[發(fā)明專利]一種分層次控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其觸發(fā)請求服務(wù)的方法

有效

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• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107196791B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚志歡;馮鋼;秦爽
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L29/08
• 代理公司: 成都巾幗知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51260
• 代理人: 潘文林

1.一種分層次控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于：包括控制平面和數(shù)據(jù)平面；

所述控制平面包括全局控制器、邊界控制器和多個本地控制器；所述全局控制器分別與邊界控制器和各個本地控制器連接，所述邊界控制器分別與各個本地控制器連接；

每個所述的本地控制器均對應(yīng)于一個接入層區(qū)域，并連接該接入層區(qū)域的用戶設(shè)備，用于實現(xiàn)對物理層連接的選擇、對負責(zé)本接入?yún)^(qū)域服務(wù)請求的收集統(tǒng)計以及對底層簇選擇與擴增；所述邊界控制器，用于網(wǎng)絡(luò)接入控制、數(shù)據(jù)包路由傳輸、移動管理、連接性管理、安全性管理和無線資源管理；所述全局控制器，用于協(xié)調(diào)利用計算能力、內(nèi)存、存儲和網(wǎng)絡(luò)拓撲的云資源；

所述數(shù)據(jù)平面包括對應(yīng)于每個用戶設(shè)備的網(wǎng)關(guān)模塊，所述網(wǎng)關(guān)模塊包括虛擬服務(wù)網(wǎng)關(guān)和虛擬數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，用戶設(shè)備依次通過虛擬服務(wù)網(wǎng)關(guān)和虛擬數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)連接到因特網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；所述虛擬服務(wù)網(wǎng)關(guān)和虛擬數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的部署由邊界控制器控制；

所述邊界控制器包括一系列互聯(lián)的控制模塊，所述控制模塊包括連接管理模塊、移動管理模塊、安全性管理模塊、授權(quán)與身份驗證模塊、接入控制模塊、網(wǎng)關(guān)部署機制模塊和流管理模塊；所述的全局控制器包括資源管理模塊和拓撲管理模塊；資源管理模塊用于決定具體的映射方案，在底層云基礎(chǔ)設(shè)施中實例化虛擬控制平面和數(shù)據(jù)平面；拓撲管理模塊用于直接管理物理資源；所述的拓撲管理模塊包括拓撲模塊管理單元和拓撲鏈路管理單元，所述拓撲模塊管理單元與云管理平臺通訊，用于控制云計算資源；所述的拓撲鏈路管理單元與SDN控制平臺通訊，用于控制虛擬鏈路。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分層次控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于：還包括用于為整個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提供云計算資源的云管理平臺，以及用于維持整個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)虛擬鏈路的SDN控制平臺。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分層次控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于：所述對物理層連接的選擇包括對接入方式的選擇和對網(wǎng)絡(luò)的選擇。

4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任意一項所述的一種分層次控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)觸發(fā)請求服務(wù)的方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1.結(jié)合云管理平臺和SDN控制平臺，將控制平面在云基礎(chǔ)設(shè)施上實例化；

S2.在邊界控制器的控制下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)平面中網(wǎng)關(guān)模塊的部署和用戶設(shè)備的初始化接入；

S3.在數(shù)據(jù)平面中,根據(jù)用戶設(shè)備的請求內(nèi)容、類型為用戶進行多樣性服務(wù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種分層次控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)觸發(fā)請求服務(wù)的方法，其特征在于：所述的步驟S1包括以下子步驟：

拓撲管理模塊監(jiān)督、更新底層物理網(wǎng)絡(luò)并定時向資源管理模塊通告底層物理網(wǎng)絡(luò)資源信息；

網(wǎng)絡(luò)工程請求觸發(fā)控制平面的映射算法；

在資源管理模塊中，控制平面的映射算法對虛擬控制網(wǎng)絡(luò)的虛擬功能模塊、虛擬鏈路分別產(chǎn)生模塊映射解與鏈路映射解；

根據(jù)模塊映射解，全局控制器通過API與云管理平臺進行通信，對底層物理網(wǎng)絡(luò)的云基礎(chǔ)設(shè)施進行配置與資源更新；

根據(jù)鏈路映射解，全局控制器通過API與SDN控制平臺進行通信，對底層物理網(wǎng)絡(luò)的SDN基礎(chǔ)設(shè)施進行配置與資源更新。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種分層次控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)觸發(fā)請求服務(wù)的方法，其特征在于：所述的步驟S2包括以下子步驟：

全局控制器向邊界控制器通告底層物理網(wǎng)絡(luò)資源信息；

用戶設(shè)備中通過本地控制器發(fā)送用戶設(shè)備接入請求給邊界控制器，所述接入請求中包含用戶的身份識別信息、接入原因和資源需求信息；

邊界控制器對用戶設(shè)備進行身份認證，更新用戶設(shè)備地理位置，對用戶設(shè)備進行授權(quán)，并為其劃分IP地址；

邊界控制器根據(jù)從全局控制器中接收的底層物理網(wǎng)絡(luò)信息來運行網(wǎng)關(guān)部署策略；根據(jù)網(wǎng)關(guān)部署策略，得到虛擬服務(wù)網(wǎng)關(guān)、虛擬數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的實例化部署的具體位置；

邊界控制器向云管理平臺發(fā)送網(wǎng)關(guān)部署請求，云管理平臺對虛擬服務(wù)網(wǎng)關(guān)、虛擬數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)進行部署與實例化，并向邊界控制器發(fā)送ACK表明網(wǎng)關(guān)部署成功；

邊界控制器結(jié)合SDN基礎(chǔ)設(shè)施來共同構(gòu)建該用戶設(shè)備通過虛擬服務(wù)網(wǎng)關(guān)、虛擬數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的一條默認路徑，路徑構(gòu)建完成后，觸發(fā)無線接入承載設(shè)置過程，并向用戶設(shè)備發(fā)送接入完成信息表明初始化用戶設(shè)備接入過程完成。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種分層次控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)觸發(fā)請求服務(wù)的方法，其特征在于：所述的步驟S3包括以下子步驟：

用戶設(shè)備產(chǎn)生業(yè)務(wù)請求時，向邊界控制器發(fā)送服務(wù)請求；所述服務(wù)請求包含用戶的身份信息和請求服務(wù)的信息；

邊界控制器初始化創(chuàng)建無線接入承載；并與本地控制器構(gòu)建虛擬協(xié)議棧映射機制；

邊界控制器進行接入控制、路徑的計算，并與SDN基礎(chǔ)設(shè)施中結(jié)合實現(xiàn)流配置；同時邊界控制器發(fā)送服務(wù)請求ACK給用戶設(shè)備，基于請求服務(wù)的信息開始為用戶設(shè)備提供服務(wù)。