一种利用控制面链路自动保护数据面链路的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种利用控制面链路自动保护数据面链路的方法和系统，所述方法包括：通过控制器收集全网拓扑信息；在数据面链路中建立传送节点之间业务交换的主用路径，在传送节点之间建立业务交换的备用路径；将所述备用路径和控制面链路合路，构建合路链路；检测所述主用路径和备用路径的链路故障情况；根据链路故障情况自动进行主用路径和备用路径的倒切动作。本发明专利技术通过设计传送节点设备的新结构，然后由控制器下发流表项在原控制面链路资源中为数据面主用路径创建备用路径，提供对数据面链路内主用路径的冗余保护，避免了业务通信因链路故障发生中断，进一步提高了SDN网络通信的可靠性。

A Method and System for Automatic Protection of Data Surface Links Using Control Surface Links

【技术实现步骤摘要】
一种利用控制面链路自动保护数据面链路的方法和系统
本专利技术属于通信管理设施
，特别涉及一种利用控制面链路自动保护数据面链路的方法和系统。
技术介绍
软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork，SDN)技术是一种新型网络创新架构，是一种实现网络虚拟化的方式。SDN中主要包含两类设备：控制器、传送节点。SDN架构的核心思想是将网络设备的控制面(controlplane)与数据面(dataplane)分离开，传送节点开放可编程的控制接口，由位于中心的控制器对整个网络的传送节点进行集中控制，实现丰富的网络新功能，灵活控制和调度网络资源，满足快速发展的网络需求。其中，控制面指控制器和传送节点之间的网络互连及相关控制行为，数据面指传送节点之间的网络互连及相关数据传送行为。数据面的具体数据传送行为方式将取决于控制面的具体控制行为，通常控制器通过下发数据转发流表项(flowtable)到传送节点中对其进行控制，下发过程可遵循一些已颁布的协议标准，比如Openflow协议、Netconf协议、OVSDB协议等。图1为SDN整体结构示意图。SDN有两种控制方式：带内控制和带外控制。带外控制，是指传送节点采用独立的控制面端口连接控制器，多个传送节点和控制器的连接需要一张独立的网络来运行。通常情况下，该独立的网络使用传统技术实现。但是由于现有SDN技术中带外控制需要组建独立的控制面网络，如图2所示的传统SDN传送节点设备结构示意图，其明显的劣势在于需要投入更多的网络设备资源和网络链路资源，并且数据面与控制面各自独享相关网络资源，以至于数据面链路一旦出现故障会直接导致传送节点之间网络互连以及相关数据传送能力失效。为此需要一种新的SDN控制方式，充分避免数据面链路出现故障，而导致整个SDN架构瘫痪的情况。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种利用控制面链路自动保护数据面链路的方法，其特征在于，所述方法包括：通过控制器收集全网拓扑信息；在数据面链路中建立传送节点之间业务交换的主用路径，在传送节点之间建立业务交换的备用路径；将所述备用路径和控制面链路合路，构建合路链路；检测所述主用路径和备用路径的链路故障情况；根据链路故障情况自动进行主用路径和备用路径的倒切动作。优选的，所述全网拓扑信息包括传送节点信息、网络端口信息和链路互连信息。优选的，所述传送节点信息包括与网络端口相对应的旁路端口信息。优选的，其特征在于，所述控制器通过控制面下发数据转发流表项到各个所述传送节点建立所述主用路径，所述控制器下发链路保护流表项建立所述备用路径。优选的，根据所述主用路径的网络端口对应信息以及所述备用路径的旁路端口对应信息下发所述链路保护流表项。优选的，所述主用路径上进行单跳行为或多跳行为，所述备用路径对主用路径进行逐跳的冗余保护。优选的，所述备用路径和控制面链路通过波分复用技术建立合路链路。优选的，所述控制器为所述主用路径和所述备用路径配合及绑定相对应的链路故障检测会话，通过链路故障检测会话检测链路故障情况。优选的，所述故障检测会话报告主用路径故障时，针对发生链路故障的一跳，交换板自动根据流表项将业务数据流倒切到对应的备用路径的一跳上进行保护。一种利用控制面链路自动保护数据面链路的系统，包括连接在相邻传送节点的交换板之间的数据面链路，作为传送节点之间业务交换的主用路径；以及设置在所述传送节点内的旁路通道和合路模块，所述交换板通过所述旁路通道连接至所述合路模块，相邻所述传送节点的所述合路模块之间连接合路链路，通过所述旁路通道和所述合路链路作为所述传送节点之间业务交换的备用路径；所述传送节点内的主控板和合路模块连接，通过合路模块将备用路径和控制面链路合路连接至合路链路。优选的，所述交换板包括网络端口和旁路端口，相邻两组传送节点的交换板之间通过网络端口连接数据面链路，交换板通过旁路端口连接旁路通道，所述旁路通道连接至合路模块。优选的，所述交换板包括至少两组的网络端口，通过网络端口进行业务数据的交换。优选的，所述交换板包括至少两组的旁路端口，所述旁路端口与所述网络端口一一对应。优选的，所述网络端口和旁路端口均采用以太网端口。优选的，所述合路模块包括光电转化模块、波分复用模块以及合路端口，所述光电转化模块与波分复用模块连接，波分复用模块连接合路端口，相邻两组传送节点的合路模块通过合路端口连接合路链路；光电转化模块具有双向功能，用于进行特定波长的光信号线路和电信号线路的相互转换；所述波分复用模块具有双向功能，进行多条光线路和一条光线路的相互转化。优选的，所述旁路通道设置在背板上。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术通过设计传送节点设备的新结构，然后由控制器下发流表项在原控制面链路资源中为数据面主用路径创建备用路径，提供对数据面链路内主用路径的冗余保护，避免了业务通信因链路故障发生中断，进一步提高了SDN网络通信的可靠性；2、本专利技术设计SDN传送节点的新结构中，在背板上增加旁路通道，交换板新增旁路端口接入背板上的旁路通道，主控板的控制端口也改为旁路控制端口接入背板上的旁路通道；其次，增加合路模块，内含光电转换模块、波分复用模块，可将旁路端口与旁路控制端口的旁路通道进行合路后传输；3、故障检测会话报告主用路径故障时，针对发生链路故障的一跳，交换板自动根据流表项将业务数据流倒切到对应的备用路径的一跳上进行保护，该保护倒切过程不需要控制器的参与。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了根据现有技术的SDN整体结构示意图；图2示出了传统SDN传送节点设备结构示意图；图3示出了利用控制面链路自动保护数据面链路的系统；图4示出了本专利技术的利用控制面链路自动保护数据面链路的流程图；图5示出了本专利技术的控外部控制软件模块依据多种输入进行处理后，输出设置user_failover类型组表标志位Flag的示意框图；图6示出了本专利技术的外部控制软件模块处理流程图；图7示出了本专利技术发生故障倒切保护时的通路示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种利用控制面链路自动保护数据面链路的方法，包括：通过控制器收集全网拓扑信息，所述全网拓扑信息包括传送节点信息、网络端口信息和链路互连信息，控制器基于SDN基本原理收集全网拓扑信息，包括传送节点、网络端口、链路互连等信息。此外，传送节点还上报与网络端口相对应的旁路端口信息。注意到交换板的旁路端口和网络端口在逻辑上都是以太网端口，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用控制面链路自动保护数据面链路的方法，其特征在于，所述方法包括：通过控制器收集全网拓扑信息；在数据面链路中建立传送节点之间业务交换的主用路径，在传送节点之间建立业务交换的备用路径；将所述备用路径和控制面链路合路，构建合路链路；检测所述主用路径和备用路径的链路故障情况；根据链路故障情况自动进行主用路径和备用路径的倒切动作。

【技术特征摘要】
1.一种利用控制面链路自动保护数据面链路的方法，其特征在于，所述方法包括：通过控制器收集全网拓扑信息；在数据面链路中建立传送节点之间业务交换的主用路径，在传送节点之间建立业务交换的备用路径；将所述备用路径和控制面链路合路，构建合路链路；检测所述主用路径和备用路径的链路故障情况；根据链路故障情况自动进行主用路径和备用路径的倒切动作。2.根据权利要求1所述的利用控制面链路自动保护数据面链路的方法，其特征在于，所述全网拓扑信息包括传送节点信息、网络端口信息和链路互连信息。3.根据权利要求2所述的利用控制面链路自动保护数据面链路的方法，其特征在于，所述传送节点信息包括与网络端口相对应的旁路端口信息。4.根据权利要求1～3任意一项所述的利用控制面链路自动保护数据面链路的方法，其特征在于，所述控制器通过控制面下发数据转发流表项到各个所述传送节点建立所述主用路径，所述控制器下发链路保护流表项建立所述备用路径。5.根据权利要求4所述的利用控制面链路自动保护数据面链路的方法，其特征在于，根据所述主用路径的网络端口对应信息以及所述备用路径的旁路端口对应信息下发所述链路保护流表项。6.根据权利要求1所述的利用控制面链路自动保护数据面链路的方法，其特征在于，所述主用路径上进行单跳行为或多跳行为，所述备用路径对主用路径进行逐跳的冗余保护。7.根据权利要求1所述的利用控制面链路自动保护数据面链路的方法，其特征在于，所述备用路径和控制面链路通过波分复用技术建立合路链路。8.根据权利要求1所述的利用控制面链路自动保护数据面链路的方法，其特征在于，所述控制器为所述主用路径和所述备用路径配合及绑定相对应的链路故障检测会话，通过链路故障检测会话检测链路故障情况。9.根据权利要求8所述的利用控制面链路自动保护数据面链路的方法，其特征在于，所述故障检测会话报告主用路径故障时，针对发生链路故障的一跳，交换板自动根据流表项将业务数据流倒切到对应的备用路径的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦文，师进，马兰，周宇晖，张鑫，
申请(专利权)人：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11