一种SDN网络与IP网络的数据交互方法技术

本发明专利技术提供的方法在SDN网络内增设一个本地主机，并使本地主机和IP网络的边缘路由器实现SDN网络、IP网络拓扑信息的共享，SDN控制器根据共享的路由信息即可确定数据转发的路径，而在构建数据转发路径后，不需要SDN控制器再参与消息解析和计算新路径，减轻了SDN控制器处理负担。与现有技术相比，其可扩展性和灵活性得到了增强。

【技术实现步骤摘要】
一种SDN网络与IP网络的数据交互方法
本专利技术涉及计算机网络应用
，更具体地，涉及一种SDN网络与IP网络的数据交互方法。
技术介绍
软件定义网络(SoftwareDefineNetworking)最早是由美国斯坦福大学Cleanslate研究组提出的一种新型的网络体系架构，其核心思想是将控制平面与转发平面分离，采用集中控制的方式，通过软件编程和标准化的开发接口使网络更加开放、灵活及具备可拓展性，从而能够在了解整个网络信息的基础上更好的实现对网络的精细管理和优化，有利于促进网络技术的发展与进步。虽然SDN网络具有众多优点，但由于SDN网络的架构对于现阶段的网络架构是颠覆性的改变，其对数据报文的处理模式和硬件设备与现在的路由交换设备有很大差异，目前SDN网络与IP网络并不能直接实现互连通信，从传统的IP网络过渡到SDN网络将会是一个异常复杂和漫长的道路，因此研究IP网络和SDN网络共存下的通信机制具有非常重要的意义。现有的一种利用BGP协议完成SDN网络和IP网络互连的通信方法是将整个SDN网络看作一个虚拟标准路由器。这种方案中将SDN控制器模拟成一个路由器向BGP边缘路由器发送SDN网络信息，然后SDN控制器从BGP边缘路由器获取IP网络的路由信息。但是这种方法在具体实施的时候SDN控制器需要有多个物理网口与BGP边缘路由器相连，并且需要控制器参与处理庞大的EBGP路由信息，给控制器带来一定负担。这种方法的灵活性和可拓展性较差。
技术实现思路
本专利技术为解决以上现有技术的难题，提供了一种SDN网络与IP网络的数据交互方法，该方法在SDN网络内增设一个本地主机，并使本地主机和IP网络的边缘路由器实现SDN网络、IP网络拓扑信息的共享，SDN控制器根据共享的路由信息即可确定数据转发的路径，而在构建数据转发路径后，不需要SDN控制器再参与消息解析和计算新路径，减轻了SDN控制器处理负担。为实现以上专利技术目的，采用的技术方案是：一种SDN网络与IP网络的数据交互方法，所述SDN网络包括SDN控制器、本地主机、主机j和边缘交换机；所述IP网络包括边缘路由器和主机k，主机k和边缘路由器物理连接；SDN控制器与本地主机物理连接，SDN控制器与边缘交换机逻辑连接，边缘交换机与边缘路由器、主机j物理连接，本地主机与边缘交换机逻辑连接，本地主机与边缘路由器逻辑连接；所述数据交互方法具体包括以下步骤：(1)本地主机与边缘路由器实现SDN网络、IP网络拓扑信息的共享S11.SDN控制器从本地主机处获取SDN网络的路由信息，了解SDN网络的拓扑结构；S12.边缘路由器通过边缘交换机向本地主机发送协议数据包，边缘交换机接收协议数据包后将协议数据包以Packet_In消息的形式转发至SDN控制器；S13.SDN控制器判断协议数据包的目的地是否为本地主机，若是则计算并选择协议数据包从边缘交换机传输至本地主机的路径，然后SDN控制器向选择的路径沿途的边缘交换机下发流表项，从而建立起数据路径；S14.边缘路由器的发送的协议数据包通过数据路径传输至本地主机，本地主机对接收的协议数据包进行处理后得到IP网络的路由信息，然后将得到的IP网络的路由信息传输给SDN控制器，SDN控制器进行存储；S15.本地主机通过边缘交换机向边缘路由器发送协议数据包，边缘交换机接收协议数据包后将协议数据包以Packet_In消息的形式转发至SDN控制器；S16.SDN控制器判断协议数据包的目的地是否为边缘路由器，若是则计算并选择协议数据包由本地主机传输至边缘路由器的路径，然后SDN控制器向选择的路径沿途的边缘交换机下发流表项，从而建立起数据路径；S17.本地主机的发送的协议数据包通过数据路径传输至边缘路由器，边缘路由器对接收的协议数据包进行处理后得到SDN网络的路由信息，然后进行存储；(2)SDN网络与IP网络的数据交互1)IP网络的主机k向SDN网络的主机j发送数据S21.IP网络的主机k发送ARP请求数据报文，目的IP为主机j，ARP请求数据报文通过边缘路由器的传递作用后到达边缘交换机，边缘交换机将ARP请求数据报文以Packet_In消息的形式转发至SDN控制器；S22.SDN控制器判断ARP请求数据报文的目的IP是否为SDN网络的主机，若是则对边缘交换机至主机j之间的路径进行选择，然后SDN控制器向选择的路径沿途的边缘交换机下发双向的流表项，从而建立起边缘交换机至主机j之间的数据路径；S23.SDN控制器封装ARP回复数据包，并以Packet_Out消息的形式下发给边缘交换机，边缘交换机将该消息转发至边缘路由器，边缘路由器再传递至主机k；S24.主机k接收到ARP回复数据包后，开始向主机j发送数据；2)SDN网络的主机j向IP网络的主机k发送数据S25.SDN网络的主机j发送ARP请求数据报文，目的IP为主机k，ARP请求数据报文传递到边缘交换机，边缘交换机将ARP请求数据报文以Packet_In消息的形式转发至SDN控制器；S26.SDN控制器判断ARP请求数据报文的来源IP是否为SDN网络的主机，若是则对边缘交换机至边缘路由器之间的路径进行选择，SDN控制器向选择的路径沿途的边缘交换机下发双向的流表项，从而建立起边缘交换机到边缘路由器之间的数据路径；S27.SDN控制器封装ARP回复数据包，并以Packet_Out消息的形式下发给边缘交换机，边缘交换机将该消息转发至主机j；S28.主机j接收到ARP回复数据包后，开始向主机k发送数据。优选地，所述SDN控制器定时向SDN网络中的边缘交换机发送状态请求信息，然后根据边缘交换机的回复计算出边缘交换机各个端口的实时流量数据，根据计算的数据为路径的选取提供依据。优选地，所述(1)、(2)中对路径进行选取时，选取的是两个设备之间最短的路径。优选地，所述(1)、(2)中建立起数据路径后，SDN网络定时向SDN网络中的边缘交换机发送端口状态请求消息，并根据边缘交换机的回复感知链路流量状况，然后重新建立起优化后的路径。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的方法在SDN网络内增设一个本地主机，并使本地主机和IP网络的边缘路由器实现SDN网络、IP网络拓扑信息的共享，SDN控制器根据共享的路由信息即可确定数据转发的路径，而在构建数据转发路径后，不需要SDN控制器再参与消息解析和计算新路径，减轻了SDN控制器处理负担。与现有技术相比，其可扩展性和灵活性得到了增强。附图说明图1为SDN网络和IP网络的架构图一。图2为方法的流程图。图3为SDN网络和IP网络的架构图二。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步的阐述。实施例1SDN网络、IP网络的框架具体如图1所示，其中边缘路由器R1的端口1直连边缘交换机S1，该端口IP地址为100.0.0.1，MAC地址为00:00:00:00:00:01，边缘路由器R2的端口1直连边缘交换机S2，该端口IP地址为100.0.0.2，MAC地址为00:00:00:00:00:02；由边缘交换机、控制器和本地主机构成的SDN网络，其中本地主机上连接边缘交换机S3的接口Eth0设置两个虚拟网口(IP:10.0.1.1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SDN网络与IP网络的数据交互方法，其特征在于：所述SDN网络包括SDN控制器、本地主机、主机j和边缘交换机；所述IP网络包括边缘路由器和主机k，主机k和边缘路由器物理连接；SDN控制器与本地主机物理连接，SDN控制器与边缘交换机逻辑连接，边缘交换机与边缘路由器、主机j物理连接，本地主机与边缘交换机逻辑连接，本地主机与边缘路由器逻辑连接；所述数据交互方法具体包括以下步骤：(1)本地主机与边缘路由器实现SDN网络、IP网络拓扑信息的共享S11.SDN控制器从本地主机处获取SDN网络的路由信息，了解SDN网络的拓扑结构；S12.边缘路由器通过边缘交换机向本地主机发送协议数据包，边缘交换机接收协议数据包后将协议数据包以Packet_In消息的形式转发至SDN控制器；S13.SDN控制器判断协议数据包的目的地是否为本地主机，若是则计算并选择协议数据包从边缘交换机传输至本地主机的路径，然后SDN控制器向选择的路径沿途的边缘交换机下发流表项，从而建立起数据路径；S14.边缘路由器的发送的协议数据包通过数据路径传输至本地主机，本地主机对接收的协议数据包进行处理后得到IP网络的路由信息，然后将得到的IP网络的路由信息传输给SDN控制器，SDN控制器进行存储；S15.本地主机通过边缘交换机向边缘路由器发送协议数据包，边缘交换机接收协议数据包后将协议数据包以Packet_In消息的形式转发至SDN控制器；S16.SDN控制器判断协议数据包的目的地是否为边缘路由器，若是则计算并选择协议数据包由本地主机传输至边缘路由器的路径，然后SDN控制器向选择的路径沿途的边缘交换机下发流表项，从而建立起数据路径；S17.本地主机的发送的协议数据包通过数据路径传输至边缘路由器，边缘路由器对接收的协议数据包进行处理后得到SDN网络的路由信息，然后进行存储；(2)SDN网络与IP网络的数据交互1)IP网络的主机k向SDN网络的主机j发送数据S21.IP网络的主机k发送ARP请求数据报文，目的IP为主机j，ARP请求数据报文通过边缘路由器的传递作用后到达边缘交换机，边缘交换机将ARP请求数据报文以Packet_In消息的形式转发至SDN控制器；S22.SDN控制器判断ARP请求数据报文的目的IP是否为SDN网络的主机，若是则对边缘交换机至主机j之间的路径进行选择，然后SDN控制器向选择的路径沿途的边缘交换机下发双向的流表项，从而建立起边缘交换机至主机j之间的数据路径；S23.SDN控制器封装ARP回复数据包，并以Packet_Out消息的形式下发给边缘交换机，边缘交换机将该消息转发至边缘路由器，边缘路由器再传递至主机k；S24.主机k接收到ARP回复数据包后，开始向主机j发送数据；2)SDN网络的主机j向IP网络的主机k发送数据S25.SDN网络的主机j发送ARP请求数据报文，目的IP为主机k，ARP请求数据报文传递到边缘交换机，边缘交换机将ARP请求数据报文以Packet_In消息的形式转发至SDN控制器；S26.SDN控制器判断ARP请求数据报文的来源IP是否为SDN网络的主机，若是则对边缘交换机至边缘路由器之间的路径进行选择，SDN控制器向选择的路径沿途的边缘交换机下发双向的流表项，从而建立起边缘交换机到边缘路由器之间的数据路径；S27.SDN控制器封装ARP回复数据包，并以Packet_Out消息的形式下发给边缘交换机，边缘交换机将该消息转发至主机j；S28.主机j接收到ARP回复数据包后，开始向主机k发送数据。...

【技术特征摘要】
1.一种SDN网络与IP网络的数据交互方法，其特征在于：所述SDN网络包括SDN控制器、本地主机、主机j和边缘交换机；所述IP网络包括边缘路由器和主机k，主机k和边缘路由器物理连接；SDN控制器与本地主机物理连接，SDN控制器与边缘交换机逻辑连接，边缘交换机与边缘路由器、主机j物理连接，本地主机与边缘交换机逻辑连接，本地主机与边缘路由器逻辑连接；所述数据交互方法具体包括以下步骤：(1)本地主机与边缘路由器实现SDN网络、IP网络拓扑信息的共享S11.SDN控制器从本地主机处获取SDN网络的路由信息，了解SDN网络的拓扑结构；S12.边缘路由器通过边缘交换机向本地主机发送协议数据包，边缘交换机接收协议数据包后将协议数据包以Packet_In消息的形式转发至SDN控制器；S13.SDN控制器判断协议数据包的目的地是否为本地主机，若是则计算并选择协议数据包从边缘交换机传输至本地主机的路径，然后SDN控制器向选择的路径沿途的边缘交换机下发流表项，从而建立起数据路径；S14.边缘路由器的发送的协议数据包通过数据路径传输至本地主机，本地主机对接收的协议数据包进行处理后得到IP网络的路由信息，然后将得到的IP网络的路由信息传输给SDN控制器，SDN控制器进行存储；S15.本地主机通过边缘交换机向边缘路由器发送协议数据包，边缘交换机接收协议数据包后将协议数据包以Packet_In消息的形式转发至SDN控制器；S16.SDN控制器判断协议数据包的目的地是否为边缘路由器，若是则计算并选择协议数据包由本地主机传输至边缘路由器的路径，然后SDN控制器向选择的路径沿途的边缘交换机下发流表项，从而建立起数据路径；S17.本地主机的发送的协议数据包通过数据路径传输至边缘路由器，边缘路由器对接收的协议数据包进行处理后得到SDN网络的路由信息，然后进行存储；(2)SDN网络与IP网络的数据交互1)IP网络的主机k向SDN网络的主机j发送数据S21.IP网络的主机k发送ARP请求数据报文，目的IP为主机j，ARP请求数据报文通过边缘路由器的传递作用后到达边缘交换机，边缘交换机将ARP...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄以华，杨沐晖，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44