[发明专利]一种基于SDN的发布订阅系统及消息转发方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种基于SDN的发布订阅系统及消息转发方法。

背景技术

随着信息技术的不断发展，大众对于信息的需求量不断地攀升，发布订阅系统在现实应用中发挥着越来越重要的作用。发布-订阅(publish–subscribe)是一种消息传播模式，消息的发送者(发布者)不会将消息直接发送给特定的接收者(订阅者)，而是将发布的消息按主题分类，把带有主题的消息传送给网络节点，而无需对订阅者(如果有的话)有所了解。同样的，订阅者可以表达对一个或多个类别的兴趣，只接收感兴趣的消息，无需对发布者(如果有的话)有所了解。这样就大大降低了发布者和订阅者之间的耦合度，消息的生产者与消费者实现了脱离，可以更好地完成消息的交互。这种发布者和订阅者的解耦可以允许更好的可扩放性和更为动态的网络拓扑。

然而随着大数据时代的到来、网络规模的急剧膨胀和应用类型的不断丰富，因特网作为社会基础设施至关重要的一部分。虽然，网络服务通知WSN(Web-Service Notification)实现了基于Web-Service方式的消息推送，亦即发布订阅模式。但越来越多的对实时性要求比较高的业务被应用到发布订阅场景中来，这些业务对消息推送的实时性提出了新的要求，传统网络的管控能力和服务能力日趋减弱，急需一种满足时效性、可靠性、安全性的发布订阅管理系统及消息转发方法。

发明内容

本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于SDN的发布订阅系统及消息转发方法。

根据本发明实施例的一个方面，一种基于SDN的发布订阅系统，包括：接口层、路由层和转发层；

所述接口层，用于提供发布接口和订阅接口，所述发布接口用于为用户提供一个调用本系统的发布访问点，所述订阅接口用于为用户提供订阅访问点；

所述路由层，用于根据网络拓扑信息，利用基于Steiner树的最优路径算法计算从发布节点至订阅节点的最优路径；

所述转发层，用于根据流表的信息，对发布消息或订阅消息进行不同优先级的消息队列的匹配与转发。

进一步，所述路由层包括路由计算模块、网络拓扑维护模块、发布订阅管理模块和消息队列管理模块；

所述发布订阅管理模块，用于在接收到订阅消息时，更新本地订阅表，并通过LSA形式对所述订阅信息进行全网同步；在接收到发布消息时将所述发布消息传递至路由计算模块；

所述网络拓扑维护模块，用于通过集群内控制器构建并更新集群内的拓扑结构，通过同步LSA消息构建并更新集群间的拓扑结构；其中，所述集群内控制器，为专属一个集群的SDN控制器，用于对所属的集群内的所有物理设备进行管理；

所述路由计算模块，用于在接收到发布消息后，根据网络拓扑信息和路由层各节点的本地订阅表，利用基于Steiner树的最优路径算法计算最优路径,并根据所述最优路径将所述发布消息通过流表接入转发层；

所述消息队列管理模块，用于在交换机端口上配置多个消息队列，为不同优先级的订阅主题指定不同的消息队列进行转发，根据策略算法动态调整各队列的带宽，对不同优先级的订阅主题进行QoS保障。

进一步，所述转发层，进一步用于：

根据转发层节点在本集群路径上的节点位置下发对应流表或推送订阅消息，所述节点位置包括路径末尾节点和路径中间节点；

若所述转发层节点为路径的末尾节点，则查找本地订阅表将订阅消息推送至订阅者；

若所述转发层节点为路径的中间节点，则根据路径信息及本地邻居关系表将对应的包含IPv6地址匹配域的流表通过SDN控制器下发至本地交换机。

进一步，所述接口层包括发布接口和订阅接口；

所述发布接口，用于接收用户的发布消息，将所述发布消息以Web-Service服务调用的形式转发至路由层的发布订阅管理模块；所述发布消息的参数包括：发布的消息主题、消息内容和发包频率；

所述订阅接口，用于接收用户的订阅消息，将所述订阅消息以Web-Service服务调用的形式发送至路由层的发布订阅管理模块，并接收所述发布订阅管理模块发送的订阅结果；所述订阅消息的参数包括：订阅的消息主题、对时延的要求和接收消息的地址。

进一步，所述发布订阅管理模块，还用于：

根据订阅消息或发布消息的主题、优先级和订阅策略生成IPv6地址，将所述IPv6地址作为流表的匹配域同时作为所述订阅消息或发布消息的目的地址；