[发明专利]基于NAT技术的SDN主备控制器无缝切换方法

权利要求书

1.一种基于NAT技术的SDN主备控制器无缝切换方法，其特征在于：包括以下内容：

SDN主备控制器之间控制通道的数据格式包括活性报文、选举报文和同步报文；

SDN控制器的活性报文和选举报文采用同一报文格式；

SDN控制器的同步分为实时同步和周期同步；所述实时同步是增量同步，所述周期同步是全数据库的同步；

路由器须配置NAT表，建立虚拟地址到控制器实际IP地址一对多的映射关系，SDN交换机和虚拟地址建立TCP连接；

路由器把交换机的OF消息转发到所有的控制器时，用实际的控制器IP地址替换虚拟的目的IP地址；路由器把控制器的OF消息转发到交换机时，用虚拟的源IP地址替换实际的控制器IP；

定义备份控制器对Openflow消息的处理行为；

根据下表定义备份控制器对Openflow消息的处理行为：

2.根据权利要求1所述的基于NAT技术的SDN主备控制器无缝切换方法，其特征在于：所述活性报文为双向的，用于确认跟对方的连接和测量连接延时；所述选举报文为双向的，用于携带发送者的IP地址信息；所述同步报文由主控制器发送至备份控制器，当主控制器的数据库发生改变时，用于更新备份控制器的数据库内容。

3.根据权利要求1所述的基于NAT技术的SDN主备控制器无缝切换方法，其特征在于：所述SDN控制器的活性报文和选举报文的格式均包括序列号和IP地址两个字段，共32bits。

4.根据权利要求3所述的基于NAT技术的SDN主备控制器无缝切换方法，其特征在于：所述序列号为16bits，起始值为1，当所述序列号的值如果超过65535，将重新从1开始计算；所述IP地址字段记录控制器的节点IP，用于主控制器的选举。

5.根据权利要求1所述的基于NAT技术的SDN主备控制器无缝切换方法，其特征在于：SDN控制器活性和选举的流程包括以下步骤：

步骤S21、活性报文定时器超时；

步骤S22、判断是否收到回应；若是，转入步骤S23；若否，转入步骤S27；

步骤S23、将应答报文的序号累加1，发送对端，比较对端IP地址和本地IP地址；

步骤S24、判断对端IP地址是否小于本地IP地址，若是，转入步骤S25；若否，转入步骤S26；

步骤S25、判断本地控制器是否为主控制器，若是，本地工作模式改为备份控制器，流程结束；若否，不执行任何操作，流程结束；

步骤S26、判断本地控制器是否为备份控制器，若是，本地工作模式改为主控制器，流程结束；若否，不执行任何操作，流程结束；

步骤S27、判断重传次数是否大于重传次数阈值，若是，本地工作模式设为主控制器，流程结束；若否，应答报文的序列号不变，发送对端，流程结束。

6.根据权利要求1所述的基于NAT技术的SDN主备控制器无缝切换方法，其特征在于：所述实时同步产生的因素包括统计信息变化、编排器变化、北向应用变化和OF消息变化。

7.根据权利要求1所述的基于NAT技术的SDN主备控制器无缝切换方法，其特征在于：SDN控制器同步报文处理流程中，主控制器数据库接收到实时同步和周期同步请求后，向备份控制器数据库发送同步报文，以使得二者保持一致。

8.根据权利要求1所述的基于NAT技术的SDN主备控制器无缝切换方法，其特征在于：只有主控制器才会对外发OF消息。