基于sdn的鏈路聚合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及網(wǎng)絡(luò)通信的技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種基于SDN(SoftwareDefined Network,軟件定義網(wǎng)絡(luò)）的鏈路聚合方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著W太網(wǎng)技術(shù)在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，運營商對采用W太網(wǎng)技術(shù)的 骨干鏈路帶寬和可靠性提出越來越高的要求。在現(xiàn)有技術(shù)中，常用的增加帶寬的方式是通 過更換高速率的接口板或更換支持高速率接口板的設(shè)備來實現(xiàn)的。但是，該種方案需要付 出高額的費用，而且不夠靈活。采用鏈路聚合技術(shù)可W在不進(jìn)行硬件升級的條件下，通過將 多個物理接口捆綁為一個邏輯接口來實現(xiàn)增大鏈路帶寬的目的。在實現(xiàn)增大帶寬目的的同 時，鏈路聚合采用備份鏈路的機制，可W有效的提高設(shè)備之間鏈路的可靠性。
[0003] 具體地，現(xiàn)有技術(shù)中的鏈路聚合算法包括W下兩種：
[0004] (1)手工負(fù)載分擔(dān)模式鏈路聚合
[0005] 手工負(fù)載分擔(dān)模式是一種最基本的鏈路聚合方式。在該模式下，Eth-Trunk接口 的建立、成員接口的加入完全由手工來配置，沒有鏈路聚合控制協(xié)議的參與。該模式下所有 成員接口都參與數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，分擔(dān)負(fù)載流量，因此稱為手工負(fù)載分擔(dān)模式。
[0006] (2) LACP協(xié)議鏈路聚合
[0007] 該模式下，Eth-Trunk接口的建立、成員接口的加入W及活動接口的選擇完全由 LACP協(xié)議通過協(xié)商完成。該就意味著啟用了動態(tài)LACP協(xié)議的兩臺直連設(shè)備上，不需要創(chuàng) 建化h-Trunk接口，也不需要指定哪些接口作為聚合組成員接口，兩臺設(shè)備會通過LACP協(xié) 商自動完成鏈路的聚合操作。
[000引如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的靜態(tài)Trunk技術(shù)和LACP技術(shù)，雖然可W達(dá)到將多個物 理接口捆綁為一個邏輯接口實現(xiàn)增大鏈路帶寬的目的。但是，多個物理端口必須屬于同一 個交換機，因此無法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的最大利用化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 鑒于W上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種基于SDN的鏈路聚合 方法，基于SDN架構(gòu)，通過SDN控制器根據(jù)LLDP協(xié)議獲得全網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并在SDN控制器 發(fā)現(xiàn)某報文通過SDN網(wǎng)絡(luò)有多條屬性一致的鏈路時，智能地基于某種策略選擇最優(yōu)鏈路進(jìn) 行轉(zhuǎn)發(fā)，從而動態(tài)地實現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)；還能夠在此鏈路出現(xiàn)故障時重新動態(tài)選擇鏈路進(jìn)行轉(zhuǎn) 發(fā)。
[0010] 為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種基于SDN的鏈路聚合方法，包 括W下步驟：步驟S1、SDN控制器根據(jù)LLDP協(xié)議感知整個SDN網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；步驟 S2、SDN控制器接收SDN交換機上報來的鏈路狀態(tài)信息；步驟S3、SDN控制器根據(jù)鏈路狀態(tài) 信息和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，計算匯聚組和成員端口；步驟S4、SDN控制器計算負(fù)載均衡并下發(fā)流 表；步驟S5、SDN控制器轉(zhuǎn)發(fā)首報文，W便SDN交換機根據(jù)流表內(nèi)容線速轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
[0011] 根據(jù)上述的基于SDN的鏈路聚合方法，其中：所述步驟S2中，所述鏈路狀態(tài)信息包 含系統(tǒng)MAC地址、端口數(shù)、端口號、端口速率、雙工模塊、端口STP狀態(tài)W及端口狀態(tài)。
[0012] 根據(jù)上述的基于SDN的鏈路聚合方法，其中：所述步驟S2包括W下步驟：
[001引SDN交換機與SDN控制器建立控制通道，并上報當(dāng)前的鏈路狀態(tài)信息；
[0014] 在一定的時間間隔，SDN交換機檢測鏈路狀態(tài)；
[0015] 若檢測到鏈路發(fā)生變化，則上報變更后的鏈路狀態(tài)信息；
[0016] 若沒有檢測到鏈路發(fā)生變化，則不執(zhí)行任何操作。
[0017] 根據(jù)上述的基于SDN的鏈路聚合方法，其中：所述步驟S3包括W下步驟：
[0018] a)SDN控制器根據(jù)鏈路狀態(tài)信息和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選擇主設(shè)備并創(chuàng)建匯聚組；
[0019] b)SDN控制器選擇候選端口；
[0020] C)若候選端口的數(shù)量小于等于上限，則候選端口變?yōu)楸贿x端口；
[0021] d)若候選端口的數(shù)量大于上限，則候選端口變?yōu)閭溥x端口。
[002引進(jìn)一步地，根據(jù)上述的基于SDN的鏈路聚合方法，其中：所述步驟a)中，SDN控制 器選擇主設(shè)備包括W下步驟：
[0023] SDN控制器比較SDN交換機的LACP協(xié)議優(yōu)先級；
[0024] 若LACP協(xié)議的優(yōu)先級不同，則選擇優(yōu)先級較小的SDN交換機為主設(shè)備；
[002引若LACP協(xié)議的優(yōu)先級相同，則再比較系統(tǒng)MAC地址，選擇MAC地址較小的SDN交 換機為主設(shè)備。
[0026] 進(jìn)一步地，根據(jù)上述的基于SDN的鏈路聚合方法，其中：所述步驟b)又包括W下步 驟：
[0027] SDN控制器比較端口的LACP協(xié)議優(yōu)先級；
[002引若端口的LACP協(xié)議優(yōu)先級不同，則選擇優(yōu)先級較小的端口為候選端口；
[0029] 若端口的LACP協(xié)議優(yōu)先級相同，則比較端口號的大?。蝗舳丝谔柌煌?，則選擇端 口號較小的端口為候選端口；若端口號相同，則選擇主設(shè)備上的端口為候選端口。
[0030] 根據(jù)上述的基于SDN的鏈路聚合方法，其中：所述步驟S4包括W下步驟：
[003USDN控制器接收SDN交換機發(fā)送來的首報文；
[0032] SDN控制器根據(jù)負(fù)載均衡的配置策略，選擇合適的轉(zhuǎn)發(fā)端口；
[0033] SDN控制器下發(fā)流表到報文轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的所有SDN交換機。
[0034] 根據(jù)上述的基于SDN的鏈路聚合方法，其中：還包括步驟S6、在鏈路出現(xiàn)故障時重 新動態(tài)選擇鏈路進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
[0035] 進(jìn)一步地，根據(jù)上述的基于SDN的鏈路聚合方法，其中：所述步驟S6包括W下步 驟：
[0036] SDN控制器SDN交換機發(fā)送來的匯聚組的被選端口變關(guān)閉的消息，判斷此端口是 否為被選端口；
[0037] 若不是被選端口，則SDN控制器不執(zhí)行任何操作；
[003引若是被選端口，SDN控制器將該端口變?yōu)槲幢贿x端口，移除相關(guān)流表項，重新計算 被選端口；再根據(jù)接收的首報文，重新計算負(fù)載均衡，下發(fā)流表并轉(zhuǎn)發(fā)首報文，進(jìn)行基于新 端口的轉(zhuǎn)發(fā)。
[0039] 根據(jù)上述的基于SDN的鏈路聚合方法，其中：所述SDN交換機通過私有擴(kuò)展 Experimenter報文向SDN控制器上報鏈路狀態(tài)信息。
[0040] 如上所述，本發(fā)明的基于SDN的鏈路聚合方法，具有W下有益效果：
[0041] (1)能夠通過SDN控制器根據(jù)LLDP協(xié)議獲得全網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0042] (2)能夠在SDN控制器發(fā)現(xiàn)某報文通過SDN網(wǎng)絡(luò)有多條屬性（如相同鏈路速率） 一致的鏈路時，智能地基于某種策略（如目的MAC、目的IP等）選擇最優(yōu)鏈路進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，從 而動態(tài)地實現(xiàn)負(fù)載分擔(dān).
[0043] (3)能夠在鏈路出現(xiàn)故障時重新動態(tài)選擇鏈路進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
【附圖說明】
[0044] 圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中實現(xiàn)鏈路聚合的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045] 圖2顯示為本發(fā)明的實現(xiàn)基于SDN的鏈路聚合算法的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046] 圖3顯示為本發(fā)明的基于SDN的鏈路聚合方法的流程圖；
[0047] 圖4顯示為本發(fā)明的SDN交換機上報鏈路狀態(tài)信息的流程圖；
[0048] 圖5顯示為本發(fā)明的私有的OLT到SDN控制器的私有擴(kuò)展Experimenter報文的 格式不意圖；
[0049] 圖6顯示為本發(fā)明的SDN控制器計算匯聚組和成員端口的流程圖；
[0化日]圖7顯示為本發(fā)明中SDN控制器選擇主設(shè)備的流程圖；
[0051] 圖8顯示為本發(fā)明中SDN控制器選擇候選端口的流程圖；
[0化2] 圖9顯示為本發(fā)明中SDN控制器進(jìn)行負(fù)載分擔(dān)的流程圖；
[0化3] 圖10顯示為本發(fā)明中鏈路聚合變化時的處理流程圖；
[0化4]圖11顯示為本發(fā)明的基于SDN的鏈路聚合方法的模擬測試環(huán)境示意圖。
【具體實施方式】
[0055] W下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書 所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可W通過另外不同的具體實 施方式加W實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可W基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離 本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0化6] 需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅W示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想， 遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪 審IJ，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可 能更為復(fù)雜。
[0化7]本發(fā)明的基于SDN的鏈路聚合方法中，SDN控制器根據(jù)LLDP協(xié)議獲得整個SDN網(wǎng) 絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并在SDN控制器發(fā)現(xiàn)某報文通過SDN網(wǎng)絡(luò)有多條屬性一致的鏈路時， 智能地基于某種策略選擇最優(yōu)鏈路進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，從而動態(tài)地實現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)；還能夠在此鏈路 出現(xiàn)故障時重新動態(tài)選擇鏈路進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
[0化引參照圖2和圖3,本發(fā)明的基于SDN的鏈路聚合方法包括W下步驟：
[0化9] 步驟S1、SDN控制器根據(jù)LLDP協(xié)議感知整個SDN網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0060] 步驟S2、SDN控制器接收SDN交換機上報來的鏈路狀態(tài)信息。
[006U 其中，鏈路狀態(tài)信息包含系統(tǒng)MAC地址、端口數(shù)、端口號、端口速率、雙工模塊、端 口STP狀態(tài)W及端口狀態(tài)。下面具體解釋一下各個信息。
[006引（1)系統(tǒng)MAC地址
[0063] 其中，系統(tǒng)MAC地址越小，其優(yōu)先級越高。
[0064] 似端口數(shù)，用于表示端口的數(shù)量。
[0065] 做端口號
[0066] 其中，端口號越小，其優(yōu)先級越高。
[0067] (4)端 口速率
[0068] 具體地，端口速率包括10M、100M和1000MS種。
[0069] 妨雙工模式
[0070] 具體地，雙工模塊包括全雙工模式和半雙工模式兩種。
[0071] (6)端口STP(SpanningTreeProtocol,生成樹協(xié)議）狀態(tài)
[007引具體地，端口STP狀態(tài)包括阻塞03locking)、監(jiān)聽（listening)、學(xué)習(xí)（learning)、轉(zhuǎn)發(fā)（forwarding)和關(guān)閉（dis油le)該五種。
[0073] (7)端 口狀態(tài)
[0074] 具體地，端口狀態(tài)包括打開扣P)/關(guān)閉值own)該兩種。
[0075]SDN交換機在兩種情況下需要向SDN控制器上報鏈路狀態(tài)信息。一種情況是SDN 交換機和SDN控制器剛剛建立控制通道，SDN交換機需要立即上報當(dāng)前鏈路狀態(tài)信息；第二 種情況是鏈路發(fā)生變化的時候，SDN交換機需立即上報變更后的鏈路狀態(tài)信息。若沒有檢 測到鏈路發(fā)生變化，SDN交換機則不執(zhí)行任何操作。
[0076] 如圖4所示，SDN交換機上報鏈路狀態(tài)信息包括W下步驟：
[0077] 41)SDN交換機與SDN控制器建立控制通道，并上報當(dāng)前的鏈路狀態(tài)信