[發明專利]基于SDN與邊緣計算技術的分布式網絡控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 202110136952.6
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112887412B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 詹志宏;侯姍姍;孫小會;范冬冬;劉年國
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力有限公司淮南供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H04L67/10
• 分類號: H04L67/10;H04L41/042;H04L41/12;H04L41/22
• 代理公司: 北京恒泰銘睿知識產權代理有限公司 11642
• 代理人: 楊昊

本發明公開了一種基于SDN與邊緣計算技術的分布式網絡控制系統及控制方法，該分布式網絡控制系統包括：順次鏈接的一級網絡總控層、二級站點分控層和邊緣感知層；其中，一級網絡總控層用于全局資源調度管理和全局網絡視圖管理；二級站點分控層用于局部數據資源計算管理和局部網絡視圖管理；邊緣感知層用于終端數據采集管理和邊緣計算管理。該分布式網絡控制系統及控制方法解決了傳統網絡在處理大容量、高帶寬、龐雜數據時存在的難以承載的問題。

技術領域

本發明涉及基于SDN與邊緣計算技術的分布式網絡控制系統及控制方法。

背景技術

在傳統環境下，數據資源的整合、歸集、處理、調度完全依賴于云計算中心強大的計算處理能力，這對網絡的承載提出了嚴峻的挑戰，隨著物聯網應用的加速推進，管理與運維手段更趨于智能化、自動化，終端側應用服務器及各種類型傳感器會大規模的部署應用，單一依靠集中式的云計算服務是遠遠無法滿足海量數據上傳對網絡傳輸帶寬及云計算中心對數據實時性處理的要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于SDN與邊緣計算技術的分布式網絡控制系統及控制方法，該分布式網絡控制系統及控制方法解決了傳統網絡在處理大容量、高帶寬、龐雜數據時存在的難以承載的問題。

為了實現上述目的，本發明提供了一種基于SDN與邊緣計算技術的分布式網絡控制系統，該分布式網絡控制系統包括：順次鏈接的一級網絡總控層、二級站點分控層和邊緣感知層；其中，所述一級網絡總控層用于全局資源調度管理和全局網絡視圖管理；所述二級站點分控層用于局部數據資源計算管理和局部網絡視圖管理；所述邊緣感知層用于終端數據采集管理和邊緣計算管理。

優選地，所述一級網絡總控層包括：SDN總控制器和一級OpenFlow交換機；其中，所述SDN總控制器通過OpenFlow標準協議支持的服務抽象層提供的Flow Programmer、Statistic Manager服務組件控制一級OpenFlow交換機數據轉發、路由選擇和流量分發選擇，實現對二級站點分控層所上傳數據資源的計算、存儲以及調度，和對數據資源的歸類及按需分配，以實現全局資源調度管理。

優選地，所述SDN總控制器還通過OpenFlow標準協議支持的服務抽象層提供的Topology Manager服務組件和通過REST API接口擴展OpenFlow模塊提供的API接口擴展MPLS標簽管理以及LSP路徑，實現一級OpenFlow交換機的MPLS標簽交換功能、下發探測報文計算網絡拓撲和獲取網絡狀態，以及通過SDN總控制器拓展的多種WEB UI組件，顯示實時流量狀態和網絡拓撲狀態并在前端展示，以實現全局網絡視圖管理。

優選地，所述二級站點分控層包括：SDN分控制器和二級OpenFlow交換機；其中，局域網中的SDN分控制器通過OpenFlow標準協議及其拓展協議進行資源管理調度控制二級OpenFlow交換機轉發，實現局域網數據資源的數據計算、存儲、身份鑒別和服務請求排隊處理，以實現局部數據資源計算管理。

優選地，所述SDN分控制器還通過OpenFlow標準協議支持的服務抽象層提供的Topology Manager服務組件和通過REST API接口擴展OpenFlow模塊提供的API接口拓展隧道管理、L3VPN APP及其WEB UI組件控制二級OpenFlow交換機實現局域網網絡控制，以及業務隔離及拓撲狀態的前端展示，以實現局部網絡視圖管理。

優選地，所述邊緣感知層由各類傳感器模塊、MEC網關、應用服務器、二層交換機和邊緣計算節點組成；傳感器模塊負責即時感知各終端設備的狀態信息，并將各類信息傳送給MEC網關，MEC網關負責匯總歸集各傳感器模塊上傳的狀態信息，MEC網關將匯總歸集的狀態數據通過二層交換機接入到邊緣計算節點中；各類應用服務器通過接入二層交換機將數據傳送至邊緣計算節點，邊緣計算節點對各類數據進行數據清洗、閾值比對、狀態分發及狀態告警，并對清洗后的數據上傳至二層站點分控制層中的SDN分控制器。