[发明专利]一种软件定义抗毁网络构建方法

说明书

本发明公开了一种软件定义抗毁网络构建方法，主要解决现有技术抗毁性差、抗毁恢复时间慢的问题。该方法通过软件定义网络逻辑与转发分离和集中管控的思路，首先通过抗毁控制器采集网络拓扑，合理规划网络路由；其次，当网络毁伤时，抗毁控制器实时根据毁伤节点、链路以及区域重新规划网络路由，实现网络抗毁的能力。本发明提出了两种抗毁恢复算法：最短路径恢复和最快速度恢复，前者能保证网络端到端为最短路径，后者能保证恢复时间较短。采用本发明利用建立的抗毁网络，不仅能够实现快速抗毁恢复，还能够保证与传统网络的兼容性，可满足自然灾害、军事应用等恶劣环境下网络连通性要求高的应用需求。

技术领域

本发明涉及计算机网络安全技术领域，特别涉及一种软件定义抗毁网络构建方法。

背景技术

网络抗毁性在通信网遭受故障使部分节点或线路失效后仍能顽强地为用户提供服务的能力。冗余备份是解决网络抗毁性问题的主要途径。根据抗毁应用需求，建立抗毁测度模型，对网络抗毁能力进行测量和评估，通过增加节点或链路备份使网络抗毁能力符合应用需求。备份的形式可以是完全冗余备份，即正常链路失效时才备份链路才投入使用；也可以是共享冗余备份，即所有链路平等一起投入使用，当有链路失效时由路由协议完成实时动态切换。

随着网络环境复杂度的增加和网络应用的不断增多，传统的冗余备份技术可能出现以下问题：1)基于路由的冗余备份方法，由于路由节点需要交换路由表信息，在分区分域或网络规模大的情况下，无法实时进行备份网络切换；2)基于网络拓扑的抗毁性设计无法区分信息流的重要性，也就无法在网络毁伤时保障核心重要业务的运行；3)路由信息分布在各路由节点上，无法获得全局网络状态信息，拓扑调整只能局部进行，调整后的影响也无法快速准确获得。

软件定义网络(Software Defined Networking，SDN)是近年来提出的一种新型网络体系结构，能够实现数据平面和控制平面的解耦。在数据平面中，交换机等网络核心设备负责数据包的转发和处理；在控制平面中，存在集中式控制器，与各个交换机通过控制链路相连，通过控制交换机中的流表项来指导交换机工作。针对传统网络抗毁设计中的备份切换实时性差、全局信息获取难、路径控制难等问题，软件定义网络中的控制器能够通过OpenFlow协议实现对各交换机设备的访问控制。交换机依据流表对数据包进行处理，通过对数据流进行更加细粒度的进行路径规划和控制。软件定义网络技术对复杂网络环境的控制还体现在控制器的可编程性，可以通过控制器逻辑设计实现对网络的规划和控制。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种软件定义抗毁网络构建方法。针对有高可靠需求的网络采用软件定义网络进行构建，由抗毁控制器实时获取网络流量及拓扑变化情况，运用网络抗毁评估测度对网络的抗毁性和薄弱环节进行计算，最终通过对软件定义交换机的流量设置对网络进行流量规划和毁伤处理，可有效提高网络抗毁性。

实现本发明的技术思路是：根据网络拓扑建立图模型，针对图模型进行网络抗毁性评估分析，合理规划网络路由，形成正常路由和备份路由两套路由表。设计能够感知软件定义网络拓扑、流量变化、毁伤情况的抗毁控制器程序，调用抗毁评估方法获得路由规划，并将路由规划转成流表下发给各软件定义网络交换机。

本发明具体步骤如下：

步骤1，构建抗毁网络，所述抗毁网络包括SDN交换机组成的网络，以及网络抗毁控制器与所有SDN交换机之间的通信网络，所述网络抗毁控制器用于进行网络传输路径规划，所述SDN交换机根据网络流表转发数据实现网络端到端数据传递；

步骤2，根据抗毁评估算法，通过增加或删除网络节点和链路，使网络设计满足抗毁冗余要求；

步骤3，部署抗毁网络；

步骤4，网络毁伤检测及恢复：网络抗毁控制器实时获取SDN交换机工作状态，当SDN交换机有链路毁伤时，进行网络毁伤恢复。