CN104468360B - 一种无损电力软件定义网络流表一致更新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无损电力软件定义网络流表一致更新方法，其包括：在转发交换设备空闲时，按照设定的频率向集中控制器申请系统时间；集中控制器向转发交换设备发送系统时间，且转发交换设备更新系统时间；询问转发交换设备流表更新时间；转发交换设备向集中控制器报送流表更新时间；集中控制器发送网络整体流表更新阈值；转发交换设备更新流表，并在集中控制器设定的阈值时间内启用新的流表。本发明提供的方法使集中控制器与转发交换设备信息交互，统一各个转发交换设备的流表更新阈值，保障各个转发交换设备流表更新的一致性，大幅度降低电力软件定义网络在流表更新时出现的网络丢包率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力通信技术领域的更新方法，具体讲涉及一种无损电力软件定义网络流表一致更新方法。
背景技术
由Emulex提出的一种新型网络创新架构的软件定义网络(Software DefinedNetwork,SDN)，其核心技术OpenFlow是将网络设备控制面与数据面分离开而实现的网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台，并实现可编程化控制。
从路由器的设计上看，它由软件控制和硬件数据通道组成。软件控制包括管理(CLI,SNMP)以及路由协议(OSPF,ISIS,BGP)等。数据通道包括针对每个包的查询、交换和缓存。大量的现有技术报道了这方面的信息，概括起来提出了三个开放性的议题，即“提速2倍”、确定性的而不是概率性的交换机设计以及让路由器简单化。
事实上在路由器设计方面，因为该体系结构中加入了许多的复杂功能，比如OSPF、BGP、组播、区分服务、流量工程、NAT、防火墙、MPLS、冗余层等等。本发明人发现，在20世纪60年代定义的“哑的，最小的”已有数据通路已经臃肿不堪，所以需要提供一种改进的设计方案。
由于传统的网络设备(交换机、路由器)部件是由设备制造商锁定和控制，所以SDN希望将网络控制与物理网络拓扑分离，从而摆脱硬件对网络架构的限制。这样企业便可以像升级、安装软件一样对网络架构进行修改，满足企业对整个网站架构进行调整、扩容或升级。而底层的交换机、路由器等硬件则无需替换，从而在节省大量的成本的同时，又可大大缩短网络架构迭代周期。
计算机系统的持续革新已经创造了新的抽象层，从最初的操作系统到如今的虚拟化。每次都抽象底层的硬件，同时在上层创造一个新的用于竞争和革新的平台。然而在网络方面，软硬件的功能划分就不那么清晰，正确的可编程平台变得难以捉摸，以至于我们开发了动态网络、网络处理器和软件路由。一个逐步展现的趋势表明，越来越多的网络基础设施将用数据通道之外的软件来定义。
对比计算机领域，PC工业已经找到一个简单可用的硬件底层(x86指令集)。在软件定义方面，顶层应用程序以及底层操作系统和虚拟化都在爆炸式地发展。开源方面，有10万个开发者参与了标准化进程，加速了创新。可见，硬件底层+软件定义的网络+开源文化就能推动创新，网络创新亦需如此，这个底层需要人们去实现。
未来的电力通信网将以统一、开放的业务平台为核心，能从根本上改变传统电力通信业务的提供方式，从运行转向运营，网络特征突出体现：高度智能可控，支持灵活扩展和持续演进，具备平台、网络和业务开放，支持有效运营和及时的维护，支持云计算、大数据等新兴业务等应用。
软件定义网络作为一种全新的网络架构，可以将网络的控制平面与数据转发平面分离，并通过开放API及软件定义实现整个网络集中的管理能力，极大地改善网络的扩展能力和灵活性。软件定义网络所倡导的开放化、软件化和虚拟化，已经成为未来网络演进发展的重要趋势和特征，已经成为未来网络架构的标准参考模式之一。
在软件定义网络网络架构中，多个白盒交换设备中的流表协同工作才能建成一条端到端的流链路，因此在软件定义网络网络中进行网络迁移或者流链路重构的过程中必须保持整个网络中所有白盒交换设备流表更新的一致性。此外流表的同步速度直接影响到软件定义网络网络可编程在时间维度上的颗粒度。
发明内容
为解决现有技术中的上述不足，本发明的目的是提供一种快速无损电力软件定义网络流表一致更新方法，该方法基于电力软件定义网络特点，设计了一种转发交换设备流表更新方法，主要实现一定网络范围内的所有转发交换设备快速无损的进行流表更新。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
本发明提供一种无损电力软件定义网络流表一致更新方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：
a、在转发交换设备空闲时，按照设定的频率向集中控制器申请系统时间；
b、集中控制器向转发交换设备发送系统时间，且转发交换设备更新系统时间；
c、询问转发交换设备流表更新系统时间；
d、转发交换设备向集中控制器报送流表更新系统时间；
e、集中控制器发送网络整体流表更新阈值；
f、转发交换设备更新流表，并在集中控制器设定的阈值时间内启用新的流表。
进一步地，所述步骤a中的向集中控制器申请系统时间的报文格式为：转发交换设备编号|报文类型编号|申请频率；转发交换设备空闲时指的是处理器单元负荷小于设定阈值；所述设定的频率不低于每秒20次。
进一步地，所述步骤b中，集中控制器在转发交换设备空闲时，如果收到的转发交换设备申请系统时间报文的频率符合设定值(不低于每秒20次)，向转发交换设备发送系统时间，转发交换设备根据收到的系统时间报文修改自己的系统时间；
集中控制器向转发交换设备发送系统时间的报文格式为：转发交换设备编号|报文类型编号|系统时间，其中系统时间用字符串形式表达。
进一步地，所述步骤c中，集中控制器将需要更新的流表按照转发交换设备对象分组，询问转发交换设备流表更新时间；
集中控制器向转发交换设备询问更新时间的报文格式为：转发交换设备编号|报文类型编号|流表更新条目数|流表更新条目1|…|流表更新条目n。
进一步地，所述步骤d中，转发交换设备向集中控制器报送流表更新系统时间的报文格式为：转发交换设备编号|报文类型编号|系统时间，其中系统时间用字符串形式表达。
进一步地，所述步骤e中，集中控制器根据转发交换设备报送的流表更新时间计算网络整体流表更新阈值，并发送至转发交换设备；
集中控制器向转发交换设备发送整体流表更新时间阈值报文格式为：转发交换设备编号|报文类型编号|整体流表更新时间阈值，其中整体流表更新时间阈值用字符串形式表达。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的优异效果是：
1、本发明在电力软件定义网络引入了集中控制器和各转发交换设备之间的系统时间同步机制(即系统时间)；
2、各转发交换设备在同一阈值时间启用新的流表，保证了流表更新的一致性，大幅度降低电力软件定义网络在流表更新时出现的网络丢包率。
附图说明
图1是本发明提供的快速无损电力软件定义网络流表一致更新方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明要解决的技术问题是提供一种快速无损电力软件定义网络流表一致更新方法，可以极大改善电力软件定义网络在流表更新时出现的网络丢包问题，该方法的流程图如图1所示，包括下述步骤：
a、转发交换设备在空闲时(处理器单元负荷小于设定阈值)，按照设定的频率(不低于每秒20次)向集中控制器申请系统时间；
向集中控制器申请系统时间的报文格式为：转发交换设备编号|报文类型编号|申请频率。
b、集中控制器在设备在空闲时(处理器单元负荷小于设定阈值)，如果收到的转发交换设备申请系统时间报文的频率符合设定值(不低于每秒20次)，向转发交换设备发送系统时间，转发交换设备根据收到集中控制器的系统时间报文修改自己的系统时间；
集中控制器向转发交换设备发送系统时间的报文格式为：转发交换设备编号|报文类型编号|系统时间，其中系统时间用字符串形式表达。
c、集中控制器将需要更新的流表按照转发交换设备对象分组，询问各转发交换设备流表更新系统时间；
集中控制器向各转发交换设备询问更新时间的报文格式为：转发交换设备编号|报文类型编号|流表更新条目数|流表更新条目1|…|流表更新条目n。
d、转发交换设备向集中控制器报送流表更新系统时间；
转发交换设备向集中控制器报送流表更新时间的报文格式为：转发交换设备编号|报文类型编号|系统时间，其中系统时间用字符串形式表达。
e、集中控制器根据各转发交换设备报送的流表更新时间计算网络整体流表更新阈值，并发送至各转发交换设备；
集中控制器向各转发交换设备发送整体流表更新时间阈值报文格式为：转发交换设备编号|报文类型编号|整体流表更新时间阈值，其中整体流表更新时间阈值用字符串形式表达。
f、各转发交换设备更新流表，并在集中控制器设定的阈值时间启用新的流表。
本发明提供的一种快速无损电力软件定义网络流表一致更新方法，集中控制器与转发交换设备经过信息交互，统一各个转发交换设备的流表更新阈值，保障各个转发交换设备流表更新的一致性，大幅度降低电力软件定义网络在流表更新时出现的网络丢包率。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (5)
1.一种无损电力软件定义网络流表一致更新方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
a、在转发交换设备空闲时，按照申请频率向集中控制器申请系统时间；
b、集中控制器向转发交换设备发送系统时间，且转发交换设备更新系统时间；
c、询问转发交换设备流表更新时间；
所述步骤c中，集中控制器将需要更新的流表按照转发交换设备对象分组，询问转发交换设备流表更新时间；
集中控制器向转发交换设备询问流表更新时间的报文格式为：转发交换设备编号|报文类型编号|流表更新条目数|流表更新条目1|…|流表更新条目n；
d、转发交换设备向集中控制器报送流表更新时间；
e、集中控制器发送网络整体流表更新阈值；
f、转发交换设备更新流表，并在集中控制器设定的阈值时间内启用新的流表。
2.如权利要求1所述的网络流表一致更新方法，其特征在于，所述步骤a中的向集中控制器申请系统时间的报文格式为：转发交换设备编号|报文类型编号|申请频率；转发交换设备空闲时指的是处理器单元负荷小于设定阈值；所述申请频率不低于每秒20次。
3.如权利要求1所述的网络流表一致更新方法，其特征在于，所述步骤b中，集中控制器在转发交换设备空闲时，如果收到的转发交换设备申请系统时间报文的频率符合设定值，向转发交换设备发送系统时间，转发交换设备根据收到的系统时间报文修改自己的系统时间；
集中控制器向转发交换设备发送系统时间的报文格式为：转发交换设备编号|报文类型编号|系统时间，其中系统时间用字符串形式表达。
4.如权利要求1所述的网络流表一致更新方法，其特征在于，所述步骤d中，转发交换设备向集中控制器报送流表更新系统时间的报文格式为：转发交换设备编号|报文类型编号|系统时间，其中系统时间用字符串形式表达。
5.如权利要求1所述的网络流表一致更新方法，其特征在于，所述步骤e中，集中控制器根据转发交换设备报送的流表更新时间计算网络整体流表更新阈值，并发送至转发交换设备；
集中控制器向转发交换设备发送整体流表更新时间阈值报文格式为：转发交换设备编号|报文类型编号|整体流表更新时间阈值，其中整体流表更新时间阈值用字符串形式表达。
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