[发明专利]一种基于用户自管控的家庭网络实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及家庭网络技术领域，具体涉及一种基于用户自管控的家庭网络实现方法，在SDN网络架构下，从用户自管控角度出发，通过家庭网络管理界面，实现用户合理的调度和管理网络资源。

背景技术

随着多屏TV、视频通讯、文件共享/备份等业务广泛用于家庭中，家庭网络逐渐衍生发展形成新的网络层面。家庭网络是融合家庭控制网络和多媒体信息网络于一体的家庭信息化平台，是在家庭范围内实现信息设备、通信设备、娱乐设备、家用电器、自动化设备、照明设备、保安装置及水电气热表设备、家庭求助报警等设备的互连和管理，以及数据和多媒体信息共享的系统。但由于家庭设备来源复杂，且普通家庭不具备专业的IT管理和维护能力。因此现有家庭网络存在着部署成本高、难管理、高故障率等问题。

研究表明，家庭网络的结构对网络的性能有很大的影响。为了解决家庭网络中存在的上述问题，人们将注意力转移到SDN（Software Defined Networking，软件定义网）技术上。SDN技术的基本内涵是通过软件定义方式实现网络资源的动态管理，构建开放的可编程网络，用于实现网络虚拟化和架构共享，提升网络的软件化程度和可编程能力，提高管理的集中化和对业务的开放化。移动网络的SDN控制器的特点是，由SDN通用转发设备把所有网关中较为单一的数据包转发功能独立出来；由SDN控制器实现转发设备的管理及包转发策略的下发；SDN上层应用（APP）实现承载控制、资源分配、干扰协调删除等功能。这样，通过功能重构可使转发面设备通用化，降低网络部署的成本；另一方面，分离出的、软件化的转发控制提升了移动网络功能扩展及组网的灵活性。因此，可以通过SDN的统一控制和资源协调能力，解决家庭网络中一些现存的问题。但目前SDN技术在家庭网络的应用仍处与研究实验阶段，迄今为止还未见有关SDN技术应用于家庭网络的报道。

发明内容

针对现有家庭网络中存在的部署成本高、管理难度大、故障率高以及对外呈现的信息太多或太少等问题，本发明提出一种基于用户自管控的家庭网络实现方法，通过SDN技术重构家庭网络架构，从用户自管控角度出发，通过家庭网络管理图形界面，重新定义该家庭网所呈现的信息，并采用软件编程方式实现用户对网络资源的合理调度和管理，提高家庭网络的性能。

一种基于用户自管控的家庭网络实现方法，包括连接Internet的家庭电脑设备、SDN控制器和Openflow交换机。每台家庭电脑上安装用户管理图形界面，SDN控制器处于整个网络的决策中心，通过用户程序接口API与用户图形界面相连，OpenFlow交换机用于数据转发，通过分析数据包查询流表找到目标家庭，并确定目标家庭的需求，将SDN控制器的解决策略应用到目标家庭网关中。其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

步骤1，设计简单可安装的家庭网络管理用户图形界面软件，并安装在每个家庭的主机上。

所述用户图形界面至少包括三种类型信息：

（1）请求信息，包括：接入控制，用于用户登录信息验证等；带宽请求，用于用户使用管理图形界面设置其不同业务应用的优先级，请求预留带宽。

（2）查询信息，包括在特定端口的主机数、丢弃的数据包量、CRC错误量、交换机的物理拓扑位置等信息。

（3）提示信息，包括当前业务流的流量大小、持续时间等信息。

步骤2，将用户图形界面初始化为登陆界面，每个用户有其各自的用户名与密码。设定超级用户与普通用户，其中超级用户用来管理所有用户的权限。

步骤3，用户登录其家庭网络后，根据各自的需求，在用户图形界面所显示的各种操作中进行相应的设置。

所述设置包括：用户请求接入家庭网的信息验证、每个用户的不同业务的带宽请求、查询当前网络状态及特定端口主机数等操作。比如，用户当前仅使用视频和网页浏览业务，为保证视频流畅，用户可将该视频业务优先级设为最大，而网页浏览的优先级其次，则此时视频业务所占主机的带宽份额最大，以此操作满足用户需求。

步骤4，根据用户在家庭网络中用户图形界面上的设置，将这些设置信息转换成接口参数，并封装为数据包格式，传递到与SDN相连的应用程序接口（API）。

步骤5，SDN控制器调用该API，解码分析数据包内容，并根据这些参数执行相应的配置操作，生成合理的解决策略，并在编译后通过安全通道发送到OpenFlow交换机。