[發明專利]數據中心及其實現數據處理的方法和網絡控制器

有效

• 申請號: 201410192914.2
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN103986663B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 王淑玲;張云勇;房秉毅
• 申請（專利權）人: 中國聯合網絡通信集團有限公司
• 主分類號: H04L12/801
• 分類號: H04L12/801;H04L12/813;H04L12/721;H04L12/741
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 栗若木,白瑩

技術領域

本發明涉及軟件定義網絡(SDN，Software Defined Network)技術，尤指一種基于SDN的數據中心及其實現數據處理的方法和網絡控制器。

背景技術

目前，為了實現數據中心內和數據中心間服務器的通信，需要構建網絡結構，圖1為現有數據中心的網絡結構示意圖，如圖1所示，以計算服務器為界，數據中心內網絡可以分為前端網絡和后端網絡。其中，前端網絡主要承載著數據中心內計算服務器之間以及與數據中心外的服務器之間的通信，是基于TCP/IP網絡體系架構，實現技術為IP+以太網(Ethernet)方式。后端網絡則承載著服務器至存儲系統的通信。由于存儲設備間通過存儲區域網絡(SAN，Storage Area Network)技術構建存儲系統，是一種有別于IP+Ethernet的技術，但是，由于Ethernet技術擁有的沖突丟包的天然缺陷，使得后端網絡的I/O同步問題、高速低延遲等基本需求無法得到滿足。因而，目前，后端網絡基本上采用基于光纖通信的SAN(FC SAN，Fiber Channel SAN)技術，實現計算系統與存儲系統的通信。

FC SAN技術的引入，使得數據中心的網絡存在以下幾個問題：多張網絡，也就是說，對計算服務器而言，處于Ethernet和FC SAN兩張網絡中；多種端口協議，由于計算服務器存在于多個網絡中，為了適應不同網絡的需求，計算服務器上需要具備支持多個協議的網口，增加了計算服務器的復雜性；以及成本問題，由于FC SAN采用的是光纖通信，鏈路的設備成本較高。

為此，在數據中心的后端網絡中引入了基于光纖通信的以太網(FCoE，Fiber Channel over Ethernet)技術，通過對原有的FC數據包進行Ethernet封裝，實現了前端網絡與后端網絡的融合，圖2為現有基于FCoE技術的數據中心網絡結構示意圖，如圖2所示，計算服務器上配備CAN網卡，計算服務器的任何通信均需求通過該CAN網卡發送給FCoE交換機。位于FCoE交換機中的數據轉發單元(FCF，Fiber Channel Forwarder)(圖2中未示出)會對數據進行識別，如果是正常的Ethernet數據包，則將其轉發至IP/Ethernet網絡中；如果是封裝成Ethernet包的FC數據包，則將其轉發至FC網絡中。

FCoE技術提供了利用Ethernet技術實現計算服務器與后端存儲網絡通信需求的方案，但是仍然存在一些問題：

一方面，為了保證計算服務器與存儲系統之間高速的數據傳輸，同時為了使存儲系統之間的數據傳輸不占用以太網的資源，在數據中心，將計算服務器的通信網絡與存儲系統的通信網絡分離開來，從而構建了兩張網絡，引來了多網絡的問題：前端網絡采用IP+Ethernet技術進行組網，而存儲網絡采用SAN技術。FCoE技術通過數據包封裝的方式，實現了用以太網技術連接計算服務器和存儲設備，但是，存儲設備之間的網絡仍然沒有發生改變，也就是說，在數據中心之間仍然是多張網絡的格局。

另一方面，目前在FCoE技術的部署方案中，基本上是在計算服務器的通信網以及存儲網的邊緣部署FCoE交換機。隨著云計算的發展，計算服務器與存儲系統之間的信息通信需求將日漸強烈。為了承載大量的數據流動，FCoE交換機的部署范圍將日益拓展，甚至FCoE交換機的部署返回會擴展至整個存儲網絡。但是，FCoE交換機屬于專用交換機，適用范圍較窄；而且，FCoE交換機是基于光纖通信的，因此，基于FCoE技術的數據中心網絡的成本顯然是較高的，而且，后期存儲網絡的建設和改造將引發較大的資金投入。更重要的是，在云計算及互聯網需求的推動下，40/100G網絡技術在數據中心內得到了較好的發展，而且40/100G技術也將在數據中心中大行其道。但是，靜觀FC SAN網絡近些年來的發展，一直維持在10G以下的速度。因而，在數據中心之間仍然是多張網絡的格局中，必然會導致前端網絡和后端網絡速度不匹配的問題，從而導致了數據傳輸的瓶頸。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種數據中心及其實現數據處理的方法和網絡控制器，能夠降低數據中心復雜度、避免數據傳輸的瓶頸，同時減小維護開銷。

為了達到本發明目的，本發明提供了一種網絡控制器，至少包括策略處理模塊、流表處理模塊、路由處理模塊，以及用于維護網絡結構視圖的拓撲處理模塊；其中，

策略處理模塊，用于將業務層的用戶需求轉換為相應數據流的網絡需求，并將這些網絡需求通知給路由處理模塊和流表處理模塊；