CN105207902A - 一种基于sdn的主备虚拟网关的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于SDN的主备虚拟网关的系统及方法，包括外网设备和与外网设备相连接的主备虚拟网关，主备虚拟网关包括一个主用交换机和多个备用交换机，一个主用交换机和多个备用交换机均与SDN控制器相连接，主用交换机与多个主机连接。SDN控制器开启虚拟主备网关功能；SDN控制器将交换机加入虚拟网关，并设置交换机在虚拟网关的优先级；选择主用交换机；主用交换机转发报文；判断主用交换机是否工作正常，若正常继续转发报文，若不正常重新选择主用交换机。本发明在提高可靠性的同时，简化了主机的配置。借助虚拟网关能在某台交换机出现故障时仍然提供高可靠的缺省链路，有效避免单一链路发生故障后网络中断的问题。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种基于SDN的主备虚拟网关的系统及方法。
背景技术
软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork,SDN)，是一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式，其核心技术OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，使网络作为管道变得更加智能。
SDN将控制与转发分离，通过控制器对整网实现集中控制，实现转发硬件通用化，控制智能集中化，极大的提高了网络的创新和灵活。但在现有SDN技术中，还没有考虑SDN转发网关的可靠性问题。一旦SDN网关出现故障并且没有备份网关替换的话，网关内网络将无法和网关外通信，就算有备份网关，只能手工切换，响应速度慢，这将导致无法实现平滑和无缝的切换，数据丢失，影响基本业务，从而导致用户体验感差。
因此，能够快速的进行主备网关切换对SDN运营商和用户都是非常重要和必要的。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于SDN的主备虚拟网关的系统及方法，本发明基于SDN的虚拟主备网关在提高可靠性的同时，简化了主机的配置。借助虚拟网关能在某台交换机出现故障时仍然提供高可靠的缺省链路，有效避免单一链路发生故障后网络中断的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于SDN的主备虚拟网关的系统，其特征在于：包括外网设备和与外网设备相连接的主备虚拟网关，所述主备虚拟网关包括一个主用交换机和多个备用交换机，所述一个主用交换机和多个备用交换机均与SDN控制器相连接，所述主用交换机与多个主机连接。
进一步地，所述一个主用交换机和多个备用交换机的缺省路由下一跳地址设置为主备虚拟网关一样的IP地址。
一种基于SDN的主备虚拟网关的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、SDN控制器开启虚拟主备网关功能；
S2、SDN控制器将交换机加入虚拟网关，并设置交换机在虚拟网关的优先级；
S3、选择主用交换机；
S4、主用交换机转发报文；
S5、判断主用交换机是否工作正常，若正常继续转发报文，若不正常重新选择主用交换机。
进一步地，所述步骤S3具体为SDN控制器根据SDN交换机优先级确定其在虚拟网关中的角色，优先级最高的交换机成为主用交换机，优先级低的成为备份交换机。
进一步地，所述步骤S5中判断交换机工作是否正常的方法为：当SDN控制器能定期收到交换机的消息，则表明主用交换机工作正常；当SDN控制器在3个周期定时器超时后仍未收到主用交换机发送来的消息，则认为主用交换机已经无法正常工作。
进一步地，所述步骤S5中重新选择主用交换机是根据交换机优先级选择，优先级最高的交换机成为主用交换机。
本发明的有益效果是：
本发明基于SDN的虚拟主备网关在提高可靠性的同时，简化了主机的配置。借助虚拟网关能在某台交换机出现故障时仍然提供高可靠的缺省链路，有效避免单一链路发生故障后网络中断的问题。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的工作流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于SDN的主备虚拟网关的系统，其特征在于：包括外网设备1和与外网设备1相连接的主备虚拟网关2，所述主备虚拟网关2包括一个主用交换机21和多个备用交换机22，所述一个主用交换机21和多个备用交换机22均与SDN控制器3相连接，所述主用交换机21与多个主机4连接。
本实施例中，所述一个主用交换机21和多个备用交换机22的缺省路由下一跳地址设置为主备虚拟网关2一样的IP地址。
如图2所示，一种基于SDN的主备虚拟网关的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、SDN控制器开启虚拟主备网关功能；
S2、SDN控制器将交换机加入虚拟网关，并设置交换机在虚拟网关的优先级；
S3、选择主用交换机；
S4、主用交换机转发报文；
S5、判断主用交换机是否工作正常，若正常继续转发报文，若不正常重新选择主用交换机。
本实施例中，所述步骤S3具体为SDN控制器根据SDN交换机优先级确定其在虚拟网关中的角色，优先级最高的交换机成为主用交换机，优先级低的成为备份交换机。
本实施例中，所述步骤S5中判断交换机工作是否正常的方法为：当SDN控制器能定期收到交换机的消息，则表明主用交换机工作正常；当SDN控制器在3个周期定时器超时后仍未收到主用交换机发送来的消息，则认为主用交换机已经无法正常工作。
本实施例中，所述步骤S5中重新选择主用交换机是根据交换机优先级选择，优先级最高的交换机成为主用交换机。
本发明将局域网的一组SDN交换机(包括一个主用交换机和若干个备份交换机)组织成一个虚拟主备网关，网络拓扑如图1所示。这个虚拟网关拥有自己的IP地址A，组内的交换机也有自己的IP地址(如主用的IP地址为B，备份的IP地址为C)。局域网内的主机仅仅知道这个虚拟网关的IP地址A，而并不知道具体的主用交换机的IP地址B。它们将自己的缺省路由下一跳地址设置为该虚拟网关的IP地址A。于是，网络内的主机就通过这个虚拟网关来与其它网络进行通信。如果组内的主用交换机坏掉，SDN控制器会通过选举策略选出一个新的主用交换机，继续向网络内的主机提供报文转发服务。从而实现网络内的主机不间断的与外部网络进行通信。
SDN控制器和SDN交换机间已有定期的消息交互来测量是否保持连接。当SDN控制器在连续三个通告周期内收不到SDN交换机的消息后启动新的一轮主用交换机选举。在主用交换机的选择中，按优先级进行选举，高优先级的交换机获胜并成为主用交换机。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种基于SDN的主备虚拟网关的系统，其特征在于：包括外网设备(1)和与外网设备(1)相连接的主备虚拟网关(2)，所述主备虚拟网关(2)包括一个主用交换机(21)和多个备用交换机(22)，所述一个主用交换机(21)和多个备用交换机(22)均与SDN控制器(3)相连接，所述主用交换机(21)与多个主机(4)连接。
2.如权利要求1所述的一种基于SDN的主备虚拟网关的系统，其特征在于：所述一个主用交换机(21)和多个备用交换机(22)的缺省路由下一跳地址设置为主备虚拟网关(2)一样的IP地址。
3.一种基于SDN的主备虚拟网关的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、SDN控制器开启虚拟主备网关功能；
S2、SDN控制器将交换机加入虚拟网关，并设置交换机在虚拟网关的优先级；
S3、选择主用交换机；
S4、主用交换机转发报文；
S5、判断主用交换机是否工作正常，若正常继续转发报文，若不正常重新选择主用交换机。
4.如权利要求3所述的一种基于SDN的主备虚拟网关的方法，其特征在于，所述步骤S3具体为SDN控制器根据SDN交换机优先级确定其在虚拟网关中的角色，优先级最高的交换机成为主用交换机，优先级低的成为备份交换机。
5.如权利要求3所述的一种基于SDN的主备虚拟网关的方法，其特征在于，所述步骤S5中判断交换机工作是否正常的方法为：当SDN控制器能定期收到交换机的消息，则表明主用交换机工作正常；当SDN控制器在3个周期定时器超时后仍未收到主用交换机发送来的消息，则认为主用交换机已经无法正常工作。
6.如权利要求3所述的一种基于SDN的主备虚拟网关的方法，其特征在于，所述步骤S5中重新选择主用交换机是根据交换机优先级选择，优先级最高的交换机成为主用交换机。
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