一種sdn網(wǎng)絡和ip網(wǎng)絡互聯(lián)通信系統(tǒng)、通信方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及互聯(lián)網(wǎng)技術領域，具體地說，涉及一種SDN網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡互聯(lián)通信系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002]目前，隨著以Openflow為基礎的軟件定義網(wǎng)絡(Software Defined Networking，SDN)技術的發(fā)展，已在實際應用中局部范圍的SDN網(wǎng)絡。例如，在企業(yè)或者校園的局域網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中獨立部署使用?，F(xiàn)有技術中的方案是整體使用SDN的自治域網(wǎng)絡和傳統(tǒng)IP技術的自治域網(wǎng)絡互通的解決方法。但是如何在自治域內(nèi)，部分部署的SDN網(wǎng)絡和傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡的互聯(lián)互通仍然存在問題。
[0003]由于當前互聯(lián)網(wǎng)中主要是基于IP協(xié)議的傳統(tǒng)網(wǎng)絡，為了推動SDN網(wǎng)絡在當前互聯(lián)網(wǎng)上部署使用，需要對現(xiàn)有的IP協(xié)議的傳統(tǒng)網(wǎng)絡設備進行少量更改，實現(xiàn)現(xiàn)有網(wǎng)絡與SDN網(wǎng)絡的過渡。但是，針對SDN網(wǎng)絡與傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡共存在同一自治域內(nèi)的場景，尚未有研究公開如何使SDN網(wǎng)絡與傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡進行互聯(lián)通信。
[0004]因此，亟需一種SDN網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡互聯(lián)通信系統(tǒng)和方法來實現(xiàn)在傳統(tǒng)網(wǎng)絡中以增量方式部署SDN網(wǎng)絡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術中在同一個自治域內(nèi)，SDN網(wǎng)絡和現(xiàn)有IP網(wǎng)絡不能互聯(lián)互通的缺陷。
[0006]本發(fā)明提供一種SDN網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡互聯(lián)通信系統(tǒng)，包括:
[0007]IP網(wǎng)絡，其包括BGP邊緣路由器；
[0008]SDN網(wǎng)絡，其包括SDN控制器、OpenFlow邊緣交換機和OpenFlow內(nèi)部交換機，其中，OpenFlow邊緣交換機和OpenFlow內(nèi)部交換機分別連接SDN控制器，OpenFlow邊緣交換機連接IP網(wǎng)絡的BGP邊緣路由器，SDN控制器與IP網(wǎng)絡的BGP邊緣路由器交換路由信息；
[0009]其中，SDN控制器工作為SDN網(wǎng)絡的網(wǎng)關，通過ARP代理和MAC地址重寫實現(xiàn)SDN網(wǎng)絡與IP網(wǎng)絡的報文互傳。
[0010]在一個實施例中，所述SDN控制器通過OpenFlow邊緣交換機與IP網(wǎng)絡的BGP邊緣路由器建立至少一條BGP會話連接，SDN控制器模擬eBGP路由器向BGP邊緣路由器發(fā)送SDN網(wǎng)絡的路由信息，并從BGP邊緣路由器獲得IP網(wǎng)絡的路由信息。
[0011 ] 在一個實施例中，所述SDN控制器設置至少一個網(wǎng)口，與所述BGP邊緣路由器的至少一個接口——對應地連接，使得所述SDN控制器與BGP邊緣路由器建立至少一條BGP會話連接，用于交換路由信息。
[0012]在一個實施例中，所述SDN控制器設置ARP學習模塊，用于向IP網(wǎng)絡發(fā)送ARP報文，學習到由IP網(wǎng)絡中主機和BGP路由器的IP地址和MAC地址組成的ARP表。
[0013]在一個實施例中，對于BGP邊緣路由器向SDN網(wǎng)絡內(nèi)目標主機發(fā)送的數(shù)據(jù)包，
[0014]BGP邊緣路由器將數(shù)據(jù)包的目的MAC地址修改為SDN控制器的至少一個網(wǎng)口的MAC地址；
[0015]SDN控制器根據(jù)自身網(wǎng)口的MAC地址將數(shù)據(jù)包調(diào)度到轉(zhuǎn)發(fā)路徑，使得數(shù)據(jù)包通過轉(zhuǎn)發(fā)路徑到達目標主機；其中，
[0016]在各條轉(zhuǎn)發(fā)路徑上，SDN控制器向OpenFlow邊緣交換機或者OpenFlow內(nèi)部交換機下發(fā)流表，使得OpenFlow邊緣交換機或者OpenFlow內(nèi)部交換機將SDN控制器的至少一個網(wǎng)口的MAC地址改寫為目標主機的MAC地址。
[0017]在一個實施例中，SDN控制器可以根據(jù)負載均衡或故障規(guī)避的原則將數(shù)據(jù)包分別調(diào)度到不同的轉(zhuǎn)發(fā)路徑。
[0018]在一個實施例中，對于SDN網(wǎng)絡中主機發(fā)送的，且目的IP地址為SDN網(wǎng)絡外部的數(shù)據(jù)包，
[0019]將SDN控制器的一個網(wǎng)口設定為主機的默認網(wǎng)關；
[0020]SDN控制器根據(jù)數(shù)據(jù)包的目的IP地址和/或源IP地址將數(shù)據(jù)包調(diào)度到轉(zhuǎn)發(fā)路徑，使得數(shù)據(jù)包通過轉(zhuǎn)發(fā)路徑到達BGP邊緣路由器的接口 ；其中，
[0021]在各條轉(zhuǎn)發(fā)路徑上，SDN控制器向SDN網(wǎng)絡中的OpenFlow邊緣交換機或者OpenFlow內(nèi)部交換機下發(fā)流表，使得OpenFlow邊緣交換機或者OpenFlow內(nèi)部交換機將數(shù)據(jù)包的目的MAC地址改寫為BGP邊緣路由器接口的MAC地址。
[0022]本發(fā)明還提供一種SDN網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡互聯(lián)通信的方法，包括:
[0023]在一個實施例中，使SDN網(wǎng)絡的OpenFlow邊緣交換機連接IP網(wǎng)絡的BGP邊緣路由器，SDN控制器與IP網(wǎng)絡的BGP邊緣路由器交換路由信息；
[0024]SDN控制器工作為SDN網(wǎng)絡的網(wǎng)關，通過ARP代理和MAC地址重寫實現(xiàn)SDN網(wǎng)絡與IP網(wǎng)絡的報文互傳。
[0025]在一個實施例中，在SDN控制器與IP網(wǎng)絡的BGP邊緣路由器交換路由信息的步驟中，
[0026]所述SDN控制器通過OpenFlow邊緣交換機與IP網(wǎng)絡的BGP邊緣路由器建立至少一條BGP會話連接，SDN控制器模擬eBGP路由器向BGP邊緣路由器發(fā)送SDN網(wǎng)絡的路由信息，并從BGP邊緣路由器獲得IP網(wǎng)絡的路由信息，其中
[0027]所述SDN控制器設置至少一個網(wǎng)口，與所述BGP邊緣路由器的至少一個接口一一對應地連接，使得所述SDN控制器與BGP邊緣路由器建立至少一條BGP會話連接，用于交換路由信息。
[0028]在一個實施例中，在通過ARP代理和MAC地址重寫實現(xiàn)SDN網(wǎng)絡與IP網(wǎng)絡的報文互傳的步驟中包括:
[0029]對于BGP邊緣路由器向SDN網(wǎng)絡內(nèi)目標主機發(fā)送的數(shù)據(jù)包，
[0030]BGP邊緣路由器將數(shù)據(jù)包的目的MAC地址修改為SDN控制器的至少一個網(wǎng)口的MAC地址；SDN控制器根據(jù)自身網(wǎng)口的MAC地址將數(shù)據(jù)包調(diào)度到轉(zhuǎn)發(fā)路徑，使得數(shù)據(jù)包通過轉(zhuǎn)發(fā)路徑到達目標主機；
[0031]對于SDN網(wǎng)絡中主機發(fā)送的，且目的IP地址為SDN網(wǎng)絡外部的數(shù)據(jù)包，
[0032]將SDN控制器的一個網(wǎng)口設定為主機的默認網(wǎng)關；SDN控制器根據(jù)數(shù)據(jù)包的目的IP地址和/或源IP地址將數(shù)據(jù)包調(diào)度到轉(zhuǎn)發(fā)路徑，使得數(shù)據(jù)包通過轉(zhuǎn)發(fā)路徑到達BGP邊緣路由器的接口。
[0033]本發(fā)明的實施例不需要修改已有IP自治域的邊緣BGP (Border GatewayProtocol，邊界網(wǎng)關協(xié)議)路由器，也不需要修改報文頭部格式，可以在互聯(lián)網(wǎng)上逐個自治域(Autonomous System，后面縮寫為AS，自治系統(tǒng))實現(xiàn)漸增部署。運用本發(fā)明實施例的方案，可以兼容現(xiàn)有的BGP路由設備，來實現(xiàn)在同一個自治域內(nèi)，SDN網(wǎng)絡與傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡的過渡。極大程度的利用現(xiàn)有網(wǎng)絡設備，大大減少部署的開銷與花費。簡化在現(xiàn)有IP網(wǎng)絡中部署SDN網(wǎng)絡的操作，不需要對現(xiàn)有的BGP路由器進行修改，快速實現(xiàn)SDN與傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡的互通互聯(lián)。
[0034]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0035]附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0036]圖1為本發(fā)明實施例的SDN網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡互聯(lián)通信系統(tǒng)的結構示意圖；
[0037]圖2為本發(fā)明實施例的SDN網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡互聯(lián)通信的方法的步驟流程圖；
[0038]圖3為本發(fā)明實施例的SDN網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡設置多條互聯(lián)通信路徑的原理圖；
[0039]圖4為本發(fā)明實施例的SDN網(wǎng)絡中主機發(fā)送至外部網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)路徑的一個示意圖；
[0040]圖5為本發(fā)明實施例的SDN網(wǎng)絡中主機發(fā)送至外部網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)路徑的另一個示意圖。
【具體實施方式】
[0041]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，以下結合附圖對本發(fā)明實施例作進一步地詳細說明。
[0042]本發(fā)明的實施例實現(xiàn)在同一個自治域內(nèi)傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡和SDN網(wǎng)絡的互相通信，具體的，是在傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡自治域內(nèi)實現(xiàn)漸增部署SDN網(wǎng)絡。其基本思想為，在控制層面，通過在SDN控制器上運行eBGP (External Border Gateway Protocol)外部邊界網(wǎng)關協(xié)議，獲得傳統(tǒng)網(wǎng)絡的路由信息，并向外發(fā)布SDN網(wǎng)絡的路由；在數(shù)據(jù)層面，運用ARP(AddreSSResolut1n Protocol，地址解析協(xié)議)代理和MAC重寫實現(xiàn)SDN網(wǎng)絡與傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡的報文互傳，并且通過SDN控制器下發(fā)相應的流表管控SDN管理域和傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡之間的流量路徑選擇。
[0043]實施例
[0044]如圖1所示，本實施例提供一種在AS域內(nèi)實現(xiàn)SDN網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡互聯(lián)通信的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括IP網(wǎng)絡和SDN網(wǎng)絡。其中，IP網(wǎng)絡包括BGP邊緣路由器(路由器B和路由器C)，BGP邊緣路由器運行eBGP協(xié)議與因特網(wǎng)進行通信。
[0045]SDN網(wǎng)絡包括SDN控制器、OpenFlow邊緣交換機S (η)和S (k)、OpenFlow內(nèi)部交換機SI和S2，OpenFlow