SDN网络的业务恢复装置、主控制器、系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种SDN网络的业务恢复装置、主控制器、系统及方法，所述装置包括状态检测模块，用于监测SDN网络的所有控制器的运行状态和所有交换机链路的连接状态；所述所有控制器包括一个主控制器和多个备份控制器；控制器管理模块，用于保持所述主控制器和各备份控制器之间的数据同步；若所述主控制器发生故障，则选择一个备份控制器作为新主控制器，并根据所述主控制器的各种配置信息配置所述新主控制器；链路管理模块，用于若一交换机链路发生故障，根据故障属性进行交换机链路故障恢复。本发明专利技术有效保证了SDN网络的可靠性，实现了SDN系统的自动恢复。

Service recovery device, master controller, system and method for SDN network

The invention discloses a service recovery device, a master controller, a system and a method for a SDN network, which includes a state detection module for monitoring the running state of all controllers of the SDN network and the connection state of all switch links; all of the controllers include a master controller and a plurality of backup controllers; The controller management module is used to keep the data synchronization between the main controller and the backup controllers. If the master controller fails, a backup controller is selected as the new master controller and the new master controller is configured according to the various configuration information of the main controller; the link management module is used for if the control module is used. A switch link failure occurs, and the switch link failure is recovered according to the fault attribute. The invention effectively guarantees the reliability of the SDN network and realizes the automatic recovery of the SDN system.

【技术实现步骤摘要】
SDN网络的业务恢复装置、主控制器、系统及方法
本专利技术涉及通讯
，特别是涉及一种SDN网络的业务恢复装置、主控制器、系统及方法。
技术介绍
传统的分布式IP网络中控制逻辑和数据转发功能实现在网络设备上，网络设备需要在大量分布式协议的控制下实施整个网络的智能化。这导致网络控制平面过于复杂，灵活性和扩展性都难适应网络的飞速发展。SDN(SoftwareDefinedNetwork，软件定义网络)是一种开放的网络架构，主要特点为集中控制性和网络可编程性，允许网络管理人员以软件编程的方式对整个网络进行管理与操作。SDN将逻辑控制功能和数据转发功能分离，由基于软件的网络控制器来实现对网络的逻辑控制功能，而底层的网络设备只需负责实现简单的数据转发功能，通过OpenFlow协议与网络控制器进行交互。OpenFlow论坛是2008年成立的新兴组织，OpenFlow论坛起源于斯坦福大学的“CleanSlate”计划。SDN网络架构如图1所示，从上至下主要分为应用层、控制层和数据转发层。架构的核心集中在基于网络操作系统的控制层上，主要设备为SDN控制器，它具有整个网络的全局视野。数据转发层主要是底层的数据转发设备，比如OpenFlow交换机等。数据转发设备被剥离了控制功能，只需要按照流表进行匹配和转发数据流。数据转发设备通过南向接口(目前主要使用OpenFlow协议)与控制层进行信息交互，完成控制器数据流表的下发和底层设备数据信息的反馈。控制层向上提供北向接口，与应用层进行信息传递，SDN应用与服务通过调用提供的北向接口对网络进行相应操作，实现相应功能。作为一种新技术，SDN网络同样面临着业务不稳定的情况，如突发故障、网络堵塞、网络受到攻击等导致网络连接断开，也可能受到因各种原因控制器挂掉导致SDN网络瘫痪，网络的中断会给用户带来巨大损失，所以保证SDN网络的可靠性、可用性是SDN网络应用的迫切需求。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术要解决的技术问题是提供一种装置、主控制器、系统及方法，用以保证SDN网络的可靠性。为解决上述技术问题，本专利技术中的一种SDN网络的业务恢复装置包括：状态检测模块，用于监测SDN网络的所有控制器的运行状态和所有交换机链路的连接状态；所述所有控制器包括一个主控制器和多个备份控制器；控制器管理模块，用于保持所述主控制器和各备份控制器之间的数据同步；若所述主控制器发生故障，则选择一个备份控制器作为新主控制器，并根据所述主控制器的各种配置信息配置所述新主控制器；链路管理模块，用于若一交换机链路发生故障，根据故障属性进行交换机链路故障恢复。为解决上述技术问题，本专利技术中的一种SDN网络中主控制器包括：构建SDN网络中所有交换机的拓扑结构；根据所述拓扑结构，若发现任意两个交换机之间未处于互通状态，通过预设的检测方式进行交换机链路故障检测。为解决上述技术问题，本专利技术中的一种SDN网络的业务恢复系统，包括上述的任意一项所述装置和上述德尔任意一项所述主控制器。为解决上述技术问题，本专利技术中的一种SDN网络的业务恢复方法包括：监测SDN网络的所有控制器的运行状态和所有交换机链路的连接状态；所述所有控制器包括一个主控制器和多个备份控制器；保持所述主控制器和各备份控制器之间的数据同步；若所述主控制器发生故障，则选择一个备份控制器作为新主控制器，并根据原主控制器的各种配置信息配置所述新主控制器；若一交换机链路发生故障，根据故障属性进行交换机链路故障恢复。为解决上述技术问题，本专利技术中的一种SDN网络中交换机链路故障检测方法包括：主控制器构建所有交换机的拓扑结构；主控制器根据所述拓扑结构，若发现任意两个交换机之间未处于互通状态，通过预设的检测方式进行交换机链路故障检测。本专利技术有益效果如下：本专利技术中系统及方法有效保证了SDN网络的可靠性，实现了SDN系统的自动恢复。附图说明图1是本专利技术实施例中SDN网络架构示意图；图2是本专利技术实施例中SDN网络的业务恢复系统架构示意图；图3是本专利技术实施例中SDN网络故障发现总体流程图；图4为本专利技术实施例中SDN网络控制器故障恢复系统结构示意图；图5为本专利技术实施例中SDN网络控制器故障恢复流程图；图6为本专利技术实施例中SDN链路故障恢复流程图；图7为本专利技术实施例中SDN网络链路发现过程示意图。具体实施方式为了保证SDN网络的可靠性，本专利技术提供了一种装置、主控制器、系统及方法，以下结合附图以及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。本专利技术第一实施例提供一种SDN网络的业务恢复装置，所述装置包括：状态检测模块，用于监测SDN网络的所有控制器的运行状态和所有交换机链路的连接状态；所述所有控制器包括一个主控制器和多个备份控制器；控制器管理模块，用于保持所述主控制器和各备份控制器之间的数据同步；若所述主控制器发生故障，则选择一个备份控制器作为新主控制器，并根据所述主控制器的各种配置信息配置所述新主控制器；链路管理模块，用于若一交换机链路发生故障，根据故障属性进行交换机链路故障恢复。本专利技术实施例中系统有效保证了SDN网络的可靠性，实现了SDN系统的自动恢复。同时本专利技术实施例通过将备份控制器时刻保持和主控制器数据同步，这样如果主备控制器发生切换，可以保证在最快时间内恢复业务。本专利技术实施例中的业务恢复装置的各个模块与下述的SDN网络的业务恢复系统功能相同，具体实施时可以互相参考。在上述实施例的基础上，进一步提出上述实施例的变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在各变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。在本专利技术的一个实施例中，所述装置还包括：系统部署模块，用于在SDN网络中预先部署多个控制器，将所述多个控制器分别与同一区域的所有交换机连接；选择其中一个控制器作为所述主控制器，并将其余控制器作为所述多个备份控制器。在本专利技术的另一个实施例中，所述控制器管理模块，还用于通过轮询检测、控制器主动上报或套接字Sockect通讯的方式判断所述主控制器发生故障。在本专利技术的又一个实施例中，所述控制器管理模块，还用于将一个或多个备份控制器进行升级；选择一个升级后的所述备份控制器作为新主控制器，并根据原主控制器的各种配置信息配置所述新主控制器。在本专利技术的再一个实施例中，所述链路管理模块包括：故障检测模块，用于若一交换机链路发生故障，判断故障属性；链路恢复模块，用于按照所述故障属性对应的预设优先恢复模式进行交换机链路故障恢复。进一步说，所述故障检测模块，具体用于判断受所述故障影响的业务流对服务质量保证要求的对应第一设定标准，以及判断所述业务流对故障恢复响应时间要求的对应第二设定标准；所述链路恢复模块，具体用于当所述第一设定标准属于预设低质量阈值范围，并且所述第二设定标准属于预设高响应阈值范围时，将故障的交换机链路切换至备份交换机链路；当所述第一设定标准属于预设高质量阈值范围，并且所述第二设定标准属于预设低响应阈值范围时，计算一条最优交换机链路，将故障的交换机链路切换至该最优交换机链路；当所述第一设定标准属于预设高质量阈值范围，并且所述第二设定标准属于预设高响应阈值范围时，首先将故障的交换机链路切换至备份交换机链路，并计算一条最优交换机链本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SDN网络的业务恢复装置，其特征在于，所述装置包括：状态检测模块，用于监测SDN网络的所有控制器的运行状态和所有交换机链路的连接状态；所述所有控制器包括一个主控制器和多个备份控制器；控制器管理模块，用于保持所述主控制器和各备份控制器之间的数据同步；若所述主控制器发生故障，则选择一个备份控制器作为新主控制器，并根据所述主控制器的各种配置信息配置所述新主控制器；链路管理模块，用于若一交换机链路发生故障，根据故障属性进行交换机链路故障恢复。

【技术特征摘要】
1.一种SDN网络的业务恢复装置，其特征在于，所述装置包括：状态检测模块，用于监测SDN网络的所有控制器的运行状态和所有交换机链路的连接状态；所述所有控制器包括一个主控制器和多个备份控制器；控制器管理模块，用于保持所述主控制器和各备份控制器之间的数据同步；若所述主控制器发生故障，则选择一个备份控制器作为新主控制器，并根据所述主控制器的各种配置信息配置所述新主控制器；链路管理模块，用于若一交换机链路发生故障，根据故障属性进行交换机链路故障恢复。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：系统部署模块，用于在SDN网络中预先部署多个控制器，将所述多个控制器分别与同一区域的所有交换机连接；选择其中一个控制器作为所述主控制器，并将其余控制器作为所述多个备份控制器。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器管理模块，还用于通过轮询检测、控制器主动上报或套接字Sockect通讯的方式判断所述主控制器发生故障。4.如权利要求1-3中任意一项所述的装置，其特征在于，所述控制器管理模块，还用于将一个或多个备份控制器进行升级；选择一个升级后的所述备份控制器作为新主控制器，并根据原主控制器的各种配置信息配置所述新主控制器。5.如权利要求1-3中任意一项所述的装置，其特征在于，所述链路管理模块包括：故障检测模块，用于若一交换机链路发生故障，判断故障属性；链路恢复模块，用于按照所述故障属性对应的预设优先恢复模式进行交换机链路故障恢复。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述故障检测模块，具体用于判断受所述故障影响的业务流对服务质量保证要求的对应第一设定标准，以及判断所述业务流对故障恢复响应时间要求的对应第二设定标准；所述链路恢复模块，具体用于当所述第一设定标准属于预设低质量阈值范围，并且所述第二设定标准属于预设高响应阈值范围时，将故障的交换机链路切换至备份交换机链路；当所述第一设定标准属于预设高质量阈值范围，并且所述第二设定标准属于预设低响应阈值范围时，计算一条最优交换机链路，将故障的交换机链路切换至该最优交换机链路；当所述第一设定标准属于预设高质量阈值范围，并且所述第二设定标准属于预设高响应阈值范围时，首先将故障的交换机链路切换至备份交换机链路，并计算一条最优交换机链路，再从切换后的备份交换机链路切换至该最优交换机链路。7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述链路管理模块还包括：链路发现模块，用于向所述主控制器发送拓扑结构指令，以使所述主控制器构建所有交换机的拓扑结构；所述故障检测模块，具体用于从所述主控制器获取所述拓扑结构，根据所述拓扑结构进行交换机链路故障检测。8.一种SDN网络中主控制器，其特征在于，所述主控制器包括：构建SDN网络中所有交换机的拓扑结构；根据所述拓扑结构，若发现任意两个交换机之间未处于互通状态，通过预设的检测方式进行交换机链路故障检测。9.如权利要求8所述的主控制器，其特征在于，所述构建所有交换机的拓扑结构，包括：所述主控制器向所有交换机发送携带链路发现协议的第一消息，以使各交换机响应第二消息；根据响应的每个所述第二消息构建所有交换机的拓扑结构。10.如权利要求8或9所述的主控制器，其特征在于，所述通过预设的检测方式进行交换机链路故障检测，包括：所述主控制器获取各交换机的端口状态信息，根据所述端口状态信息判定各交换机端口故障；和/或，所述主控制器获取各交换机的转发流表，根据所述转发流表信息判定各链路堵塞故障；和/或，所述主控制器向所有交换机发送分组消息指令，以使每个交换机发送广播分组消息；当接收到未处于互通状态的两个交换机响应的分组消息时，判定该两个交换机为非OpenFlow交换机，不属于链路断路故障；当没有接收到该两个交换机响应的分组消息时，判定该两个交换机之间链路为链路断路故障。11.一种SDN网络的业务恢复系统，其特征在于，所述系统包括如权利要求1-7中任意一项所述装置和如权利要求8-10中任意一项所述主控制器。12.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯志勇，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44