CN104539457B - 基于软件定义技术的设备统一管控的方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

一种在网络管控体系中基于软件定义技术的设备统一管控的方法、装置和系统。本发明的方法通过网管系统装置、控制器装置和代理装置三部分组成的系统上实现。网管系统对底层被控设备的物理拓扑初始化和逻辑拓扑的配置，对底层被控设备分组以及进行功能域和地域的划分，实现对底层被控设备的多分组、多域的统一管控。另外，通过对管理员载入全局任务分解，生成针对控制器的子任务，最后控制器对子任务分解成针对底层被控设备的原子任务，完成任务的智能实现，达到全局化管控。同时，网管系统将对底层被控设备的配置信息载入，控制信息经过网管系统、控制器、代理装置的处理，最后下达到底层被控设备，达到统一配置指令配置不同厂商设备的目的。

Description

基于软件定义技术的设备统一管控的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是网络管理方面，包括网络的远程管控，跨平台管控，屏蔽设备差异化的统一管控等。

背景技术

在传统网络中，数据转发和控制冗杂在一起，这样每次对于设备的控制和管理都需要对相应的设备下发管控信息，效率和灵活性会降低很多。即使在现有网络中存在Telnet等远程管理的技术。但是，由于完成相同功能的设备存在不同厂商的管控体系，从而造成对不同厂商设备的配置就需要运用不同厂商的配置命令，增加管控的难度和复杂度。

在传统网络中开通新的业务有时需要几天甚至更长时间。同时，随着网络规模的扩大，业务种类的增多以及业务需求的变化加快，需要协调的方面更多，业务的开通效率会更低。

同时，在现有网络环境中，由于不同地域设备的利用率不一，以及同一地域中设备数量有限，这样就造成有的地域设备不够用，有的地域设备没有充分利用的尴尬局面。

软件定义网络(Software Defined Network)冲破传统网络的禁锢，提出将控制平面剥离上提汇总到统一的控制平面，管控人员通过控制平面获取的设备的全局视图对整个环境进行整体配置，实现网络的灵活配置，业务的快速下发等。

在对现有技术的研究和实践中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

传统网络的管理方式或方法虽然有些可以实现远程方式实现对网络的管控，但是对设备的首次配置通常需要现场配置，这样管理效率低下。同时，由于缺乏全网视图的管理，缺乏网络的全局把握，业务的下发策略的生成以及业务的部署速度难以满足当前快速发展的网络需求。另外，传统的网管方式或方法都是一个厂商的设备配一套或多套网管，这就会造成一个网络管理员需要掌握多个厂商的多套网管系统的使用和命令的配置，增加网络管理者管理网络的复杂度，并且降低管控的效率。同时，传统的网管方法或方式不能进行对统一网络同时操作，不支持多域的划分以及不同分组的分组共同管控，这对于当前日益庞大且发展迅速的网络规模和网络复杂度是不能适应的，大大降低网络管控的效率。同时，设备利用率低，不利于大型网络的快速搭建。

虽然软件定义网络可以将网络设备的数据平面和控制平面分离，通过统一的控制平面对网络控制，可以增加网络的灵活性与网络管理的效率。但是，软件定义网络的控制平面只能控制软件定义网络设备，而对于传统网络设备以及其他的可被控制的设备不能控制，这就大大降低软件定义技术在传统网络以及其他被控设备领域的应用，使软件定义技术的应用范围和领域大大降低。

发明内容

本发明提供了基于软件定义技术的设备统一管控的方法、装置和系统，可以在网络管理装置中看到全局视图对整个网络进行全局化管理，可以对设备进行远程控制，可以通过多分组同时操作网络环境中的设备提高配置的效率，可以对底层被控设备根据地域或者功能域的划分，既可以分块化管理又可以协同合作，共同完成大型网络的配置。另外，可以对涉及相同功能的不同厂商的全局任务进行任务的分解，最后细化到每个底层被控设备完成网络的配置。最后，可以实现传统网络域SDN网络的融合共同管理。

为了实现上述技术，本发明通过以下技术方案实现：

一方面，在网络管控体系中建立基于软件定义技术的设备统一管控的方法，主要包括两部分

第1部分，管控信息下行过程。

网管系统对超级管理员或普通管理员的管控信息的处理并完成下发给控制器，其中，登陆网管系统分为两种权限的管理员，超级管理员和普通管理员，超级管理员具有超级权限，可以对网管系统进行任何配置和管理；普通管理员的权限在超级管理员之下，普通管理员只能对本分组的底层被控设备以及备用组中有的底层被控设备配置操作并且可以载入全局任务；控制器对网管下发的管控信息解析、处理并且封装成特定的信息格式下发给代理装置；代理装置对控制器下发的管控信息解析、处理并且封装成规定的信息格式并下发给底层被控设备。

网管系统向控制器发送控制数据信息获取在线底层被控设备状态信息，将底层被控设备状态信息存储在网管的后台设备数据库中并显示在网管页面。网管系统在收到超级管理员的初始化拓扑信息后生成底层被控设备的物理连接拓扑信息并将物理拓扑信息存储在网管的后台拓扑数据库中。网管根据超级管理员的配置生成逻辑拓扑，并将拓扑信息储存在拓扑数据库中。网管系统对底层被控设备的功能域和地域进行默认的划分。同时，网管系统可以根据超级管理员的需求对底层被控设备的功能域和地域进行修改。最后，网管系统根据超级管理员对底层被控设备的分组操作实现对底层被控设备的分组，并将分组信息存储在网管系统的后台分组数据库中，分组包括普通分组和备用组，普通分组只能被获得本分组权限的普通管理员和超级管理员可以操作，备用组可以被所有普通管理员和超级管理员操作。

网管系统在普通管理员权限的登陆状态下会主动从网管系统的后台数据库中获取当前普通管理员权限下的分组设备并显示。网管系统收到普通管理员载入的全局任务后会进行处理，全局任务是根据底层被控设备提出的一个全局拓扑，网管系统根据后台设备数据库对全局任务划分成子任务，子任务是根据各个控制器进行划分的，也就是每个子任务对应一个控制器，网管系统将子任务通过通信单元下发到对应的控制器。控制器收到网管系统下发的子任务后，首先进行确认该子任务是否是发给自己的，如果不是就丢弃，如果是就根据控制器上的设备数据库将子任务再分解成原子任务，原子任务是与每个底层被控设备对应的。然后，控制器将原子任务封装成特定信息格式的信息，通过通信单元下发到对应的代理装置。代理收到控制器发送的原子任务，对任务进行解析、处理，生成对应底层被控设备的控制信息。最后，代理装置将控制信息封装成特定格式的信息格式，通过通信单元下发到底层被控设备，生成全局任务所需要的拓扑，完成全局任务的下发和执行。

在完成全局任务的执行后，需要处理对单个设备的管控信息，网管系统处理管理员针对底层被控设备的控制信息，针对每个功能的底层被控设备的控制信息是一套统一的控制信息，不随着底层被控设备的厂商改变而改变。然后，网管系统将控制信息通过通信单元发送给控制器，控制器处理来自网管系统的控制信息，经过信令映射处理单元的处理，将控制信息处理生成对应的opcode。最后，将opcode封装成特定的信息格式通过规定的通信协议，经过通信单元发送代理装置。代理通过信息解析单元解析来自控制器的控制信息，获取opcode信息，然后经过信令映射处理单元将opcode处理生成代理所控制的底层被控设备可以识别的控制信息，最后代理装置将控制信息封装处理通过通信单元下发给底层被控设备。

第2部分，反馈信息上行过程。

反馈信息上行过程包括底层被控设备将响应信息上报给代理装置，代理装置对响应信息处理汇总后发送给控制器，控制器对响应信息处理、汇总以及格式化后发送给网管系统，网管系统对来自控制器的响应信息处理将部分响应信息存入后台数据库，将部分响应信息显示。

详细过程如下，

代理装置反馈给控制器的信息分为两种，一种是底层被控设备的状态信息，一种是底层被控设备对管控信息的响应信息。

底层被控设备的状态信息方面，代理装置会一直检测底层被控设备的状态，并对底层被控设备状态信息汇总。在底层被控设备状态信息发生变化或者控制器请求底层被控设备状态信息之后，代理会将底层被控设备状态信息通过通信单元上传给控制器。控制器对收到的底层被控设备状态信息汇总，存储在设备状态信息库中。控制器在底层被控设备状态发生改变或者网管系统请求底层被控设备状态信息的时候，将底层被控设备状态信息封装通过通信单元发送给网管系统，网管系统对收到的底层被控设备状态存储在后台设备信息库中。

底层被控设备对管控信息的响应方面，代理装置收到来自底层被控设备的响应信息后会进行汇总。然后，代理装置通过通信单元发送给控制器，控制器对收到的来自代理的底层被控设备响应信息进行解析、汇总和格式化后。最后，控制器通过通信单元发送给网管系统，网管系统对收到的底层被控设备响应信息进行格式化输出显示在页面上。

另一方面，本发明提供一种基于软件定义技术的设备统一管控的网管系统装置，用于实现对网络的统一管理。

通信单元，实现网管系统与控制器之间的通信功能，完成信息的接收和发送功能以及信息的封装和解析，包括发送网管系统生成的控制信息，接收控制器上传的响应信息等。

拓扑管理单元，包括物理拓扑的初始化和逻辑拓扑的生成，其中，物理拓扑用于完整映射底层被控设备的真实连接情况，包括设备类型、设备名、设备端口以及连线种类，并且对物理拓扑进行显示；另外，逻辑拓扑是对底层拓扑的逻辑显示，对于在底层引入的拓扑连接器件例如光交叉连接设备、功率分路器等，拓扑连接器件在逻辑拓扑是不显示的。

域管理单元，完成对底层被控设备功能域和地域的划分，包括功能域和地域的默认划分以及功能域和地域的修改，其中功能域的划分方面，因为不同底层被控设备具备的功能不同，网络管理人员可以自定义或者按照底层被控设备的默认功能分类进行不同功能域的划分。另外，地域的划分方面，底层被控设备所属的地域是根据底层被控设备所属的控制器进行划分的，每个控制器分配一个地域。另外，底层被控设备的地域和功能域可以根据超级管理员或者普通管理员的需求进行自定义的划分。

分组管理单元，负责对设备分组的划分，并且为每个分组设备操作权限，维护备用组设备的增减。另外，底层被控设备的分组分为普通分组和备用组，普通分组的设备只能被超级管理员或本分组的普通管理员操作，备用组的底层被控设备可以被超级管理员或所有的普通管理员操作。另外，备用分组的设备一旦被其他分组使用，被使用的设备就从备用组消失。同时，普通分组的设备也可以被添加到备用组。

管理及监控功能单元，管理各个的功能单元的运行以及功能单元之间的调用情况，并且监控系统的各个单元的运行情况并且发现各个单元运行过程中的异常情况并且及时处理异常情况，包括分组单元，域管理单元，拓扑管理单元等。

任务处理单元，全局任务的载入与全局任务的分解功能。网管系统装置为超级管理员或普通管理员提供全局任务载入接口，网管系统装置将超级管理员或普通管理员载入的全局任务解析、处理、汇总。然后，网管系统将全局任务根据控制器分解成子任务，每个子任务对应一个控制器，完成全局任务分解成子任务的功能。最后将子任务以特定的形式存储。

再一方面，本发明提供一种基于软件定义技术的设备统一管控的控制器装置，用于实现对控制信息的处理以及任务的划分功能。

通信单元，实现网管系统装置和代理装置之间的通信功能，接收和发送来自代理装置和网管系统装置的信息，并且对这些信息进行封装和解封装的处理。

任务处理单元，解析处理来自网管系统装置的子任务，首先检测子任务是否属于自己，并且将属于本控制器的子任务进行解析和处理，将子任务根据涉及的底层被控设备分解成针对单个底层被控设备的原子任务，然后，确定每个原子任务对应的底层被控设备的代理装置，最后，将原子任务表示成特定的格式，形成底层被控设备、底层被控设备对应的代理装置以及原子任务对应的形式。

信令映射处理单元，控制器装置和代理装置之间传送的控制信息是opcode的形式，这个单元首先来自网管的控制信息，然后将控制信息解析成对应的opcode，完成将每条控制信息映射形成对应的opcode。

信息处理单元，控制器是整个系统的信息枢纽中心，所有的网管系统装置和代理装置之间上通下达的信息都需要经过控制器装置。因此，需要对所有的信息选择相应的处理方式，并且对接收到的信息解封装以及处理后的信息封装。

再一方面，本发明提供一种基于软件定义技术的设备统一管控的代理装置，实现屏蔽不同厂商设备的差异化以及对设备的直接控制功能。

通信单元，完成与控制器装置和底层被控设备的通信功能，其中与控制器之间的通信方式遵循自定义的通信协议，与底层被控设备的通信有两种方式一种是Telnet远程的方式，一种是串口近距离控制的方式。

信息解析单元，完成信息的解析和处理功能，接收来自控制器的控制信息，并对信息进行解封装和处理，另外对于从底层被控设备响应的信息进行汇总、封装和格式化。

设备状态处理单元，实时监测底层被控设备的状态，收集底层被控设备的状态信息并且对状态信息汇总，维持设备状态数据库，形成设备类型、设备名和设备在线状态的对应关系信息。

信令映射处理单元，每个代理装置负责管控特定厂商的设备，由于不同厂商设备的控制指令存在差异，各自厂商的设备都必须使用相应厂商的控制指令，代理装置对控制器下发的 opcode根据所控制的底层被控设备处理映射成特定厂商的控制指令。

再一方面，本发明提供一套基于软件定义技术的设备统一管控的系统，所述系统包括：

网管系统装置，网络提供网络管理者对网络管理的接口，同时对于网络管理者下发的管控信息进行处理以及任务进行分解下发给相应的控制器。另外，在网管系统上实现管理员分组的划分，可以实现不同管理员同时操作不同分组，并行控制网络；同时，针对底层被控设备功能和地域的不同进行功能域和地域的划分，实现对网络的模块化管理的效果，最后，通过物理视图和逻辑视图的双重管理，可以更加深入且快捷的配置网络，并且利于故障的排除等。

控制器Controller装置，控制器位于网管系统和代理装置之间，完成网管系统与代理装置之间的信息的上通下达，对网管系统分解的子任务进一步分解成原子任务，处理得到opcode，并且生成针对相应底层被控设备对应的代理装置的控制信息。

代理Agent装置，解析来自控制器的控制信息，将opcode解析处理生成相应厂商对应的控制信息，另外，实时监测底层被控设备的运行状态，并且对设备状态汇总，同时，收集底层被控设备的响应信息，汇总发给控制器。

底层被控设备，底层被控设备在系统中主要作为执行设备或效应设备，每个底层被控设备都有对应的代理装置管理，由于引入代理装置，理论上底层被控设备可以是任何可以被控制的设备，例如交换机、路由器、监控设备、测量设备、SDN设备、光网络设备等。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：在本发明中引入软件定义技术，通过网管系统实现对网络系统的远程化、跨平台的管控，另外，在网管系统引入管理员分组方法以及多域管控方法可以实现大型网络的快速部署、业务的快速部署以及网络的模块化管理；除此之外，根据网络管控权限的不同，网络管控者进行物理视图或者逻辑视图的配置，增加网络配置形式的多样性；另外，引入代理装置可以屏蔽不同厂商设备的差异，实现统一管控，并且可以可过代理装置对底层被控设备的通信等方面的功能进行扩展。

附图说明

图1、本发明实施例提供的基于软件定义技术的设备统一管控方法的超级管理员权限下的信息下行过程；

图2、本发明实施例提供的基于软件定义技术的设备统一管控方法的任务配置信息下行过程；

图3、本发明实施例提供的基于软件定义技术的设备统一管控方法的设备配置信息下行过程；

图4、本发明实施例提供的基于软件定义技术的设备统一管控方法的设备状态信息上行过程；

图5、本发明实施例提供的基于软件定义技术的设备统一管控方法的设备响应信息上行过程；

图6、本发明实施例提供的基于软件定义技术的设备统一管控的网管系统装置；

图7、本发明实施例提供的基于软件定义技术的设备统一管控的控制器装置；

图8、本发明实施例提供的基于软件定义技术的设备统一管控的代理装置；

图9、本发明实施例提供的基于软件定义技术的设备统一管控的系统。

具体实施方式

实例一

本发明实施例提供一种基于软件定义技术的设备统一管控的方法。

第一部分，管控信息下行过程。网管系统将管控信息处理后发送给控制器，控制器对收到的来自网管系统的管控信息处理后发送给代理装置，代理对收到的来自控制器的管控信息处理后发送给底层被控设备。

对于网管系统在超级管理员权限下的管控方法，包括底层被控设备信息的获取，物理拓扑的生成，逻辑拓扑的生成，底层被控设备的功能域和地域的划分，底层被控设备分组的划分等，具体步骤如下：

S101，网管系统在超级管理员权限下启动；

登陆网管系统分为两种权限的管理员，超级管理员和普通管理员，超级管理员具有超级权限，可以对网管系统进行任何配置和管理；普通管理员的权限在超级管理员之下，普通管理员只能对本分组的设备以及备用组中有的设备做操作，以及载入全局任务，进行任务的配置。

S102，网管系统向控制器发送请求信息，获取底层被控设备状态信息；

网管系统通过与控制器规定的通信协议获取控制器装置上维护的设备状态信息，包括设备类型、设备名、在线状态，网管系统根据获取的信息将底层被控设备信息储存在网管系统服务器的后台设备数据库，并且将底层被控设备显示在超级管理员界面。

S103，网管系统初始化物理拓扑，形成底层被控设备的物理连接拓扑；

在网管系统获取在线底层被控设备信息的基础上，网管系统在超级管理员的配置下，进行物理拓扑的初始化，形成设备与设备之间的连接状态并且确定到设备的端口之间的连接状态，通过物理拓扑的初始化，可以通过物理拓扑获取底层被控设备的真实、完整的连接状态。最后将底层被控设备的物理拓扑信息存储在网管系统装置的后台拓扑数据库中。

S104逻辑拓扑的生成；

相比于物理拓扑，逻辑拓扑反映的是底层被控设备的逻辑连接，在底层被控设备中通过引入拓扑连接器件，可以对拓扑进行物理层的改变，拓扑连接器件在逻辑拓扑中屏蔽。最后，将逻辑拓扑信息存储在网管系统装置的后台拓扑数据库中。

S105网管系统进行默认功能域和地域的划分；

网管系统中预先针对底层被控设备类型划分默认的功能分类，不同的功能分类属于不同的功能域，网管系统获取底层被控设备信息会按照默认功能域划分。同时，网管系统会根据控制器对每个控制器上传的底层被控设备分别划分属于一个地域。最后，网管系统将底层被控设备的功能域和地域存储在网管系统的后台设备数据库中。

S106功能域和地域划分的修改；

网管系统根据超级管理员对底层被控设备的功能域和地域划分的修改，对底层被控设备所属的功能域和地域的划分进行修改，这样划分的地域和功能域会更加符合实际的需求。

S107底层被控设备分组的划分；

在大型网络中，设备数量庞大，往往只靠一个或几个管理员很难快速管控，分组分为普通分组和备用组，超级管理员可以对底层被控设备按照需求进行分组的划分，每个分组会分配一定数量的底层被控设备，网管系统将分组后的底层被控设备信息存储在网管系统的后台设备数据库中，管理员可以对各自分组的底层被控设备进行管控，同时，设置备用组，将暂时不需要配置的底层被控设备放在备用组，备用组的底层被控设备可以被其他分组的管理员使用，其他分组的用户先将备用组的底层被控设备划入本分组，再进行管。

以上步骤是网管系统在超级管理员权限下的管控方法，包括设备信息的获取，物理拓扑的生成，逻辑拓扑的生成，底层被控设备的功能域和地域的划分，底层被控设备分组的划分等。

对于网络任务的生成、分解以及下达的管控方法，具体过程如下：

S201网管系统在普通管理员权限下启动；

普通管理员权限相对于超级管理员权限对于网管系统的操作会有管控权限的差别，普通管理员可以实现本分组全局任务的下发，本分组以及备用组设备的管控配置等。

S202获取本分组的底层被控设备并显示；

网管系统会主动调取网管系统的后台设备数据库中本分组的底层被控设备，包括设备类型、设备名、设备在线状态、设备所属功能域以及设备所属地域的信息，然后对本分组的设备显示在页面中。

S203全局任务的载入；

系统为管理员提供任务载入的接口，在收到用户载入的任务后，对任务进行汇总，确定任务的目标与功能，最终生成全局任务。

S204网管系统分解全局任务成子任务；

网管系统根据全局任务的目标和完成的功能确定任务所需的设备类型、设备数量以及通过这些底层被控设备形成的拓扑结构信息，将全局任务根据涉及的底层被控设备所属的控制器分解成子任务。

S205网管系统将子任务发送给控制器；

网管系统对分解的子任务进行封装，子任务以特定的信息格式存在，网管系统根据子任务的特定信息格式将子任务的信息进行封装，最后，通过网管系统的通信单元发送给控制器。

S206控制器检测子任务是否属于本控制器

控制器对来自网管系统的子任务进行检测，包括目的地址是否是本控制器，以及子任务中的底层被控设备是否在本控制器中。

S207丢弃子任务

控制器完成对子任务的检测后，将不属于本控制器的子任务丢弃。

S208控制器将子任务分解成原子任务

控制器在确定子任务属于自己的前提下，对子任务进行解析、处理，调用控制器上的设备数据库，将子任务按照底层被控设备分解成原子任务，原子任务是与单个底层被控设备对应的，原子任务中包括对单个底层被控设备的控制信息，最后形成原子任务、底层被控设备、底层被控设备对应的代理装置三者对应的信息形式。

S209控制器将原子任务发给代理装置

控制器将生成的原子任务封装处理后调用控制器的通信单元将原子任务发给原子任务对应的底层被控设备的代理装置。

S210代理装置处理原子任务

代理对收到的原子任务进行处理，解析任务中的管控信息。

S211代理装置生成控制信息并下发给底层被控设备

代理装置根据子任务中的管控信息生成针对底层被控设备的控制信息，通过通信单元下发给底层被控设备。

以上步骤是基于软件定义技术的设备统一管控方法的任务配置下行过程方法部分，包括底层被控设备信息的获取，全局任务的生成，全局任务的分解，控制信息的生成与下发，控制器对子任务的分解，代理生成适配不同底层被控设备的控制信息等。

对于设备配置信息的下行过程的方法，具体过程如下：

S301网管系统处理针对设备的控制信息；

网管系统为管理员提供输入控制信息的接口，在系统中，通过统一的管控指令完成对不同厂商相同功能的底层被控设备的控制，网管系统对控制信息进行封装处理。

S302将控制信息发送给控制器；

网管系统将封装好的控制信息通过网管系统的通信单元发送给控制器。

S303控制器处理控制信息；

控制器对网管系统发过来的控制信息进行处理，首先解析出控制信息，通过调用信息映射处理单元将控制信息处理opcode，最后将处理成opcode的控制信息进行封装。

S304控制器将处理后的信息发给代理装置；

控制器通过通信单元将处理成opcode的控制信息通过控制器的通信单元发给代理装置。

S305代理解析控制信息并发给底层被控设备；

代理装置收到opcode形式的管控信息后进行处理，代理会针对opcode结合本代理所管控的设备的厂商进行控制信息的处理，将opcode处理成所控制底层被控设备可以识别的管控指令，最后将控制信息发给底层被控设备，完成控制，其中代理对底层被控设备的控制分为两种，一种是基于Telnet形式的远程控制方式，一种是console形式的近程控制方式。

以上步骤是基于软件定义技术的设备统一管控方法的设备配置信息的下行过程的方法，包括配置信息在网管系统上的生成、处理以及下达，在控制器上的处理、下达，在代理装置上的处理和下达等。

以上第1部分的内容对基于软件定义技术的设备统一管控的方法的管控信息下行过程的内容进行全面的阐述，包括超级管理员权限的管控信息下行过程方法的阐述、任务配置信息的下行过程方法的阐述，配置信息下行过程方法的阐述。

第2部分反馈信息上行过程。底层被控设备反馈信息上报给对应的代理装置，代理收集处理来自底层被控设备的反馈信息上报给控制器，控制器对收到的来自代理的控制信息汇总处理后上报给网管系统装置，网管系统对收到的反馈信息汇总处理后一部分存储在后台，一部分显示在界面。

具体步骤如下：

关于设备状态信息上行过程

S401代理检测底层被控设备状态信息并维持设备状态信息库；

代理装置会周期性检测底层被控设备的运行状态，并将底层被控设备的状态信息收集汇总在代理的后台设备状态数据库中，存储设备的设备类型、设备名以及设备在线状态信息。

S402将底层被控设备状态信息传给控制器；

代理装置会周期性的将底层被控设备状态信息以特定的信息格式发给控制器，这样有两方面的功能，一方面代理可以通过底层被控设备状态信息的传递维持与控制器之间的保活关系，另一方可以通过底层被控设备状态信息的传递将底层被控设备状态信息实时的传递给控制器。

S403控制器解析处理底层被控设备状态信息；

控制器对来代理的底层被控设备状态信息进行解析，获取设备类型、设备名、设备在线状态信息，并将信息存储在控制器的设备状态数据控中。控制器的设备状态数据库中存储的是本控制器所控制的所有的底层被控设备的信息。

S404控制器将底层被控设备状态信息发给网管系统；

控制器在两种情况下会将底层被控设备的状态信息传给网管系统，一种情况是在底层被控设备状态信息发生变化的时候，控制器会主动将底层被控设备状态信息上报给网管系统，另一种情况是控制器在收到网管系统对底层被控设备状态信息的请求信息后，控制器会将存储的底层被控设备状态数据库中的底层被控设备信息上传给网管系统，控制器在上报底层被控设备状态信息之前，会将底层被控设备状态信息汇总封装在特定的信息格式中，然后上报给网管系统。

S405网管系统处理底层被控设备状态信息；

网管系统对来自控制器的设备状态信息进行处理，解析出设备的类型、设备名、设备在线状态，将设备的信息存储在网管系统的后台设备数据库中。网管系统装置中存储的是所有被本网管系统装置控制的控制器上的所有的设备的信息，将这些信息存储在网管系统装置的后台设备数据库中。并且，将设备显示在网管的页面上。

以上步骤是设备状态信息的上行过程方法的阐述，包括设备状态信息的产生与设备状态数据库的维护、设备状态信息的传递、网管根据设备状态信息进行的处理和设备的显示等。

关于底层被控设备的响应信息上行过程

S501代理获取底层被控设备响应信息；

底层被控设备在收到代理的管控信息后会上传响应信息给代理装置，代理装置对收到底层被控设备的响应信息进行解析、汇总并且格式化成特定的信息格式。

S502代理响应信息传给控制器；

代理将收到的来自底层被控设备的响应信息汇总处理后，通过通信单元发给控制器。

S503控制器解析处理响应信息；

控制器对收到的来自代理的响应信息汇总、处理、格式化的操作。

S504控制器将响应信息发给网管系统；

控制器将处理后的响应信息通过通信单元发给网管系统。

S505网管系统处理响应信息；

网管系统收到来自控制器的响应信息，经过处理、格式化后进行规范化输出，显示在页面上共管理员查看。

以上步骤是基于软件定义技术的设备统一管控方法的底层被控设备响应信息的上行过程的阐述，包括响应信息的产生、响应信息的传输、响应信息的处理和格式化等操作，以及响应信息的显示等。

以上是基于软件定义技术的设备统一管控的方法的阐述。

实例二

本发明提供一种基于软件定义技术的设备统一管控的网管系统装置601，用于实现对网络的统一管理；

管理及监控功能单元602，管理和监控系统的各个单元的运行情况，如分组单元603，域管理单元604，拓扑管理单元605等；

分组管理单元603，负责对底层被控设备分组的划分，并且为每个分组设备操作权限，维护备用组设备的增减；其中，分组分为普通分组和备用组，普通分组只能被超级管理员或本分组的普通管理员操作，备用组可以被任何分组操作。另外，备用分组的设备一旦被其他分组使用，被使用的底层被控设备就从备用组消失。同时，普通分组的底层被控设备也可以被添加到备用组。

域管理单元604，完成对底层被控设备包括功能域和地域的划分，其中功能域的划分方面，因为不同底层被控设备具备的功能不同，网络管理人员可以自定义或者按照默认功能进行不同功能域的划分。另外，地域的划分方面，由于很多地域不具备所有品种的设备，将底层被控设备根据地域协同统一管理形成大型网络；除了网管系统装置对底层被控设备的功能域和地域进行的默认划分，网管系统可以根据超级管理员的需求对底层被控设备的功能域和地域进行自定义的划分。

拓扑管理单元605，包括物理拓扑的初始化和逻辑拓扑的生成，其中，物理拓扑用于完整映射底层被控设备的真实连接情况，包括设备类型、设备名、设备端口以及连线种类，并且对物理拓扑进行显示；另外，逻辑拓扑是对底层拓扑的逻辑显示，对于在底层引入的拓扑连接器件，例如光交叉连接设备、功率分路器等，拓扑连接设备在逻辑拓扑是不显示的；最后将物理拓扑信息和逻辑拓扑信息存储在网管系统装置的后台拓扑数据库中；

通信单元606，实现网管系统601与控制器701之间的通信功能，完成信息的接收和发送功能，包括发送网管系统生成的控制信息，接收控制器上传的反馈信息等；

任务处理单元607，全局任务的载入与全局任务的分解功能。网管系统装置为超级管理员或普通管理员提供全局任务载入接口，网管系统装置将超级管理员或普通管理员载入的全局任务解析、处理、汇总。然后，网管系统将全局任务根据控制器分解成子任务，每个子任务对应一个控制器，完成全局任务分解成子任务的功能。最后将子任务以特定的形式存储。

实例三

本发明提供一种基于软件定义技术的设备统一管控的控制器装置701，用于实现对控制信息的处理以及任务的划分功能；

信息处理单元702，控制器是整个系统的信息枢纽中心，所有的网管系统装置601和代理装置801之间上通下达的信息都需要经过控制器装置701，因此需要对所有的信息选择相应的处理方式，并且对通过通信单元705接收到的信息解封装以及处理后的信息封装；

信令映射处理单元703，控制器装置701和代理装置801之间传送的控制信息是opcode 的形式，这个单元703完成将每条控制信息解析，对应映射表中的opcode，最后形成控制信息对应的opcode；

任务处理单元704，解析和处理来自网管系统601的子任务，首先对网管系统装置601 下发的子任务进行检测，检测子任务是否属于本控制器，并且对属于本控制器的子任务进行解析，然后根据子任务涉及的底层被控设备分解成原子任务，确定每个原子任务对应的底层被控设备的代理装置801，然后对每个代理装置801下发相应的控制信息；

通信单元705，用于接收和发送与代理装置801和网络管理装置601的信息，并且对这些信息进行封装和解封装的处理；

实例四

本发明提供一种基于软件定义技术的设备统一管控的代理装置801，实现屏蔽不同厂商设备的差异化以及对设备的直接控制功能。

信息解析单元802，完成信息的解析和处理功能，解析通过通信单元805接收的来自控制器的控制信息，并对信息进行解封装和处理，另外对于从底层被控设备反馈的信息进行汇总和封装。

设备状态处理单元803，实时监测底层被控设备的状态，收集底层被控设备的状态信息并且对状态信息汇总，维持设备状态数据库。设备状态数据库存储设备类型、设备名以及设备在线状态。

信令映射处理单元804，每个代理装置负责管控特定厂商的设备，由于不同厂商设备的控制指令存在差异，各自厂商的设备都必须使用相应厂商的控制指令，代理801对控制器701 下发的opcode根据所控制的底层被控设备映射成特定厂商的控制指令。

通信单元805，完成与控制器装置701和底层被控设备的通信功能，其中与控制器701 之间的通信方式遵循自定义的通信协议，与底层被控设备的通信有两种方式一种是Telnet远程的方式，一种是串口近距离控制的方式。

实例五

为了更好的阐述和应用发明中的方法和装置，本发明提供一套基于软件定义技术的设备统一管控的系统901，

所述系统包括：

网管系统装置601，网络提供超级管理员或普通管理员对网络管理的接口；同时，对于超级管理员或普通管理员下发的管控信息进行处理并且根据特定的通信协议将控制信息封装成特定的信息格式发送给控制器；另外，网管系统将全局任务分解成子任务下发给相应的控制器701；另外，在网管系统上实现超级管理员对分组的划分，可以实现不同管理员同时操作不同分组，并行控制网络；同时，针对底层被控设备功能和地域的不同进行功能域和地域的划分，实现对网络的模块化管理的效果；最后，通过物理视图和逻辑视图的双重管理，可以更加深入且快捷的配置网络，并且利于故障的排除等；

控制器Controller装置701，控制器701位于网管系统装置601和代理装置801之间，完成网管系统装置601与代理装置801之间的信息的上通下达以及对来自网管系统装置和代理装置的信息进行处理；另外，对网管系统601分解的子任务进一步分解成原子任务，并且根据每个原子任务对应的代理装置，将原子任务下发给相应的代理装置，完成任务的下发；另外，针对网管系统装置下发的控制信息处理得到opcode，并且生成针对相应底层被控设备对应的代理装置801的控制信息；

代理Agent装置801，解析来自控制器701的控制信息，将opcode解析处理生成相应厂商对应的控制信息控制底层被控设备902；另外，实时监测底层被控设备902的运行状态，并且对底层被控设备902状态汇总，将汇总的设备状态存储在代理装置的设备状态数据库中；同时，收集底层被控设备902的反馈信息，并且对反馈信息处理、汇总，最后通过特定的通信协议发给控制器701；

底层被控设备902，底层被控设备作为本系统的执行设备或者效应设备，为了表现本系统的功能；每个底层被控设备都有对应的代理装置801管理，由于引入代理装置801，理论上底层被控设备902可以是任何可以被控制的设备，例如交换机、路由器、监控设备、测量设备、SDN设备、光网络设备等。通过代理对相同功能不同厂商的设备的管控，实现通过一套管控指令可以控制多种甚至全部功能相同的不同厂商的设备。

以上对本发明实施例所提供的基于软件定义技术的设备统一管控的方法、设备和系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明实施例的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (14)

1.一种基于软件定义技术的设备统一管控的方法，其特征在于，包括以下过程：

在网络管控体系中建立基于软件定义技术的设备统一管控的方法，包括两部分：

第1部分，管控信息下行过程：网管系统通过管理员输入或者根据任务主动生成的对底层被控设备的管控信息，初始化物理拓扑，生成逻辑拓扑，然后网管系统将管控信息下发给控制器，控制器对来自网管系统的管控信息处理后下发给代理装置，代理装置将来自控制器的控制信息转换为可被底层被控设备理解的指令后下发给底层被控设备，底层被控设备对来自代理装置的管控信息响应，完成信息下行过程；

第2部分，反馈信息上行过程：代理装置收集底层被控设备的反馈信息，对反馈信息处理、汇总，并在转换为可被控制器接收和识别的格式后发送给控制器，控制器对来自代理装置的反馈信息处理后发给网管系统装置，网管系统对收到的反馈信息进行处理，一部分存储在后台数据库中，一部分显示在页面上，完成反馈信息上行过程。

2.如权利要求1所述的基于软件定义技术的设备统一管控的方法，其特征在于：所述“基于软件定义技术的设备统一管控的方法”，具体过程为：

步骤1，在超级管理员权限下获取设备状态信息，初始化物理拓扑，生成逻辑拓扑，划分设备所属的功能域和地域，划分设备分组；

步骤2，任务配置信息的下行，全局任务经过网管系统的分解形成子任务发送到控制器，子任务经过控制器的分解形成原子任务发给代理装置，最终形成控制信息发给底层被控设备；

步骤3，设备配置信息下行，网管系统生成的设备配置信息经过控制器和代理装置下发到底层被控设备；

步骤4，设备状态信息上行，设备状态信息经过代理装置和控制器上报到网管系统；

步骤5，设备响应信息上行，设备响应信息经过代理装置和控制器上报到网管系统。

3.如权利要求2所述的基于软件定义技术的设备统一管控的方法，其特征在于：

所述“在超级管理员权限下获取设备状态信息，初始化物理拓扑，生成逻辑拓扑，划分设备所属的功能域和地域，划分设备分组”，具体过程为：

步骤1-1，网管系统在超级管理员权限下启动；

步骤1-2，网管系统向控制器发送请求信息，获取设备状态信息，包括设备类型、设备名、设备在线状态信息，存储在网管系统后台设备数据库中并显示的页面；

步骤1-3，网管系统初始化物理拓扑，形成与底层设备连接状态对应的物理连接拓扑；步骤1-4，屏蔽底层设备的拓扑连接器件信息，生成逻辑拓扑；

步骤1-5，对设备的功能域和地域进行划分；

步骤1-6，划分设备的分组，每个分组有相应的设备供每个分组管理。

4.如权利要求3所述的基于软件定义技术的设备统一管控的方法，其特征在于：

所述“对设备的功能域和地域进行划分”，包括：

步骤1-5-1，网管系统预先根据设备类型进行默认的功能分类；

步骤1-5-2，网管系统根据设备的功能分类对设备的功能域进行默认划分；

步骤1-5-3，网管系统根据设备所属的控制器对设备的地域进行默认划分；

步骤1-5-4，网管系统根据管理员的需求对设备的功能域和地域划分；

步骤1-5-5，网管系统将设备的功能域和地域的信息存储在网管系统的后台设备数据库中。

5.如权利要求3所述的基于软件定义技术的设备统一管控的方法，其特征在于：

所述“划分设备的分组，每个分组有相应的设备供每个分组管理”，包括：

步骤1-6-1，网管系统载入超级管理员对设备的分组包括普通分组和备用组；

步骤1-6-2，网管系统将设备的分组信息存入网管系统的后台设备数据库。

6.如权利要求2所述的基于软件定义技术的设备统一管控的方法，其特征在于：

所述“任务配置信息的下行，全局任务经过网管系统的分解形成子任务发送到控制器，子任务经过控制器的分解形成原子任务发给代理装置，最终形成控制信息发给底层被控设备”，具体过程为：

步骤2-1，网管系统在普通管理员权限下启动；

步骤2-2，网管系统主动从网管系统的后台数据库调取本分组的设备并显示在页面；

步骤2-3，管理员通过网管系统提供的任务载入接口载入全局任务；

步骤2-4，网管系统将全局任务涉及的底层被控设备所属的控制器分解成子任务；

步骤2-5，网管系统将子任务封装处理成管控信息，通过通信单元发送给控制器；

步骤2-6，控制器对来自网管系统的子任务进行检测，确定子任务是否属于本控制器；

步骤2-7，控制器将不是属于本控制器的子任务丢弃；

步骤2-8，控制器确定子任务属于自己的前提下，将子任务分解成针对单个底层被控设备的原子任务；

步骤2-9，控制器将原子任务封装处理成控制信息，通过通信单元发给代理装置；

步骤2-10，代理装置对收到的原子任务处理，解析原子任务的管控信息；

步骤2-11，代理装置生成对底层被控设备的管控信息，并下发给底层被控设备。

7.如权利要求2所述的基于软件定义技术的设备统一管控的方法，其特征在于：

所述“设备配置信息下行，网管系统生成的设备配置信息经过控制器和代理装置下发到底层被控设备”，具体过程为：

步骤3-1，网管系统对管理员输入的对底层被控设备的管控信息进行处理和封装；

步骤3-2，网管系统通过通信单元将封装完成的被控信息发给控制器；

步骤3-3，控制器处理来自网管系统的控制信息生成控制信息对应的opcode，并将opcode封装；

步骤3-4，控制器通过通信单元将管控信息发给代理装置；

步骤3-5，代理装置将收到的opcode形式的管控信息处理生成目标厂商的底层被控设备能够识别的管控指令，最后下发给底层被控设备。

8.如权利要求2所述的基于软件定义技术的设备统一管控的方法，其特征在于：

所述“设备状态信息上行，设备状态信息经过代理装置和控制器上报到网管系统”，具体过程为：

步骤4-1，代理装置周期性检测底层被控设备的运行状态，并在代理装置中维持设备状态数据库；

步骤4-2，代理装置周期性的将设备的状态信息发给控制器；

步骤4-3，控制器对来代理装置的设备状态信息进行解析，获取设备类型、设备名、设备在线状态信息，并将信息汇总在控制器的设备状态数据库中；

步骤4-4，控制器将设备状态信息发给网管系统；

步骤4-5，网管系统处理来自控制器的设备状态信息，获取设备类型、设备名和设备在线状态，并将设备的信息存储在网管系统的设备数据库中。

9.如权利要求8所述的基于软件定义技术的设备统一管控的方法，其特征在于：

所述“控制器将设备状态信息发给网管系统”，包括：

步骤4-4-1，控制器在收到网管系统的设备状态信息请求信息后，将设备状态信息发给网管系统；

步骤4-4-2，控制器在设备状态信息发生变化后，将设备状态信息发给网管系统。

10.如权利要求2所述的基于软件定义技术的设备统一管控的方法，其特征在于：

所述“设备响应信息上行，设备响应信息经过代理装置和控制器上报到网管系统”，具体过程为：

步骤5-1，代理装置对收到的底层被控设备对管控信息的响应信息进行处理和汇总；

步骤5-2，代理装置通过通信单元将响应信息发给控制器；

步骤5-3，控制器对收到的来自代理装置的响应信息进行汇总、处理和格式化的操作；

步骤5-4，控制器将处理后的响应信息通过通信单元发给网管系统；

步骤5-5，网管系统将收到的来自控制器的响应信息处理、格式化后规范化输出显示在页面上。

11.一种基于软件定义技术的设备统一管控的网管系统装置，其特征在于：

管理及监控功能单元，管理网管系统装置中各个功能单元之间的运行和调度情况，并且监控系统的各个单元的运行情况及时发现异常情况并处理，功能单元包括分组单元、域管理单元和拓扑管理单元；

分组管理单元，负责对底层被控设备进行分组，每个底层被控设备都属于一个分组，并且为每个分组设置操作权限，同时，维护备用组设备的增减；另外，备用分组的设备一旦被其它分组使用，被使用的设备就从备用组消失；同时，普通分组的设备也能够被添加到备用组；

域管理单元，完成对底层被控设备包括功能域和地域的划分，底层被控设备的功能域根据底层被控设备的功能分类进行划分，底层被控设备的地域根据底层被控设备所属的控制器进行划分；

拓扑管理单元，包括物理拓扑和逻辑拓扑的管理，其中，物理拓扑用于完整映射底层被控设备的真实连接情况，包括设备类型、设备名、设备端口和连线种类，并且对物理拓扑进行显示；逻辑拓扑是屏蔽拓扑连接器件后的拓扑连接情况；

通信单元，实现网管系统与控制器之间的通信功能，完成信息的接收和发送功能，包括发送网管系统生成的控制信息，接收控制器上传的反馈信息；

任务处理单元，全局任务的载入与全局任务的分解功能；网管系统装置为超级管理员或普通管理员提供全局任务载入接口，网管系统装置将超级管理员或普通管理员载入的全局任务解析、处理和汇总；然后，网管系统将全局任务根据控制器分解成子任务，每个子任务对应一个控制器，完成全局任务分解成子任务的功能；最后，网管系统存储子任务。

12.一种基于软件定义技术的设备统一管控的控制器装置，其特征在于：

信息处理单元，控制器是整个系统的信息枢纽中心，所有的网管系统装置和代理装置之间上通下达的信息都需要经过控制器装置的传送与处理；同时，控制器装置对所有的信息选择相应的处理方式，并且对通过通信单元接收到的信息解封装以及处理后的信息封装；

信令映射处理单元，控制器装置和代理装置之间传送的控制信息是opcode的形式，这个单元完成将来自网管系统装置的控制信息进行解析、处理生成对应映射表中的opcode，完成控制信息向opcode的转换；

任务处理单元，针对网管系统下发的子任务进行再分解，分解成原子任务，每个原子任务是与底层被控设备对应的，再确定每个原子任务对应的底层被控设备的代理装置，然后对每个代理装置下发相应的控制信息；

通信单元，完成控制器装置与代理装置之间、控制器装置与网管系统装置之间的通信功能，接收来自代理装置和网管系统装置的信息以及向代理装置和网管系统装置发送信息，以及对上述信息进行封装和解封装。

13.一种基于软件定义技术的设备统一管控的代理装置，其特征在于：

信息解析单元，完成信息的解析和处理功能，解析通过通信单元接收的来自控制器的控制信息，并对信息进行解封装和处理，另外对于从底层被控设备反馈的信息进行汇总和封装；

设备状态处理单元，实时监测底层被控设备的状态，收集底层被控设备的状态信息并且对状态信息汇总，维持底层被控设备状态数据库；

信令映射处理单元，每个代理装置负责管控一家或者多家厂商的设备，由于不同厂商设备的控制指令存在差异，各自厂商的设备都必须使用相应厂商的控制指令，代理装置对控制器下发的opcode根据所控制的底层被控设备映射成该厂商的控制指令；

通信单元，完成与控制器装置和底层被控设备的通信功能，其中与控制器之间的通信方式遵循自定义的通信协议，与底层被控设备的通信有两种方式一种是Telnet远程的方式，一种是串口近距离控制的方式。

14.一种基于软件定义技术的设备统一管控的系统，其特征在于：

所述系统包括：

网管系统装置，网络提供超级管理员或普通管理员对网络管理的接口；同时，对于超级管理员或普通管理员下发的管控信息进行处理以及任务进行分解下发给相应的控制器；另外，在网管系统上实现管理员对分组的划分，能够实现不同管理员同时操作不同分组，并行控制网络；同时，针对底层被控设备功能和地域的不同进行功能域和地域的划分，实现对网络的模块化管理的效果，最后，通过物理视图和逻辑视图的双重管理，能够更加深入且快捷的配置网络，并且利于故障的排除；

控制器Controller装置，控制器位于网管系统装置和代理装置之间，完成网管系统装置与代理装置之间的信息的上通下达以及对来自网管系统装置和代理装置的信息进行处理；另外，对网管系统分解的子任务进一步分解成原子任务，进行任务的下发；另外，针对网管系统下发的控制信息处理得到opcode，并且生成针对相应底层被控设备对应的代理装置的控制信息；

代理Agent装置，解析来自控制器的控制信息，将opcode解析处理生成相应厂商对应的控制信息控制底层被控设备；另外，实时监测底层被控设备的运行状态，并且对底层被控设备状态汇总；同时，收集底层被控设备的反馈信息，汇总发给控制器；

底层被控设备，每个底层被控设备都有对应的代理装置管理，由于引入代理装置，理论上底层被控设备能够为任何可被控制的设备，包括交换机、路由器、监控设备、测量设备、SDN设备、光网络设备。