一種sdn網(wǎng)絡(luò)節(jié)點故障定位方法
【專利摘要】為了解決SDN網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生失聯(lián)故障時進(jìn)行自動恢復(fù)的問題，本發(fā)明提出一種通過節(jié)點平面對SDN網(wǎng)絡(luò)失聯(lián)故障定位的方法，根據(jù)定位的結(jié)果進(jìn)行恢復(fù)。包括以下步驟：當(dāng)?；钕⑾r，節(jié)點判斷失聯(lián)故障發(fā)生；若鄰居節(jié)點狀態(tài)正常，則由控制器啟動節(jié)點替代算法，向替代節(jié)點下發(fā)替代指令。若鄰居節(jié)點也失聯(lián)，則繼續(xù)向其他節(jié)點發(fā)送問詢消息，直到確定失聯(lián)范圍，對所述失聯(lián)范圍內(nèi)每個失聯(lián)節(jié)點，由控制器向替代節(jié)點下發(fā)替代指令。如果失聯(lián)節(jié)點的業(yè)務(wù)狀態(tài)失聯(lián)，則對現(xiàn)有業(yè)務(wù)進(jìn)行遷移。若全網(wǎng)節(jié)點全部失聯(lián)，判斷為控制器損壞，啟動控制器恢復(fù)方法。本方案通過節(jié)點層實現(xiàn)失聯(lián)故障定位方法并采取對應(yīng)的恢復(fù)策略，具有快速的特點。
【專利說明】一種SDN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點故障定位方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及SDN網(wǎng)絡(luò)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及控制器與節(jié)點之間的失聯(lián)故障發(fā)生時，由節(jié)點平面進(jìn)行的故障定位方法及選擇其對應(yīng)的恢復(fù)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來SDN網(wǎng)絡(luò)已成為研究熱點，其本身所具有的控制與轉(zhuǎn)發(fā)相分離的特性為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展及研究帶來了新的發(fā)展方向和研究熱點。
[0003]SDN網(wǎng)絡(luò)主要由控制層和節(jié)點層構(gòu)成，其中控制層負(fù)責(zé)整個網(wǎng)絡(luò)中的資源及業(yè)務(wù)管理，而節(jié)點層面則構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，承載了網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)傳送。二者之間通過Openflow協(xié)議進(jìn)行通信。
[0004]本發(fā)明所涉及的失聯(lián)故障是指控制器和節(jié)點之間無法進(jìn)行正常的保活消息收發(fā)以及Openflow協(xié)議通信。在SDN網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)失聯(lián)故障發(fā)生時，如何對失聯(lián)故障位置進(jìn)行定位，進(jìn)而采取適當(dāng)?shù)幕謴?fù)策略，會影響網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)的效果。
[0005]在上述SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，失聯(lián)故障既可能發(fā)生在節(jié)點平面，可能發(fā)生在控制層面，也可能是二者之間的通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障。而如何利用SDN網(wǎng)絡(luò)的特點及架構(gòu)，通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點平面自身來盡快進(jìn)行故障定位，并由此采取不同的恢復(fù)策略，則成為SDN網(wǎng)絡(luò)能否具有足夠的健壯性的重要影響因素。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決SDN網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生失聯(lián)故障時進(jìn)行自動恢復(fù)的問題，本發(fā)明提出一種通過節(jié)點平面對SDN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行失聯(lián)故障定位的方法，SDN網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)定位的結(jié)果進(jìn)行恢復(fù)。
[0007]本發(fā)明所述的SDN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點故障定位方法，包括以下步驟:
[0008]SDN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過本節(jié)點與控制器之間的?；钕⑴卸ū竟?jié)點是否失聯(lián)，當(dāng)?；钕⑾r，判斷為失聯(lián)故障發(fā)生；
[0009]失聯(lián)節(jié)點向鄰居節(jié)點發(fā)送問詢消息；
[0010]若所述鄰居節(jié)點狀態(tài)正常，則判定為所述失聯(lián)節(jié)點與控制器之間存在網(wǎng)絡(luò)故障、或所述失聯(lián)節(jié)點自身失效；所述失聯(lián)節(jié)點通過正常的鄰居節(jié)點向控制器發(fā)出替代請求；由控制器啟動節(jié)點替代算法，向替代節(jié)點下發(fā)替代指令。
[0011]若所述鄰居節(jié)點失聯(lián)，貝Ij所述鄰居節(jié)點繼續(xù)向其他節(jié)點發(fā)送問詢消息，直到確定失聯(lián)范圍；所述失聯(lián)節(jié)點通過正常的鄰居節(jié)點向控制器發(fā)出替代請求；對每個所述失聯(lián)節(jié)點，由控制器啟動節(jié)點替代算法，向替代節(jié)點下發(fā)替代指令。
[0012]進(jìn)一步地，失聯(lián)節(jié)點查詢自身現(xiàn)有業(yè)務(wù)狀態(tài)；如果所述失聯(lián)節(jié)點的業(yè)務(wù)狀態(tài)失常，由控制器進(jìn)一步啟動業(yè)務(wù)遷移算法，對所述失聯(lián)節(jié)點的現(xiàn)有業(yè)務(wù)進(jìn)行遷移。
[0013]進(jìn)一步地，當(dāng)確定失聯(lián)范圍時，若全網(wǎng)節(jié)點全部與控制器失聯(lián)，判斷為控制器損壞，啟動傳統(tǒng)的控制器恢復(fù)方法。
[0014]本方案充分利用SDN本身的架構(gòu)特性和網(wǎng)絡(luò)通信特性，從節(jié)點平面出發(fā)，在不引入其他設(shè)施的情況下，通過SDN網(wǎng)絡(luò)自身實現(xiàn)了針對失聯(lián)故障的定位方法，借此能夠在SDN網(wǎng)絡(luò)發(fā)生失聯(lián)故障時，盡快地對故障進(jìn)行定位并采取對應(yīng)的恢復(fù)策略，具有消耗低、時延小的特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是基于節(jié)點平面的故障定位方法架構(gòu)圖。
[0016]圖2是基于節(jié)點平面的故障定位方法實施例。

【具體實施方式】
[0017]圖1是基于節(jié)點平面的故障定位方法架構(gòu)圖，圖中是一個單域模型的SDN網(wǎng)絡(luò)例子，由一個控制器和6個節(jié)點組成。6個節(jié)點相互連接組成所述“節(jié)點平面”，各個節(jié)點之間的細(xì)黑實線表示節(jié)點之間互聯(lián)，并由此構(gòu)成了域內(nèi)拓?fù)洹？刂破髋c節(jié)點之間的虛線表示二者之間傳遞保活消息。帶叉號的虛線則表示控制器與該節(jié)點之間的?；钕⑹В藭r節(jié)點6成為失聯(lián)節(jié)點。由節(jié)點6發(fā)出的，指向其鄰居節(jié)點的箭頭表示該節(jié)點在察覺自身處于失聯(lián)狀態(tài)后，向鄰居發(fā)出詢問消息。由控制器指向節(jié)點3的箭頭表示控制器通過節(jié)點替代算法計算后確定節(jié)點3為節(jié)點6的替代節(jié)點，向所述替代節(jié)點下發(fā)替代指令。通過節(jié)點2、節(jié)點6、及節(jié)點4的虛線代表節(jié)點6失聯(lián)之前的一條業(yè)務(wù)路徑，該業(yè)務(wù)路徑在節(jié)點6僅失聯(lián)而業(yè)務(wù)狀態(tài)正常時保持。如果節(jié)點6既發(fā)生失聯(lián)又發(fā)生業(yè)務(wù)故障，則需要恢復(fù)業(yè)務(wù)路徑。例如通過節(jié)點2、節(jié)點3、節(jié)點4的粗實線則表示通過控制器的節(jié)點替代算法及業(yè)務(wù)遷移算法聯(lián)合計算之后的恢復(fù)業(yè)務(wù)路徑。
[0018]圖2是本發(fā)明故障定位方法的實施例，整個流程包括以下步驟:
[0019]101:故障判定，通過節(jié)點與控制平面之間的連接情況判定節(jié)點自身是處于正常狀態(tài)還是失聯(lián)狀態(tài)。正常情況下，節(jié)點與控制平面之間存在?；钕?，同時節(jié)點可對控制平面的指令作出對應(yīng)的動作，當(dāng)節(jié)點無法正常接收保活消息，或無法收取控制平面指令時，認(rèn)定自身所處的網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生本發(fā)明所定義的失聯(lián)故障。
[0020]201:失聯(lián)節(jié)點向鄰居節(jié)點發(fā)送問詢消息。
[0021]202:判斷鄰居節(jié)點狀態(tài)是否正常。
[0022]203:若鄰居節(jié)點狀態(tài)正常(未失聯(lián))，則判斷為失聯(lián)節(jié)點與控制器之間存在網(wǎng)絡(luò)故障，或節(jié)點自身失效(但控制器運(yùn)轉(zhuǎn)正常)，此時失聯(lián)節(jié)點通過所述鄰居節(jié)點發(fā)起重連，向控制器發(fā)出替代請求。進(jìn)入第301步；
[0023]204:若鄰居節(jié)點也失聯(lián)，則繼續(xù)向外問詢，直到確定失聯(lián)范圍，并進(jìn)入第401步。
[0024]301:失聯(lián)節(jié)點查詢自身現(xiàn)有業(yè)務(wù)狀態(tài)，并將結(jié)果通過鄰居節(jié)點回復(fù)給控制器，
[0025]302:判斷業(yè)務(wù)狀態(tài)是否正常，分為以下兩種情況:
[0026]情況一:自身現(xiàn)有業(yè)務(wù)狀態(tài)正常，即失聯(lián)節(jié)點無法再承載新業(yè)務(wù)，但對現(xiàn)有途經(jīng)失聯(lián)節(jié)點的業(yè)務(wù)沒有影響。此時進(jìn)入第303步。情況二:自身現(xiàn)有業(yè)務(wù)狀態(tài)失常，即失聯(lián)節(jié)點既無法承載現(xiàn)有的途經(jīng)自身的業(yè)務(wù)，同時也無法繼續(xù)承載新業(yè)務(wù)。此時進(jìn)入第304步
[0027]303:控制器在自身內(nèi)部將此節(jié)點標(biāo)記為失聯(lián)節(jié)點，此時若沒有新業(yè)務(wù)到來，控制器可暫時不需其他動作；當(dāng)途經(jīng)該節(jié)點的新業(yè)務(wù)到來時，控制器觸發(fā)節(jié)點替代算法，計算后向替代節(jié)點下發(fā)替代指令，并由替代節(jié)點承載新進(jìn)業(yè)務(wù)。
[0028]304:由控制器啟動節(jié)點替代算法及業(yè)務(wù)遷移算法，并下發(fā)替代指令及進(jìn)行失聯(lián)節(jié)點的現(xiàn)有業(yè)務(wù)遷移。
[0029]401:根據(jù)失聯(lián)節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中所占數(shù)量，判斷是否全部節(jié)點失聯(lián)。失聯(lián)范圍分為部分失聯(lián)和全部失聯(lián)兩種情況:
[0030]情況一:部分失聯(lián)。若判斷部分失聯(lián)，則轉(zhuǎn)第301步驟。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在可與控制平面正常通信的節(jié)點，即為部分失聯(lián)情況。此時認(rèn)定控制平面運(yùn)行正常，是由節(jié)點平面的部分節(jié)點失效導(dǎo)致的故障，此時每個失聯(lián)節(jié)點執(zhí)行第301-304步，以期最大限度地恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。
[0031]情況二:全部失聯(lián)。轉(zhuǎn)第402步。
[0032]402:當(dāng)控制器損壞導(dǎo)致全域失聯(lián)，啟動傳統(tǒng)的控制器恢復(fù)方法。所述傳統(tǒng)的控制器恢復(fù)方法，是由控制平面或網(wǎng)管來觸發(fā)和執(zhí)行，啟動作為備用控制器的計算機(jī)。
[0033]經(jīng)過以上303、304或402步驟后，網(wǎng)絡(luò)得到恢復(fù)。
[0034]第402步中的例外情況是控制器并未損壞，全部節(jié)點失聯(lián)表明全部節(jié)點均損壞或網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)硬件損壞使全網(wǎng)失去控制，無法通過算法恢復(fù)。
【權(quán)利要求】
1.一種SDN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點故障定位方法，其特征在于，包括以下步驟: SDN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過本節(jié)點與控制器之間的?；钕⑴卸ū竟?jié)點是否失聯(lián)，當(dāng)?；钕⑾r，判斷為失聯(lián)故障發(fā)生； 失聯(lián)節(jié)點向鄰居節(jié)點發(fā)送問詢消息； 若所述鄰居節(jié)點狀態(tài)正常，則判定為所述失聯(lián)節(jié)點與控制器之間存在網(wǎng)絡(luò)故障、或所述失聯(lián)節(jié)點自身失效； 若所述鄰居節(jié)點也失聯(lián)，則所述鄰居節(jié)點繼續(xù)向其他節(jié)點發(fā)送問詢消息，直到確定失聯(lián)范圍； 所述失聯(lián)節(jié)點通過正常的鄰居節(jié)點向控制器發(fā)出替代請求； 對每個所述失聯(lián)節(jié)點，由控制器啟動節(jié)點替代算法，向替代節(jié)點下發(fā)替代指令。
2.如權(quán)利要求1所述SDN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點故障定位方法，其特征在于，還包括以下步驟: 失聯(lián)節(jié)點查詢自身現(xiàn)有業(yè)務(wù)狀態(tài)； 如果所述失聯(lián)節(jié)點的業(yè)務(wù)狀態(tài)失常，由控制器進(jìn)一步啟動業(yè)務(wù)遷移算法，對所述失聯(lián)節(jié)點的現(xiàn)有業(yè)務(wù)進(jìn)行遷移。
3.如權(quán)利要求1?2所述SDN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點故障定位方法，其特征在于，還包括以下步驟: 當(dāng)確定失聯(lián)范圍時，發(fā)現(xiàn)全網(wǎng)節(jié)點全部與控制器失聯(lián)，判斷為控制器損壞，啟動傳統(tǒng)的控制器恢復(fù)方法。
【文檔編號】H04L12/24GK104270286SQ201410483842
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】趙永利, 楊輝, 崔雅迪, 張 杰, 高冠軍 申請人:北京郵電大學(xué)