一种基于SDN的组网方法技术

本发明专利技术公开了一种基于SDN的组网方法及系统，包括步骤：设置汇聚节点为汇聚节点为控制节点；以控制节点为起始节点采用控制层面路由建立方法将控制节点与周围以有线直连方式连接的节点完成一跳路由规划；其余正常运行的节点以逐跳加入的方式与控制节点建立控制层面通信构建完整组网。本发明专利技术提出在SDN网络场景与ONOS、P4与bmv2技术背景下，设计基于ONOS与P4的SDN网络和虚拟IP的带内组网机制，优化网络状态感知方法，提高网络资源利用率。提高网络资源利用率。提高网络资源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SDN的组网方法


[0001]本专利技术涉及SDN(Software Defined Network，软件定义网络)领域，尤其涉及一种基于SDN的组网方法和系统。

技术介绍

[0002]传统网络的层次结构是互联网取得巨大成功的关键。但是，随着网络规模的不断扩大，封闭的网络设备内置了过多的复杂协议，增加了运营商定制优化网络的难度。面对丰富的应用场景和多样化的业务需求，软件定义网络已成为资源灵活分配和动态服务供应的关键技术。SDN实现了控制平面和数据平面的解耦，增加了网络的灵活性。SDN为组网架构和组网应用带来巨大的革新。然而，在具备动态环境、影响因素复杂等特点的环境中，SDN的性能受到了一定的限制，同时对一些组网故障的处理尚存不足。现有技术中涉及有线网络较少，且很少关注组网对特殊环境的适应性，也尚未有针对真实网络存在相同IP情况的解决方案和对高移动场景下的组网稳定性和性能研究，不能很好处理节点的区域切换问题，浪费控制器资源。而传统路由协议采用洪泛方式构建组网路由，控制器不能完整掌握组网信息，资源利用率低，对组网突发问题反应不及时，粗粒度调整组网。

技术实现思路

[0003]为了解决基于SDN环境下快速组网的问题，本专利技术提出一种快速组网方案。
[0004]本申请实施例提供一种基于SDN的组网方法，包括以下步骤：
[0005]设置汇聚节点为汇聚节点为控制节点；
[0006]以控制节点为起始节点采用控制层面路由建立方法将控制节点与周围以有线直连方式连接的节点完成一跳路由规划；
[0007]其余正常运行的节点以逐跳加入的方式与控制节点建立控制层面通信构建完整组网。
[0008]优选地，所述汇聚节点搭载ONOS系统，所述控制节点通过ONOS集成的LLDP协议对节点间路由信息进行感知和收集。
[0009]优选地，当控制节点发送广播数据包时，数据包字段中包括目的IP信息、源IP信息、控制节点端口信息、跳数信息、序列号信息、校验信息；所述序列号信息为数据包标志字段、根据数据包中所述序列号信息执行下一步操作。
[0010]优选地，与所述控制节点直连的节点接收到广播数据包后构建并维护路由表信息，所述路由表信息包含该节点的反向路由信息。
[0011]优选地，当所述与控制节点直连的节点接收到所述控制节点发送的广播数据包后做如下步骤：
[0012]在所述广播数据包中取出源IP信息、序列号信息载入自身维护的所述路由表；
[0013]所述跳数信息加1、所述序列号信息不变，形成修改后的广播数据包；
[0014]向除接收端口外的其他端口转发所述修改后的广播数据包；
[0015]构建相同的所述修改后的广播数据包根据所述路由表的所述反向路由信息发送回所述控制节点。
[0016]优选地，当组网中存在IP相同节点群时，在所述IP相同节点构建并维护虚拟IP映射表；所述虚拟IP映射表包括所述IP相同节点所属的节点群IP信息、与所述IP相同节点对应的MAC地址信息和所述节点对应的虚拟IP信息；
[0017]所述IP相同节点发送数据包时还包括所述IP相同节点的IP地址转换为虚拟IP的步骤；
[0018]所述IP相同节点接收数据包时判断若所接收的数据包的所述目的IP信息是否所述为所述IP相同节点的IP地址，则将数据包的所述源IP信息根据所述虚拟IP映射表转换为虚拟IP。
[0019]优选地，在组网中间位置的失效节点突然消失的情况下：所述控制节点实时感知所述失效节点消失；
[0020]所述控制节点收集与所述失效节点相邻的节点信息；
[0021]若存在需要经过所述失效节点转发至目的节点的数据包，所述控制节点构建集中调整数据包，所述集中调整数据包的所述序列号信息按照预设的集中调整规则增大；
[0022]所述目的节点接收到序列号信息增大的所述集中调整数据包后根据转发该数据包的上一级节点信息更新所述目的节点的路由表，并发送确认包返回给所述控制节点。
[0023]优选地，在更新所述目的节点的路由表的步骤中，所述路由表选择路径中最小时延的路径，所述最小时延的路径计算方法具体为：
[0024]其中，a1、a2、a3......为邻节点系统状态等因素配合权重比例，Rn为当前路径的时延，为Rn,min所有路径中最小的时延。
[0025]优选地，所述组网中的每个节点均配有状态信息感知机制，在组网中间位置的失效节点突然消失的情况下，原需经过所述失效节点转发数据包的目的节点通过所述状态信息感知机制感知到上一级节点失效；
[0026]所述目的节点在自身维护的所述路由表中删除原有路由信息；
[0027]所述目的节点构建分布调整数据包将所述分布调整数据包的所述序列号信息按照预设分布调整规则增大，并将所述分布调整数据包进行广播发送；
[0028]所述控制节点接收到所述分布调整数据包后提取端口信息，同时构建调整响应信息发送回所述目的节点；
[0029]所述目的节点根据所述调整响应信息构建新的路由表。
[0030]本专利技术还提供一种基于SDN构建的网络系统，用于执行上述任意一种组网方法，该网络系统包括搭载ONOS系统的汇聚节点，还包括组网状态感知模块，用于感知当前网络状态；路径选优模块，用于调整路由时选择最优路径；调整策略模块，用于设置或在所述网络系统出现节点缺失时调整广播数据包转发策略和路由策略。
[0031]与现有方案相比，本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：1)简单组网中逐跳加入的控制层面动态路由建立方法，各节点与控制器之间的控制层面路由建立过程遵循以控制器为中心逐渐向外散发的方式，内围节点加入控制层面路由是外围节点建立路由路径的前提条件与可靠保证，节点与节点之间相互依靠、相互作用以实现建立一个完整的控制层面路由路径网的目标。2)解决了IP相同带来的不能以传统网络
角度看待组网中众多的问题与机制、失去地址地理位置与身份的双重属性、IP地址也就失去了特异性的问题。3)在某一中间节点突然消失的情况下，控制节点能够有效发挥自身职能，对组网进行调控，从而重新建立起控制节点与其他节点之间的控制层面路由的双向通信。4)采用调整策略应对组网内节点突然退出情况，由控制节点感知组网故障，并执行一系列的局部调整达到使受影响节点重新加入组网的目标，在这个过程中，控制节点需要进行“路径选优”，从而在最优路径上执行策略，以保证突发中断的组网仍具有良好的性能。5)本专利技术立足实际的战场环境，结合特殊的IP机制提出组网路由策略和解决方案，提出在SDN网络场景与ONOS、P4与bmv2技术背景下，设计基于ONOS与P4的SDN网络和虚拟IP的带内组网机制，优化网络状态感知方法，提高网络资源利用率，以集中控制的功能视角综合考虑网络故障的原因及其相关性，解决特殊环境场景下组网的故障感知与修复问题，提高组网对突发问题的适应能力，在故障调整方面上降低网络开销、提高精度，实现单节点执行细粒度的故障感知与有效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SDN的组网方法，其特征在于，包括以下步骤：设置汇聚节点为汇聚节点为控制节点；以控制节点为起始节点采用控制层面路由建立方法将控制节点与周围以有线直连方式连接的节点完成一跳路由规划；其余正常运行的节点以逐跳加入的方式与控制节点建立控制层面通信构建完整组网。2.如权利要求1所述组网方法，其特征在于，所述汇聚节点搭载ONOS系统，所述控制节点通过ONOS集成的LLDP协议对节点间路由信息进行感知和收集。3.如权利要求2所述组网方法，其特征在于，当控制节点发送广播数据包时，数据包字段中包括目的IP信息、源IP信息、控制节点端口信息、跳数信息、序列号信息、校验信息；所述序列号信息为数据包标志字段、根据数据包中所述序列号信息执行下一步操作。4.如权利要求3所述组网方法，其特征在于，与所述控制节点直连的节点接收到广播数据包后构建并维护路由表信息，所述路由表信息包含该节点的反向路由信息。5.如权利要求4所述组网方法，其特征在于，当所述与控制节点直连的节点接收到所述控制节点发送的广播数据包后做如下步骤：在所述广播数据包中取出源IP信息、序列号信息载入自身维护的所述路由表；所述跳数信息加1、所述序列号信息不变，形成修改后的广播数据包；向除接收端口外的其他端口转发所述修改后的广播数据包；构建相同的所述修改后的广播数据包根据所述路由表的所述反向路由信息发送回所述控制节点。6.如权利要求4所述组网方法，其特征在于，当组网中存在IP相同节点群时，在所述IP相同节点构建并维护虚拟IP映射表；所述虚拟IP映射表包括所述IP相同节点所属的节点群IP信息、与所述IP相同节点对应的MAC地址信息和所述节点对应的虚拟IP信息；所述IP相同节点发送数据包时还包括所述IP相同节点的IP地址转换为虚拟IP的步骤；所述IP相同节点接收数据包时判断若所接收的数据包的所述目的IP信息是否所述为所述IP相同节点的IP地址，则将数据包的所述源IP信息根据所述虚拟IP映射表转换为虚拟IP。7.如权利要求4所述组网方法，其特征在于，在组网中间位置的失效节点突然消失的情况下：所述控制节点实时感知所述失效节点消失；所述控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王夏菁，陈佳，尤龙，张东甲，钮伟，郭阔，王艳广，
申请(专利权)人：航天科工网络信息发展有限公司，
类型：发明
国别省市：