CN105163353A - 基于SDN的HiNOC网络无缝切换方法 - Google Patents

基于SDN的HiNOC网络无缝切换方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于SDN的HiNOC网络无缝切换方法，包括：客户端通过无线接入点AP1接入同轴电缆宽带接入技术HiNOC网络后，由软件定义网络SDN控制器计算服务器到AP1的路径，并通过该路径将数据流导向客户端；当客户端从AP1换到AP2时，由SDN控制器计算服务器到AP2的路径，并更新数据流转发路径；当客户端离开与AP2的连接并离开HiNOC网络后，SDN控制器删除该客户端的数据流转发路径；其中，所述AP1与AP2均为OpenFlow无线交换机。通过采用本发明公开的方法，可以实现网络无缝切换，并具有较强的可扩展性。

Description

基于SDN的HiNOC网络无缝切换方法
技术领域
本发明涉及无线网络切换技术领域，尤其涉及一种基于SDN的HiNOC网络无缝切换方法。
背景技术
软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork，SDN)，是由美国斯坦福大学提出的一种新型网络创新架构，其核心技术OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离，实现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。
无缝切换也常常被称为无线漫游。它是指当网络环境存在多个无线接入点(AccessPoint，AP)，且它们的覆盖范围有一部分相互重合时，客户端在整个无线网络覆盖区内移动，能够自动发现附近信号强度最大的AP，并通过这个AP收发数据，保持不间断的网络连接。
现在一般的家用无线路由器大多是胖AP(FatAP)。胖AP对无线漫游不能提供很好的支持，会出现客户端无法切换网络或切换很慢的情况。而对于企业，一般采用瘦AP(FitAP)和AC(无线接入控制器)配合使用达到无线漫游的效果，但成本太高。
同轴电缆宽带接入技术(HighperformanceNetworkOverCoax,HiNOC)，是“三网融合”方案中光纤网络到用户家庭网络之间的传输解决方案。该技术在光纤到楼(Fiber-to-the-building，FTTB)的网络结构基础上，可以利用小区楼道和户内已经敷设、分布广泛的有线电视同轴电缆，构建高速的信息接入网。只需在楼道和户内添加相关的HiNOC调制解调设备头端(HiNOCBridge，HB)与终端(HiNOCModem,HM)，无需对入户电缆线路进行任何改造，就可实现多种高速数据业务的双向传输。该技术为最后100米的宽带接入提供了一种便捷、实用的新型解决方案。
图1所示为基于传统家庭网络的一种HiNOC组网方案，其中HiNOC设备包含一个HB和两个HM，两个HM分别接一个普通无线路由器(或交换机)作为AP(AccessPoint)。在图1所示情景中，根据客户端网卡的不同，客户端不能自动(或不能及时)从一个无线网络切换到另一个无线网络；并且，在客户端切换到不同无线网络后，HiNOC设备转发表不能及时更新，数据流不能及时切换到客户端。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于SDN的HiNOC网络无缝切换方法，可以实现网络无缝切换，并具有较强的可扩展性。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于SDN的HiNOC网络无缝切换方法，包括：
客户端通过无线接入点AP1接入同轴电缆宽带接入技术HiNOC网络后，由软件定义网络SDN控制器计算服务器到AP1的路径，并通过该路径将数据流导向客户端；
当客户端从AP1换到AP2时，由SDN控制器计算服务器到AP2的路径，并更新数据流转发路径；
当客户端离开与AP2的连接并离开HiNOC网络后，SDN控制器删除该客户端的数据流转发路径；
其中，所述AP1与AP2均为OpenFlow无线交换机。
所述客户端通过AP1接入HiNOC网络后，由SDN控制器计算服务器到AP1的路径包括：
当客户端通过AP1接入HiNOC网络后，AP1通知SDN控制器发生客户端接入事件；
SDN控制器收到消息后，根据当前链路拓扑状态计算数据流转发路径并生成相应OpenFlow流表，再将该OpenFlow流表下发至AP1以及与服务器相连的OpenFlow交换机。
所述当客户端从AP1换到AP2时，由SDN控制器计算服务器到AP2的路径，并更新数据流转发路径包括：
当客户端从AP1换到AP2时，AP2通知SDN控制器发生客户端网络切换事件；
SDN控制器收到消息后，生成源IP和MAC地址为客户端的数据包，并发送给AP2，由AP2转发给HiNOC网络中的设备，以更新HiNOC转发表；SDN控制器还根据当前链路拓扑状态计算数据流转发路径并生成相应OpenFlow流表，并以此更新AP1、AP2以及与服务器相连的OpenFlow交换机中的流表。
当客户端离开HiNOC网络后，SDN控制器删除该客户端的数据流转发路径包括：
当客户端离开与AP2的连接并离开HiNOC网络后，AP2通知SDN控制器发生客户端网络离开事件；
SDN控制器收到消息后，发送消息给AP2以及与服务器相连的OpenFlow交换机删除与该客户端相关的OpenFlow流表项。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，采用OpenFlow无线交换机作为AP，并采用SDN控制器控制网络数据流的转发和强制HiNOC转发表的更新，从而实现无线网络的无缝切换；同时，由于采用了SDN技术，还具有较强的可扩展性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明背景技术提供的传统的HiNOC网络示意图；
图2为本发明实施例提供的基于SDN的HiNOC网络示意图；
图3为本发明实施例提供的一种基于SDN的HiNOC网络无缝切换方法的流程图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种基于SDN的HiNOC网络无缝切换方法，其主要包括如下步骤：
客户端通过AP1接入HiNOC网络后，由SDN控制器计算服务器到AP1的路径，并通过该路径将数据流导向客户端；
当客户端从AP1换到AP2时，由SDN控制器计算服务器到AP2的路径，并更新数据流转发路径；
当客户端离开与AP2的连接并离开HiNOC网络后，SDN控制器删除该客户端的数据流转发路径；
其中，所述AP1与AP2均为OpenFlow无线交换机。
具体来说，所述客户端通过AP1接入HiNOC网络后，由SDN控制器计算服务器到AP1的路径包括：
当客户端通过AP1接入HiNOC网络后，AP1通知SDN控制器发生客户端接入事件；
SDN控制器收到消息后，根据当前链路拓扑状态计算数据流转发路径并生成相应OpenFlow流表，再将该OpenFlow流表下发至AP1以及与服务器相连的OpenFlow交换机。
具体来说，所述当客户端从AP1换到AP2时，由SDN控制器计算服务器到AP2的路径，并更新数据流转发路径包括：
当客户端从AP1换到AP2时，AP2通知SDN控制器发生客户端网络切换事件；
SDN控制器收到消息后，生成源IP和MAC地址为客户端的数据包，并发送给AP2，由AP2转发给HiNOC网络中的设备，以更新HiNOC转发表；SDN控制器还根据当前链路拓扑状态计算数据流转发路径并生成相应OpenFlow流表，并以此更新AP1、AP2以及与服务器相连的OpenFlow交换机中的流表。
具体来说，当客户端离开HiNOC网络后，SDN控制器删除该客户端的数据流转发路径包括：
当客户端离开与AP2的连接并离开HiNOC网络后，AP2通知SDN控制器发生客户端网络离开事件；
SDN控制器收到消息后，发送消息给AP2以及与服务器相连的OpenFlow交换机删除与该客户端相关的OpenFlow流表项。
需要说明的是，本发明实施例所述的AP1与AP2仅用于区分切换前后的两个AP。
为了便于理解，下面结合附图2-3对本发明做进一步的说明。
本发明实施例所述的基于SDN的HiNOC网络示意图如图2所示，其主要包括：服务器(Server)、OpenFlow交换机、SDN控制器、HB、HM1、HM2、AP1、AP2。其中，服务器与OpenFlow交换机连接，OpenFlow交换机分别与SDN控制器及HB连接，SDN控制器分别与AP1及AP2连接，HM1与AP1连接，HM2与AP2连接。如图2中，虚线则表示通信连接(无线连接)，实现则表示有线连接或通信连接。另外，该基于SDN的HiNOC网络中各个器件的数量可以根据实际情况来确定，图2中仅为举例并非构成限制。
基于图2所述的网络实现无线网络无缝切换的流程图如图3所示。
假设客户端应用程序首先连接到AP1，则AP1通知SDN控制器客户端接入。SDN控制器计算服务器到AP1的路径，向AP1和OpenFlow交换机下发流表项，以完成服务器到客户端的数据流传输。
当客户端应用程序从AP1切换到AP2时，AP1和AP2通知SDN控制器发生了客户端网络切换。SDN控制器生成源IP和MAC地址为客户端的数据包，通过OpenFlow消息发送给AP2，AP2收到后发送给HiNOC设备更新转发表。同时，SDN控制器重新计算数据转发路径，更新AP1、AP2和OpenFlow交换机中的流表，使数据流通过AP2传输到客户端。
客户端断开与AP2的连接后，AP2通知SDN控制器客户端离开网络。SDN控制器发送OpenFlow消息给AP2和OpenFlow交换机，删除它们的流表项。
本发明实施例的上述方案中，采用OpenFlow无线交换机作为AP，并采用SDN控制器控制网络数据流的转发和强制HiNOC转发表的更新，从而实现无线网络的无缝切换；同时，由于采用了SDN技术，还具有较强的可扩展性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于SDN的HiNOC网络无缝切换方法，其特征在于，包括：
客户端通过无线接入点AP1接入同轴电缆宽带接入技术HiNOC网络后，由软件定义网络SDN控制器计算服务器到AP1的路径，并通过该路径将数据流导向客户端；
当客户端从AP1换到AP2时，由SDN控制器计算服务器到AP2的路径，并更新数据流转发路径；
当客户端离开与AP2的连接并离开HiNOC网络后，SDN控制器删除该客户端的数据流转发路径；
其中，所述AP1与AP2均为OpenFlow无线交换机。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述客户端通过AP1接入HiNOC网络后，由SDN控制器计算服务器到AP1的路径包括：
当客户端通过AP1接入HiNOC网络后，AP1通知SDN控制器发生客户端接入事件；
SDN控制器收到消息后，根据当前链路拓扑状态计算数据流转发路径并生成相应OpenFlow流表，再将该OpenFlow流表下发至AP1以及与服务器相连的OpenFlow交换机。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当客户端从AP1换到AP2时，由SDN控制器计算服务器到AP2的路径，并更新数据流转发路径包括：
当客户端从AP1换到AP2时，AP2通知SDN控制器发生客户端网络切换事件；
SDN控制器收到消息后，生成源IP和MAC地址为客户端的数据包，并发送给AP2，由AP2转发给HiNOC网络中的设备，以更新HiNOC转发表；SDN控制器还根据当前链路拓扑状态计算数据流转发路径并生成相应OpenFlow流表，并以此更新AP1、AP2以及与服务器相连的OpenFlow交换机中的流表。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当客户端离开HiNOC网络后，SDN控制器删除该客户端的数据流转发路径包括：
当客户端离开与AP2的连接并离开HiNOC网络后，AP2通知SDN控制器发生客户端网络离开事件；
SDN控制器收到消息后，发送消息给AP2以及与服务器相连的OpenFlow交换机删除与该客户端相关的OpenFlow流表项。
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