[发明专利]一种SDN多控制器可扩展的协同方法

说明书

本发明公开了一种SDN多控制器可扩展的协同方法，该方法在维持网络基本性能的基础上，大大提升了网络的可扩展性，其包括：选取不同网络角色；建立带内控制信道；抽象、建立视图；在层次拓扑基础之上进行路由转发等步骤；本发明解决了传统单控制器在大型网络中难以应用的问题，主要成果是：在现有硬件条件下可以实施，并且有效减少了网络同步的开销，使得SDN网络可以在大范围网络内得以应用。

技术领域

本发明属于网络技术领域，特别是一种软件定义网络(SDN)多控制器可扩展的协同方法。

背景技术

软件定义网络是现代网络的变革点，针对现代网络在面对现代复杂多变的网络环境和网络需求时的不足而提出。是一种推倒重来的设计机制，放弃了传统网络的分布式基础架构，提出控制平面和数据转发平面分离的方法，采用集中控制的控制方式来获取传统网络难以想象的灵活性。但也因为SDN集中控制的原因，在应用于广域网时，如果仍然采用一个控制核心，控制器的负载将会变得极大，同时，控制时延将会大大增加。这两者将对网络的性能造成很大的影响。

能否解决广域网内的多控制器高效协同问题，是SDN是否能成功应用的一个重要条件。因此，研究针对大型网络中多个控制器的协同工作的架构具有重大的意义。常见的多控制器协同系统存在着同步开销大，需要额外设备支持等诸多问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种SDN多控制器可扩展的协同方法，该方法综合考虑网络中诸如时延、覆盖范围等问题，在维持可用性的同时提高了SDN网络的可扩展性，解决了广域网中多控制器的瓶颈问题。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种SDN多控制器可扩展的协同方法，特点是该方法包括以下具体步骤：

步骤1：拓扑获取

A1：控制器连接交换机

交换机和控制器均支持Openflow协议；交换机和控制器之间建立TCP信道来传递交互信息；一个控制器连接多个交换机；

A2：控制器发送LLDP报文来获取拓扑

控制器向所控制的每一个交换机发送LLDP报文，这个报文带有交换机的ID并且只有一跳；交换机洪范这个LLDP报文；其它邻接交换机收到这个LLDP后向所属的控制器提交；

A3：控制器计算拓扑并标记边缘端口

将步骤A2获取到的交换机邻接信息汇总并计算所属域的拓扑；标记那些没有构成所属域链路的端口，这些端口就是边缘端口；

步骤2：网络视图构架

B1：选取Speaker和Listener控制器

将网络拓扑抽象为图G＝(V，E)；对于不同的抽象层中的拓扑，计算每一个拓扑中最佳Speaker位置；

B2：建立带内通信信道

B2a：各控制器将预先在交换机上安装流表，当交换机发现匹配的流表项时，将会直接提交给控制器；流表的匹配项是所有控制器之间约定的、Openflow支持的，并且全网唯一的匹配项，一般可以采用TCP/UDP port、Vlantag、MPLS等；本方法中采用TCP/UDP port。

B2b：Speaker向其所控制的所有的交换机的边缘端口洪范Speaker ID Notice报文；

B2c：收到Speaker ID Notice报文的控制器将会记录报文的来源端口；

B2d：Listener继续向边缘端口(Speaker ID Notice来源端口除外)洪范SpeakerID Notice报文使其到达网络上每一个控制器；