[发明专利]一种基于虚拟节点技术的SDN网络跨域通信方法

说明书

本发明公开一种基于虚拟节点技术的SDN网络跨域通信方法，包括以下步骤：系统初始化，采用可信的跨域通信服务，并对控制器提供一套标准接口；各个网络域的控制器通过跨域通信服务提供的接口连接到跨域通信服务；跨域通信服务收集各个网络域的控制器所掌控的设备及链路信息；跨域通信服务根据收集的设备链路信息，为不同的控制器将其它可达域中的节点虚拟成该域的虚拟节点；跨域通信服务将虚拟节点同步到控制器，控制器生成虚拟拓扑视图；控制器根据虚拟拓扑进行制定转发策略实现跨域通信。本发明利用软件定义网络的灵活性，通过使用虚拟节点和虚拟拓扑的方式实现跨域通信，不仅能保护各个域的拓扑隐私，还能够提高转发效率。

技术领域

本发明涉及一种软件定义网络跨域通信技术，具体涉及一种基于虚拟节点技术的SDN网络跨域通信方法。

背景技术

软件定义网络(Software Defined Network)是一种新型的网络架构，它的最大特征是将数据与控制平面解耦，数据平面只进行数据的转发，控制和管理功能则全部集中在控制平面上，而控制平面的核心就在于SDN控制器。

起初SDN架构中仅有单控制器架构，但是由于单控制器的性能局限又出现了由多个控制器分别对多个网络域进行控制，多个控制器之间进行合作的多控制器架构。多控制器架构解决了单控制器可能出现的计算能力不足、带宽不足、单点故障等问题，但同时多控制架构中也出现了一些新问题。

与单控制器架构不同，多控制器架构需要控制不同区域的控制器进行协作，控制器作为整个SDN网络的核心，需要进行的工作有设备发现、链路发现、拓扑生成、路由计算等功能，但是如今有许多不同的控制器，如OpenDayLight、Ryu、Nox、Floodlight等等，它们实现以上功能所使用的方法和原理是不同的，选择不同的控制器可能会在一定程度上影响控制器协作的实现方式。

现有多域通信的解决方案分为两种：一种是分布式控制器，通过同步每个控制器的拓扑数据来实现跨域通信；另一种是超级控制器，收集其他所有控制器的拓扑数据，为其他控制器提供跨域路由的计算。第一种方案的缺点在于控制器相互同步数据，泄露了控制器内部的拓扑数据，存在较大的安全隐患，并且网络较大时，控制器在路由计算上需要较大的开销；第二种方案的缺点在于每个控制器做跨域决策时需要向超级控制器求助，整个决策过程会显得缓慢。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种基于虚拟节点技术的SDN网络跨域通信方法，本发明是一个使用虚拟节点和虚拟拓扑而不依赖于控制器内部路由和转发模块的跨域通信方法，收集和整合不同通信域中的拓扑信息，并通过为每个域添加虚拟节点、生成虚拟拓扑的方式，为控制器提供了一个透明的域间路由方法。

技术方案：本发明的一种基于虚拟节点技术的SDN网络跨域通信方法，包括以下步骤：

(1)初始化SDN网络中的控制器与交换机并启动一个跨域通信服务，该服务提供相应接口，所述接口包括认证接口、连接接口、网络信息收集接口和虚拟节点同步接口，不同网络域的控制器使用相应接口获得跨域的通信服务；

(2)各个网络域的控制器通过跨域通信服务提供的接口，与跨域通信服务协商相应参数和状态，协商完毕后完成控制器与跨域通信服务的连接；

(3)跨域通信服务收集各个网络域的控制器所管理的设备及链路信息，即：跨域通信服务通过各个控制器的北向接口，收集相应控制器所管理的交换机信息和主机信息和链路信息；

(4)对于某一个网络域，跨域通信服务根据收集的设备及链路信息，将其它可达网络域的主机虚拟成虚拟节点加入到该网络域中；

(5)跨域通信服务将虚拟节点同步到控制器中，控制器根据自身真实拓扑和虚拟节点生成一个虚拟拓扑；

(6)各个网络域的控制器根据虚拟拓扑进行制定转发策略实现跨域通信。