[发明专利]一种基于区块链技术的分布式SDN同步方法

说明书

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种基于区块链技术的分布式SDN同步方法，包括在分布式的SDN环境中，让每一个交换机连接超过3f+1个控制器；主节点发送需要同步的数据给其他节点；其他节点接收到同步SYN数据消息，并检查同步SYN数据消息的正确性，若正确则发送确认ACK消息；若节点在发送关于同步SYN数据消息的确认ACK消息后一段时间未收到FIN信息、或者收到的FIN信息的数据部分不足f+1、或者收到的FIN信息的数据部分有错误，则触发副主节点协议；本发明逐步降低有恶意节点情况的通信量，并对恶意节点进行有效管控，使其不再作恶。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种基于区块链技术的分布式SDN同步方法。

背景技术

区块链结合了分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术。区块链具有去中心化、不可篡改、可以追溯、集体维护、安全性、公开透明等特点。不可篡改是指一旦改动了数据就无法被解密。可以追溯是指通过某个信息可以知道这个信息是谁什么时间发送的。集体维护是指所有的数据都是有每一个用户管理的，如果某个用户修改了数据，但是没有被其他的节点认可那么修改失败，只是本地有效。安全性就需要具体的共识机制来保证了，如在POS中如果没有超过51％的算力那么就不会对整个区块链造成威胁。公开透明是指所有的操作都会被所有的用户看见，没有隐藏的余地。

传统网络的每一个路由节点都是拥有独立的计算单元的和传输数据的单元。这个就导致了每个节点都将会只有本地的信息，要想要获取其他的节点的信息只能是通过分布式协议来完成。这样既导致了网络资源会被这些分布式的协议占用部分，又使得计算资源的浪费。于是软件定义网络(Software Defined Network，SDN)提出将所有的路由节点的计算单元抽取出来组成一个超级的计算节点，而原本的路由节点将只保存传输单元。这样在保证了原本的计算和传输的功能后，可以拥有其他优势。SDN拥有全局的视野，可以知道所有的传输节点的各种信息，方便了网络的管理，而这一点在传统的网络中需要额外的部署网络监管协议如简单的网络管理协议(简称SNMP)来完成。SDN拥有了全局的视野后可以更好的分配资源。SDN将计算和传输分离后能够针对于各种流量的识别进而下发不同的流表策略，这一点在传统的网络中是难以实现的。

但是单个控制器控制整个网络是不现实的，单点故障、节点性能等等都使得SDN网络向着多控制器及分布式SDN网络发展。然而，多控制器与分布式控制器之间是隔离的，需要在这些不同的控制器之间同步各自所管理的网络的信息，以此来达到所有的控制器都拥有全网的信息。于是分布式一致性算法是需要部署在各个分布式控制器上。这个可以将区块链技术和分布式SDN结合起来。在区块链当中最重要的就是共识机制了，区块链的共识机制有很多，但是适用于分布式SDN的目前只有PBFT。类似于PBFT的分布式算法有很多，目前的分布式算法主要有Paxos、Raft、PBFT等等。其中Paxos具有着超高的通信量，PBFT也是拥有者较高的通信量，Raft虽然通信量没有前两个高，但是其没有考虑到安全性，所以想要在SDN网络中部署这个算法需要首先保证SDN的安全性。

发明内容

为了使网络中恶意节点不能随意的作恶，本发明提出一种基于区块链技术的分布式SDN同步方法，包括在分布式的SDN环境中，让每一个交换机连接超过3f+1个控制器，然后按照如下方法进行同步：

SYN阶段，即主节点发送需要同步的数据给其他节点；

SYN－ACK阶段，即其他节点接收到同步SYN数据消息，并检查同步SYN数据消息的正确性，若正确则发送确认ACK消息；

FIN阶段，即当主节点接收到其他节点发送的接收到同步SYN数据消息的确认ACK消息，检查该消息的正确性，若正确则保存该消息；若接收到超过f+1个节点的该消息，则将该f+1个消息作为FIN信息的数据部分，并将FIN信息发送给其他节点；