[發(fā)明專利]面向工業(yè)SDN網(wǎng)絡(luò)中動態(tài)實時應(yīng)用的中間件服務(wù)系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711472208.3
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN109995800A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉金娣;李棟;俞雪婷;曾鵬;于海斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院沈陽自動化研究所
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.面向工業(yè)SDN網(wǎng)絡(luò)中動態(tài)實時應(yīng)用的中間件服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于，在基于SDN的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上搭建基于混合pub/sub的中間件服務(wù)：

在SDN控制器之上擴展控制器管理平臺，通過pub/sub中間件服務(wù)適配接口將工業(yè)場景中不同的實時應(yīng)用映射到SDN的L2/L3層中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述面向工業(yè)SDN網(wǎng)絡(luò)中動態(tài)實時應(yīng)用的中間件服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于，所述混合pub/sub中間件服務(wù)模型分類包括：

基于主題的模型，消息按主題構(gòu)成組，即訂閱者聲明對某主題感興趣，并且接收該主題的所有事件，每個主題對應(yīng)于一個邏輯通道；

基于內(nèi)容的模型，訂閱者根據(jù)其想要接收的消息中包含設(shè)定的內(nèi)容來表達感興趣程度，訂閱約束條件依賴于屬性類型和訂閱語言。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向工業(yè)SDN網(wǎng)絡(luò)中動態(tài)實時應(yīng)用的中間件服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器管理平臺包括：

處理器：用于連接應(yīng)用，通過pub/sub中間件服務(wù)適配接口映射不同應(yīng)用的QoS需求，并將該需求傳遞到規(guī)劃器中；

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測器：用于使用SDN控制器北向接口來收集網(wǎng)絡(luò)底層信息，同時負責(zé)激活流的監(jiān)測數(shù)據(jù)；

規(guī)劃器：用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測器獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)，得出網(wǎng)絡(luò)資源的最優(yōu)集合，同時滿足數(shù)據(jù)流的QoS請求；

執(zhí)行器：用于將規(guī)劃器計算出的結(jié)果應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)中，即通過控制器北向接口API來執(zhí)行openflow協(xié)議的相應(yīng)規(guī)則，配置交換機；

Pub/sub中間件服務(wù)適配接口：用于連接應(yīng)用和處理器的通用接口，為不同pub/sub中間件服務(wù)提供通用的接口。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向工業(yè)SDN網(wǎng)絡(luò)中動態(tài)實時應(yīng)用的中間件服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于，規(guī)劃器執(zhí)行以下步驟：

在保障延時需求的前提下，在匯聚節(jié)點將數(shù)據(jù)流拆分成點到多點的流，通過整形流速率或者負載均衡流量到不同的路徑上，得到網(wǎng)絡(luò)資源的最優(yōu)集合，該集合包括用于完成此次pub/sub中間件服務(wù)的各節(jié)點及其構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)鏈路、路由路徑，為不同應(yīng)用提供合適的發(fā)布速率完成訂閱端的需求。

5.面向工業(yè)SDN網(wǎng)絡(luò)中動態(tài)實時應(yīng)用的中間件服務(wù)方法，其特征在于，在SDN控制器之上擴展控制器管理平臺，通過pub/sub中間件服務(wù)適配接口將工業(yè)場景中不同的實時應(yīng)用映射到SDN的L2/L3層中。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面向工業(yè)SDN網(wǎng)絡(luò)中動態(tài)實時應(yīng)用的中間件服務(wù)方法，其特征在于，所述通過pub/sub中間件服務(wù)適配接口將工業(yè)場景中不同的實時應(yīng)用映射到SDN的L2/L3層中包括以下步驟：

步驟1：當(dāng)應(yīng)用層的應(yīng)用啟動時，相當(dāng)于注冊了一個訂閱請求，該請求通過pub/sub中間件服務(wù)適配接口下發(fā)到控制器管理平臺；

步驟2：控制器管理平臺中的處理器將QoS參數(shù)解析為能夠被SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實現(xiàn)的消息命令；

步驟3：該消息命令傳送到規(guī)劃器中，規(guī)劃器在滿足QoS需求的前提下，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器提供的監(jiān)測數(shù)據(jù)得到網(wǎng)絡(luò)資源的最優(yōu)集合；

步驟4：規(guī)劃器將該網(wǎng)絡(luò)資源最優(yōu)集合傳輸?shù)綀?zhí)行器，執(zhí)行器通過北向接口下發(fā)流表到openflow交換機中。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的面向工業(yè)SDN網(wǎng)絡(luò)中動態(tài)實時應(yīng)用的中間件服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于，QoS參數(shù)包括：

傳輸誤差：誤碼率、誤包率、丟包率、前向糾錯；

傳輸延遲：端到端延遲、抖動、排隊延遲、首個數(shù)據(jù)包到達時延；

傳輸吞吐量：帶寬、包傳輸成功率。