CN103916302B

CN103916302B - 向虚拟wlan提供sdn流路径的方法和设备

Info

Publication number: CN103916302B
Application number: CN201310003176.8A
Authority: CN
Inventors: 梁铮; 宾梵翔
Original assignee: Alcatel Lucent Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2013-01-04
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2033-01-04
Also published as: CN103916302A

Abstract

本发明涉及用于向虚拟WLAN提供软件定义的网络（SDN）流路径的方法和设备。所述方法包括：当用户使用WLAN站与虚拟网络运营商VNO的虚拟WLAN关联时，获取所述用户的WLAN站的标识符和虚拟WLAN的标识符之间的绑定信息；将用户的服务预订信息关联到流路径标记，其中所述用户的服务预订信息包括WLAN站的标识符、虚拟WLAN的标识符以及VNO应用服务器标识符的至少一个；分别生成SDN流路径上的每个转发单元的SDN流条目，每个条目包括WLAN站的标识符、VNO应用服务器标识符、流路径标记以及对于WLAN站和VNO应用服务器之间的流中的SDN流分组的操作；分别指示所述流路径上的每个转发单元配置由上述生成步骤生成的SDN流条目。

Description

向虚拟WLAN提供SDN流路径的方法和设备

技术领域

本发明涉及通信领域，并且更具体地，涉及向不同的虚拟WALN提供区分的SDN流路径的方法和设备。

背景技术

对于网络服务供应来说，WLAN被认为是非常重要的无线接入方式。越来越多的WLAN接入点(AP)正在/即将在全世界范围内部署，例如，图1中示出的WLAN云。另外，网络功能虚拟化(NFV)和软件定义的网络(SDN)概念现在已经广泛地被许多运营商所知(例如，AT&T、BT、中国移动、Orange以及Verizon等)，并且将在BBF(宽带论坛)和ETSI(欧洲电信标准化协会)中进行标准化。NFV和SDN能支持多租户，因而能使得网络运营商能提供定制的服务和连通性。

如图1所示,WLAN云在实际上可能不具有任何SDN或WLAN结构的虚拟网络运营商VNO和VNO2之间共享。这里，一个WLAN AP可以提供一个或多个虚拟WLAN(V-WLAN)。不同的虚拟WLAN流量根据VNO的特定需求可能要求不同的SDN流路径。本发明旨在通过解决以下技术问题向不同的VNO虚拟WLAN提供区分的SDN流路径:

一个问题是如何帮助VNO经由SDN控制实体(SDN-CE)创建自己的虚拟WLAN。

传统的WLAN AP可以由接入控制器(AC)控制。在SDN的方案下，允许VNO直接访问和操作AC是不适宜的。相反，VNO应该经由SDN-CE创建自己的虚拟WLAN。现有的SDN并不包括WLAN AP控制和配置功能。SDN-CE例如只能控制SDN AP。然而，现有的方案是传统的WLAN AP不能由SDN-CE直接控制和配置。为了帮助VNO使用SDN-CE创建虚拟WLAN，必须以WLAN AP的控制来扩展SDN控制功能，更特别地，控制虚拟WLAN创建。

另一个问题是如何让SDN控制实体(SDN-CE)知道用户的虚拟WLAN服务预订信息。

当前WLAN用户的服务预订通常存储在AAA服务器上。SDN-CE和AAA服务器通常是不同的网络实体。SDN-CE必须知道用户与哪个虚拟WLAN相关，或者换句话说SDN-CE必须知道用户与虚拟WLAN的绑定关联。该信息在为VNO建立SDN流路径时需要。到目前为止，还没有任何解决方案来通知SDN-CE这样的信息。

迄今为止，还没有解决以上问题的解决方案。

发明内容

在发明内容部分对本发明的内容进行了简要概括，这种概括是为了突出和引入不同实施例的一些方面，但是并布置在限制本发明的范围。后续关于优选实施例的详细描述足以使得本领域技术人员理解和使用本发明提出的概念。

在第一实施例中，提供了一种用于向虚拟WLAN提供软件定义的网络(SDN)流路径的方法，该方法包括：当用户使用WLAN站与虚拟网络运营商VNO的虚拟WLAN关联时，获取所述用户的WLAN站的标识符和虚拟WLAN的标识符之间的绑定信息；将用户的服务预订信息关联到流路径标记，其中所述用户的服务预订信息包括WLAN站的标识符、虚拟WLAN的标识符以及VNO应用服务器标识符的至少一个；分别生成SDN流路径上的每个转发单元的SDN流条目，每个条目包括WLAN站的标识符、VNO应用服务器标识符、流路径标记以及对于WLAN站和VNO应用服务器之间的流中的SDN流分组的操作；分别指示所述流路径上的每个转发单元配置生成的SDN流条目。

在一些实施例中，所述绑定信息可以(但是不限于)由认证、授权、计费服务器生成并从所述认证、授权、计费服务器接收。

在一些实施例中，指示步骤包括向转发单元发送SDN流表格修改消息以配置所述转发单元上的SDN流条目。

在一些实施例中，所述方法进一步包括，在所述获取步骤之前：接收来自所述虚拟网络运营商的创建虚拟WLAN的请求；将VNO的虚拟WLAN的规格映射到添加WLAN消息以创建VNO自己的虚拟WLAN。

VNO的虚拟WLAN的规格包含VNO的虚拟WLAN的标识符以及以下至少一个：提供所述虚拟WLAN的本地功率约束功率的约束信息；提供所述虚拟WLAN的QoS性能的QoS性能信息；以及提供所述虚拟WLAN的无线规格的无线信息。

在一些实施例中，虚拟WLAN的标识符作为VNO的服务广告被广播。

在第二实施例中，提供了一种用于向虚拟WLAN提供软件定义的网络(SDN)流路径的设备，该设备包括：获取模块，被配置为当用户使用WLAN站与虚拟网络运营商VNO的虚拟WLAN关联时，获取所述用户的WLAN站的标识符和虚拟WLAN的标识符之间的绑定信息；关联模块，被配置为将用户的服务预订信息关联到流路径标记，其中所述用户的服务预订信息包括WLAN站的标识符、虚拟WLAN的标识符以及VNO应用服务器标识符的至少一个；生成模块，被配置为分别生成SDN流路径上的每个转发单元的SDN流条目，每个条目包括WLAN站的标识符、VNO应用服务器标识符、流路径标记以及对于WLAN站和VNO应用服务器之间的流中的SDN流分组的操作；指示模块，被配置为分别指示所述流路径上的每个转发单元配置由所述生成模块生成的SDN流条目。

本发明适用于现有的WLAN AP部署方案。该方案不需要部署SDN AP，优势是节约了部署成本并且可以重新使用传统WLAN基础设施。本发明的机制将现有的WLAN AP控制功能集成到SDN控制面。经由SDN-CE，VNO能够创建自己的虚拟WLAN。同时，允许直接VNO直接访问和操控AC。这对基础设施提供商控制和管理VNO的行为是有益的。另外，使得SDN-CE能够根据用户的虚拟WLAN服务预订信息来建立SDN流路径。

附图说明

图1-5示出非限制性实施例，根据以下结合图1-5的特定描述，本发明的示例性实施例将得到更清楚的理解，其中:

图1描绘了本发明所考虑的示例性通信系统；

图2描绘了根据本发明的实施例的通信系统的框图；

图3描绘了根据本发明的另一实施例的通信系统的框图；

图4是示出创建VNO的虚拟WLAN过程的流程图；

图5是示出向不同的VNO的虚拟WLAN提供区分的SDN流路径的流程图；以及

图6在图4和图5的处理过程中传送的示例性信息。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的一些部分而不是全部实施例。当然本发明可以通过许多不同的形式实施，而不应理解为仅限于这里描述的实施例。

图2描绘了根据本发明的实施例的通信系统的框图。

在该通信系统中，SDN控制实体(SDN-CE)可以是SDN网络中的控制器。诸如SDN-FE1、2、3的SDN转发单元(SDN-FE)可以是网络中的交换机或者能交换流分组的任何网络实体。接入控制器(AC)是控制WLAN接入点(AP)的网络实体，而WLAN AP向非AP站提供接入，这样的非AP站例如图2中的STA 1、2。AAA服务器提供认证、授权和计费功能。图2中的VNO，如VNO1和VNO2是虚拟网络运营商。VNO应用服务器，例如VNO应用服务器1和2是VNO的应用服务器。在图2中，AC是与SDN-CE不同的网络实体。

图3描绘了根据本发明的另一实施例的通信系统的框图。在图3中，AC可以是SDN-CE内的一个部件。

图4是示出在如图3示出的通信系统中为VNO创建虚拟WLAN过程的流程图。在步骤S401中，SDN-CE接收由VNO发送的V-WLAN请求消息。

该消息包括应用服务器ID信息和V-WLAN规格信息。应用服务器ID标识了VNO的应用服务器，例如,VNO的应用服务器MAC@和/或IP@，如图6所示。V-WLAN规格信息可以包括V-WLAN_ID、功率约束信息、QoS性能信息、无线信息等。

在一些实施例中，SDN-CE将VNO的虚拟WLAN的规格(即V-WLAN规格信息单元)映射到添加WLAN消息，添加WLAN消息(经由AC)发送到WLAN AP，用于创建VNO自己的虚拟WLAN。这里V-WLAN规格信息单元包括V-WLAN_ID(VNO的虚拟WLAN的标识符)、功率约束信息、QoS性能信息、无线信息等。

在步骤S402中，在接收到VNO发送的创建V-WLAN请求消息时，SDN-CE取得V-WLAN规格中的信息，例如,V-WLAN_ID和无线信息等，并将它们封装进“添加WLAN”消息，“添加WLAN”消息接着被发送到AP，用于创建VNO自己的虚拟WLAN。这里的V-WLAN规格信息单元包括V-WLAN_ID(VNO的虚拟WLAN的标识符)、功率约束信息、QoS性能信息、无线信息等。

在接收到WLAN消息时，AP将V-WLAN_ID作为VNO的服务广告广播，并且配置VNO的虚拟WLAN的无线特性，例如，信道ID、无线速率、发送功率等等。在创建虚拟WLAN之后，AP发送添加WLAN确认消息至SDN-CE作为响应。最后，SDN-CE以创建V-WLAN确认消息回复VNO以表明VNO的虚拟WLAN被成功创建。

应当注意，该过程中的消息以抽象的方式进行描述。本领域技术人员可以借助任何实际的协议来实施这些消息。例如，步骤S402中AC和AP之间的添加WLAN消息可以通过CAPWAP/LWAPP实施。

步骤S401中的创建V-WLAN请求消息以及步骤S402中的添加WLAN消息中使用V-WLAN规格信息单元。V-WLAN规格信息单元包括(但不限于)以下子单元(如图6所示):

(1)V-WLAN_ID–该子单元标识VNO的虚拟WLAN。它必须在添加WLAN消息中传送。它可以是BSSID和/或SSID等。

(2)功率约束信息:该子单元提供VNO的虚拟WLAN的本地功率约束。该子单元可以用IEEE 802.11标准进行编码。

(3)QoS性能信息:该子单元提供VNO的虚拟WLAN的QoS性能。该子单元可以用IEEE802.11标准进行编码。

(4)无线信息:该子单元提供VNO的虚拟WLAN的无线规格，例如，信道ID、无线速率、发送功率、天线增益、RSNI、RCPI等。这样的信息可以用IEEE 802.11标准进行编码。

上述步骤参照图3进行描述，在图3中，AC可以被集成到SDN-CE中。在如图2描述的可选实施例中，AC可以是与SDN-CE不同的网络实体。考虑到现有的WLAN AP控制机制的一致性，来自SDN-CE的添加WLAN消息首先被发送至AC，AC接着根据添加WLAN消息中的信息控制AP。另外，添加WLAN确认消息首先被传递给AC，然后再传递给SDN-CE。

基于以上描述，本领域技术人员可以构想出为VNO创建WLAN的其他方法。

图5示出向不同的VNO的虚拟WLAN提供区分的SDN流路径的过程。

首先，当VNO的一个用户使用他的STA来关联VNO的WLAN时，SDN-CE应当获取STA_ID和V-WLAN_ID的绑定信息，这里STA_ID是WLAN站的标识符。

根据本发明的一些实施例，AAA服务器被用于向SDN-CE通知绑定信息{STA_ID,V-WLAN_ID}。例如，在步骤S503中，当VNO的一个用户使用他的STA来关联VNO的虚拟WLAN时，AP向AAA服务器发送接入请求消息，该消息包括STA_ID和V-WLAN_ID的信息。这里STA_ID可以是STA的MAC@和/或IP@,如图6所示。接下来，在步骤S504中，在接收到接入请求消息时，AAA服务器绑定STA_ID和V-WLAN_ID，并且将该绑定信息{STA_ID,V-WLAN_ID}经由报告消息向SDN-CE报告。

除了上述AAA服务器之外，其他网络实体也可以用于向SDN-CE报告绑定信息{STA_ID,V-WLAN_ID}。

其次，在步骤S505中，当接收到报告消息时，SDN-CE将用户的服务预订信息(例如，虚拟WLAN的标识符V-WLAN_ID)关联到特定SDN流匹配字段，即流路径标记(即图6中所示的“FP标记”)。这里流路径标记可以(但不限于)C-VLAN ID、B-VLAN ID、I-SID、或它们的任意组合。这里的用户服务预订信息可以是WLAN站的标识符STA_ID、V-WLAN_ID以及VNO应用服务器标识符中的任何一个或者它们的任意组合。

接着，SDN-CE为STA和VNO之间的业务流生成SDN流条目{STA_ID,应用服务器ID,流路径标记,…}，其中每个SDN流条目包括至少STA_ID、应用服务器ID和流路径标记。另外，每个SDN流条目包括在流分组经过相应FE时将被执行的操作。这样的操作包括但不限于对流分组的输出或丢弃或标记操作(如图6中示出的“动作”)。

在本发明中，每个流路径可以用一个流路径标记来标识，并且所有的条目确定了VNO的用户和该VNO的应用服务器之间的SDN流路径。以图3为例，STA1、AP、SDN-FE2、SDN-FE3、SDN-FE1和VNO1的应用服务器位于同一流路径上，并且SDN-CE应当分别为SDN-FE2、SDN-FE3和SDN-FE1生成3个SDN流条目。还是以图3为例，STA2、AP、SDN-FE2、SDN-FE1和VNO2的应用服务器位于同一流路径上并且SDN-CE应当分别为SDN-FE2和SDN-FE1生成2个SDN流条目。

接下来,SDN-CE必须分别指示若干SDN-FE为STA和VNO的应用服务器之间的业务流配置SDN流条目。例如，在S506中，SDN-CE可以发送SDN流表格修改消息至SDN-FE x(FE x是流路径上的FE)，以配置SDN-FE x上的新的SDN流条目。在接收到该消息时，SDN-FE x例如以添加新的SDN流条目的方式修改其SDN流表格。

最后，在步骤S507,从SDN-FE1到N，经SDN网络，为STA和VNO的应用服务器之间的业务流建立区分的SDN流路径。

应当注意，步骤S503中的接入请求消息和步骤S504中的报告消息，必须包括绑定信息{STA_ID,V-WLAN_ID}。STA_ID和V-WLAN_ID的信息分别在图6中示出。

还应当注意，步骤S506中的SDN流表格修改消息应当传送以下基本信息，包括但不限于SDN流条目。该信息单元包括两个子单元：匹配字段和动作，其中:

匹配字段:该子单元表明分组与之匹配的字段。在本发明中，该子单元包括STA_ID、应用服务器ID和流路径标记。流路径标记通过SDN-CE与VNO的V-WLAN_ID相关(或者映射到VNO的V-WLAN_ID)，用于为VNO的虚拟WLAN业务提供区分的SDN流路径。

动作:该子单元表明在流分组上配置的动作。例如，它可以被设置为输出(没有任何标记操作)，或丢弃，或标记操作(例如，PUSH/POP MPLS标记)。

在以上描述中，参照了可作为程序模块或功能性处理(包括例程、程序、对象、组件、数据结果等，其执行特定任务或实现特定抽象数据类型，并且可在现有网络单元或控制节点处使用现有硬件实现)实现的操作来描述示例性实施例。这样的现有硬件可包括一个或多个中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路、场可编程门阵列(FPGA)计算机等。

本领域技术人员应当能意识到，本发明的软件实现的方面典型地在某种程序存储介质上编码，或在一些类型的传输介质上实现。程序存储介质可以是磁的(例如软盘或硬盘驱动器)或光的(例如压缩盘只读存储器或“CD ROM”)，并且可以是只读或随机存取。

这里阐述的各种修改和其他实施例将使得相关领域技术人员获益于在以上说明书和相关附图中提供的教导。因此，可理解，本发明不限于公开的特定实施例，并且修改和其他实施例旨在包含在所附权利要求的范围内。此外，尽管以上说明书和相关附图描述了在部件和/或功能的某个示例性组合的环境中的示例性实施例，但是应理解，部件和/或功能的不同组合可通过备选实施例提供，而不脱离所附权利要求的范围。由此，例如，正如在一些所附权利要求中阐述的那些，也可设想除了以上明确所述的那些部件和/或功能之外的他们的不同组合。尽管这里采用的特定术语，但是他们仅用作一般性和描述性含义，并非用于限制的目。

Claims

1.一种用于向虚拟WLAN提供软件定义的网络SDN流路径的方法，该方法包括：

当用户使用WLAN站与虚拟网络运营商VNO的虚拟WLAN关联时，获取所述用户的WLAN站的标识符和虚拟WLAN的标识符之间的绑定信息；

将所述用户的服务预订信息关联到流路径标记，其中所述用户的服务预订信息包括WLAN站的标识符、虚拟WLAN的标识符以及VNO应用服务器标识符的至少一个；

分别生成SDN流路径上的每个转发单元的SDN流条目，每个条目包括WLAN站的标识符、VNO应用服务器标识符、流路径标记以及对于WLAN站和VNO应用服务器之间的流中的SDN流分组的操作；

分别指示所述流路径上的每个转发单元配置由上述生成步骤生成的SDN流条目。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述绑定信息由认证、授权、计费服务器生成并从所述认证、授权、计费服务器接收。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述指示步骤包括向转发单元发送SDN流表格修改消息以配置所述转发单元上的SDN流条目。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括，在所述获取步骤之前：

接收来自所述虚拟网络运营商的创建虚拟WLAN的请求；

将VNO的虚拟WLAN的规格映射到添加WLAN消息以创建VNO自己的虚拟WLAN。

5.根据权利要求4所述的方法，其中VNO的虚拟WLAN的规格包含VNO的虚拟WLAN的标识符以及以下至少一个:功率约束信息，提供所述虚拟WLAN的本地功率约束；QoS性能信息，提供所述虚拟WLAN的QoS性能；以及，无线信息，提供所述虚拟WLAN的无线规格。

6.一种用于向虚拟WLAN提供软件定义的网络(SDN)流路径的设备，该设备包括：

获取模块，被配置为当用户使用WLAN站与虚拟网络运营商VNO的虚拟WLAN关联时，获取所述用户的WLAN站的标识符和虚拟WLAN的标识符之间的绑定信息；

关联模块，被配置为将用户的服务预订信息关联到流路径标记，其中所述用户的服务预订信息包括WLAN站的标识符、虚拟WLAN的标识符以及VNO应用服务器标识符的至少一个；

生成模块，被配置为分别生成SDN流路径上的每个转发单元的SDN流条目，每个条目包括WLAN站的标识符、VNO应用服务器标识符、流路径标记以及对于WLAN站和VNO应用服务器之间的流中的SDN流分组的操作；

指示模块，被配置为分别指示所述流路径上的每个转发单元配置由所述生成模块生成的SDN流条目。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述绑定信息由认证、授权、计费服务器生成并从所述认证、授权、计费服务器接收。

8.根据权利要求6或7所述的设备，其中所述指示模块被配置为向转发单元发送SDN流表格修改消息以配置所述转发单元上的SDN流条目。

9.根据权利要求6所述的设备，其中所述设备进一步包括：

接收模块，被配置为在获取所述绑定信息之前，接收来自所述虚拟网络运营商的创建虚拟WLAN的请求；

映射模块，被配置为将VNO的虚拟WLAN的规格映射到添加WLAN消息以创建VNO自己的虚拟WLAN。

10.根据权利要求9所述的设备，其中VNO的虚拟WLAN的规格包含VNO的虚拟WLAN的标识符以及以下至少一个:功率约束信息，提供所述虚拟WLAN的本地功率约束；QoS性能信息，提供所述虚拟WLAN的QoS性能；以及无线信息，提供所述虚拟WLAN的无线规格。