一種用于sdn控制器的水平方向接口系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Network, SDN)領(lǐng)域，尤其涉及一種 用于SDN控制器的水平方向接口系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 軟件定義網(wǎng)絡(luò)以集中控制模式工作，在每個(gè)SDN網(wǎng)絡(luò)上部署專用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) (NOS，Network Operating System)。每個(gè)NOS可以學(xué)習(xí)當(dāng)?shù)氐木W(wǎng)絡(luò)視圖，從而控制如何轉(zhuǎn) 發(fā)其網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)包。然而，互聯(lián)網(wǎng)由多個(gè)不同的域共同管理，這使得集中控制在域間不起 作用。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包的路由控制需要每個(gè)NOS有一個(gè)相對(duì)全局的網(wǎng)絡(luò)視圖以確定數(shù) 據(jù)包下一跳的網(wǎng)絡(luò)。因此，NOS之間需要共享或交換域間網(wǎng)絡(luò)信息，如可達(dá)性和拓?fù)湫畔ⅰ?到目前為止，如何有效地交換此類信息，尤其是在多個(gè)NOS來(lái)自不同供應(yīng)商的情況下，還沒 有得到很好的解決。
[0003] 所以，需要提供一種SDN水平方向接口系統(tǒng)來(lái)解決異構(gòu)的NOS在域間SDN網(wǎng)絡(luò)的 合作問題，高效地交換和共享域間網(wǎng)絡(luò)信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中異構(gòu)NOS在域間SDN網(wǎng)絡(luò)的合作中存在的缺 陷。
[0005] 本發(fā)明提供一種用于SDN控制器的水平方向接口系統(tǒng)，包括：網(wǎng)絡(luò)視圖學(xué)習(xí)單元， 其包括LLDP模塊和LLDP擴(kuò)展模塊，所述LLDP模塊用于發(fā)現(xiàn)本地物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，所述LLDP 擴(kuò)展模塊用于發(fā)現(xiàn)本地物理網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)之間的域間連接；
[0006] 網(wǎng)絡(luò)視圖抽象單元，其將本地物理網(wǎng)絡(luò)視圖抽象為包含多個(gè)端口和多條鏈路的本 地虛擬網(wǎng)絡(luò)視圖；
[0007] 水平接口單元，其用于與其他SDN控制器建立水平方向的連接，將SDN控制器抽象 為彼此等價(jià)的SDN對(duì)等體，構(gòu)建由全部SDN對(duì)等體構(gòu)成的非結(jié)構(gòu)化的對(duì)等虛擬網(wǎng)絡(luò)；
[0008] 其中，本地SDN對(duì)等體通過(guò)所述對(duì)等虛擬網(wǎng)絡(luò)向其他SDN對(duì)等體分發(fā)本地網(wǎng)絡(luò)拓 撲或者本地虛擬網(wǎng)絡(luò)視圖，并根據(jù)域間連接構(gòu)建全局網(wǎng)絡(luò)視圖。
[0009] 在一個(gè)實(shí)施例中，在所述對(duì)等虛擬網(wǎng)絡(luò)中，在SDN控制器硬件資源受限的前提下 在對(duì)等體之間建立最大數(shù)目的連接，每一 SDN對(duì)等體與其他對(duì)等體之間建立的連接數(shù)處于 最小連接度和最大連接度之間。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施例中，在所述對(duì)等虛擬網(wǎng)絡(luò)中，相鄰兩個(gè)對(duì)等體之間的跳數(shù)最小，以使 得對(duì)等體之間的同步時(shí)間最短。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施例中，在本地物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓碌那闆r下，本地SDN控制器基于所述 對(duì)等虛擬網(wǎng)絡(luò)向其他SDN對(duì)等體并行發(fā)送更新文件。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施例中，新加入的SDN對(duì)等體從對(duì)等虛擬網(wǎng)絡(luò)中的其他對(duì)等體獲取全局 網(wǎng)絡(luò)視圖文件。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于跨域的數(shù)據(jù)流，根據(jù)全局網(wǎng)絡(luò)視圖計(jì)算端到端的路徑，向沿 路徑的域控制器發(fā)送協(xié)作請(qǐng)求，在沿路徑的域控制器中安裝本地路徑片段，從而建立跨域 數(shù)據(jù)流端到端的完整路徑。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述本地虛擬網(wǎng)絡(luò)為僅包含網(wǎng)絡(luò)邊緣交換機(jī)的虛擬網(wǎng)絡(luò)，或者 僅保留域間連接的虛擬節(jié)點(diǎn)，從而提供本地SDN控制器與其他SDN控制器之間交換的最少 網(wǎng)絡(luò)信息。
[0015] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述LLDP擴(kuò)展模塊還用于學(xué)習(xí)本地交換機(jī)的鏈接利用率、 OpenFlow協(xié)議版本、流表數(shù)量和流表?xiàng)l目的數(shù)量，為本地SDN控制器向本地交換機(jī)下發(fā)流 表提供依據(jù)。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述網(wǎng)絡(luò)視圖包括網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)信息和網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)信息；其中，
[0017] 所述網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)信息包括可達(dá)性信息、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及拓?fù)湫畔?、網(wǎng)絡(luò)服能力和服務(wù)質(zhì) 量參數(shù)；
[0018] 所述網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)信息包括交換機(jī)當(dāng)前流表?xiàng)l目?jī)?nèi)容、實(shí)時(shí)帶寬使用率、流表使用率、 網(wǎng)絡(luò)實(shí)體存活狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)端口數(shù)據(jù)包統(tǒng)計(jì)。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)SDN對(duì)等體之間實(shí)時(shí)帶寬使用率向其他SDN對(duì)等體分發(fā)本 地網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浠蛘弑镜靥摂M網(wǎng)絡(luò)視圖。
[0020] 本發(fā)明的實(shí)施例為異構(gòu)NOS提供一種通用的水平方向接口方案，實(shí)現(xiàn)SDN管理域 內(nèi)子網(wǎng)間、SDN管理域間的互聯(lián)互通，控制器間能夠建立虛擬對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，共享網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)性 和其他信息。此外，本發(fā)明的實(shí)施例合理設(shè)置虛擬對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的連接度，從而在出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò) 失效時(shí)仍然能夠保證對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中良好的連接狀況，使得控制器間建立的虛擬對(duì)等網(wǎng)絡(luò)更穩(wěn) 健。
[0021] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且部分地從說(shuō)明書中變得 顯而易見，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書、權(quán)利要 求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的水平方向接口系統(tǒng)的示意圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中將本地物理網(wǎng)絡(luò)視圖抽象為域內(nèi)虛擬網(wǎng)絡(luò)視圖的示意圖；
[0024] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中生成虛擬對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的示意圖；
[0025] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中第（N+1)對(duì)等體加入虛擬對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的步驟流程圖；
[0026]圖5為對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中每一節(jié)點(diǎn)接收信息的概率分布曲線；
[0027]圖6為單點(diǎn)失效和單鏈路失效的情況下網(wǎng)絡(luò)可靠性曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步 的詳細(xì)說(shuō)明。
[0029] 本發(fā)明的實(shí)施例提供一種SDN網(wǎng)絡(luò)間對(duì)等互聯(lián)的新型構(gòu)架，設(shè)計(jì)了在SDN網(wǎng)絡(luò)中 水平方向的SDN對(duì)等體之間互聯(lián)和通信機(jī)制。具體來(lái)說(shuō)，涉及網(wǎng)絡(luò)視圖的抽象、存儲(chǔ)、學(xué)習(xí)、 虛擬化、表達(dá)及傳輸格式，網(wǎng)絡(luò)視圖信息分發(fā)和共享機(jī)制，為上層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供良好的運(yùn)行 環(huán)境。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明設(shè)計(jì)的水平方向?qū)Φ然ヂ?lián)架構(gòu)是一種通用的對(duì)等機(jī)制，可應(yīng)用 于SDN管理域內(nèi)的多個(gè)子網(wǎng)之間，也可應(yīng)用于SDN的管理域之間。
[0030] 本發(fā)明提供的SDN水平方向接口系統(tǒng)所分發(fā)的網(wǎng)絡(luò)信息的目的主要分為兩個(gè)方 面：⑴滿足對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS)或者控制器之間協(xié)作的需求，例如共同建立跨 NOS路徑；（2)將學(xué)習(xí)到的全局視圖以合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的形式提供給上層網(wǎng) 絡(luò)應(yīng)用。
[0031] 為清楚起見，對(duì)下文中將要出現(xiàn)的關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)進(jìn)行說(shuō)明。
[0032] 網(wǎng)絡(luò)視圖：是指網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?shí)體（交換機(jī)、鏈路、端口等），網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性（路由），網(wǎng) 絡(luò)能力，以及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)如數(shù)據(jù)流，帶寬占用率等一切靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)信息。
[0033] SDN子網(wǎng)：是指管理域內(nèi)部署了一個(gè)SDN控制器實(shí)例范圍的網(wǎng)絡(luò)。
[0034] SDN 域：SDN 管理域。
[0035] 水平方向：控制器與控制器方向。說(shuō)明：SDN網(wǎng)絡(luò)中控制器向下控制交換機(jī)，控制 器向上為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用創(chuàng)新提供API (Application Programming Interface)(通稱北向API)。 控制器之間是等價(jià)的，位于同一層次，水平方向通信就是指控制器之間的通信。
[0036] 本實(shí)施例提供的SDN控制器的水平方向接口系統(tǒng)內(nèi)部包含了多個(gè)邏輯功能，如網(wǎng) 絡(luò)虛擬化（Network Virtualiztion)、水平方向接口（West-East Bridge Interface)、LLDP 擴(kuò)展（LLDP Extension)等。水平方向接口系統(tǒng)可設(shè)計(jì)為兼容不同網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)NOS，可以 向任意一個(gè)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)增加水平方向接口系統(tǒng)。
[0037] 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
[0038] 圖1為本實(shí)施例提供的SDN控制器的水平方向接口系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所 示，接口系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)視圖學(xué)習(xí)單元、網(wǎng)絡(luò)視圖抽象單元和水平接口單元。
[0039] 網(wǎng)絡(luò)視圖學(xué)習(xí)單元用于發(fā)現(xiàn)控制器本地和域間的拓?fù)?。網(wǎng)絡(luò)