一種基于sdn技術(shù)的epon終端接入自動感知方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知方法及系統(tǒng)，該方法包含如下步驟：S1，控制器感知ONU的接入；S2，控制器感知ONU的離開。本發(fā)明增加了對EPON終端ONU離開的實時感知，使得控制器對EPON終端ONU的狀態(tài)的感知更全面，且提高了后續(xù)查找使用效率，同時解決現(xiàn)有控制器頻繁更新主機信息表的缺點。
【專利說明】一種基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域的自動感知，特別涉及一種基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]SDN (Software Defined Networking，軟件定義網(wǎng)絡(luò))是一種新興的機遇軟件的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及技術(shù)，其最大的特點在于具有松耦合的控制平面與數(shù)據(jù)平面、支持集中化的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)控制、實現(xiàn)底層網(wǎng)絡(luò)設(shè)施對上層應(yīng)用的透明。軟件定義網(wǎng)絡(luò)的控制平面與轉(zhuǎn)發(fā)平面是分離的，SDN控制器生成轉(zhuǎn)發(fā)信息，SDN交換設(shè)備根據(jù)SDN控制器生成的轉(zhuǎn)發(fā)信息執(zhí)行數(shù)據(jù)報文轉(zhuǎn)發(fā)。
[0003]EPON技術(shù)由IEEE標準化。其核心是在保留傳統(tǒng)以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上定義了一種新的應(yīng)用于PON系統(tǒng)的物理層(主要是光接口)規(guī)范、一種新的MAC多點控制層協(xié)議(MPCP)，以實現(xiàn)在點到多點無源光網(wǎng)絡(luò)中的以太網(wǎng)幀的時分多址接入、一種運行維護和管理(OAM)機制。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，SDN網(wǎng)絡(luò)對主機的接入感知是通過packet-1n事件(若主機發(fā)出信息，首先會匹配交換機中的流表，如交換機果沒有對應(yīng)的流表來匹配該信息，則會以packet-1n事件的形式將此信息交給控制器)，具體感知步驟如下:
(1)主機A接入網(wǎng)絡(luò)，向交換機SI發(fā)送報文；
(2)交換機SI以packet-1n消息將報文前綴提交給控制器；
(3)控制器解析packet-1n事件進行處理，提取發(fā)包主機的IP地址，MAC地址以及在SI上入端口信息，若IP地址有效則增加/更新主機信息條目(根據(jù)主機條目是否已存在，若存在則更新，不存在則添加)，若IP地址無效，不對主機信息表做任何改動，控制器以packet-out消息方式通知交換機SI將該報文消息泛洪；
(4)該消息被SI轉(zhuǎn)發(fā)到交換機S2；
(5)交換機S2又將消息以packet-1n事件提交給控制器，控制器繼續(xù)如上述所述處理方式，如此下去，直到該消息被轉(zhuǎn)發(fā)到每個交換機上并產(chǎn)生N個packet-1n事件(N是網(wǎng)絡(luò)中交換機的個數(shù))。
[0005]現(xiàn)有的SDN網(wǎng)絡(luò)對網(wǎng)絡(luò)終端的感知主要有以下幾點缺陷:
1)控制器不能實時感知ONU的接入，主要表現(xiàn)在，如果ONU接入網(wǎng)絡(luò)時不發(fā)包，則控制器是無法感知它的接入；
2)控制器難以感知ONU的離開，對于ONU的離開，現(xiàn)有的SDN網(wǎng)絡(luò)并沒有做相應(yīng)的定義，使得控制器對終端主機的狀態(tài)感知不全面；
3)現(xiàn)有的感知方案使得對于ONU信息表的更新過于頻繁，只要控制器收到的packet-1n事件中有確切的IP、MAC地址，則會更新主機信息表中相應(yīng)的條目。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知方法及系統(tǒng)，增加了對EPON終端ONU離開的實時感知，使得控制器對EPON終端ONU的狀態(tài)的感知更全面，且提高了后續(xù)查找使用效率，同時解決現(xiàn)有控制器頻繁更新主機信息表的缺點。
[0007]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知方法，其特點是，該方法包含如下步驟: SI，控制器感知ONU的接入；
所述的步驟SI包含:
S1.LOLT與控制器之間建立openflow的通信通道，控制器上創(chuàng)建一個OLT視圖，并通過OLT與控制器之間openflow接口上報datapath_id和IP地址；
S1.2，ONU與OLT之間進行MPCP發(fā)現(xiàn)和注冊，并完成OLT對ONU的認證；
S1.3，控制器接收第一 packet-1n消息，解析信息并生成目錄記錄到所述ONU注冊表上;
S1.4，ONU向OLT發(fā)出廣播報文，OLT將廣播報文轉(zhuǎn)發(fā)到與OLT上聯(lián)端口的BNG設(shè)備；
S1.5，BNG設(shè)備接收廣播報文，向ONU發(fā)送響應(yīng)報文，并給ONU分配IP地址；
S1.6，OLT捕獲響應(yīng)報文，并向控制器發(fā)送第二 packet-1n消息；
51.7，控制器收到第二 packet-1n消息處理，并向OLT轉(zhuǎn)發(fā)packet-out消息，所述的OLT將packet-out消息轉(zhuǎn)發(fā)到ONU ；
S2，控制器感知ONU的離開；
所述的步驟S2包含:
52.1，OLT發(fā)現(xiàn)與ONU之間鏈路失效后，觸發(fā)OLT向控制器發(fā)送端口狀態(tài)消息，所述的端口狀態(tài)消息包含ONU的MAC地址；
S2.2，控制器接收端口狀態(tài)消息，查找到ONU的IP地址，控制器利用ONU的IP地址構(gòu)造一探測包，并將其封裝成packet-out消息轉(zhuǎn)發(fā)給OLT ；
S2.3，OLT接收到packet-out消息后，解析得出探測包，并從連接ONU的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去;
S2.4，控制器判斷在預(yù)設(shè)時間內(nèi)是否收到探測包的應(yīng)答包，若否，則在ONU注冊表中刪除表中一條目錄；若是，則執(zhí)行步驟S2.5 ;
S2.5，OLT將應(yīng)答包提交給控制器，控制器解析所述的應(yīng)答包，并判斷應(yīng)答包是否為ONU的應(yīng)答包，若是，則不對ONU注冊信息表進行操作。
[0008]所述的步驟S1.2后包含:步驟S1.8，OLT創(chuàng)建packet-1n消息提交給控制器。
[0009]所述的步驟S1.3中第一 packet-1n消息包含:0LT的datapath_id、入端口 in_port,以及 ONU 的 MAC 地址、LLID、初始 VLAN_D。
[0010]所述的廣播報文為DHCP DISCOVERY廣播報文或DHCP REQUEST廣播報文。
[0011]所述的步驟S1.6進一步包含:
S1.6.1，OLT捕獲響應(yīng)報文，提取響應(yīng)報文中的ONU的IP地址和MAC地址信息；
S1.6.2，OLT 將 ONU 的 IP 地址、MAC 地址信息及 OLT 的 datapath_id 以第二 packet-1n消息提交給控制器。
[0012]所述的響應(yīng)報文為DHCP ACK信息包。
[0013]所述步驟S2.4中的目錄包括:0NU IP地址，ONU MAC地址，OLT的datapath_id和in—port ο
[0014]所述的步驟S2.1之前還包含:
步驟S2.0，ONU與OLT之間相互主動發(fā)送OAM心跳報文，用以維持彼此之間的OAM鏈路，若在預(yù)設(shè)時間內(nèi)沒有收到對端發(fā)來的OAM心跳報文，則認定彼此之間OAM鏈路失效。
[0015]一種基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知系統(tǒng)，其特點是，該系統(tǒng)包含:
OLT ；
分別與OLT相連的控制器、BNG設(shè)備、以及若干個ONU。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
1.提供一種在EPON系統(tǒng)中，控制器自動感知ONU接入和離開方法；
2.通過OLT對packet-1n，packet-out消息處理，減少了控制器對ONU終端接入消息頻繁處理，提高了控制器對網(wǎng)絡(luò)拓撲變化實時了解。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明一種基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知方法中控制器感知ONU的接入流程圖；
圖2為本發(fā)明一種基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知方法中控制器感知ONU的離開流程圖；
圖3為本發(fā)明一種基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知系統(tǒng)的模塊圖。

【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本發(fā)明做進一步闡述。
[0019]一種基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知方法，該方法包含如下步驟:
SI，控制器I感知ONU的接入；
具體地，所述的步驟SI包含:
如圖1所示，S1.LOLT與控制器I之間建立openflow的通信通道，控制器上創(chuàng)建一個OLT視圖，并通過OLT與控制器I之間openflow接口上報datapath_id和IP地址；
S1.2，ONU與OLT之間進行MPCP發(fā)現(xiàn)和注冊，MPCP成功注冊的ONU將分配LLID與其MAC綁定，然后進行OLT對ONU認證，該認證過程可以采用基于MAC地址認證或基于邏輯ONUID和密碼認證；
S1.3，控制器I接收第一 packet-1n消息，解析信息并記錄到所述OLT視圖下datapath_id 的 ONU 注冊表，第一 packet-1n 消息包含:0LT 的 datapath_id、入端口 in_port，以及ONU的MAC地址、LLID、初始VLAN_D，ONU注冊表包括ONU的MAC地址，初始VLANID ；
S1.4，ONU向OLT發(fā)出DHCP DISCOVERY廣播報文或DHCP REQUEST廣播報文，OLT將廣播報文轉(zhuǎn)發(fā)到與OLT上聯(lián)端口的BNG設(shè)備；
S1.5，BNG 設(shè)備接收到 DHCP DISCOVERY 或 DHCP REQUEST 廣播報文，向 OLT 發(fā)送 DHCPACK響應(yīng)報文，并給ONU分配IP地址；
S1.6，OLT捕獲響應(yīng)報文，并向控制器I發(fā)送第二 packet-1n消息；
步驟S1.6進一步包含: S1.6.1，OLT捕獲響應(yīng)報文即截獲DHCP ACK信息包后，提取響應(yīng)報文中的ONU的IP地址和MAC地址信息；
S1.6.2，OLT將ONU的IP地址、MAC地址信息(對應(yīng)DHCP ACK報文中的yiaddr和chaddr字段)及OLT的datapath_id以第二 packet-1n消息提交給控制器；
51.7，控制器I收到第二 packet-1n消息處理，解析得出OMU信息，并向記錄ONU注冊表中更新OMU的IP地址，同時控制器I并向OLT轉(zhuǎn)發(fā)packet-out消息，所述的OLT將packet-out消息轉(zhuǎn)發(fā)到0NU。
[0020]在具體實施例中，在驟S1.2后還可以包含:步驟S1.8，OLT創(chuàng)建packet-1n消息提交給控制器I。
[0021]S2，控制器I感知ONU的離開。
[0022]如圖2所示，具體地，所述的步驟S2包含:
52.1，OLT發(fā)現(xiàn)與ONU之間鏈路失效后，觸發(fā)OLT向控制器I發(fā)送端口狀態(tài)消息，所述的端口狀態(tài)消息包含ONU的MAC地址；
S2.2，控制器I接收端口狀態(tài)消息，并通過ONU的datapath_id、MAC地址)在注冊表查找到ONU的IP地址，控制器I利用ONU的IP地址構(gòu)造一探測包(如ARPREQUEST)，并將其封裝成packet-out消息轉(zhuǎn)發(fā)給OLT ；
S2.3，OLT接收到packet-out消息后，解析得出探測包，并從連接ONU的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去;
S2.4，控制器I判斷在預(yù)設(shè)時間內(nèi)是否收到探測包的應(yīng)答包，若否，則在ONU注冊表中刪除一條目錄，該目錄包括:0NU IP地址，ONU MAC地址，OLT的datapath_id和in_port ；若是，則執(zhí)行步驟S2.5，上述預(yù)設(shè)時間為3S ；
S2.5，OLT將應(yīng)答包packet-1n消息的方式提交給控制器，控制器I解析所述的應(yīng)答包，并判斷應(yīng)答包是否為ONU的應(yīng)答包，若是，則不對ONU注冊信息表進行操作。
[0023]在具體實施例中，在步驟S2.1之前還包含:
步驟S2.0，ONU與OLT之間相互主動發(fā)送OAM心跳報文，用以維持彼此之間的OAM鏈路，若在預(yù)設(shè)時間內(nèi)沒有收到對端發(fā)來的OAM心跳報文，則認定彼此之間OAM鏈路失效，上述預(yù)設(shè)時間為5S。
[0024]如圖3所示，一種基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含:0LT ；分別與OLT相連的控制器1、BNG設(shè)備、以及若干個ONU。
[0025]綜上所述，本發(fā)明一種基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知方法及系統(tǒng)，增加了對EPON終端ONU離開的實時感知，使得控制器對EPON終端ONU的狀態(tài)的感知更全面，且提高了后續(xù)查找使用效率，同時解決現(xiàn)有控制器頻繁更新主機信息表的缺點。
[0026]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當(dāng)認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知方法，其特征在于，該方法包含如下步驟: SI，控制器感知ONU的接入； 所述的步驟SI包含: S1.LOLT與控制器之間建立openflow的通信通道，控制器上創(chuàng)建一個OLT視圖，并通過OLT與控制器之間openflow接口上報datapath_id和IP地址； S1.2，ONU與OLT之間進行MPCP發(fā)現(xiàn)和注冊，并完成OLT對ONU的認證； S1.3，控制器接收第一 packet-1n消息，解析信息并生成目錄記錄到所述ONU注冊表上; S1.4，ONU向OLT發(fā)出廣播報文，OLT將廣播報文轉(zhuǎn)發(fā)到與OLT上聯(lián)端口的BNG設(shè)備； S1.5，BNG設(shè)備接收廣播報文，向ONU發(fā)送響應(yīng)報文，并給ONU分配IP地址； S1.6，OLT捕獲響應(yīng)報文，并向控制器發(fā)送第二 packet-1n消息； 51.7，控制器收到第二 packet-1n消息處理，并向OLT轉(zhuǎn)發(fā)packet-out消息，所述的OLT將packet-out消息轉(zhuǎn)發(fā)到ONU ； S2，控制器感知ONU的離開； 所述的步驟S2包含: 52.1，OLT發(fā)現(xiàn)與ONU之間鏈路失效后，觸發(fā)OLT向控制器發(fā)送端口狀態(tài)消息，所述的端口狀態(tài)消息包含ONU的MAC地址； S2.2，控制器接收端口狀態(tài)消息，查找到ONU的IP地址，控制器利用ONU的IP地址構(gòu)造一探測包，并將其封裝成packet-out消息轉(zhuǎn)發(fā)給OLT ； S2.3，OLT接收到packet-out消息后，解析得出探測包，并從連接ONU的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去; S2.4，控制器判斷在預(yù)設(shè)時間內(nèi)是否收到探測包的應(yīng)答包，若否，則在ONU注冊表中刪除表中一條目錄；若是，則執(zhí)行步驟S2.5 ; S2.5，OLT將應(yīng)答包提交給控制器，控制器解析所述的應(yīng)答包，并判斷應(yīng)答包是否為ONU的應(yīng)答包，若是，則不對ONU注冊信息表進行操作。
2.如權(quán)利要求1所述的基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知方法，其特征在于，所述的步驟S1.2后包含:步驟S1.8，OLT創(chuàng)建packet-1n消息提交給控制器。
3.如權(quán)利要求1所述的基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知方法，其特征在于，所述的步驟S1.3中第一 packet-1n消息包含:0LT的datapath_id、入端口 in_port，以及ONU的 MAC 地址、LLID、初始 VLAN_D。
4.如權(quán)利要求1所述的基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知方法，其特征在于，所述的廣播報文為DHCP DISCOVERY廣播報文或DHCP REQUEST廣播報文。
5.如權(quán)利要求1所述的基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知方法，其特征在于，所述的步驟S1.6進一步包含: S1.6.1，OLT捕獲響應(yīng)報文，提取響應(yīng)報文中的ONU的IP地址和MAC地址信息； S1.6.2，OLT 將 ONU 的 IP 地址、MAC 地址信息及 OLT 的 datapath_id 以第二 packet-1n消息提交給控制器。
6.如權(quán)利要求1所述的基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知方法，其特征在于，所述的響應(yīng)報文為DHCP ACK信息包。
7.所述步驟S2.4中的目錄包括:ONU IP地址，ONU MAC地址，OLT的datapath_id和in—port ο
8.如權(quán)利要求1所述的基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知方法，其特征在于，所述的步驟S2.1之前還包含: 步驟S2.0，ONU與OLT之間相互主動發(fā)送OAM心跳報文，用以維持彼此之間的OAM鏈路，若在預(yù)設(shè)時間內(nèi)沒有收到對端發(fā)來的OAM心跳報文，則認定彼此之間OAM鏈路失效。
9.一種基于SDN技術(shù)的EPON終端接入自動感知系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包含:
OLT ； 分別與OLT相連的控制器、BNG設(shè)備、以及若干個ONU。
【文檔編號】H04L12/755GK104468369SQ201410633817
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】吳睿 申請人:上海斐訊數(shù)據(jù)通信技術(shù)有限公司