一种基于分布式SDN的移动网络优化方法及系统
技术领域
本申请涉及移动网络优化领域，尤其涉及一种基于分布式SDN的移动网络优化方法及系统。
背景技术
随着移动互联网的快速发展与移动终端数量的高速增长，蜂窝网络需要承载的数据呈指数级增加。
目前，在移动终端数量较多的场景下，通常采用WiFi接入点、中继节点等高带宽、部署渐变、成本较低的方案，来解决数据过载导致的通信不畅等问题。
并且，移动终端可通过接入网络发现和选择功能(ANDSF)，实现一定的数据管理和控制功能，以根据用户的选网偏好信息，以及移动终端的需求，选择并接入当前最优的网络，这样能在一定程度上实现网络的良好连接。
但是，ANDSF功能缺少网络侧的负载均衡优化，在某些情况下存在移动网络资源分配不均的问题，从而导致负载不均衡、网络不稳定等情况，会影响用户的使用体验。
尤其是在某些高负荷场景下，如体育场、商区、智慧城市等终端分布密集的广域网范围内，通过WiFi提供的移动网络仍存在负载不均衡的问题，对网络质量产生了不良影响。
发明内容
本申请实施例提供一种基于分布式SDN的移动网络优化方法及系统，用以解决移动网络资源分配不均、负载不均衡，影响网络质量与网络稳定的问题。
本申请实施例提供的一种基于分布式SDN的移动网络优化方法，包括：
SDN子控制器获取当前子区域内的网络设备信息，发送至SDN父控制器，并接收SDN父控制器发布的网络设备的相关信息；
SDN子控制器基于预设的触发条件，根据第一带宽计算算法，以及当前网络提供设备的总带宽、当前网络提供设备接入的移动终端的实际使用带宽与已分配带宽，对各移动终端的已分配带宽进行调整；
SDN子控制器根据第二带宽计算算法，以及当前子区域的总带宽、当前子区域内各网络交换设备的实际使用带宽与已分配带宽，对当前子区域内各网络交换设备的已分配带宽进行调整；
SDN父控制器根据第三带宽计算算法，总区域的总带宽，以及总区域内各子区域对应的SDN子控制器的实际使用带宽、已分配带宽与冗余带宽，对各SDN子控制器的已分配带宽进行调整。
在一个示例中，对各移动终端的已分配带宽进行调整，包括：根据各移动终端的设备类型，确定各移动终端对应的优先级；根据各移动终端的优先级，按顺序分别对各移动终端的已分配带宽进行调整。
在一个示例中，对当前子区域内各网络交换设备的已分配带宽进行调整，包括：根据当前子区域内各网络交换设备的最小保障带宽，确定各网络交换设备对应的优先级；其中，最小保障带宽与优先级成正相关关系；根据各网络交换设备的优先级，按顺序分别对当前子区域内各网络交换设备的已分配带宽进行调整。
在一个示例中，对各SDN子控制器的已分配带宽进行调整，包括：根据各SDN子控制器的冗余带宽的剩余量，确定各SDN子控制器对应的子区域的优先级；根据各子区域的优先级，按顺序分别对各SDN子控制器的已分配带宽进行调整。
在一个示例中，所述预设的触发条件包括：达到预设巡检周期；存在SDN子控制器的添加或删除；存在网络交换设备的添加或删除。
在一个示例中，所述方法还包括：确定子区域的实际使用带宽不小于已分配带宽与冗余带宽之和时，触发第三带宽计算算法，对所述子区域的已分配带宽进行调整。
在一个示例中，所述方法还包括：根据待连接移动终端的接入请求与所述第一带宽计算算法，确定与所述接入请求匹配的网络提供设备；所述接入请求包括待连接移动终端的移动终端信息；将所述待连接移动终端接入所述匹配的网络提供设备。
在一个示例中，所述方法还包括：若不存在与所述接入请求匹配的网络提供设备，则从已连接的所有移动终端中，确定活跃度低的移动终端，并对所述活跃度低的移动终端的已分配带宽进行调整；其中，活跃度低表示移动终端的实际使用带宽与已分配带宽之间的差值大于第一预设阈值，且在预设时间段内，网络峰值变化小于第二预设阈值；再次根据所述第一带宽计算算法，确定与所述接入请求匹配的网络提供设备；若仍不存在与所述接入请求匹配的网络提供设备，则拒绝所述接入请求。
在一个示例中，将所述待连接移动终端接入所述匹配的网络提供设备，包括：根据所述待连接移动终端的MAC地址，确定数据库中是否存在与所述MAC地址匹配的移动终端信息；若存在匹配的移动终端信息，则确定继续采用所述匹配的移动终端信息的内容。
本申请实施例提供的一种基于分布式SDN的移动网络优化系统，包括：
SDN子控制器，设置于各子区域中，与网络交换设备连接，用于汇总当前子区域的网络设备信息，并基于预设的触发条件，根据第一带宽计算算法，对当前子区域中各移动终端的已分配带宽进行调整，根据第二带宽计算算法，对当前子区域中各网络交换设备的已分配带宽进行调整；
SDN父控制器，与各SDN子控制器连接，用于获取来自各SDN子控制器的网络设备信息，并根据第三带宽计算算法，对各子区域的已分配带宽进行调整；
网络交换设备，与相应的SDN子控制器以及网络提供设备连接，用于采集自身的网络设备信息，发送至相应的SDN子控制器；
网络提供设备，与相应的网络交换设备以及移动终端连接，用于采集连接的移动终端的网络设备信息，发送至相应的SDN子控制器；
移动终端，用于根据SDN子控制器的指令，与匹配的网络提供设备建立连接；
交互设备，与所述SDN子控制器、SDN父控制器连接，用于对网络设备信息进行显示，并基于用户的操作，向所述SDN子控制器、SDN父控制器发送指令，以对所述网络设备信息进行修改。
本申请实施例提供一种基于分布式SDN的移动网络优化方法及系统，至少包括以下有益效果：
通过分布式部署的SDN控制器，能够对广域网内的各子区域进行整体流量调控，以及针对各子区域内的网络设备进行针对性带宽调控。这样能够减轻各子区域间SDN子控制器的数据处理压力，降低在管理广域网等大范围区域时，网络设备较多，数据传输量较大，而造成的时延和带宽占用问题。
SDN父控制器可在总区域范围内，对大范围内各子区域间的带宽进行调控，通过收集各子区域的网络设备信息，感知各个子区域间的网络压力，并据此进行灵活调控，以保证在广域网内不同子区域之间的网络稳定性。
SDN子控制器仅需处理当前子区域的小范围内网络设备的带宽调控，降低了对SDN子控制器的性能压力。同时，SDN子控制器通过使用ANDSF及OpenFlow协议，作为配置的实际下发者及子区域内小范围的调控者，对当前子区域内各网络设备实现带宽调控及故障侦测等操作，能够实现小范围内的精确调控，保证调控的即时性及精度控制。
通过子区域内网络交换设备和移动终端设备的带宽调控，到各个子区域之间的总带宽的大范围调控，可同时保证对多个子区域内的移动终端的移动网络使用体验的优化。这样能够使各子区域间的网络设备之间能够实现带宽的协调，提高了移动网络的服务质量，增强了网络健壮性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种基于分布式SDN的移动网络优化系统结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种基于分布式SDN的移动网络优化方法流程图；
图3为本申请实施例提供的另一种基于分布式SDN的移动网络优化方法流程图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1为本申请实施例提供的一种基于分布式SDN的移动网络优化系统结构示意图，本系统主要包括SDN父控制器1、SDN子控制器2、网络交换设备3、网络提供设备4、移动终端5、数据库6以及交互设备7。
具体的，本系统设置于总区域对应的广域网中，广域网中设置有一个SDN父控制器1。总区域包括若干子区域A～N，每个子区域分别设置有一个SDN子控制器2，SDN子控制器2与当前子区域内的所有网络交换设备3连接。每个网络交换设备3与对应的网络提供设备4连接，每个网络提供设备4接入有若干移动终端5。
SDN父控制器1设置于整个广域网中，用于获取各子区域间的网络设备信息，并接收来自SDN子控制器2的对应子区域内的网络设备信息。SDN父控制器可根据接收到的网络设备信息，对各子区域的网络拓扑结构进行调整，对各子区域间的整体流量进行调控。SDN父控制器还可将所有网络设备信息发送至交互设备7显示。其中，网络设备包括SDN子控制器、网络交换设备、网络提供设备、移动终端等，网络设备信息包括拓扑结构、带宽、负载等信息。
SDN子控制器2设置于各个子区域内，与SDN父控制器1连接。SDN子控制器2用于获取并汇总当前子区域内所有网络设备的网络设备信息，发送至SDN父控制器。并且，SDN子控制器还可将所有网络设备信息发送至交互设备7显示。
SDN子控制器还用于通过OpenFlow协议，根据流表的方式，对支持OpenFlow协议的网络交换设备进行管理，完成实际的配置下发，以实现对网络交换设备端口的带宽调控。SDN子控制器还用于对当前子区域内的移动终端的带宽进行合理分配，以及为待接入的移动终端选择合适的网络提供设备。
网络交换设备3与当前子区域内的SDN子控制器连接，用于采集自身的网络拓扑信息、带宽信息等，发送至SDN子控制器，并根据SDN子控制器下发的配置信息，调整自身的带宽信息。其中，网络交换设备是支持OpenFlow协议的交换机、路由器等网络设备。
网络提供设备4与相应的网络交换设备3连接，还接入有若干移动终端，用于向移动终端提供无线网络服务。网络提供设备可采集接入的移动终端的网络拓扑信息、带宽信息、移动终端信息等，发送至SDN子控制器。其中，网络提供设备包括家用路由器等
移动终端5用于在SDN子控制器的调控下，通过接入网络发现和选择功能ANDSF，确定接入的网络提供设备。
数据库6与SDN父控制器、SDN子控制器通信，可对SDN父控制器与SDN子控制器获取到的系统中各网络设备的网络拓扑信息、带宽信息、移动终端信息等进行存储
交互设备7与SDN父控制器、SDN子控制器通信。交互设备包括SDN父控制器交互界面、SDN子控制器网络交换设备交互界面与SDN子控制器移动终端交互界面。
SDN父控制器交互界面可对各SDN子控制器的网络设备信息、各子区域的带宽信息、各子区域的拓扑信息、优先级进行显示，并且，可基于用户的操作，确定为各子区域设置的最小保障带宽与冗余带宽。SDN子控制器网络交换设备交互界面可对当前子区域内各网络交换设备的带宽信息、拓扑信息、优先级进行显示，并且，可基于用户的操作，设置或修改各网络交换设备的最小保障带宽与优先级。SDN子控制器移动终端交互界面可对当前子区域内各网络提供设备的带宽信息、移动终端的信息、带宽信息、优先级进行显示，并且，可基于用户的操作，设置或修改各移动终端的最小保障带宽、优先级与优先级确定规则。
在本申请实施例中，通过分布式部署的SDN父控制器与SDN子控制器，由SDN父控制器对广域网对应的总区域进行整体管控，SDN子控制器对总区域下辖的各子区域分别进行管控。这样能够减轻各子区域间SDN子控制器的数据处理压力，降低在管理广域网等大范围区域时，网络设备较多，数据传输量较大，而造成的时延和带宽占用问题。
与传统WiFi技术提供的移动网络相比，本系统能够协调各子区域之间的负载压力，实现广域网范围内的带宽调控，提高总区域内的整体网络质量。同时，与传统WLAN网络内存在的，因移动终端集中使用而导致的负载分布不均等问题相比，本系统能够对各移动终端的带宽进行针对性调控，并根据网络提供设备的负载情况，为移动终端确定可接入的网络提供设备，能够加强网络的健壮性。
在一个实施例中，本系统可包括若干SDN父控制器。在系统正常运行过程中，通常仅有一个SDN父控制器发挥主要作用，其他SDN父控制器作为备用。当发挥主要作用的SDN父控制器发生故障、毁损等异常情况时，可启用其他SDN父控制器，以保证系统能够正常运行，增强系统的健壮性与稳定性。
图2为本申请实施例提供的一种基于分布式SDN的移动网络优化方法流程图，具体包括以下步骤：
S201：SDN子控制器获取当前子区域内的网络设备信息，发送至SDN父控制器，并接收SDN父控制器发布的网络设备的相关信息。
在本申请实施例中，各子区域内的SDN子控制器可获取当前子区域内的所有网络设备信息，发送至SDN父控制器。并且，SDN子控制器可接收SDN父控制器基于上述网络设备信息发布的，各子区域间的网络设备的相关信息。
其中，网络设备信息包括拓扑结构、移动终端信息等，相关信息包括预设巡检周期、预设的各网络设备的最小保障带宽、优先级等。
S202：SDN子控制器基于预设的触发条件，根据第一带宽计算算法，以及当前网络提供设备的总带宽、当前网络提供设备接入的移动终端的实际使用带宽与已分配带宽，对各移动终端的已分配带宽进行调整。
在本申请实施例中，SDN父控制器与SDN子控制器可基于预设的触发条件，启动对各网络设备的带宽计算与调控过程。在调控过程中，按照移动终端、网络交换设备、SDN子控制器的顺序依次进行。
具体的，SDN子控制器可在移动终端接入相应的网络提供设备时，确定向移动终端分配的带宽，则向移动终端分配的带宽的数值即为移动终端在使用带宽的过程中的带宽上限。
在带宽调控过程中，SDN子控制器可基于第一带宽计算算法，根据移动终端接入的当前网络提供设备的总带宽，以及当前网络提供设备接入的所有移动终端的已分配带宽，确定当前网络提供设备对应的可调控带宽。之后，SDN子控制器可根据移动终端的实际使用带宽、已分配带宽，与当前网络提供设备对应的可调控带宽，对各移动终端的已分配带宽进行调整。其中，可调控带宽表示当前网络提供设备拥有的还未分配的带宽，可自由分配给下属移动终端。
其中，第一带宽计算算法可表示为：Sr＝Sab-Smb，其中，Sr表示网络提供设备的可调控带宽，Sab表示网络提供设备的总带宽，Smb表示该网络提供设备接入的所有移动终端的已分配带宽之和。
针对网络提供设备接入的所有移动终端，SDN子控制器可根据移动终端实际使用带宽与已分配带宽之间的差值，确定该移动终端的已分配带宽是否需要进行调整。
若移动终端的实际使用带宽与已分配带宽之间的差值较小，表示移动终端需要使用的实际使用带宽较大，很可能突破当前已分配带宽，则当前已分配带宽并不充足，可能满足不了移动终端的带宽需求。因此，在网络提供设备的可调控带宽足够的情况下，SDN子控制器可对移动终端的已分配带宽进行提高，向移动终端分配更多带宽，以保证移动终端的正常通信。
其中，SDN控制器具体可通过ANDSF push方式主动发起策略更新，以对移动终端的带宽进行调整。
若移动终端的实际使用带宽与已分配带宽之间的差值较大，表示当前为该移动终端分配的已分配带宽足够使用，当前的已分配带宽较为合理，符合实际需求，则无需对移动终端的已分配带宽进行调整。
在一个实施例中，预设的触发条件可包括：
(1)达到预设巡检周期。SDN子控制器可根据SDN父控制器中的预设巡检周期，在达到预设巡检周期时，自动对各个子区域的网络设备进行带宽的计算与调控。其中，预设巡检周期可根据需要设置，本申请对此不做限定。
(2)存在SDN子控制器(即子区域)的添加或删除。当系统中有新增的SDN子控制器，新增的SDN子控制设备在完成参数配置后，或者有SDN子控制器删除时，现存的各SDN子控制器可对系统中各网络设备的带宽进行计算与调控，以对带宽进行重新分配。
(3)存在网络交换设备的添加或删除。当子区域中有新增的网络交换设备，或者有网络交换设备删除时，SDN父控制器可对各子区域内的网络设备的带宽进行重新计算与调控。
在一个实施例中，SDN子控制器可根据一定的优先级确定规则，确定移动终端的优先级，并按照优先级对移动终端进行带宽调控。
在一种可能的实现方式中，优先级确定规则可以是设备类型与优先级的对应关系。于是，SDN子控制器可根据当前子区域内接入的移动终端的设备类型，确定移动终端对应的优先级。之后，SDN子控制器在调整带宽的过程中，可根据网络提供设备接入的各移动终端的优先级，按照优先级高低的顺序，分别对各移动终端的已分配带宽进行调整。其中，移动终端的设备类型包括智能手机、平板电脑、智能计算设备等，各设备类型对应的优先级可根据业务需要设置，本申请对此不做限定。
需要说明的是，移动终端对应的优先级越高，表示对移动终端进行带宽调整的顺序越靠前。在网络提供设备的可调控带宽有限的情况下，先为优先级高的移动终端调整已分配带宽。则可能存在可调控带宽用尽，无法再向优先级较低的移动终端分配带宽的情况。
在一个实施例中，SDN子控制器可根据移动终端的优先级，为移动终端设置相应的最小保障带宽。最小保障带宽表示为该移动终端分配的带宽的最小值，则移动终端对应的已分配带宽必须大于最小保障带宽。
在一个实施例中，SDN子控制器在对移动终端的已分配带宽进行调整的过程中，可确定移动终端的实际使用带宽与已分配带宽之间的差值大于第一预设阈值，且在预设时间段内，网络峰值变化小于第二预设阈值时，认为该移动终端活跃度低。于是，SDN子控制器可将活跃度低的移动终端的已分配带宽，下调为与其实际使用带宽相同的数值，以避免带宽浪费，提供带宽的利用率。其中，第一预设阈值、预设时间段、第二预设阈值可根据需要设置，本申请对此不做限定。
在一个实施例中，SDN子控制器可根据优先级范围-1～64，为移动终端确定优先级，数值越高，优先级越高。在默认状态下，移动终端的优先级为1，此时默认移动终端不存在最小保障带宽。移动终端活跃度低时，将其优先级设置为0。移动终端的所需流量大于其接入的网络提供设备的总带宽时，将其优先级设置为-1，不对其分配带宽。
S203：SDN子控制器根据第二带宽计算算法，以及当前子区域的总带宽、当前子区域内各网络交换设备的实际使用带宽与已分配带宽，对当前子区域内各网络交换设备的已分配带宽进行调整。
在本申请实施例中，SDN子控制器可基于第二带宽计算算法，根据网络交换设备所属的当前子区域的总带宽，以及当前子区域内所有网络交换设备的已分配，确定当前子区域对应的可调控带宽。之后，SDN子控制器可根据各网络交换设备的实际使用带宽、已分配带宽，与当前子区域对应的可调控带宽，对各网络交换设备端口的已分配带宽进行调整。其中，可调控带宽表示当前子区域拥有的还未分配的带宽，可自由分配给下属网络交换设备。
具体的，第二带宽计算算法可表示为：Siaab＝Saab-Skb，其中，Siaab表示子区域的可调控带宽，Saab表示子区域的总带宽，Skb表示当前子区域内所有网络交换设备的已分配带宽之和。
针对子区域内所有网络交换设备，SDN子控制器可根据网络交换设备的实际使用带宽与已分配带宽之间的差值，确定该网络交换设备的已分配带宽是否需要进行调整。
若网络交换设备的实际使用带宽与已分配带宽之间的差值较小，表示网络交换设备需要使用的实际使用带宽较大，很可能突破当前已分配带宽，则当前已分配带宽并不充足，可能满足不了网络交换设备的带宽需求。因此，在当前子区域的可调控带宽足够的情况下，SDN子控制器可对网络交换设备的已分配带宽进行提高，向网络交换设备分配更多带宽，以保证网络交换设备的正常通信。
其中，SDN子控制器可通过OpenFlow协议，对支持该协议的网络交换设备进行流表下发，以实现对网络交换设备的带宽的调整。
若网络交换设备的实际使用带宽与已分配带宽之间的差值较大，表示当前为该网络交换设备分配的已分配带宽足够使用，当前的已分配带宽的设置较为合理，符合实际需求，则无需对网络交换设备的已分配带宽进行调整。
在一个实施例中，SDN子控制器可为连接的各网络交换设备设置最小保障带宽。其中，最小保障带宽表示为该网络交换设备分配带宽的最小值，则网络交换设备对应的已分配带宽必须大于最小保障带宽。
于是，第二带宽计算算法可表示为：Siaab＝Saab-Shb-Sdb，其中，Siaab表示子区域的可调控带宽，Saab表示子区域的总带宽，Shb表示当前子区域内非默认优先级的网络交换设备的最小保障带宽之和，Sdb表示当前子区域内默认优先级的网络交换设备的已分配带宽之和。
在一个实施例中，SDN子控制器可根据当前子区域内各网络交换设备的最小保障带宽，确定各网络交换设备对应的优先级。之后，SDN子控制器在调整带宽的过程中，可根据当前子区域内各网络交换设备的优先级，按照优先级高低的顺序，分别对各网络交换设备的已分配带宽进行调整。其中，网络交换设备的最小保障带宽与优先级成正相关关系，最小保障带宽的数值越大，对应的优先级越高。
需要说明的是，网络交换设备对应的优先级越高，表示对网络交换设备进行带宽调整的顺序越靠前。在当前子区域的可调控带宽有限的情况下，先为优先级高的网络交换设备调整已分配带宽。则可能存在可调控带宽用尽，无法再为优先级较低的网络交换设备分配额外的带宽的情况。
在一个实施例中，SDN子控制器可根据优先级范围0～255，为网络交换设备确定优先级。优先级数值越高，对应的优先级越高。在默认状态下，网络交换设备的优先级为1，此时，默认不为网络交换设备设置最小保障带宽。网络交换设备的优先级为0时，SDN子控制器可将网络交换设备端口的带宽上限设置为0，即不对该网络交换设置分配带宽。
S204：SDN父控制器根据第三带宽计算算法，总区域的总带宽，以及总区域内各子区域对应的SDN子控制器的实际使用带宽、已分配带宽与冗余带宽，对各子区域的已分配带宽进行调整。
在本申请实施例中，SDN父控制器可确定预先为总区域下的各子区域对应的SDN子控制器设置的最小保障带宽以及冗余带宽。其中，最小保障带宽表示为SDN子控制器分配带宽的最小值，即SDN子控制器对应的已分配带宽不能小于最小保障带宽。冗余带宽表示在已分配带宽之外，为各子区域额外预留的带宽，用于应对子区域中带宽需求突然升高等情况，可由SDN子控制器分配给当前子区域中的网络设备，是一种保险措施。若子区域中的实际使用带宽达到已分配带宽的数值，并且需要更多带宽时，SDN子控制器可在冗余带宽的范围继续占用相应的带宽。
在带宽调控过程中，SDN总控制器可基于第三带宽计算算法，根据总区域的总带宽，以及各子区域的已分配带宽、冗余带宽，确定总区域对应的可调控带宽。之后，SDN总控制器可根据各子区域的实际使用带宽、最小保障带宽、冗余带宽，以及总区域对应的可调控带宽，对各子区域的已分配带宽进行调整。其中，可调控带宽表示总区域对应的还未分配的带宽，可自由分配给各子区域。
具体的，第三带宽计算算法可表示为：Staab＝Srtb-Sfb-Srsb，其中，Staab表示总区域的可调控带宽，Srtb表示总区域的总带宽，Sfb表示各子区域的最小保障带宽之和，Srsb表示各子区域的冗余带宽之和。并且，Saab＝Srb+Ssb，其中，Saab表示子区域的总带宽，Srb表示子区域的已分配带宽，Ssb表示子区域的冗余带宽。
针对各子区域，SDN父控制器可根据各子区域的实际使用带宽与总带宽之间的差值，确定该子区域的已分配带宽是否需要进行调整。
若子区域的实际使用带宽与总带宽之间的差值较小，表示相应的SDN子控制器需要使用的实际使用带宽较大，很可能突破当前已分配带宽，则当前已分配带宽并不充足，可能满足不了子区域的带宽需求。因此，在总区域的可调控带宽足够的情况下，SDN父控制器可对子区域的已分配带宽进行提高，向子区域分配更多带宽，以保证SDN子控制器的正常通信。
若子区域的实际使用带宽与已分配带宽之间的差值较大，表示当前为该子区域分配的带宽足够使用，当前的已分配带宽较为合理，符合实际需求，则无需对子区域的已分配带宽进行调整。
其中，SDN父控制器可通过OpenFlow协议以及ANDSF功能，进行实际的带宽配置调整。
在一个实施例中，SDN父控制器可根据各子区域的SDN子控制器的冗余带宽的剩余量，确定各SDN子控制器对应的优先级。之后，SDN父控制器在调整带宽的过程中，可根据各子区域的优先级，按照优先级高低的顺序，分别对各子区域的已分配带宽进行调整。其中，子区域的冗余带宽的剩余量与优先级成负相关关系，剩余量越少，对应的优先级越高。
需要说明的是，子区域对应的优先级越高，表示对子区域进行带宽调整的顺序越靠前。在总区域的可调控带宽有限的情况下，先对优先级高的子区域的已分配带宽进行调整。则可能存在可调控带宽用尽，无法再为优先级较低的子区域分配带宽的情况。
其中，上述S202～S204中判断网络设备的实际使用带宽与已分配带宽之间的差值大小的标准可根据预设差值确定。若差值大于第一预设差值，表示差值较大，若差值小于第二预设差值，表示差值较小。第一预设差值大于或等于第二预设差值，两者可相同，也可不同，具体数值可根据需要设置，本申请对此不做限定。
需要说明的是，SDN父控制器与SDN子控制器基于预设的触发条件，对广域网中各网络设备进行带宽调整时，需根据上述S202～S204的顺序，依次采用第一带宽计算算法、第二带宽计算算法、第三带宽计算算法，对整个广域网中所有网络设备进行遍历，以对各网络设备对应的带宽进行计算与按需调整。
并且，SDN父控制器与SDN子控制器在依次调整移动终端、网络交换设备、SDN子控制器的过程中，若存在可调控带宽不足的情况，可逐级向上追溯，直至SDN总控制器。通过SDN总控制器对整个广域网的总带宽进行调整分配后，再向下对各个子级的网络设备进行相应的带宽调整。
在本申请实施例中，通过设置在广域网内的分布式SDN控制器，能够对广域网内的各子区域进行整体流量调控，并针对各子区域内的网络设备进行针对性带宽调控。
SDN父控制器可在总区域范围内，对大范围内各子区域间的带宽进行调控，通过收集各子区域的网络设备信息，感知各个子区域间的网络压力，并据此进行灵活调控，以保证在广域网内不同子区域之间的网络稳定性。
SDN子控制器仅需处理当前子区域的小范围内网络设备的带宽调控，降低了对SDN子控制器的性能压力。同时，SDN子控制器通过使用ANDSF及OpenFlow协议，作为配置的实际下发者及子区域内小范围的调控者，对当前子区域内各网络设备实现带宽调控及故障侦测等操作，能够实现小范围内的精确调控，保证调控的即时性及精度控制。
通过子区域内网络交换设备和移动终端设备的带宽调控，到各个子区域之间的总带宽的大范围调控，可同时保证对多个子区域内的移动终端的移动网络使用体验的优化。这样能够使各子区域间的网络设备之间能够实现带宽的协调，提高了移动网络的服务质量，增强了网络健壮性。
在一个实施例中，SDN父控制器若监测到子区域的实际使用带宽不小于子区域的总带宽时，表示子区域的已分配带宽与冗余带宽均已用尽。此时，为了保证子区域的稳定通信，可直接触发第三带宽计算算法，由SDN父控制器对子区域的已分配带宽进行调整。
在一个实施例中，移动终端在连接网络提供设备的过程中，可通过ANDSF pull方式，发出接入请求。其中，接入请求中包括移动终端的移动终端信息，移动终端信息包括移动终端的MAC地址、设备类型等。
于是，SDN子控制器可根据待连接移动终端的设备类型与优先级确定规则，确定待连接移动终端对应的优先级以及最小保障带宽。之后，SDN子控制器可根据第一带宽计算算法，计算确定待连接移动终端的连接范围内，各网络提供设备的可调控带宽。之后，SDN子控制器可从各网络提供设备中，确定可调控带宽大于待连接移动终端的最小保障带宽的网络提供设备，作为与待连接移动终端的接入请求匹配的网络提供设备。最终，SDN子控制器可确定将待连接移动终端接入匹配的网络提供设备中。
若确定出的匹配的网络提供设备有多个，则SDN子控制器可根据各网络提供设备的可调控带宽的大小，确定其中可调控带宽最大的网络提供设备，作为待连接移动终端的接入对象。
这样能够确保待连接移动终端接入的网络提供设备具有充足的可调控带宽，以便于随时根据移动终端网络设备的实际流量变化情况，对各移动终端的已分配带宽进行调控。
在一个实施例中，SDN子控制器可确定当前子区域内所有接入的移动终端的移动终端信息，并将移动终端信息存储在数据库中。其中，移动终端信息还包括接入时间、接入网络提供设备、优先级等。
在一个实施例中，SDN子控制器在将待连接移动终端接入匹配的网络提供设备时，可根据待连接移动终端的MAC地址，确定数据库中是否存在与该MAC地址匹配的移动终端信息。
若数据库中存在匹配的移动终端信息，表示待连接移动终端曾经接入过本广域网中，则SDN子控制器可直接采用数据库中存储的移动终端信息中的内容，包括移动终端的优先级等，以节省对待连接移动终端的优先级等信息的重新计算时间，方便快捷。
在一个实施例中，SDN子控制器可根据预设的超时时间，确定移动终端在超时时间内，均未接入过当前广域网时，则将数据库中存储的移动终端信息删除，以节省存储空间。
在一个实施例中，若待连接移动终端请求接入，但不存在与其匹配的网络提供设备时，SDN子控制器可从网络提供设备已连接的所有移动终端中，确定出活跃度低的移动终端，并根据活跃度低的移动终端的实际使用带宽，减少其已分配带宽，以增加网络提供设备的可调控带宽。
之后，SDN子控制器可基于增加后的网络提供设备的可调控带宽，再次根据第一带宽计算算法，确定是否存在与待连接移动终端匹配的网络提供设备。若存在匹配的网络提供设备，可对待连接移动终端进行接入。若仍不存在与待连接移动终端匹配的网络提供设备，表示在待连接移动终端的连接范围内的网络提供设备，均不存在足够的可调控带宽。则为了保证待连接移动终端接入的通信质量，SDN子控制器可拒绝相应的接入请求，直至存在匹配的网络提供设备为止。
图3为本申请实施例提供的另一种基于分布式SDN的移动网络优化方法流程图。
如图3所示，当触发方式为达到SDN父控制器设置的预设巡检周期，或添加、删除网络交换设备，或添加、减少SDN子控制器时，SDN子控制器先根据第一带宽计算算法，对各移动终端进行带宽负载计算。计算完成后，触发第二带宽计算算法，对各网络交换设备进行带宽计算。在SDN子控制器的带宽算法结束后，将计算结果发送至SDN父控制器，并触发SDN父控制器通过第一带宽计算算法，对各子区域进行带宽计算。最终，SDN父控制器根据计算结果，对各子区域的已分配带宽进行调整，并由SDN子控制器根据上述调整的结果，通过OpenFlow及ANDSF，对子区域内的网络交换设备与移动终端的带宽分别进行实际的配置下发，以完成整个移动网络的带宽调整。
当触发方式为移动终端加入时，触发SDN子控制器进行第一带宽计算算法的计算，为待接入移动终端选择匹配的网络提供设备，并通过ANDSF功能，实现移动终端的接入。
当触发方式为子区域的冗余带宽用尽时，直接触发SDN父控制器进行第三带宽计算算法的计算，对子区域的已分配带宽进行紧急调控。并在随后的巡检中，对该子区域内网络交换设备及移动终端的已分配带宽再进行优化调整，确保带宽调整的时效性。
需要说明的是，在本申请实施例中，SDN父控制器与SDN子控制器在计算网络设备的实际使用带宽(即实际业务流量)时，均通过逐步逼近法，确定网络设备的实际使用带宽。
本申请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。对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
