[发明专利]一种提高软件定义网络可靠性的系统

说明书

技术领域

本发明涉及网络系统技术领域，具体的说是一种提高软件定义网络可靠性 的系统。

背景技术

近年来随着互联网和移动智能终端的蓬勃发展以及云计算服务的兴起，目 前的网络架构已经渐渐不能满足发展的需要。现今的网络资源配置仍然是对单 独的网络设备进行配置，网络架构复杂且不易维护。软件定义网络(Software DefinedNetwork，SDN)是近期提出的一种全新形式的网络创新架构，这项技 术可以解耦控制层面和数据层面，即将传统交换机网络中的控制模块进行了剥 离，将相对比较复杂的控制功能交给一个集中、可编程的软件控制器负责。软 件定义网络技术通过统一控制层面和数据层面的API，屏蔽了底层异构的硬件， 即数据层面中的物理设备对上层来说完全透明。这样一来，整个网络的定义、 监控和管理就可以通过软件编程来实现，不仅可以动态的分配网络资源，同时 降低了网络调整的工作量和硬件设备成本。

软件定义网络虽然拥有以上这些优势，同时在现实应用环境中也存在着诸 多的不足，在实际的网络部署及应用中控制器节点往往作为单点存在，它作为 整个网络中最核心的节点对数据层面的网络设备提供流表分发服务，因此过高 频率的流数据请求会导致控制器负载剧增，导致整个网络异常。另外控制器节 点的单点运行也使网络处于高风险，当控制器节点宕机情况发生会使整个网络 崩溃，如果控制器上的网络配置信息丢失的话整个网络就需要重建，这种损失 是难以估计的。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一 种提高软件定义网络可靠性的系统，在软件定义网络中通过分布式控制器、流 量统计分析及前置适配器共同作用以提高网络系统可靠性。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种提高软件定义网络可靠 性的系统，包括：

网络设备层，包括多台网络设备；当网络设备接收到数据包时，对该网络 设备内的流表数据进行查询，如果找不到与接收的数据包相匹配的流表数据， 则发送流表请求数据给前置层的前置适配器；所述网络设备还用于接收并存储 前置适配器返回的流表数据，并转发与该接收的流表数据相匹配的数据包；

前置层，包括多台前置适配器；所述每台前置适配器连接多台网络设备、 并且每台前置适配器连接所有控制器节点，所述前置适配器用于将来自于网络 设备的流表请求数据发送给控制器节点，并缓存控制器节点返回的流表数据和 负载状态数据；还用于根据网络设备的流表请求数据的流量以及控制器节点返 回的负载状态数据选择将流表请求数据发送到某个控制器节点；

控制层，包括一个数据分析与存储节点和多个控制器节点；所述数据分析 与存储节点用于收集控制器节点中的网络系统实时数据，预测网络拓扑、状态、 流量变化，再输出给控制器节点；所述控制节点对输入网络拓扑、状态、流量 变化进行计算和分析，返回对应的负载状态数据给前置适配器；在接收流表请 求后，在该控制节点内存储的流表数据中进行查询，找到与流表请求匹配的流 表数据并返回给前置适配器；

应用层，包括用户可视化接口、网络定义接口，用于用户向控制器节点发 送定义网络的程序，从而管理和配置网络。

所述网络设备通过控制端口与前置适配器连接，将前置适配器的地址配置 给该网络设备。

所述网络设备为路由器、交换机。

所述前置适配器还对接收到的流表请求数据在该前置适配器已经缓存的流 表数据中进行查询，找到与流表请求数据匹配的流表数据并返回给网络设备。

所述前置适配器分为前置适配器主节点和前置适配器备用节点，前置适配 器备用节点实时监控前置适配器主节点的工作状态，当前置适配器主节点不工 作时启用。

所述控制器节点内还包括同步器模块，所述各个控制器节点中的同步器模 块互相链接进行实时通信，用于对各个控制器节点接收的网络拓扑、状态、流 量变化和定义网络的程序进行同步。

所述负载状态数据为控制器节点的处理能力和任务情况。

所述数据分析与存储节点包括数据采集与分析模块以及实时数据、历史数 据和统计数据存储模块。

本发明具有以下优点及有益效果：