络地址转换(CGNAT)、 流 量目的地功能(TDF)服务、 媒体(语音/视频)优化、 因特网协议安全(IPSec)/虚拟专用网 (VPN)服务、 超文本传输协议(HTTP)过滤、 计数、 计费、 收费、 和/或分组流的负载平衡、 或应 用于网络流量的其他类型的服务。
40、。 0027 在图1的示例中, 可以沿着包括服务15和/或由服务节点10应用的服务中的任何一 个的服务链引导用户分组流。 在服务链的终端节点(即, 将被应用到沿着特定服务路径流动 的分组的最后一个服务)处理之后, 流量可以被引导到公共网络12。 0028 尽管 “服务链” 定义了以特定顺序应用的一个或多个服务, 以向绑定到服务链的分 组提供应用的复合服务, 但 “服务隧道” 或 “服务路径” 是指由服务链处理的分组流采取的逻 辑和/或物理路径以及根据服务链排序转发分组流的转发状态。 每个服务链可以与相应的 服务隧道相关联, 并且与每个用户设备16相关联的分组流根据与相应的用户相关联的服务 配置。
41、文件沿服务隧道流动。 例如, 给定的用户可以与特定服务配置文件相关联, 特定服务配 置文件又被映射到与特定服务链相关联的服务隧道。 同样, 另一个用户可以与不同的服务 配置文件相关联, 该服务配置文件又被映射到与不同的服务链相关联的服务隧道。 在一些 示例中, 在SD-WAN 18对用户进行认证和建立访问会话之后, SD-WAN 18或路由器8可以沿着 适当的服务隧道为用户引导分组流, 从而使数据中心9为给定的用户应用必要的定制服务 (ordered services)。 在一些示例中, SDN控制器14还可以向SD-WAN18或路由器8提供转发 规则集, 以用于管理转发路径。 在一些示例中,。
42、 SDN控制器14通过数据中心9中的所有元件从 路由器8开始来管理转发路径。 0029 在一些示例中, 服务节点10可以使用内部配置的转发状态来实施服务链, 该转发 状态引导沿着服务链的分组流的分组, 以用于根据所标识的服务节点10的集合进行处理。 这种转发状态可以指定隧道接口, 以用于使用诸如IP或通用路由封装(GRE)隧道的网络隧 道、 使用GRE(NVGRE)的网络虚拟化, 或者通过使用VLAN、 虚拟可扩展LAN(VXLAN)、 MPLS技术 等, 在服务节点10之间进行隧道化。 在一些实例中, 将服务节点10互连的实际或虚拟交换 机、 路由器或其他网络元件可以被配置为根据服务链将分组。
43、流引导到服务节点10。 0030 在图1的示例中, 服务提供商网络2包括软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化 (NFV)架构。 SDN控制器设备14可以提供用于配置和管理服务提供商网络2的路由和交换基 础设施的高级控制器。 NFV编排器设备13可以提供高级编排器, 以用于配置和管理到数据中 心9的服务节点10中的网络服务的虚拟化。 在一些实例中, SDN控制器14管理数据中心9的操 作环境内的虚拟机(VM)的部署。 例如, SDN控制器14可以与提供商边缘(PE)路由器8交互, 以 指定在下面更详细描述的服务链信息。 例如, 由SDN控制器14提供的服务链信息可以指定由 服务节点10提供的服。
44、务、 用于沿服务路径隧道化或以其他方式传送分组流的流量工程信 息、 速率限制、 服务类型(TOS)标记、 或指定用于将分组流匹配到特定服务链的标准的分组 分类器的任何组合和排序。 SDN控制器的进一步的示例细节在2013年06月05日提交的PCT国 际专利申请PCT/US13/44378中描述, 其全部内容通过引用并入本文。 0031 尽管被图示为数据中心9的一部分, 服务节点10可以是由SD-WAN 7的一个或多个 交换机或虚拟交换机耦接的网络设备。 在一个示例中, 服务节点10中的每个可以作为VM在 虚拟计算环境中运行。 另外, 计算环境可以包括诸如基于x86处理器的服务器的通用计算设 说。
45、明书 5/13 页 10 CN 111682952 A 10 备的可扩展集群。 作为另一示例, 服务节点10可以包括通用计算设备和专用设备的组合。 作 为虚拟化网络服务, 由服务节点10提供的单个网络服务可以通过虚拟化存储器的配置、 处 理器利用率、 存储和网络策略以及水平地通过添加附加的负载平衡的VM而如在现代数据中 心中那样扩展。 在其他示例中, 服务节点10可以是网关设备或其他路由器。 在另外的示例 中, 关于服务节点10中的每个描述的功能可以在交换机、 服务卡或其他网络元件或组件中 实施。 0032 如本文所述, 网络系统2内的元件(诸如SD-WAN设备18)例如使用各种应用体验质 量。
46、(QoE)度量函数(诸如实时性能监控(RPM)或双向主动测量协议(TWAMP)来执行应用数据 监控。 例如, 主动测量协议(TWAMP)。 即, 可以在服务提供商网络2内使用RPM和TWAMP以在网 络设备(也称为主机或终点)之间基于每个用户测量网络性能的单向和双向或往返度量, 诸 如路径连接性、 路径延迟、 分组抖动、 分组丢失、 分组重新排序等。 通常, QoE测量架构包括网 络设备, 每个网络设备支持所使用的协议并执行特定角色以启动数据会话并交换数据会话 的测试分组。 在图1中图示的示例网络架构中, SD-WAN设备18被配置为执行QoE度量预测。 SD-WAN设备18允许跨连接的负载共。
47、享并基于网络条件调整流量来改善性能。 0033 在SD-WAN拓扑中, 可能存在许多 “中枢和辐条(hubs and spokes)” , 其包括彼此连 接的用户设备16和服务15。 为了测量这些连接中的每个的QoE度量, SD-WAN设备18可以控制 探测分组的传输, 探测分组被设计成基于跨相应的连接(也称为路径或链路)中的每个的传 输过程来测量这些QoE度量。 然而, 所有路径可能都没有在给定时间经历流量, 这意味着继 续在这些链路上传输探测分组可能提供有限的好处, 并且只会导致链路性能下降或设备上 不必要的中央处理单元(CPU)的使用以传送和接收链路。 探测分组可以具有与实际应用流 量的。
48、大小类似的实际大小, 这意味着探测分组在传输时可以消耗相当大的带宽。 本文描述 的技术可以简化过程, 使得探测过程仅在经历流量的路径上完成, 而不是在所有那些路径 上连续地执行合成探测。 一旦特定路径上的流量停止, 探测过程也将停止。 0034 执行路径选择算法的SD-WAN设备18还确定QoE度量, 诸如包括往返时间(RTT)、 抖 动和分组丢失的服务水平协议(SLA)度量, 其受应用的实时参数(如用于确定最佳路径的分 组大小、 队列和分组突发)的影响。 然而, 不同的应用在其数据流中具有不同的分组大小。 另 外, 当网络中的链路没有传输从服务15和路由器8接收的特定应用的数据流时, 如果在。
49、相同 链路上传输对应于该特定应用的主动探测分组以确定SLA度量, 则在这些链路上可能存在 不必要流量, 可能消耗可用于其他数据流的宝贵带宽。 如下面参考图2和图3所述, 本文描述 的技术示出了SD-WAN设备18如何能够实施机器学习算法来确定何时接收到特定应用的流 量、 将这些流量与探测分组的特定配置相匹配, 并开始仅在持续接收该特定应用的流量时 才活跃的合成探测过程。 0035 根据本文描述的技术, SD-WAN设备18可以不对多个链路的第一链路执行探测过 程。 一段时间之后, SD-WAN设备18可以接收应用的数据流的应用数据分组。 响应于接收到应 用数据分组, SD-WAN设备18可以将。
50、数据流分配给第一链路, 并发起对第一链路上的数据流 的探测过程, 以确定第一链路的一个或多个QoE度量。 在数据流完成或以其他方式中断使得 SD-WAN设备18不再接收数据流之后, SD-WAN设备18可以检测到不再接收数据流。 响应于检 测到不再接收数据流, SD-WAN设备18可以停止对第一链路上的数据流的探测过程。 本文描 述的探测过程可以包括在链路发送预先配置的探测分组的组, 而不管接收的流量类型如 说明书 6/13 页 11 CN 111682952 A 11 何。 在其他实例中, 本文描述的探测过程可以包括仅传输单个探测分组或者两个或更多个 探测分组的较小的组, 其被专门设计成收集。
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