一种基于SDN控制器的可靠高效的选举方法技术

本发明专利技术属于控制器技术领域且公开了一种基于SDN控制器的可靠高效的选举方法，本发明专利技术对比业界基于SDN控制器的选举，本发明专利技术能够有效减少选举信息的收发数目，节省带宽资源，特别适用于带宽小的无线网络，多种选举策略，完善的配置功能能够满足用户多方面需求。

A Reliable and Efficient Election Method Based on SDN Controller

【技术实现步骤摘要】
一种基于SDN控制器的可靠高效的选举方法
本专利技术涉及一种基于SDN控制器的可靠高效的选举方法，属于控制器

技术介绍
业界基于SDN控制器的选举方法普遍使用了心跳机制和确认机制，心跳机制用来监测其他设备的选举状态是否正常，确认机制用来同步选举信息与选举结果。心跳和确认的报文依赖数据通信网络发送，占用了一定的带宽资源，而且在数据通信网络异常情况下，控制器选举也会发生错误，导致业务中断，稳定性不佳。控制器选举的投票信通常是无序的，可能发生投票信息过期了仍被错误使用的情况。选举配置不够灵活，一般只选出主控制器，不支持配置多个备控制器或选举参数，没有冗余备份。因此，一种不依赖数据通信网络传送信息，选举信息能够保持同步有序的，同时支持灵活配置的多策略控制器选举方法亟待研究。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种基于SDN控制器的可靠高效的选举方法，可以有效解决
技术介绍
中的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术提供一种基于SDN控制器的可靠高效的选举方法，包括以下步骤：1）控制器选举信息不在数据通信网络发送，在信息同步报文中有自定义的控制器选举字段，通过二层转发到其他设备。只有二层网络连通，在数据通信网络没建立好或异常的情况下，选举信息都能正常收发，加快了选举速度。选举信息的同步依赖信息同步模块的完全时序机制，选举信息在全网各个互相可达的设备中都是一份相同数据，保证了选举的统一性。2）当设备连通性变化时，连通性模块会主动通告控制器选举模块。连通性模块监测本设备与全网其他的设备的连通性是否正常，当与某个设备连通性变化时会通告控制器选举模块。控制器选举模块不需要发送和监听心跳报文，节省了带宽资源。控制器选举模块根据连通性的好坏，修改变化设备的可达性标志，发起新一轮选举。3）投票信息在同一轮选举中才具有参选意义，控制器选举使用逻辑时钟来判断多个投票是否在同一个选举周期中，逻辑时钟的值是一个自增序列，每次进入新一轮的投票后，都会对该值进行加1操作。在等待投票的时候，本地设备可能会从其他设备收到选举信息。如果其他设备的逻辑时钟不小于本地设备当前的逻辑时钟，那么本地设备会承认其他设备的选举信息合法。如果比本地设备的还小，那么本地设备就会拒绝这次的选举信息并继续保持原来的选举状态。4）配置灵活，支持配置备控制器数目，支持指定参选或不参选，支持指定参加选举的角色，支持指定参选优先级等。5）多策略选举，不是简单地根据优先级来选控制器。控制器选举策略如下：A.连通性比较；B.控制器是否参选，用户可以指定控制器是否参选，参选为1，不参选为0；C.参选角色比较，参选角色有9种，各参选角色的定义和优先级（数值越大优先级越大）如下：一：不可用（0）：用户指定不参选、控制器选举模块异常；二：非主非备（1）：既没有用户指定主或备控制器，也没有当选为主或备控制器；三：当前备控制器但未全量同步（2）：当前已当选的备控制器，但业务数据没全量同步；四：当前备控制器且全量同步（3）：当前已当选的备控制器，而且业务数据都全量同步；五：网管指定的备控制器但未全量同步（4）：用户指定为备控制器，但业务数据没有全量同步；六：网管指定的备控制器且全量同步（5）：用户指定为备控制器，而且业务数据都全量同步；七：网管指定的主控制器但未全量同步（6）：用户指定为主控制器，但业务数据没有全量同步；八：当前主控制器（7）：当前已当选的主控制器；九：网管指定的主控制器且全量同步（8）：用户指定为主控制器，而且业务数据都全量同步；十：当前主控制器且处于全量同步数据到被控制器过程中（9）：当前已当选为主控制器，而且处于与备控制器全量同步业务数据过程中；D.优先级比较；E.MAC地址比较；F.根据上述原则从上往下做比较，选择最优的为主控制器，有且只有一个主控制器；G.根据备控制器数目因子N选出备控制器，直到备控制器数目满足数目N个或选不出N个为止；当主控制器选举完成后，只有用户指定新的主控制器或连通性发现主控制器异常这两种情况可以抢占原主控制器。作为本专利技术的一种优选技术方案，控制器选举策略A中的连通性指本设备与其他设备间的二层连通性。作为本专利技术的一种优选技术方案，控制器选举策略D中相同角色下，优先级更大的选举优先。作为本专利技术的一种优选技术方案，控制器选举策略E中相同优先级下，MAC地址更大的选举优先。作为本专利技术的一种优选技术方案，控制器选举策略G中的备控制器数目因子N由用户配置。本专利技术所达到的有益效果是：1.对比业界基于SDN控制器的选举，本专利技术能够有效减少选举信息的收发数目，节省带宽资源，特别适用于带宽小的无线网络。2.多种选举策略，完善的配置功能能够满足用户多方面需求。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术实施例所述的控制器选举自定义的字段内容。Type:控制器选举类型报文类型Length:报文的长度ControllerMAC：设备的参选MAC地址Priority:参选优先级，范围从0到255，值越大优先级越高，默认值为0IsController:是否为主控制器。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种基于SDN控制器的可靠高效的选举方法，包括以下步骤：1）控制器选举信息不在数据通信网络发送，在信息同步报文中有自定义的控制器选举字段，通过二层转发到其他设备。只有二层网络连通，在数据通信网络没建立好或异常的情况下，选举信息都能正常收发，加快了选举速度。选举信息的同步依赖信息同步模块的完全时序机制，选举信息在全网各个互相可达的设备中都是一份相同数据，保证了选举的统一性。2）当设备连通性变化时，连通性模块会主动通告控制器选举模块。连通性模块监测本设备与全网其他的设备的连通性是否正常，当与某个设备连通性变化时会通告控制器选举模块。控制器选举模块不需要发送和监听心跳报文，节省了带宽资源。控制器选举模块根据连通性的好坏，修改变化设备的可达性标志，发起新一轮选举。3）投票信息在同一轮选举中才具有参选意义，控制器选举使用逻辑时钟来判断多个投票是否在同一个选举周期中，逻辑时钟的值是一个自增序列，每次进入新一轮的投票后，都会对该值进行加1操作。在等待投票的时候，本地设备可能会从其他设备收到选举信息。如果其他设备的逻辑时钟不小于本地设备当前的逻辑时钟，那么本地设备会承认其他设备的选举信息合法。如果比本地设备的还小，那么本地设备就会拒绝这次的选举信息并继续保持原来的选举状态。4）配置灵活，支持配置备控制器数目，支持指定参选或不参选，支持指定参加选举的角色，支持指定参选优先级等。5）多策略选举，不是简单地根据优先级来选控制器。控制器选举策略如下：A.连通性比较，连通性指本设备与其他设备间的二层连通性；B.控制器是否参选，用户可以指定控制器是否参选，参选为1，不参选为0；C.参选角色比较，参选角色有9种，各参选角色的定义和优先级（数值越大优先级越大）如下：一：不可用（0）：用户指定不参选、控制器选举模块异常；二：非主非备（1）：既没有用户指本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SDN控制器的可靠高效的选举方法，其特征在于：包括以下步骤：1）控制器选举信息不在数据通信网络发送，在信息同步报文中有自定义的控制器选举字段，通过二层转发到其他设备。只有二层网络连通，在数据通信网络没建立好或异常的情况下，选举信息都能正常收发，加快了选举速度。选举信息的同步依赖信息同步模块的完全时序机制，选举信息在全网各个互相可达的设备中都是一份相同数据，保证了选举的统一性。2）当设备连通性变化时，连通性模块会主动通告控制器选举模块。连通性模块监测本设备与全网其他的设备的连通性是否正常，当与某个设备连通性变化时会通告控制器选举模块。控制器选举模块不需要发送和监听心跳报文，节省了带宽资源。控制器选举模块根据连通性的好坏，修改变化设备的可达性标志，发起新一轮选举。3）投票信息在同一轮选举中才具有参选意义，控制器选举使用逻辑时钟来判断多个投票是否在同一个选举周期中，逻辑时钟的值是一个自增序列，每次进入新一轮的投票后，都会对该值进行加1操作。在等待投票的时候，本地设备可能会从其他设备收到选举信息。如果其他设备的逻辑时钟不小于本地设备当前的逻辑时钟，那么本地设备会承认其他设备的选举信息合法。如果比本地设备的还小，那么本地设备就会拒绝这次的选举信息并继续保持原来的选举状态。4）配置灵活，支持配置备控制器数目，支持指定参选或不参选，支持指定参加选举的角色，支持指定参选优先级等。5）多策略选举，不是简单地根据优先级来选控制器。控制器选举策略如下：A.连通性比较；B.控制器是否参选，用户可以指定控制器是否参选，参选为1，不参选为0；C.参选角色比较，参选角色有9种，各参选角色的定义和优先级（数值越大优先级越大）如下：一：不可用（0）：用户指定不参选、控制器选举模块异常；二：非主非备（1）：既没有用户指定主或备控制器，也没有当选为主或备控制器；三：当前备控制器但未全量同步（2）：当前已当选的备控制器，但业务数据没全量同步；四：当前备控制器且全量同步（3）：当前已当选的备控制器，而且业务数据都全量同步；五：网管指定的备控制器但未全量同步（4）：用户指定为备控制器，但业务数据没有全量同步；六：网管指定的备控制器且全量同步（5）：用户指定为备控制器，而且业务数据都全量同步；七：网管指定的主控制器但未全量同步（6）：用户指定为主控制器，但业务数据没有全量同步；八：当前主控制器（7）：当前已当选的主控制器；九：网管指定的主控制器且全量同步（8）：用户指定为主控制器，而且业务数据都全量同步；十：当前主控制器且处于全量同步数据到被控制器过程中（9）：当前已当选为主控制器，而且处于与备控制器全量同步业务数据过程中；D.优先级比较；E.MAC地址比较；F.根据上述原则从上往下做比较，选择最优的为主控制器，有且只有一个主控制器；G.根据备控制器数目因子N选出备控制器，直到备控制器数目满足数目N个或选不出N个为止；当主控制器选举完成后，只有用户指定新的主控制器或连通性发现主控制器异常这两种情况可以抢占原主控制器。...

【技术特征摘要】
1.一种基于SDN控制器的可靠高效的选举方法，其特征在于：包括以下步骤：1）控制器选举信息不在数据通信网络发送，在信息同步报文中有自定义的控制器选举字段，通过二层转发到其他设备。只有二层网络连通，在数据通信网络没建立好或异常的情况下，选举信息都能正常收发，加快了选举速度。选举信息的同步依赖信息同步模块的完全时序机制，选举信息在全网各个互相可达的设备中都是一份相同数据，保证了选举的统一性。2）当设备连通性变化时，连通性模块会主动通告控制器选举模块。连通性模块监测本设备与全网其他的设备的连通性是否正常，当与某个设备连通性变化时会通告控制器选举模块。控制器选举模块不需要发送和监听心跳报文，节省了带宽资源。控制器选举模块根据连通性的好坏，修改变化设备的可达性标志，发起新一轮选举。3）投票信息在同一轮选举中才具有参选意义，控制器选举使用逻辑时钟来判断多个投票是否在同一个选举周期中，逻辑时钟的值是一个自增序列，每次进入新一轮的投票后，都会对该值进行加1操作。在等待投票的时候，本地设备可能会从其他设备收到选举信息。如果其他设备的逻辑时钟不小于本地设备当前的逻辑时钟，那么本地设备会承认其他设备的选举信息合法。如果比本地设备的还小，那么本地设备就会拒绝这次的选举信息并继续保持原来的选举状态。4）配置灵活，支持配置备控制器数目，支持指定参选或不参选，支持指定参加选举的角色，支持指定参选优先级等。5）多策略选举，不是简单地根据优先级来选控制器。控制器选举策略如下：A.连通性比较；B.控制器是否参选，用户可以指定控制器是否参选，参选为1，不参选为0；C.参选角色比较，参选角色有9种，各参选角色的定义和优先级（数值越大优先级越大）如下：一：不可用（0）：用户指定不参选、控制器选举模块异常；二：非主非备（1）：既没有用户指定主或备控...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈千炫，
申请(专利权)人：深圳市中航比特通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44