[發明專利]SDN控制平面故障應急系統及方法

在審

• 申請號: 201711242547.2
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108023814A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 楊帆;黃韜;劉佳欣;趙航航;范文韜;張澤陽;劉江;潘恬
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04L12/721
• 分類號: H04L12/721;H04L12/24
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

1.一種SDN控制平面故障應急系統，其特征在于，包括以下步驟：

單控制平面多控制器，用于在控制器出現單點故障時，控制應急系統進入單控制平面多控制器模式，并且通過冗余備份在控制平面部署多控制器，以解決所述控制平面的所述控制器單點故障；

雙平面混合帶內傳輸器，用于在部分交換機與控制器出現直連連接故障時，控制所述應急系統進入雙平面混合帶內傳輸模式，并且通過數據平面其他交換機傳輸控制流，且所述控制流的傳輸過程受所述控制器的控制，以通過所述控制器下發流表管理控制流的路徑，使網絡中所有的流量均受所述控制器進行直接管控；以及

單數據平面自主學習器，用于在控制平面失效時，控制所述應急系統進入單數據平面自主學習模式，并且將分布式路由協議以兼容OpenFlow協議的形式擴展于所述交換機中，且將協議數據包的解析擴展為所述OpenFlow協議支持的動作，以配合所述流表項完全以OpenFlow通道處理數據包進行轉發。

2.根據權利要求1所述的SDN控制平面故障應急系統，其特征在于，在所述部分交換機與所述控制器出現直連連接故障時，所述交換機通過定時發送的ECHO數據包來進行探測，當規定時間內未收到所述ECHO回復數據包，則判斷所述交換機與所述控制器斷開，且所述交換機會嘗試與所述控制器重新建立TCP連接。

3.根據權利要求1所述的SDN控制平面故障應急系統，其特征在于，所述單數據平面自主學習器，進一步包括：

處理模塊，所述處理模塊用于通過添加所述表項對所述APR數據包進行處理，以及通過添加動作實現對OSPF數據包進行處理，其中，所述動作包含特殊動作的表項；

自學習模塊，所述自學習模塊用于對收到的所述數據包進行所述表項自學習。

4.根據權利要求3所述的SDN控制平面故障應急系統，其特征在于，所述自學習模塊，進一步包括：

二層表項自學習單元，用于要完成MAC地址與端口號的學習，以指導數據包的最終轉發出端口；

ARP表項自學習單元，用于學習ARP數據包的IP地址與MAC地址的對應關系，以在后期指導其他網段下主機請求本地網段下主機之間的IP數據包的轉發；

三層表項自學習單元，用于計算到網絡中每個目標網段的下一跳交換機，以在后期指導不同網段下主機之間的IP數據包的轉發。

5.根據權利要求1所述的SDN控制平面故障應急系統，其特征在于，所述自學習模塊，還包括：

基本災備表項單元，用于引導所述數據包實現不同網絡層次之間進行跳轉。

6.一種SDN控制平面故障應急方法，其特征在于，包括以下步驟：

在控制器出現單點故障時，控制應急系統進入單控制平面多控制器模式，并且通過冗余備份在控制平面部署多控制器，以解決所述控制平面的所述控制器單點故障；

在部分交換機與控制器出現直連連接故障時，控制所述應急系統進入雙平面混合帶內傳輸模式，并且通過數據平面其他交換機傳輸控制流，且所述控制流的傳輸過程受所述控制器的控制，以通過所述控制器下發流表管理控制流的路徑，使網絡中所有的流量均受所述控制器進行直接管控；以及

在控制平面失效時，控制所述應急系統進入單數據平面自主學習模式，并且將分布式路由協議以兼容OpenFlow協議的形式擴展于所述交換機中，且將協議數據包的解析擴展為所述OpenFlow協議支持的動作，以配合所述流表項完全以OpenFlow通道處理數據包進行轉發。

7.根據權利要求6所述的SDN控制平面故障應急方法，其特征在于，在所述部分交換機與所述控制器出現直連連接故障時，進一步包括：

所述交換機通過定時發送的ECHO數據包來進行探測，當規定時間內未收到所述ECHO回復數據包，則判斷所述交換機與所述控制器斷開，且所述交換機會嘗試與所述控制器重新建立TCP連接。