一種sdn控制器資源池的實(shí)現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種SDN控制器資源池（SDN?Controller?Pool）的實(shí)現(xiàn)方法，將多個(gè)SDN控制器組成一個(gè)資源池，池中的每個(gè)控制器都處于負(fù)荷分擔(dān)的工作狀態(tài)，其中任何一個(gè)控制器故障，池中的其他控制器均可無(wú)損接管，通過(guò)選舉出來(lái)的主節(jié)點(diǎn)向其他節(jié)點(diǎn)同步狀態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，在有節(jié)點(diǎn)故障時(shí)進(jìn)行無(wú)損接管，主要包括資源池構(gòu)建，數(shù)據(jù)同步，建立SDN交換機(jī)連接，故障檢測(cè)，故障接管。
【專利說(shuō)明】一種SDN控制器資源池的實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，特別涉及到一種SDN控制器資源池(SDN ControllerPool)的實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network, SDN ),是一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，其通過(guò)OpenFlow實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面與數(shù)據(jù)面的分離，為核心網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用創(chuàng)新提供開(kāi)放平臺(tái)，它主要是由控制器和SDN交換機(jī)組成，大型組網(wǎng)中存在多個(gè)控制器，為了提高系統(tǒng)的可靠性，往往是通過(guò)控制器的主備方式實(shí)現(xiàn)1+1的備份，但這種方式的可靠性和資源的使用率不高，本發(fā)明專利關(guān)注到了這方面的問(wèn)題，發(fā)明了一種SDN控制器資源池的實(shí)現(xiàn)方法，將多個(gè)SDN控制器組成一個(gè)資源池，池中的每個(gè)控制器都處于負(fù)荷分擔(dān)的工作狀態(tài)，其中任何一個(gè)控制器故障，池中的其他控制器均可無(wú)損接管，達(dá)到1+N的備份效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的主要目的是提供SDN控制器資源池的實(shí)現(xiàn)方法，通過(guò)將多個(gè)SDN控制器組成一個(gè)Controller Pool，池中的所有控制器互為備份，SDN交換機(jī)可以選擇其中的一個(gè)控制器也可以根據(jù)業(yè)務(wù)的不同使用多個(gè)控制器同時(shí)控制，其中一個(gè)控制器故障，另外的控制器實(shí)時(shí)感知故障并無(wú)損接管，由于各個(gè)控制器正常時(shí)均承擔(dān)了業(yè)務(wù)，在提高可靠性的同時(shí)，也提高了控制器的使用效率。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案包括:構(gòu)建資源池，系統(tǒng)將多個(gè)控制器劃為分為多個(gè)Domain,每個(gè)Domain為一個(gè)資源池；主節(jié)點(diǎn)選舉，從池中選舉一個(gè)控制器作為主節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)向其他節(jié)點(diǎn)同步狀態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)；故障檢測(cè)，由主節(jié)點(diǎn)與池中的控制器實(shí)時(shí)握手檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)故障后通知其他節(jié)點(diǎn)；故障接管，當(dāng)檢測(cè)出故障后，主節(jié)點(diǎn)根據(jù)負(fù)載均衡選擇合適的控制器，由選中的控制器啟動(dòng)接管。
[0005]本發(fā)明的有益效果是，通過(guò)SDN控制器資源池實(shí)現(xiàn)1+N的備份，也可以實(shí)現(xiàn)1+N的負(fù)荷分擔(dān)，在提高可靠性的同時(shí)，也提高了控制器的使用效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明
圖1為本發(fā)明一種SDN控制器資源池的實(shí)現(xiàn)方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]本發(fā)明實(shí)施主要是通過(guò)選舉出來(lái)的主節(jié)點(diǎn)向其他節(jié)點(diǎn)同步狀態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，在有節(jié)點(diǎn)故障時(shí)進(jìn)行無(wú)損接管，主要包括資源池構(gòu)建，數(shù)據(jù)同步，建立SDN交換機(jī)連接，故障檢測(cè)，故障接管。
[0008]參照?qǐng)D1，本發(fā)明一種SDN控制器資源池的實(shí)現(xiàn)方法實(shí)施步驟包括: 步驟SlOl，資源池構(gòu)建，系統(tǒng)將SDN控制器分為多個(gè)Domain，每個(gè)Domain的SDN控制器構(gòu)成一個(gè)資源池，資源池的ID與Domain ID 一致，每個(gè)控制器配置一個(gè)資源池ID，同時(shí)每個(gè)控制器表示一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有唯一的ID，構(gòu)建Controller Pool表，其字段包括PoolID，節(jié)點(diǎn)ID序列，主節(jié)點(diǎn)ID。系統(tǒng)選舉主節(jié)點(diǎn)，根據(jù)各個(gè)SDN控制器的MAC地址來(lái)選擇，MAC地址小的優(yōu)先選為主節(jié)點(diǎn)，同時(shí)主節(jié)點(diǎn)建立和資源池其他節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)通道和數(shù)據(jù)同步通道。
[0009]步驟S102，數(shù)據(jù)同步，主節(jié)點(diǎn)和池中其他節(jié)點(diǎn)建立數(shù)據(jù)同步通道，其他任何節(jié)點(diǎn)收到SDN交換機(jī)的請(qǐng)求或者是自己的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)通道將數(shù)據(jù)同步到主節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)收到信息及時(shí)同步到資源池的其他控制器，同步采用TCP連接，并使用消息確認(rèn)機(jī)制。
[0010]步驟S103，建立SDN交換機(jī)連接，SDN交換機(jī)通過(guò)Openflow協(xié)議建立和資源池中所有節(jié)點(diǎn)的通道，但只有其中一個(gè)SDN控制器為Master，其他均為Slave，只有連接Master的通道狀態(tài)為激活，其他均未去激活。Master的選擇由主節(jié)點(diǎn)根據(jù)業(yè)務(wù)和各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷來(lái)決定，并通過(guò)擴(kuò)展Openflow協(xié)議在建立Openflow連接通道時(shí)告知SDN交換機(jī)，SDN交換機(jī)也可以主動(dòng)選擇Master,以同樣方式告知主節(jié)點(diǎn)。
[0011]步驟S104，故障檢測(cè)，主節(jié)點(diǎn)和資源池的其他節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)毫秒定時(shí)器，當(dāng)200毫秒內(nèi)沒(méi)有收到對(duì)端的握手的Hello報(bào)文，則認(rèn)為對(duì)端疑似故障，同時(shí)啟動(dòng)相鄰節(jié)點(diǎn)向?qū)Χ斯?jié)點(diǎn)的檢測(cè)，在100毫秒內(nèi)沒(méi)有收到回應(yīng)，則確認(rèn)對(duì)端狀態(tài)故障，否則狀態(tài)一直為對(duì)端疑似故障，故障檢測(cè)采用私有協(xié)議，也可以使用類似BFD的機(jī)制，當(dāng)主節(jié)點(diǎn)檢測(cè)出資源池中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，該故障信息將通過(guò)主節(jié)點(diǎn)同步到其他正常的節(jié)點(diǎn)。
[0012]步驟S105，故障接管，通過(guò)步驟S104的故障檢測(cè)，在存在節(jié)點(diǎn)故障的情況，如果是主節(jié)點(diǎn)故障，則資源池中的其他節(jié)點(diǎn)按照主節(jié)點(diǎn)選舉原則確定新的主節(jié)點(diǎn)，啟動(dòng)新主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)同步和故障檢測(cè)機(jī)制，同時(shí)新的主節(jié)點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷選擇能夠接管故障主節(jié)點(diǎn)的備份節(jié)點(diǎn)，如果是非主節(jié)點(diǎn)故障，同樣由主節(jié)點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷選擇能夠接管故障節(jié)點(diǎn)的備份節(jié)點(diǎn)；備份節(jié)點(diǎn)通過(guò)擴(kuò)展的Openflow協(xié)議，向SDN交換機(jī)請(qǐng)求切換，SDN交換機(jī)收到切換請(qǐng)求后，激活與新SDN控制器的連接通道，完成故障接管過(guò)程。
[0013]通過(guò)以上步驟的資源池構(gòu)建，數(shù)據(jù)同步，建立SDN交換機(jī)連接，故障檢測(cè)，故障接管，就實(shí)現(xiàn)了 SDN控制器資源池的系統(tǒng)功能，其中任何一個(gè)故障，池中的其他控制器均可無(wú)損接管，達(dá)到1+N的備份效果。
[0014]與現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)技術(shù)相比，本發(fā)明方法能夠快速同步數(shù)據(jù)，快速和可靠的檢測(cè)故障，能夠快速接管故障，而且實(shí)現(xiàn)無(wú)損接管，比傳統(tǒng)的1+1備份模式可靠性更高，池中的每個(gè)控制器都處于負(fù)荷分擔(dān)的工作狀態(tài)，資源的使用率更高。
[0015]以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的原理以及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只適用于幫助理解本發(fā)明實(shí)施例的原理；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在【具體實(shí)施方式】以及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種SDN控制器資源池的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是:將多個(gè)SDN控制器組成一個(gè)資源池，池中的每個(gè)控制器都處于負(fù)荷分擔(dān)的工作狀態(tài)，通過(guò)選舉出來(lái)的主節(jié)點(diǎn)向其他節(jié)點(diǎn)同步狀態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，在有節(jié)點(diǎn)故障時(shí)進(jìn)行無(wú)損接管，主要包括資源池構(gòu)建，數(shù)據(jù)同步，建立SDN交換機(jī)連接，故障檢測(cè)，故障接管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的資源池構(gòu)建，其特征是:系統(tǒng)將SDN控制器分為多個(gè)Domain，每個(gè)Domain的SDN控制器構(gòu)成一個(gè)資源池,資源池的ID與Domain ID 一致,每個(gè)控制器配置一個(gè)資源池ID，同時(shí)每個(gè)控制器表示一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有唯一的ID，構(gòu)建ControllerPool表，其字段包括Pool ID，節(jié)點(diǎn)ID序列，主節(jié)點(diǎn)ID。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)同步,其特征是:主節(jié)點(diǎn)和池中其他節(jié)點(diǎn)建立數(shù)據(jù)同步通道，其他任何節(jié)點(diǎn)收到SDN交換機(jī)的請(qǐng)求或者是自己的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)通道將數(shù)據(jù)同步到主節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)收到信息及時(shí)同步到資源池的其他控制器，同步采用TCP連接，并使用消息確認(rèn)機(jī)制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)通道，其特征是:數(shù)據(jù)通道基于TCP的協(xié)議，該消息的格式包括不限于發(fā)送節(jié)點(diǎn)ID，接收節(jié)點(diǎn)ID，消息體長(zhǎng)度，消息體；其消息體使用XML的文本發(fā)送，包括不限于狀態(tài)數(shù)據(jù)，ACL策略數(shù)據(jù)，Openflow流表數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)能力數(shù)據(jù)，QoS數(shù)據(jù)，SDN交換機(jī)的配置文件數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建立SDN交換機(jī)連接,其特征是:SDN交換機(jī)通過(guò)Openflow協(xié)議建立和資源池中所有節(jié)點(diǎn)的通道，但只有其中一個(gè)SDN控制器為Master，其他均為Slave,只有連接Master的通道狀態(tài)為激活,其他均未去激活；Master的選擇由主節(jié)點(diǎn)根據(jù)業(yè)務(wù)和各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷來(lái)決定，并通過(guò)Openflow協(xié)議在建立Openflow連接通道時(shí)告知SDN交換機(jī)，SDN交換機(jī)也可以主動(dòng)選擇Master，以同樣方式告知主節(jié)點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障檢測(cè)，其特征是:主節(jié)點(diǎn)和資源池的其他節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)毫秒定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)器如200毫秒超時(shí)沒(méi)有收到對(duì)端的握手的Hello報(bào)文，則認(rèn)為對(duì)端疑似故障，同時(shí)啟動(dòng)相鄰節(jié)點(diǎn)向?qū)Χ斯?jié)點(diǎn)的檢測(cè)，啟動(dòng)另外一個(gè)較小定時(shí)器如100毫秒內(nèi)沒(méi)有收到回應(yīng)，則確認(rèn)對(duì)端狀態(tài)故障，否則狀態(tài)一直為對(duì)端疑似故障，當(dāng)主節(jié)點(diǎn)檢測(cè)出資源池中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，該故障信息將通過(guò)主節(jié)點(diǎn)同步到其他正常的節(jié)點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障接管，其特征是:如果是主節(jié)點(diǎn)故障，則資源池中的其他節(jié)點(diǎn)按照主節(jié)點(diǎn)選舉原則確定新的主節(jié)點(diǎn)，啟動(dòng)新主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)同步和故障檢測(cè)機(jī)制，同時(shí)新的主節(jié)點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷選擇能夠接管故障主節(jié)點(diǎn)的備份節(jié)點(diǎn)，如果是非主節(jié)點(diǎn)故障，同樣由主節(jié)點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷選擇能夠接管故障節(jié)點(diǎn)的備份節(jié)點(diǎn)；備份節(jié)點(diǎn)通過(guò)Openflow協(xié)議，向SDN交換機(jī)請(qǐng)求切換，SDN交換機(jī)收到切換請(qǐng)求后，激活與新SDN控制器的連接通道，完成故障接管過(guò)程。
【文檔編號(hào)】H04L12/24GK103929333SQ201410192339
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:陳桂芳