[發(fā)明專利]一種基于SDN的異構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集中式融合管理方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810432135.3
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號(hào): CN108737169A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王恒;文小林;王平
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/24
• 分類號(hào): H04L12/24;H04L12/28;H04L12/741
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種基于SDN的異構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集中式融合管理方法，其特征在于：該方法采用SDN技術(shù)的思想，在控制層設(shè)計(jì)了一種集中型工業(yè)SDN控制器，該控制器將工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)管理功能和工業(yè)以太網(wǎng)的報(bào)文控制功能集中在一起，為異構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)提供設(shè)備入網(wǎng)管理、網(wǎng)絡(luò)資源配置和跨網(wǎng)數(shù)據(jù)流調(diào)度功能，以此實(shí)現(xiàn)對異構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的集中式融合管理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于SDN的異構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集中式融合管理方法，其特征在于：所述設(shè)備入網(wǎng)管理具體步驟為：

S101：工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)初次入網(wǎng)時(shí)，首先使用TCP的三次握手協(xié)議連接到集中型工業(yè)SDN控制器的6553端口；

S102：在建立連接后，工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)主動(dòng)發(fā)送OFPT_HELLO信息至集中型工業(yè)SDN控制器，控制器發(fā)送OFPT_ECHO消息至交換機(jī)；然后集中型工業(yè)SDN控制器發(fā)送OFPT_FEATURES消息至交換機(jī)，并等待交換機(jī)回復(fù)OFPT_FEATURES信息；最后集中型工業(yè)SDN控制器為交換機(jī)設(shè)置相應(yīng)的流表，完成交換機(jī)的入網(wǎng)管理任務(wù)；

S103：WIA-PA網(wǎng)絡(luò)初次入網(wǎng)時(shí)，首先WIA-PA網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)通過已入網(wǎng)的工業(yè)以太網(wǎng)與集中型工業(yè)SDN控制器建立連接；

S104：集中型工業(yè)SDN控制器對WIA-PA網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行初始化配置；

S105：WIA-PA網(wǎng)絡(luò)的路由設(shè)備發(fā)送入網(wǎng)請求至集中型工業(yè)SDN控制器，控制器回復(fù)相關(guān)入網(wǎng)信息至路由設(shè)備，路由設(shè)備按照信息完成入網(wǎng)過程；

S106：WIA-PA網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送入網(wǎng)請求至集中型工業(yè)SDN控制器，控制器回復(fù)相關(guān)入網(wǎng)信息至現(xiàn)場設(shè)備，現(xiàn)場設(shè)備按照信息完成入網(wǎng)過程。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于SDN的異構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集中式融合管理方法，其特征在于：所述網(wǎng)絡(luò)資源配置具體步驟為：

S201：集中型工業(yè)SDN控制器對已入網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)發(fā)送路由配置信息，節(jié)點(diǎn)收到后完成路由配置任務(wù)并向控制器回復(fù)配置響應(yīng)信息；

S202：集中型工業(yè)SDN控制器發(fā)送超幀配置信息至已入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)根據(jù)配置信息完成超幀配置任務(wù)，并回復(fù)配置響應(yīng)信息給控制器；

S203：集中型工業(yè)SDN控制器發(fā)送鏈路配置信息至已入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)根據(jù)配置信息完成鏈路配置任務(wù)，并回復(fù)配置響應(yīng)信息給控制器；

S204：集中型工業(yè)SDN控制器主動(dòng)對新入網(wǎng)的現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)發(fā)送讀取用戶應(yīng)用對象UAO請求，相應(yīng)的現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)收到請求后，回復(fù)UAO信息至控制器；

S205：集中型工業(yè)SDN控制器在獲取新入網(wǎng)現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)的UAO信息后，發(fā)送VCR虛擬通信關(guān)系配置信息給現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于SDN的異構(gòu)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集中式融合管理方法，其特征在于：所述跨網(wǎng)數(shù)據(jù)流調(diào)度的具體步驟為：

S301：集中型工業(yè)SDN控制器通過北向接口接收用戶的跨網(wǎng)數(shù)據(jù)流調(diào)度請求命令；

S302：集中型工業(yè)SDN控制器檢查網(wǎng)絡(luò)資源配置過程是否完成，若沒有完成，則等待網(wǎng)絡(luò)資源配置完成；若完成，則進(jìn)入S303；

S303：集中型工業(yè)SDN控制器對跨網(wǎng)數(shù)據(jù)流調(diào)度請求命令進(jìn)行解析，并對涉及的跨網(wǎng)數(shù)據(jù)流進(jìn)行正確性檢查，包括待調(diào)度節(jié)點(diǎn)和待調(diào)度工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)是否存在；若通過正確性檢查，則進(jìn)入S304，否則返回調(diào)度命令錯(cuò)誤信息給用戶程序；

S304：集中型工業(yè)SDN控制器根據(jù)調(diào)度請求信息為跨網(wǎng)數(shù)據(jù)流生成工業(yè)以太網(wǎng)基于最短路徑的流表信息，并將生成的SDN流表信息下發(fā)到工業(yè)以太網(wǎng)中相關(guān)的交換機(jī)設(shè)備；

S305：集中型工業(yè)SDN控制器根據(jù)調(diào)度請求信息為跨網(wǎng)數(shù)據(jù)流生成調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)表，并將轉(zhuǎn)發(fā)表配置到相關(guān)的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)；轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)容包含的信息有：源節(jié)點(diǎn)短地址，源網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的IP地址，目的節(jié)點(diǎn)短地址，目的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的IP地址；

S306：源網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)和目的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)在收到轉(zhuǎn)發(fā)表配置命令后，將分別回復(fù)配置完成標(biāo)識(shí)至集中型工業(yè)SDN控制器；根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表信息，源網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)將對跨網(wǎng)數(shù)據(jù)封裝成IP報(bào)文，使工業(yè)以太網(wǎng)可以正確識(shí)別并轉(zhuǎn)發(fā)該IP報(bào)文到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)處，目的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)完成IP報(bào)文的解析和繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，最終使跨網(wǎng)數(shù)據(jù)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，完成一次跨網(wǎng)數(shù)據(jù)流的配置過程。