本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种基于sr的服务质量映射方法、装置及存储介质。
背景技术：
目前，在满足端到端应用网络传输质量方面存在天然的短板，主要原因在于互联网的网络复杂性，以及ip网络具有尽力转发、最短路由优先等特性。面对日益突出的差异化的网络服务质量需求，需要尽快建立应用和网络传输质量之间的映射模型，并基于确定性的网络技术，探索从源端到目的端整条传输路径的服务质量保证方法。
当前的端到端的网络传输质量保证，比如rsvp-te，也可以进行显式路径规划，实现带宽资源预留，但rsvp-te控制面复杂和配置都很复杂，也需要进行状态维护，灵活度很差。
segmentrouting(sr)的灵活度更好一些，现存的选路方式(比如vpp)，是基于负荷分担的无差别选路，充其量是将链路带宽放入负荷分担的权重计算，无法在应用和转发链路上建立sla(servicelevelagreement)的直接映射关系。因此，需要进一步改进基于sr的网络服务方案。
技术实现要素：
本发明的实施例提供一种基于sr的服务质量映射方法、装置及存储介质，在满足应用/服务对于时延、抖动、丢包率等关键指标的定制化差异需求的同时，实现了应用层对网络传输质量要求向网络层的映射。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明的实施例提供的方法，包括：
s1、应用层中产生报文，通过流分类根据访问控制列表设定的报文特征，对匹配报文特征的报文进行染色，其中，报文的染色结果对应了报文对sr的传输路径的质量要求。
s2、根据报文的目的地址和染色结果在进行选路，并确定满足所述应用层的网络需求的路径。
s3、通过所选路径转发报文。
第二方面，本发明的实施例提供的装置，包括：
染色模块，用于通过流分类根据访问控制列表设定的报文特征，对匹配报文特征的报文进行染色，其中，报文的染色结果对应了报文对sr的传输路径的质量要求。
路径选择模块，用于根据报文的目的地址和染色结果在进行选路，并确定满足所述应用层的网络需求的路径。
报文转发模块，用于通过所选路径转发报文。
第三方面，本发明的实施例提供一种用于实现上述方法的存储介质，存储有计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被运行时，实现第一方面中的方法。
本发明实施例提供的基于sr的服务质量映射方法、装置及存储介质，进一步改进了基于sr的网络服务方案，通过映射将连续的时延，抖动和丢包率转化为离散的数值；并形成对网络传输质量的描述。以及针对应用需求的网络传输质量要求的color，与pathgroup上path的color，利用最小覆盖匹配算法，寻找到满足要求的转发路径。本实施例中提供的映射方法可操作性强，通过本发明最小覆盖匹配的方式，选择能满足质量要求条件下，最合适的一条网络传输路径。最终实现了应用层对网络传输质量要求向网络层的映射。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的系统架构图；
图2至图4为本发明实施例提供的具体实例的示意图；
图5为本发明实施例提供的方法流程的示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本实施例的设计目的在于：针对应用层不同的网络传输质量要求，提出一种新的应用层service-levelagreement(sla)向sr(segmentrouting)转发路径映射的具体方式，以提供从报文服务分类，到ip层基础承载能力的完整网络传输质量保证体系。将时延，抖动和丢包率分段映射，进而才可以进行最小覆盖算法的整体匹配。首先根据网络的时延、抖动和丢包率来衡量一个pathgroup中不同的传输路径(path)的链路质量。通过流分类(classify)对报文进行分类染色，形成对sr传输链路的sla质量要求。进而通过查表匹配的方式，在sr的pathgroup中进行path选路。选出的路径尽量满足应用层的质量要求，而不再是所有链路都无差别转发的模式。
具体来说，本发明实施例提供一种基于sr的服务质量映射方法，如图5所示的，包括：
s1、应用层中产生报文，通过流分类(classify)对报文进行染色。具体通过流分类根据访问控制列表设定的报文特征，对匹配报文特征的报文进行染色，其中，报文的染色结果对应了报文对sr的传输路径的质量要求。
其中，网络层采用sr，应用层中不同的应用/服务产生报文。segmentrouting是一种源路由机制，用于优化ip，mpls的网络能力。pathgroup中的不同path，通过头节点向尾节点发送检测报文的方式，来度量path对应的网络传输质量，即通过检测报文来获取path的时延、抖动和丢包率。即path.color＝(path.delay,path.jitter,path.lossrate)。报文的染色结果(color)对应了报文对sr的传输路径的时延、抖动和丢包率这三个维度的质量要求。染色可以理解为一种对不同应用的报文进行网络传输质量的需求描述的方式。其中，染色结果(color)对应了报文对传输路径的时延、抖动和丢包率三方面的质量要求；
具体地，由流分类设定应用层的报文特征，对满足流分类特征的报文进行染色，并输出对传输链路的质量要求，即demand.color＝(demand.delay,demand.jitter,demand.lossrate)。
s2、根据报文的目的地址和染色结果在进行选路，并确定满足所述应用层的网络需求的路径(path)。
实际应用中，segmentrouting的路径中，相同头节点和相同尾节点多个传输路径path，组成了一个pathgroup。一个path路径对应一个segmentlist，由一段有序的转发地址序列组成。pathgroup中包含了一条默认链路(defaultpath)，其余的path都需要有链路质量描述(path.color)和掩码长度(掩码长度定义为path.color中bit1的个数)。path需要通过头节点向尾节点发送检测报文的方式，来度量path对应的网络传输质量，即通过检测报文来获取path的时延、抖动和丢包率，即path.color＝(path.delay,path.jitter,path.lossrate)通过对应用层的网络传输质量需求和pathgroup中path的网络传输质量进行最小覆盖的算法匹配，可以选择最优转发链路。
例如：染色后的报文根据目的地址不同导入不同的pathgroup，在pathgroup中通过最小覆盖算法匹配报文的demand.color和path.color，并获取能满足应用/服务需求的一条传输路径path。需要说明的是，实际应用中应用层发包会根据不同的应用类型对网络的时延，抖动和丢包率有不同的要求，而满足了这些要求，即可认为是满足了sla需求。
s3、通过所选路径转发报文。
具体举例来说，如图1所示，最上层是应用层，中间是classify将应用层报文染色(输出demand.color)，最下层是segmentrouting传输链路。不同的目的对应不同的pathgroup。到达相同目的的pathgroup中有多个path，每个path通过检测可以获取自己的网络传输质量，对应一个path.color。实际应用中，首先，通过流分类对报文进行染色(即应用对网络的时延，抖动和丢包率的要求)，可以表示为：demand.color＝(demand.delay,demand.jitter,demand.lossrate)。具体表现为根据acl设定应用报文特征，对满足特征能匹配acl的报文进行染色，染色结果表现为color。通过路由将报文导入pathgroup，进入pathgroup后，通过最小覆盖匹配算法，获取能满足报文demand.color(即满足报文对传输时延，抖动，丢包率要求)的一条路径(path)转发。
本发明实施例提供的基于sr的服务质量映射方法，进一步改进了基于sr的网络服务方案，通过映射将连续的时延，抖动和丢包率转化为离散的数值；并形成对网络传输质量的描述。以及针对应用需求的网络传输质量要求的color，与pathgroup上path的color，利用最小覆盖匹配算法，寻找到满足要求的转发路径。本实施例中提供的映射方法可操作性强，通过本发明最小覆盖匹配的方式，选择能满足质量要求条件下，最合适的一条网络传输路径。最终实现了应用层对网络传输质量要求向网络层的映射。
本实施例中，所述通过流分类对报文进行染色，包括：根据访问控制列表(accesscontrollists，acl)设定的报文特征，对匹配报文特征的报文进行染色，染色结果表现为三元组，一个color对应一个三元组，其中的指标包括延迟、抖动和丢包率，三元组中的指标，具体包括时延、抖动和丢包率三个，通过映射方式进行了离散化。形成对网络传输质量的描述三元组color＝(delay,jitter,lossrate)，本实施例中提供的映射方式包括两种，分别如表1和表2所示的。
表1
表2
由流分类根据应用的报文特征将应用层发送的报文染色，并输出对传输链路的质量要求，即demand.color＝(demand.delay,demand.jitter,demand.lossrate)。
本实施例中，在根据报文的目的地址和染色结果中进行选路的过程之前，针对pathgroup中的不同路径，从路径的头节点向尾节点发送检测报文。通过检测报文检测路径对应的网络传输质量，用于表示网络传输质量的指标包括：路径的时延、抖动和丢包率。即通过检测报文来获取path的时延、抖动和丢包率。可以表示为path.color＝(path.delay,path.jitter,path.lossrate)。
所述根据报文的目的地址和染色结果中进行选路，包括：将报文的目的ip导入不同的pathgroup。根据报文的染色结果，针对导入了所述目的ip的pathgroup进行最小覆盖匹配，并输出选路结果。
具体的所述针对导入了所述目的ip的pathgroup进行最小覆盖匹配，包括：根据各个路径对应的网络传输质量，筛选出满足所述应用层对网络的质量需求的路径。从筛选得到的路径中，提取掩码长度(mask)的长度最短的路径作为所述选路结果。例如：通过最小覆盖匹配算法，计算能满足应用/服务需求(即满足应用对于传输网络时延、抖动，丢包率的需求)的一条path链路。
对于每一个传输路径path，可以使用如下方式筛选满足条件的链路，包括：
demandcolor&path.color＝＝demandcolor，其中demandcolor和path.color进行按位‘与’操作，其结果与demandcolor相等。从满足条件的链路中选择掩码长度最小的链路作为最终链路转发。
具体举例来说：
pathgroup路径网络传输质量检测，包括：通过检测得到pathgroup中的各个传输路径path的时延、抖动和丢包率，再根据所述映射表生成对各个传输路径的质量描述path.color和掩码长度。具体的，对于每一个传输路径path：将时延、抖动和丢包率进行划分，根据所述映射表映射成统一的数值，并得到对color的描述，其中，color的长度为三个字节，每一项对应8个bit。例如图4所示，color长度三个字节，每一项8个bit，color的掩码长度(masklen)定义为color中的bit1的个数。
由classify将应用层发送的报文染色，包括：根据acl五元组匹配对报文进行染色，染色结果表现为color。其中，color对应至少3个部分，包括：延迟、抖动和丢包率，对应关系记录为映射表。具体的，基于classify的报文染色，可以理解为：根据acl五元组匹配，将不同种类的报文进行染色，生成应用层对网络的网络传输质量要求，具体表现为color。color的表达方式分为三个部分：延迟，抖动和丢包率。具体映射方式有两种编码，都适用于本文中的算法。两种时延抖动丢包率映射表见表1和表2.
在sr中进行选路，确定匹配染色结果的路径，包括：从pathgroup的所有传输路径中，筛选出满足应用层color的需求的传输路径，并选择mask长度最短的传输路径作为所述最优传输路径。即对于pathgroup中的每个path来说，如果该path可以满足应用层color的需求(即对传输路径时延，抖动和丢包率的要求)，且该path的mask长度最短，那么选择这条path转发。
这其中，应用层sla向segmentrouting映射，可以通过下面的最小覆盖算法进行匹配处理，选择能满足要求且掩码长度最短的路径进行转发。
最小覆盖匹配算法，具体如下：
可以采用如图3所示的应用层报文demandcolor对sr的选路逻辑，其中，应用层报文通过流分类映射出的sla描述如图3所示的：
color＝0xfee0fc
pathgroup中有三条传输路径分别是path1，path2，path3，path4，经过检测，探测出的对应的网络传输质量分别是：
color_path1＝0xe0fce0,masklen＝12；
color_path2＝0xfff0fe,masklen＝19；
color_path3＝0xfef0fe,masklen＝18；
color_path4＝0,masklen＝0设置为默认的传输路径。
对于应用层报文的网络传输质量需求demand_color＝0xfee0fc，经过算法srcolormapping在pathgroup中对所有path进行匹配，最终选择path3作为转发路径。如图4所示。最小覆盖匹配算法中，使用path.color和demandcolor做‘与’操作，如果结果和demandcolor相同，说明该path的网络传输质量能满足应用层对网络的质量要求；如果存在多个满足要求的path，取mask长度最短的，因为需要预留更高质量的path路径给对网络传输质量需求更高的应用。本例中path2和path3同时满足要求，path3的掩码长度小于path2，因而使用path3转发。如果没有满足质量要求的path，使用默认的path(pathgroup.defaultpath)转发，保证流量能通，退化为无质量保证的转发模式。
从而设计出了一种可操作性更强的sla映射方案，通过上述最小覆盖匹配算法，选择能满足网络传输质量要求条件下，最优的一条segmentlist路径。通过该方法实现了应用层对网络传输质量的要求向segmentrouting传输路径的映射。
本发明实施例还提供一种基于sr的服务质量映射装置，包括：
染色模块，通过流分类根据访问控制列表设定的报文特征，对匹配报文特征的报文进行染色，其中，报文的染色结果对应了报文对sr的传输路径的质量要求。
路径选择模块，用于根据报文的目的地址和染色结果在进行选路，并确定满足所述应用层的网络需求的路径。
报文转发模块，用于通过所选路径转发报文。
具体的，网络层采用sr，报文的染色结果对应了报文对sr的传输路径的时延、抖动和丢包率这三个维度的质量要求，染色结果表现为三元组，其中的指标包括延迟、抖动和丢包率，三元组中的指标通过映射方式进行了离散化。
所述路径选择模块，用于将报文的目的ip导入不同的pathgroup；根据报文的染色结果，针对导入了所述目的ip的pathgroup进行最小覆盖匹配，并输出选路结果。
进一步的，还包括：
检测模块，用于在根据报文的目的地址和染色结果中进行选路的过程之前，针对pathgroup中的路径，从路径的头节点向尾节点发送检测报文；通过检测报文检测路径对应的网络传输质量，用于表示网络传输质量的指标包括：路径的时延、抖动和丢包率；
所述路径选择模块，具体用于根据各个路径对应的网络传输质量，筛选出满足所述应用层对网络的质量需求的路径；从筛选得到的路径中，提取掩码长度最短的路径作为所述选路结果。
本实施例还提供一种存储介质，该存储介质存储有计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被运行时，实现如图5所示的方法流程。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
1.一种基于sr的服务质量映射方法，其特征在于，包括：
s1、应用层中产生报文，通过流分类根据访问控制列表设定的报文特征，对匹配报文特征的报文进行染色，其中，报文的染色结果对应了报文对sr的传输路径的质量要求，；
s2、根据报文的目的地址和染色结果在进行选路，并确定满足所述应用层的网络需求的路径；
s3、通过所选路径转发报文。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
网络层采用sr，报文的染色结果对应了报文对sr的传输路径的时延、抖动和丢包率这三个维度的质量要求，染色结果表现为三元组，其中的指标包括延迟、抖动和丢包率，三元组中的指标通过映射方式进行了离散化。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据报文的目的地址和染色结果中进行选路，包括：
将报文的目的ip导入不同的pathgroup；
根据报文的染色结果，针对导入了所述目的ip的pathgroup进行最小覆盖匹配，并输出选路结果。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
在根据报文的目的地址和染色结果中进行选路的过程之前，针对pathgroup中的路径，从路径的头节点向尾节点发送检测报文；
通过检测报文检测路径对应的网络传输质量，用于表示网络传输质量的指标包括：路径的时延、抖动和丢包率。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述针对导入了所述目的ip的pathgroup进行最小覆盖匹配，包括：
根据各个路径对应的网络传输质量，筛选出满足所述应用层对网络的质量需求的路径；
从筛选得到的路径中，提取掩码长度最短的路径作为所述选路结果。
6.一种基于sr的服务质量映射装置，其特征在于，包括：
染色模块，用于应用层中产生报文，通过流分类根据访问控制列表设定的报文特征，对匹配报文特征的报文进行染色，其中，报文的染色结果对应了报文对sr的传输路径的质量要求；
路径选择模块，用于根据报文的目的地址和染色结果在进行选路，并确定满足所述应用层的网络需求的路径；
报文转发模块，用于通过所选路径转发报文。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，网络层采用sr，报文的染色结果对应了报文对sr的传输路径的时延、抖动和丢包率这三个维度的质量要求，染色结果表现为三元组，其中的指标包括延迟、抖动和丢包率，三元组中的指标通过映射方式进行了离散化。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述路径选择模块，具体用于将报文的目的ip导入不同的pathgroup；根据报文的染色结果，针对导入了所述目的ip的pathgroup进行最小覆盖匹配，并输出选路结果。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
检测模块，用于在根据报文的目的地址和染色结果中进行选路的过程之前，针对pathgroup中的路径，从路径的头节点向尾节点发送检测报文；通过检测报文检测路径对应的网络传输质量，用于表示网络传输质量的指标包括：路径的时延、抖动和丢包率；
所述路径选择模块，具体用于根据各个路径对应的网络传输质量，筛选出满足所述应用层对网络的质量需求的路径；从筛选得到的路径中，提取掩码长度最短的路径作为所述选路结果。
10.一种存储介质，其特征在于，存储有计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被运行时，实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。
技术总结