[發(fā)明專利]一種SDN架構(gòu)下的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射保護方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN104243196B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王大江;王振宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24
• 代理公司: 北京安信方達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 田紅娟;龍洪

本發(fā)明提供一種SDN架構(gòu)下的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射保護方法及系統(tǒng)，該方法包括：應(yīng)用層根據(jù)各用戶的網(wǎng)絡(luò)編輯請求，編輯、定義子網(wǎng)絡(luò)模型；網(wǎng)絡(luò)虛擬層構(gòu)建各用戶定義的子網(wǎng)絡(luò)模型，并將所述子網(wǎng)絡(luò)模型整合成全局網(wǎng)絡(luò)視圖，將所述全局網(wǎng)絡(luò)視圖發(fā)送給控制器層；所述控制器層將全局網(wǎng)絡(luò)視圖中包含的各子網(wǎng)絡(luò)模型分別映射成工作設(shè)備網(wǎng)絡(luò)和保護設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，當所述工作設(shè)備網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障滿足指定條件且所述保護設(shè)備網(wǎng)絡(luò)無故障，則將對應(yīng)子網(wǎng)絡(luò)的工作映射關(guān)系從工作設(shè)備網(wǎng)絡(luò)切換為保護設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。通過本發(fā)明可以以實現(xiàn)快速響應(yīng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)故障的隨機性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特點是涉及一種SDN(Software Defined Network，軟件定義網(wǎng)絡(luò))架構(gòu)下的對虛擬網(wǎng)絡(luò)映射保護方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著云網(wǎng)絡(luò)時代的到來，業(yè)界對互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提出了更高的要求，如何滿足用戶數(shù)量、業(yè)務(wù)種類、帶寬需求等的不斷增長、如何滿足用戶對業(yè)務(wù)流量的實時動態(tài)支取，是下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)亟待解決的主要問題。目前的網(wǎng)絡(luò)效率低，難以擴展，耗費大量時間和資源并且不能支持靈活的運營。在多數(shù)情況下，所有網(wǎng)絡(luò)資源遍布在采用標準化協(xié)議的物理交換機和路由器上。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置主要是對每個交換機進行獨立的配置，結(jié)果造成網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)極其復(fù)雜。特別是對于大型網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心來說，為了實施某個變化，網(wǎng)絡(luò)操作員必須對每個交換機或路由器重新配置路由協(xié)議，需要耗費大量時間，非常繁瑣。

SDN能夠高效地把網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流處理從控制數(shù)據(jù)流的邏輯和規(guī)則中分離出來，并且讓運營商和企業(yè)能夠控制管理自己的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)能夠?qū)嵤┎煌?guī)則和路由的能力，包括決定哪些類型的數(shù)據(jù)在本地而哪些類型的數(shù)據(jù)在遠程處理。本質(zhì)上，SDN讓組織機構(gòu)能夠精細地看到并控制對網(wǎng)絡(luò)和資源的訪問，讓用戶得以解決影響網(wǎng)絡(luò)的具體問題。用戶可通過一個門戶就可以更加迅速、更加靈活、更加輕松地管理用戶的工作。

如圖1所示，該圖展示了目前業(yè)界普遍認同的SDN架構(gòu)，該架構(gòu)主要包括：應(yīng)用層(Application Layer)、網(wǎng)絡(luò)虛擬層(Network Virtualization Layer)、控制器層(Controller Layer)、設(shè)備層(Device Layer)共四個層面。其中，

1、應(yīng)用層，讓用戶根據(jù)自身需要通過編寫控制程序，實現(xiàn)定義網(wǎng)絡(luò)模型的目的；用戶可在自身定義的網(wǎng)絡(luò)模型上，發(fā)起對業(yè)務(wù)連接的操作(包括建立、刪除、修改、查詢等)請求；

2、虛擬層，是將用戶定義的所有抽象網(wǎng)絡(luò)模型進行整理分析，并最終形成全局網(wǎng)絡(luò)視圖；

3、控制器層，建立全局網(wǎng)絡(luò)視圖與物理設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的映射關(guān)系，根據(jù)用戶下發(fā)的業(yè)務(wù)請求，在全局網(wǎng)絡(luò)視圖中實現(xiàn)對業(yè)務(wù)連接的智能控制，并將最終形成的業(yè)務(wù)連接配置通過OpenFlow(開放的流)協(xié)議或PCEP(Path Computation Element Protocol，路徑計算單元協(xié)議)擴展協(xié)議下發(fā)到對應(yīng)設(shè)備節(jié)點上的OpenFlow表項中；

4、設(shè)備層，各設(shè)備節(jié)點根據(jù)自身的OpenFlow表項記錄，執(zhí)行本節(jié)點的業(yè)務(wù)調(diào)度功能。

在SDN架構(gòu)體系中，通過開放北向接口，由用戶根據(jù)需要編寫程序，定義所需網(wǎng)絡(luò)模型。用戶所定義的網(wǎng)絡(luò)模型本身可看成是SDN技術(shù)為用戶提供的一種服務(wù)，可以根據(jù)用戶需要配置、遷移，不受物理位置的限制；并可由用戶告知網(wǎng)絡(luò)如何運行才能更好地滿足應(yīng)用的需求，比如業(yè)務(wù)的帶寬、時延需求，計費對路由的影響等等。

在SDN架構(gòu)體系中，控制器層通過“全局網(wǎng)絡(luò)視圖與物理設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的映射”功能，最終完成用戶定義網(wǎng)絡(luò)“驅(qū)動”物理設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的正常運行。

正常情況下，由用戶定義網(wǎng)絡(luò)整合而成的全局網(wǎng)絡(luò)視圖與物理層網(wǎng)絡(luò)的映射關(guān)系是唯一對應(yīng)的。在遇到自然災(zāi)害以及社會生活中發(fā)生的一些不確定因素情況下，會出現(xiàn)物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點、鏈路等故障，從而造成這一映射關(guān)系的中斷，影響用戶定義網(wǎng)絡(luò)的正常運營。通常的做法是依靠物理設(shè)備網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的保護機制實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)，這種保護機制的弊端在于：