[发明专利]一种SDN体系架构中协调层的构建方法

说明书

本发明提供了一种SDN体系架构中协调层的构建方法，属于计算机应用技术领域。本方法在控制层和转发层之间添加了一层集中式的协调层，即OpenFlow协调器，使得控制层中的多个SDN控制器彼此合作分担控制层业务负载，实现OpenFlow控制流在多个应用异构型控制器间灵活调度，从而满足管理者在实际网络中的需求，提升整个SDN系统的可用性和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种SDN体系架构中协调层的构建方法，属于计算机应用技术领域。

背景技术

随着“大物移云”，即大数据、物联网、移动互联网和云计算的时代到来，传统的底层网络架构已经无法满足管理者的需求，设备繁杂配置麻烦迭代缓慢，各种问题层出不穷。下一代网络，需要的是可编程按需定制、集中式统一管理、动态流量监管、自动化部署等。这些都是软件定义网络(SDN)的出发点。

SDN最大的特点是控制和转发完全分离，其中控制层实现集中式控制、软件可编程、可视化、自动化等，转发层通过硬件实现高速转发。但直接对接SDN的控制层和转发层很难满足实际网络中的需求。这体现在以下两方面：

一方面，在控制层中，不同北向控制器之间应用功能的成熟度存在差异，例如有的北向控制器防火墙功能较为成熟，而有的北向控制器负载均衡器功能较为成熟，导致底层网络的管理者在控制层部署不同北向控制器的成熟应用对转发层设备进行控制。此外，即使北向控制器相同，不同转发层设备需要的网络功能也存在差异，导致控制不同转发层设备的北向控制器也需要提供不同的应用。实际上来自转发层的网络请求需要由多种不同的北向控制器应用来处理，因此直接对接SDN的控制层和转发层很难满足这一需求，这要求转发层和应用异构型的控制层之间具有针对不同应用实现OpenFlow消息调度的能力。

另一方面，由于单个北向控制器节点的处理能力有限，随着接入层和转发层网络规模的扩大，单个北向控制器将无法满足控制层的处理性能要求，这要求转发层和应用异构型的控制层之间具有弹性部署北向控制器的能力，直接对接SDN的控制层和转发层也很难满足这一需求。

综上所述，SDN的控制层与转发层架构存在缺陷，直接对接SDN的控制层和转发层很难满足实际网络中的需求。

发明内容

为了应对上述挑战，本发明提出了一种SDN体系架构中协调层的构建方法。该方法在控制层和转发层之间添加了一层集中式的协调层，即OpenFlow协调器，使得控制层中的多个SDN北向控制器彼此合作分担控制层业务负载，实现OpenFlow控制流在多个应用异构型北向控制器间灵活调度，从而满足管理者在实际网络中的需求，提升整个SDN系统的可用性和可靠性。

本发明的技术方案：

一种SDN体系架构中协调层的构建方法，逻辑功能上由南向交换机信道管理，北向控制器信道管理，以及OFPT_PACKET_IN消息分发三部分组成。

其中，南向交换机信道管理是协调器访问转发层的桥梁，涉及南向交换机信道管理的工作有：一、接收到由南向交换机发起的信道建立请求后，处理对应的OpenFlow握手流程，并根据握手过程中的OFPT_FEATURES_REPLY和OFPST_DESC消息在协调器中为每个南向交换机建立对应的物理交换机对象，协调器通过建立的物理交换机对象既可以向对应的南向交换机发送OpenFlow消息，也可以处理对应的南向交换机发送的OpenFlow消息；二、进行基于LLDP与BDDP协议的拓扑链路发现任务以及基于OFPT_STATS_REPLY的统计信息收集任务，将获取的网络状态信息存储在协调器中，供北向控制器访问。