[发明专利]通过自动生成的且物理上不同的通信路径在网络中进行流量路由

说明书

技术领域

本公开涉及用于在软件定义网络(“SDN”)内自动路由流量的系统和方法。更具体地但非排它地，本公开涉及通过经由物理上不同的通信路径路由流量来减少配置SDN的用户负担并增加SDN的可靠性。

附图简述

参照附图对本公开的非限制性和非穷举性实施例进行了描述，包括本公开的各个实施例，在附图中：

图1图示了与本公开的实施例一致的电力传输和配电系统的简化的单线图，其中多个通信设备可以促进软件定义网络中的通信。

图2图示了与本公开的实施例一致的包括可以部署在电力输送和配电系统中的控制面、数据面以及多个数据消耗者/产生者设备的SDN架构的概念表示。

图3A图示了与本公开的实施例一致的不同主机之间的第一优先级流量流和第二优先级流量流的概念表示，其中第一优先级流量流和第二优先级流量流通过物理上不同的特定通信路径来路由。

图3B图示了与本公开的实施例一致的两个主机之间的主流量流和故障转移流量流的概念表示，其中主路径和故障转移路径通过物理上不同的路径来路由。

图4图示了与本公开的实施例一致的用于接收第一流量流和第二流量流并使用配置工具自动生成通过SDN的对应的通信路由的方法的流程图。

图5图示了与本公开的实施例一致的被配置为接收多个流量流并生成通过SDN的对应的特定通信路径的系统的框图。

详细描述

现代的配电和传输系统可以纳入可用于监视和保护系统的各种通信技术。通信装备可以被配置成和用于促进对电力系统上的状况进行监视并实施控制动作以维持电力系统的稳定性的各种设备之间的数据交换。通信网络携带用于对电力系统状况进行适当评估并用于基于这些状况实施控制动作的信息。由于电力传输和配电系统中的状况可能发生快速变化，这些消息可能受时间限制。换句话说，如果消息被延迟，消息中的数据可能对接收设备来说不再是准确的或不再有用。

一些电力传输和配电系统可以纳入利用控制器在网络上进行配置和监视的软件定义网络(“SDN”)技术。SDN技术提供了在电力系统中可能是有利的各种功能(例如，默认拒绝安全、较好的延迟控制、对称传输能力、冗余和故障转移计划等)。

SDN允许程序化的变更控制平台，其允许将整个通信网络作为单一资产进行管理，简化对网络的理解，并能够对网络进行持续监视。在SDN中，决定将流量发送到哪里的系统(即，控制面)与执行流量在网络中的转发的系统(即，数据面)是分开的。

控制面可以用于通过通信网络创建特定的流量流来实现网络资源的最佳使用。本文使用的术语“流量流(traffic flow)”是指用于基于网络分组内容匹配和采取动作的一组参数。流量流可以准许基于各种标准的特定路径，这些标准为网络运营商提供显著的控制和精确性。相比之下，在大型传统网络中，尝试使网络发现路径与应用期望的数据路径匹配可能是涉及改变许多设备中的配置的具有挑战性的任务。为了解决这个问题，很多设备上使用的管理接口和功能集都不是标准化的。更进一步，网络管理员经常需要重新配置网络以避免循环，获得路由收敛速度，并优先考虑某一类应用。

在电力传输和配电系统的背景下管理传统网络的显著复杂性是由于每个网络设备(例如，交换机或路由器)具有集成在一起的控制逻辑和数据转发逻辑的事实。例如，在传统的网络路由器中，诸如路由信息协议(RIP)或开放式最短路径优先(OSPF)的路由协议构成确定应该如何转发分组的控制逻辑。由路由协议确定的路径被编码在路由表中，其然后用于转发分组。类似地，在诸如网桥(或网络交换机)的第2层设备中，配置参数和/或生成树算法(STA)构成确定分组路径的控制逻辑。因此，传统网络中的控制面被分布在交换结构(网络设备)中，因而，改变网络的转发行为涉及改变许多(也许是全部)网络设备的配置。

在SDN中，控制器体现控制面并确定分组(或帧)应该如何在网络中流动(或转发)。控制器通过在设备中设置转发表，将该信息传送给构成数据面的网络设备。这实现了对网络的集中化配置和管理。这样，SDN中的数据面由相对简单的分组转发设备组成，该分组转发设备具有到控制器的通信接口以接收转发信息。除了简化网络的管理之外，SDN架构还可以实现可能有益于在配电系统中使用的监视和故障排除功能，包括但不限于：镜像选定的流量流而不是镜像整个端口；当接近饱和时，在带宽上报警；为指定流提供度量(例如，用于服务质量、分组计数、误差、丢失或超限等的计数器和计量表)；准许监视指定的应用，而不是基于VLAN或MAC地址进行监视。