CN105245593A - 一种软件定义网络sdn的控制系统、方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种软件定义网络SDN的控制系统、方法及装置，该控制系统将网络划分成多个子域，包括超级控制器和域控制器，超级控制器负责域间控制，域控制器负责域内控制，超级控制器和域控制器按照东西向协议(OpenExchange协议)进行通信，当通信的第一终端设备和第二终端设备不在同一域时，域控制器将该通信请求发送给超级控制器；超级控制器通过计算获得两终端设备的最佳跨域路径，并将该最佳跨域路径的安装信息发送给该最佳跨域路径中的所有途径的域控制器。应用本发明实施例中的分级分域SDN控制系统，能够拓展SDN控制网络规模，突破控制器性能瓶颈，同时与SDN分布式集群技术相比，拥有更多的权限区分，减少控制层信息通信量和信息同步时延。

Description

一种软件定义网络SDN的控制系统、方法及装置

技术领域

本发明涉及互联网技术领域，特别涉及一种软件定义网络SDN的控制系统、方法及装置。

背景技术

近年来，基于TCP/IP的互联网逐渐暴露出许多的弊端，软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork,SDN)应运而生。其中，控制器是SDN的重要组成部分。在SDN中，每个控制器管理其各自的交换机，控制器间不能进行数据的同步。

目前，采用分布式集群技术来解决上述问题，如图1所示：在分布式集群系统中设置有多个控制器，从中随机确定一个控制器为主控制器100，其他为从控制器101，当两个终端设备110间需要进行通信时，通过交换机向与其相连的从控制器101发送通信请求，从控制器101计算出通信路径，并将路径安装信息发送给主控制器100，主控制器100将该路径安装信息发送给所有从控制器101，从控制器101根据接收到的路径安装信息，安装相应路径；由于主控制器100和从控制101器没有功能上的特殊性，当主控器100出现故障时，可以在从控制器101中再随机确定一个控制器为主控制器100。

采用这种方法实现SDN的控制，由于控制器没有功能上的特殊性，不论从控制器101是否在该通信路径中，在终端设备110间通信时都需要将通信请求的路径安装信息发送给所有的从控制器101。然而，网络中的异步事件发生频率非常高，将每一事件产生的网络数据变化信息同步到所有控制器中，会使同步数据量非常大，从而大大增加网络中数据传输的压力，并且导致同步的时延过长。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种软件定义网络SDN的控制系统、方法及装置，以减少传输的数据信息量和同步的时延。

为达到上述目的，本发明实施例公开了一种软件定义网络SDN的控制系统，所述控制系统将网络划分成多个子域，其包括超级控制器和域控制器，所述超级控制器负责域间控制，所述域控制器负责域内控制；所述超级控制器和所述域控制器按照东西向协议(OpenExchange协议)进行通信；

所述域控制器，接收本域内第一终端设备通过交换机发送的通信请求；根据所述通信请求包含的第一终端设备位置信息和第二终端设备位置信息，确定所述通信请求中的目标第二终端设备是否属于本域；当所述第二终端设备不在本域内时，将所述第一终端设备发送的所述通信请求发送给所述超级控制器；

所述超级控制器根据预存的所有终端设备和所述域控制器的对应关系及所述第一终端设备的位置信息和所述第二终端设备的位置信息，获得所述第一终端设备与所述第二终端设备的最佳跨域路径，并将所述最佳跨域路径的安装信息发送给该最佳跨域路径中的所有途径的域控制器；

所述所有途径的域控制器将所述跨域路径的安装信息翻译成南向协议的信息，并在该最佳跨域路径中的每个交换机中安装对应的域内路径，以使所述第一终端设备按照对应的路径与所述第二终端设备进行跨域通信。

为达到上述目的，本发明实施例还公开了一种软件定义网络SDN的控制方法，其应用于所述的控制系统；所述控制系统中的所述超级控制器和所述域控制器按照东西向协议(OpenExchange协议)进行通信；该方法包括如下步骤：

所述域控制器接收本域内第一终端设备通过交换机发送的通信请求；

所述域控制器根据所述通信请求包含的第一终端设备位置信息和第二终端设备位置信息，确定所述通信请求中的目标第二终端设备是否属于本域；

当所述第二终端设备不在本域内时，所述域控制器将所述第一终端设备发送的所述通信请求发送给所述超级控制器；

所述超级控制器根据预存的所有终端设备和所述域控制器的对应关系及所述第一终端设备的位置信息和所述第二终端设备的位置信息，获得所述第一终端设备与所述第二终端设备的最佳跨域路径，并将所述最佳跨域路径的安装信息发送给该最佳跨域路径中的所有途径的域控制器；

所述所有途径的域控制器将所述最佳跨域路径的安装信息翻译成南向协议的信息，并在该最佳跨域路径中的每个交换机中安装对应的域内路径，以使所述第一终端设备按照对应的路径与所述第二终端设备进行跨域通信。

较佳的，所述方法还包括：

当所述第二终端设备在本域内时，所述域控制器根据预存的本域内的所有终端设备的位置信息及所述第一终端设备的位置信息和所述第二终端设备的位置信息，获得所述第一终端设备与所述第二终端设备的通信路径，并在该通信路径中的每个所述的交换机中安装对应的通信路径，以使所述第一终端设备按照对应的路径与所述第二终端设备进行域内通信。

较佳的，所述域控制器将所述第一终端设备发送的所述通信请求发送给所述超级控制器，包括：

根据链路质量，确定OpenExchange协议的运行模式，并获得对应的南向协议的信息；所述运行模式包括：常规模式和高级模式；在所述常规模式下，所述域控制器不计算出端口之间的链路能力；在所述高级模式下，所述域控制器计算域内出端口之间的链路能力，并发送给所述超级控制器；

根据链路质量，确定信息的上报模式，以根据所述上报模式将南向协议的信息翻译成OpenExchange协议的信息，并发送给所述超级控制器；所述上报模式包括：正常模式和压缩模式。

较佳的，所述根据链路质量，确定OpenExchange协议的运行模式，包括：

当通信信息的传输速度不大于预设的第一传输速度时，确定运行模式为所述常规模式；

当通信信息的传输速度大于预设的第一传输速度时，确定运行模式为所述高级模式；

根据链路质量，确定信息的上报模式，包括：

当通信信息的传输速度不大于预设的第二传输速度时，确定上报模式为所述压缩模式；在所述压缩模式下，所述域控制器仅将南向协议的信息的一部分翻译成OpenExchange协议的信息，并发送给所述超级控制器；

当通信信息的传输速度大于预设的第二传输速度时，确定上报模式为所述正常模式；在所述正常模式下，所述域控制器将对应的完整的南向协议的信息翻译成OpenExchange协议的信息，并发送给所述超级控制器。

较佳的，所述方法还包括：所述域控制器按照预设的第一时长，定期将数据信息同步到所述超级控制器；所述数据信息包含：链路能力、终端设备信息和拓扑信息；或，

所述域控制器根据同步命令，将数据信息同步到所述超级控制器；所述同步命令由所述超级控制器发送给所述域控制器的；

所述超级控制器根据同步的数据信息，建立所有终端设备和所述域控制器的对应关系，并存储。

为达到上述目的，本发明实施例还公开了一种软件定义网络SDN的控制装置，其应用于所述的控制系统，所述控制系统中的所述超级控制器和所述域控制器按照东西向协议(OpenExchange协议)进行通信；所述超级控制器包括：跨域路径获得单元；所述域控制器包括：接收单元、确定单元、发送单元和路径安装单元；

所述接收单元，用于所述域控制器接收本域内第一终端设备通过交换机发送的通信请求；

所述确定单元，用于所述域控制器根据所述通信请求包含的第一终端设备位置信息和第二终端设备位置信息，确定所述通信请求中的目标第二终端设备是否属于本域；

当所述第二终端设备不在本域内时，触发所述发送单元；

所述发送单元，用于所述域控制器将所述第一终端设备发送的所述通信请求发送给所述超级控制器；

所述跨域路径获得单元，用于所述超级控制器根据预存的所有终端设备和所述域控制器的对应关系及所述第一终端设备的位置信息和所述第二终端设备的位置信息，获得所述第一终端设备与所述第二终端设备的最佳跨域路径，并将所述最佳跨域路径的安装信息发送给该最佳跨域路径中的所有途径的域控制器；

所述路径安装单元，用于所述所有途径的域控制器将所述最佳跨域路径的安装信息翻译成南向协议的信息，并在该最佳跨域路径中的每个交换机中安装对应的域内路径，以使所述第一终端设备按照对应的路径与所述第二终端设备进行跨域通信。

较佳的，所述域控制器还包括：域内路径获得单元；

所述域内路径获得单元，用于当所述第二终端设备在本域内时，所述域控制器根据预存的本域内的所有终端设备的位置信息及所述第一终端设备的位置信息和所述第二终端设备的位置信息，获得所述第一终端设备与所述第二终端设备的通信路径，并在该通信路径中的每个所述的交换机中安装对应的通信路径，以使所述第一终端设备按照对应的路径与所述第二终端设备进行域内通信。

较佳的，所述发送单元包括：运行模式确定子单元和上报模式确定子单元；

所述运行模式确定子单元，用于根据链路质量，确定OpenExchange协议的运行模式，并获得对应的南向协议的信息；所述运行模式包括：常规模式和高级模式；在所述常规模式下，所述域控制器不计算出端口之间的链路能力；在所述高级模式下，所述域控制器计算域内出端口之间的链路能力，并发送给所述超级控制器；

所述上报模式确定子单元，用于根据链路质量，确定信息的上报模式，以根据所述上报模式将南向协议的信息翻译成OpenExchange协议的信息，并发送给所述超级控制器；所述上报模式包括：正常模式和压缩模式。

较佳的，所述域控制器还包括：第一同步单元和第二同步单元；所述超级控制器还包括：对应关系建立单元；

所述第一同步单元，用于所述域控制器按照预设的第一时长，定期将数据信息同步到所述超级控制器；所述数据信息包含：链路能力、终端设备信息和拓扑信息；

所述第二同步单元，用于所述域控制器根据同步命令，将数据信息同步到所述超级控制器；所述同步命令由所述超级控制器发送给所述域控制器的；

所述对应关系建立单元，用于所述超级控制器根据同步的数据信息，建立所有终端设备和所述域控制器的对应关系，并存储。

由上述的技术方案可见，本发明实施例提供一种软件定义网络SDN的控制系统、方法及装置，该控制系统将网络划分成多个子域，包括超级控制器和域控制器，所述超级控制器负责域间控制，所述域控制器负责域内控制，所述控制系统中的所述超级控制器和所述域控制器按照东西向协议(OpenExchange协议)进行通信；所述域控制器，根据第一终端设备发送的通信请求，确定通信请求中的目标第二终端设备是否属于本域，当所述第二终端设备不在本域内时，将该通信请求发送给所述超级控制器；所述超级控制器根据预存的所有终端设备和所述域控制器的对应关系及通信请求，获得两设备的最佳跨域路径，并将该最佳跨域路径的安装信息发送给该最佳跨域路径中的所有途径的域控制器；所述所有途径的域控制器在该最佳跨域路径中的每个交换机中安装对应的域内路径。

可见，本发明实施例中，在两个终端设备进行跨域通信时，超级控制器只需要将路径的安装信息发送给所有途径的域控制器，而不发送给未途径的域控制器；而且在两个终端设备进行域内通信时，只需要本域的域控制器将两个终端设备的位置信息发送给超级控制器，不需要超级控制器再发送给其他的域控制器，这样将网络分为将网络划分成多个子域，由超级控制器和域控制器按照东西向协议(OpenExchange协议)协同工作，能够拓展SDN控制网络规模，突破控制器性能瓶颈，同时与SDN分布式集群技术相比，拥有更多的权限区分，减少传输的数据信息量和同步的时延，且结构清晰，易于管理。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的附图。

图1为现有技术的分布式集群系统的控制系统结构图；

图2为本发明实施例提供的一种软件定义网络SDN的控制系统结构图；

图3为本发明实施例提供的一种软件定义网络SDN的控制方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种软件定义网络SDN的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种软件定义网络SDN的控制系统、方法及装置，该控制系统将网络划分成多个子域，包括超级控制器和域控制器，所述超级控制器负责域间控制，所述域控制器负责域内控制，所述控制系统中的所述超级控制器和所述域控制器按照东西向协议(OpenExchange协议)进行通信；所述域控制器，根据第一终端设备发送的通信请求，确定通信请求中的目标第二终端设备是否属于本域，当所述第二终端设备不在本域内时，将该通信请求发送给所述超级控制器；所述超级控制器根据预存的所有终端设备和所述域控制器的对应关系及通信请求，获得两设备的最佳跨域路径，并将该最佳跨域路径的安装信息发送给该最佳跨域路径中的所有途径的域控制器；所述所有途径的域控制器在该最佳跨域路径中的每个交换机中安装对应的域内路径。

下面通过具体实施例，对本发明进行详细说明。

参考图2，图2为本发明实施例提供的一种软件定义网络SDN的控制系统结构图，该控制系统将网络划分成多个子域，其包括超级控制器200和域控制器210，超级控制器200负责域间控制，域控制器210负责域内控制，其中，超级控制器200和域控制器210按照东西向协议(OpenExchange协议)进行通信。

实际应用中，超级控制器200和域控制器210间的通信过程包括如下步骤：

域控制器210，接收本域内第一终端设备220通过交换机发送的通信请求；根据该通信请求包含的第一终端设备220位置信息和第二终端设备220位置信息，确定通信请求中的目标第二终端设备220是否属于本域；当第二终端设备220不在本域内时，将第一终端设备220发送的通信请求发送给超级控制器200；

超级控制器200根据预存的所有终端设备220和域控制器210的对应关系及第一终端设备220的位置信息和第二终端设备220的位置信息，获得第一终端设备220与第二终端设备220的最佳跨域路径，并将最佳跨域路径的安装信息发送给该最佳跨域路径中的所有途径的域控制器210；

所有途径的域控制器210将该跨域路径的安装信息翻译成南向协议的信息，并在该最佳跨域路径中的每个交换机中安装对应的域内路径，以使第一终端设备220按照对应的路径与第二终端设备220进行跨域通信。

应用图2所示实施例，在两个终端设备进行跨域通信时，超级控制器只需要将路径的安装信息发送给所有途径的域控制器，而不发送给未途径的域控制器；而且在两个终端设备进行域内通信时，只需要本域的域控制器将两个终端设备的位置信息发送给超级控制器，不需要超级控制器再发送给其他的域控制器，这样将网络分为将网络划分成多个子域，由超级控制器和域控制器按照东西向协议(OpenExchange协议)协同工作，能够拓展SDN控制网络规模，突破控制器性能瓶颈，同时与SDN分布式集群技术相比，拥有更多的权限区分，减少传输的数据信息量和同步的时延，且结构清晰，易于管理。

参考图3，图3为本发明实施例提供的一种软件定义网络SDN的控制方法的流程示意图，其应用于上述的控制系统，该控制系统中的超级控制器和域控制器按照东西向协议(OpenExchange协议)进行通信。该方法包括如下步骤：

S301：所述域控制器接收本域内第一终端设备通过交换机发送的通信请求；

其中，该通信请求包含第一终端设备位置信息和第二终端设备位置信息。

S302：所述域控制器根据所述通信请求包含的第一终端设备位置信息和第二终端设备位置信息，确定所述通信请求中的目标第二终端设备是否属于本域；

从超级控制器的角度来看，域控制器是域控制器所控制的域的大脑，即逻辑实体域控制器就是一个虚拟的交换机。域控制器对超级控制器只暴露外向的边缘端口，隐藏内部所有细节，这一点为安全和隐私提供了帮助。每一个域控制器都有一个用于标识自身的标识信息。

假设，第一终端设备为A，第二终端设备为B，A位于域控制器的标识信息为a的域内。当A向B发送通信请求时，先将该通信请求经交换机发送给a，a根据通信请求中的两个终端设备的位置信息，确定两个终端设备是否在同一域内。

S303：当所述第二终端设备不在本域内时，所述域控制器将所述第一终端设备发送的所述通信请求发送给所述超级控制器；

其中，第一终端设备所属的域控制器将第一终端设备发送的通信请求发送给超级控制器前，需要在域控制器和超级控制器之间建立连接，并确定OpenExchange协议的运行模式和数据信息的上报模式，具体包括如下步骤：

A1、根据链路质量，确定OpenExchange协议的运行模式，并获得对应的南向协议的信息；

其中，运行模式包括：常规模式和高级模式。

具体的，当通信信息的传输速度不大于预设的第一传输速度时，确定运行模式为常规模式；当通信信息的传输速度大于预设的第一传输速度时，确定运行模式为高级模式。假设，预设的第一传输速度为100kB/s，当通信信息的传输速度小于或等于100kB/s时，采用常规模式；当通信信息的传输速度大于100kB/s时，采用高级模式。

在常规模式下，域控制器不计算出端口之间的链路能力，也不发送域内的相关路径信息。此模式提供的业务编程能力较弱，仅能满足简单网络需求，适用于对业务保障度不高，信道质量敏感的网络环境。

在高级模式下，域控制器被抽象成一个虚拟的交换机，边缘端口之间的链路就等同与交换机上物理端口之间的通路，域控制器需要计算所有边缘端口之间的链路能力，并发送给超级控制器。此模式可提供整个南向协议的编程能力，编排复杂业务逻辑，适用于对业务保障要求高，信道质量好的网络环境。

A2、根据链路质量，确定信息的上报模式，以根据上报模式将南向协议的信息翻译成OpenExchange协议的信息，发送给超级控制器。

其中，上报模式包括：正常模式和压缩模式。

具体的，当通信信息的传输速度不大于预设的第二传输速度时，确定上报模式为压缩模式；当通信信息的传输速度大于预设的第二传输速度时，确定上报模式为正常模式。假设，预设的第二传输速度为50kB/s，当通信信息的传输速度小于或等于50kB/s时，采用压缩模式；当通信信息的传输速度大于50kB/s时，采用正常模式。

在正常模式下，域控制器将对应的完整的南向协议的信息翻译成OpenExchange协议的信息，并发送给超级控制器；在压缩模式下，域控制器仅需要将南向协议的信息的一部分翻译成OpenExchange协议的信息，并发送给超级控制器。例如，在压缩模式下，域控制器从获得的南向协议的信息中提取出重要的信息{src_ip,dst-ip,qos_level}，将提取出重要的信息封装在OXP_SBP报文的数据段，即翻译成OpenExchange协议的信息，发送给超级控制器；在正常模式下，域控制器不对信息做任何处理，直接将信息封装在OXP_SBP报文的数据段，即翻译成OpenExchange协议的信息，并发送给超级控制器。超级控制器根据域控制器上报的信息作出决策后，将决策信息发送给域控制器。

假设，B位于域控制器的标识信息为b的域内。此时，A和B不在同一域内，a按照上述步骤A1和A2，确定OpenExchange协议的运行模式为正常模式，信息的上报模式为压缩模式，将A发送的通信请求中的重要信息提取后，将提取的信息翻译成OpenExchange协议的信息后发送给超级控制器。

S304：所述超级控制器根据预存的所有终端设备和所述域控制器的对应关系及所述第一终端设备的位置信息和所述第二终端设备的位置信息，获得所述第一终端设备与所述第二终端设备的最佳跨域路径，并将所述最佳跨域路径的安装信息发送给该最佳跨域路径中的所有途径的域控制器；

实际应用中，域控制器按照预设的第一时长，定期将数据信息同步到超级控制器；其中，数据信息包含：链路能力、终端设备信息和拓扑信息；或，域控制器根据同步命令，将数据信息同步到超级控制器；该同步命令由超级控制器发送给域控制器的，也可以由管理人员将同步命令直接发送给域控制器。

其中，链路能力包括带宽、时延和跳数等参数。链路能力需要周期的上报给超级控制器，从而使得超级控制器能有实时的信息。超级控制器也可以通过管理人员将同步命令直接发送给域控制器的方法来异步获取域控制器的信息。

终端设备信息包括终端设备的IP、物理地址(MAC)、掩码(mask)、状态(State)和Domain_id五个属性。其中，最重要的Domain_id为域控制器的标识信息。超级控制器将根据终端设备信息中的Domain_id，确定跨域终端设备的目的域，从而计算跨域路径。终端设备信息如表1所示。

表1

IP	MAC	Mask	Domain_id	State
					10.0.0.2	00:00:00:00:00:02	255.255.0.0	2	Avtive

拓扑信息由超级控制器根据域间的拓扑信息，以及抽象成交换机的域控制器组合成。拓扑信息的发现使用LLDP协议。拓扑信息如表2所示，其中，Src_id是链路源端域的标识信息，Src_vport是链路源端的虚端口，Dst_id是链路目的端域的标识信息，Dst_vport是链路目的端的虚端口，Capability是指链路的能力描述，如带宽、延迟和跳数。

表2

Src_id	Src_vport	Dst_id	Dst_vport	Capabilitity
					1	1	2	2	1/hop

域控制器将数据信息同步到超级控制器的过程中，可以按照上述步骤A1和A2执行。

另外，OpenExchange协议正常运行后，超级控制器可以根据同步的数据信息，建立所有终端设备和域控制器的对应关系，并将同步的数据信息按照表1和表2存储。超级控制器在接收到域控制器发送的通信信息后，按照所有终端设备和域控制器的对应关系，计算获得最佳跨域路径。

S305：所述所有途径的域控制器将所述最佳跨域路径的安装信息翻译成南向协议的信息，并在该最佳跨域路径中的每个交换机中安装对应的域内路径。

这样可以使第一终端设备按照对应的路径与第二终端设备进行跨域通信。

在超级控制器和域控制器在信息交互时，所使用的OpenExchange协议的报文主要有：

a)对称消息：用于建立超级控制器和域控制器的连接；

对称消息包括：Hello消息和Echo消息。

其中，Hello消息：连接建立之后超级控制器和域控制器互相发送Hello消息,协商协议版本。

Echo消息：Echorequest/reply由超级或域发出，必须以Echoreply回应，用于确保连接活跃性。

b)异步消息：用于域上报异步事件；

Host-Update：当终端设备信息发生变动时，域控制器向超级控制器发送报文进行数据信息同步。

Error：发生错误时使用的报文。

c)Super-to-Domain：用于超级控制器和域控制器之间的信息交互。

Features:Featuresrequest/reply报文用于请求和回复域控制器的特性。

Config:get_config_request/reply和set_config报文用于获取和配置域控制器端的相关设置。

Topo:request/reply报文用于请求和回应拓扑信息。

Host:Hostrequest/reply报文用于请求和回应主机信息。

Location_verify:locationverifyrequest/reply报文用于请求和回复终端设备位置信息的确认。

SBP:SouthBoundProtocol报文用于承载域控制器的南向协议，是OpenExchange协议最重要的报文。

根据上述报文组成OpenExchange协议：

OpenExchange消息头部：

structoxp_header{

uint8_tversion；/*OpenExchange协议版本*/

uint8_ttype；/*消息类型*/

uint16_tlength；/*消息总长度包括头部*/

uint32_txid；/*数据包的标识信息*/

}；

OpenExchange消息类型：

enumoxp_type{

OXPT_HELLO,/*协商协议版本*/

OXPT_ERROR,/*错误信息报文*/

OXPT_ECHO_REQUEST,/*KeepAlive请求*/

OXPT_ECHO_REPLY,/*KeepAlive回复*/

OXPT_EXPERIMENTER,/*实验报文*/

OXPT_FEATURES_REQUEST,/*Features请求*/

OXPT_FEATURES_REPLY,/*Features回复*/

OXPT_GET_CONFIG_REQUEST,/*配置获取请求报文*/

OXPT_GET_CONFIG_REPLY,/*配置获取回复报文*/

OXPT_SET_CONFIG,/*配置设置报文*/

OXPT_TOPO_REQUEST,/*拓扑信息请求报文*/

OXPT_TOPO_REPLY,/*拓扑信息回复报文*/

OXPT_HOST_REQUEST,/*主机信息请求报文*/

OXPT_HOST_REPLY,/*主机信息回复报文*/

OXPT_HOST_UPDATE,/*主机信息异步更新报文*/

OXPT_LOCATION_VERIFY,/*主机位置信息确认报文*/

OXPT_LOCATION_REPLY,/*位置信息确认回复报文*/

OXPT_SBP,/*南向协议承载报文*/

OXPT_VENDOR/*商家信息报文*/

}；

Topo_Reply消息头部：

structoxp_topo_reply{

structoxp_headerheader；

structoxp_internal_link[]；/*内部链路数组*/

}；

Oxp_internal_link消息结构：

structoxp_internal_link{

unit8_tsrc_vport；

unit8_tdst_vport；

unit48_tcapability；

}；

其中，Capability可能值为：带宽、时延和跳数；实际代表意义，由config报文中的配置信息决定。在数据信息同步时，可根据上述OpenExchange协议的结构获得表1和表2的内容信息。

当第二终端设备在本域内时，域控制器根据本域内的所有终端设备的位置信息及第一终端设备的位置信息和第二终端设备的位置信息，获得出第一终端设备与第二终端设备的通信路径，并在该通信路径中的每个交换机中安装对应的通信路径，以使第一终端设备按照对应的路径与第二终端设备进行域内通信。

应用图3所示实施例，在两个终端设备进行跨域通信时，超级控制器只需要将路径的安装信息发送给所有途径的域控制器，而不发送给未途径的域控制器；而且在两个终端设备进行域内通信时，只需要本域的域控制器将两个终端设备的位置信息发送给超级控制器，不需要超级控制器再发送给其他的域控制器，这样将网络分为将网络划分成多个子域，由超级控制器和域控制器按照东西向协议(OpenExchange协议)协同工作，能够拓展SDN控制网络规模，突破控制器性能瓶颈，同时与SDN分布式集群技术相比，拥有更多的权限区分，减少传输的数据信息量和同步的时延，且结构清晰，易于管理。

参考图4，图4为本发明实施例提供的一种软件定义网络SDN的控制装置的结构示意图，其应用于上述的控制系统，该控制系统中超级控制器200和域控制器210按照东西向协议(OpenExchange协议)进行通信。

实际应用中，超级控制器200包括：跨域路径获得单元201；域控制器包括：接收单元211、确定单元212、发送单元213和路径安装单元214。

其中，接收单元211，用于域控制器接收本域内第一终端设备220通过交换机发送的通信请求。

这里，通信请求包含第一终端设备220位置信息和第二终端设备220位置信息。

确定单元212，用于域控制器根据通信请求包含的第一终端设备220位置信息和第二终端设备220位置信息，确定通信请求中的目标第二终端设备220是否属于本域。

当第二终端设备220不在本域内时，触发发送单元213。

发送单元213，用于域控制器210将第一终端设备220发送的通信请求发送给超级控制器200。

跨域路径获得单元201，用于超级控制器200根据预存的所有终端设备220和域控制器210的对应关系及第一终端设备220的位置信息和第二终端设备220的位置信息，获得第一终端设备220与第二终端设备220的最佳跨域路径，并将该最佳跨域路径的安装信息发送给该最佳跨域路径中的所有途径的域控制器210。

路径安装单元214，用于所有途径的域控制器210将该最佳跨域路径的安装信息翻译成南向协议的信息，并在该最佳跨域路径中的每个交换机中安装对应的域内路径，以使第一终端设备220按照对应的路径与第二终端设备220进行跨域通信。

另外，域控制器210还可以包括：域内路径获得单元。(图4中未示出)

域内路径获得单元，用于当所述第二终端设备220在本域内时，域控制器210根据预存的本域内的所有终端设备220的位置信息及第一终端设备220的位置信息和第二终端设备220的位置信息，获得第一终端设备220与第二终端设备220的通信路径，并在该通信路径中的每个交换机中安装该通信路径，以使第一终端设备220按照对应的路径与第二终端设备220进行域内通信。

实际应用中，发送单元212可以包括：运行模式确定子单元和上报模式确定子单元。(图4中未示出)

其中，运行模式确定子单元，用于根据链路质量，确定OpenExchange协议的运行模式，并获得对应的南向协议的信息。

这里，运行模式可以包括：常规模式和高级模式。常规模式下，域控制器210不计算出端口之间的链路能力；高级模式下，域控制器210计算域内出端口之间的链路能力并发送给超级控制器。

实际应用中，运行模式确定子单元，具体用于当通信信息的传输速度不大于预设的第一传输速度时，确定运行模式为常规模式；当通信信息的传输速度大于预设的第一传输速度时，确定运行模式为高级模式。

所述上报模式确定子单元，用于根据链路质量，确定信息的上报模式，以根据上报模式将南向协议的信息翻译成OpenExchange协议的信息，并发送给超级控制器200。

这里，上报模式可以包括：正常模式和压缩模式。

实际应用中，上报模式确定子单元，具体用于当通信信息的传输速度不大于预设的第二传输速度时，确定上报模式为压缩模式；在压缩模式下，域控制器210仅需要将南向协议的信息的一部分翻译成OpenExchange协议的信息，并发送给超级控制器200；当通信信息的传输速度大于预设的第二传输速度时，确定上报模式为正常模式；在正常模式下，域控制器210将对应的完整的南向协议的信息翻译成OpenExchange协议的信息，并发送给超级控制器200。

实际应用中，域控制器210还可以包括：第一同步单元和第二同步单元；超级控制器200还可以包括：对应关系建立单元。(图4中未示出)

其中，第一同步单元，用于域控制器210按照预设的第一时长，定期将数据信息同步到超级控制器200。其中，数据信息包含：链路能力、终端设备信息和拓扑信息。

第二同步单元，用于域控制器210根据同步命令，将数据信息同步到超级控制器200。

该同步命令可以由超级控制器200发送给域控制器210的，也可以由管理人员将同步命令直接发送给域控制器。

对应关系建立单元，用于超级控制器200根据同步的数据信息，建立所有终端设备220和域控制器210的对应关系，并存储。

应用图4所示实施例，在两个终端设备进行跨域通信时，超级控制器只需要将路径的安装信息发送给所有途径的域控制器，而不发送给未途径的域控制器；而且在两个终端设备进行域内通信时，只需要本域的域控制器将两个终端设备的位置信息发送给超级控制器，不需要超级控制器再发送给其他的域控制器，这样将网络分为将网络划分成多个子域，由超级控制器和域控制器按照东西向协议(OpenExchange协议)协同工作，能够拓展SDN控制网络规模，突破控制器性能瓶颈，同时与SDN分布式集群技术相比，拥有更多的权限区分，减少传输的数据信息量和同步的时延，且结构清晰，易于管理。

对于系统/装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种软件定义网络SDN的控制系统，其特征在于，所述控制系统将网络划分成多个子域，其包括超级控制器和域控制器，所述超级控制器负责域间控制，所述域控制器负责域内控制；所述超级控制器和所述域控制器按照东西向协议(OpenExchange协议)进行通信；

所述域控制器，接收本域内第一终端设备通过交换机发送的通信请求；根据所述通信请求包含的第一终端设备位置信息和第二终端设备位置信息，确定所述通信请求中的目标第二终端设备是否属于本域；当所述第二终端设备不在本域内时，将所述第一终端设备发送的所述通信请求发送给所述超级控制器；

所述超级控制器根据预存的所有终端设备和所述域控制器的对应关系及所述第一终端设备的位置信息和所述第二终端设备的位置信息，获得所述第一终端设备与所述第二终端设备的最佳跨域路径，并将所述最佳跨域路径的安装信息发送给该最佳跨域路径中的所有途径的域控制器；

所述所有途径的域控制器将所述跨域路径的安装信息翻译成南向协议的信息，并在该最佳跨域路径中的每个交换机中安装对应的域内路径，以使所述第一终端设备按照对应的路径与所述第二终端设备进行跨域通信。

2.一种软件定义网络SDN的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的控制系统；所述控制系统中的所述超级控制器和所述域控制器按照东西向协议(OpenExchange协议)进行通信；所述方法包括如下步骤：

所述域控制器接收本域内第一终端设备通过交换机发送的通信请求；

所述域控制器根据所述通信请求包含的第一终端设备位置信息和第二终端设备位置信息，确定所述通信请求中的目标第二终端设备是否属于本域；

当所述第二终端设备不在本域内时，所述域控制器将所述第一终端设备发送的所述通信请求发送给所述超级控制器；

所述超级控制器根据预存的所有终端设备和所述域控制器的对应关系及所述第一终端设备的位置信息和所述第二终端设备的位置信息，获得所述第一终端设备与所述第二终端设备的最佳跨域路径，并将所述最佳跨域路径的安装信息发送给该最佳跨域路径中的所有途径的域控制器；

所述所有途径的域控制器将所述最佳跨域路径的安装信息翻译成南向协议的信息，并在该最佳跨域路径中的每个交换机中安装对应的域内路径，以使所述第一终端设备按照对应的路径与所述第二终端设备进行跨域通信。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述第二终端设备在本域内时，所述域控制器根据预存的本域内的所有终端设备的位置信息及所述第一终端设备的位置信息和所述第二终端设备的位置信息，获得所述第一终端设备与所述第二终端设备的通信路径，并在该通信路径中的每个所述的交换机中安装对应的通信路径，以使所述第一终端设备按照对应的路径与所述第二终端设备进行域内通信。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述域控制器将所述第一终端设备发送的所述通信请求发送给所述超级控制器，包括：

根据链路质量，确定OpenExchange协议的运行模式，并获得对应的南向协议的信息；所述运行模式包括：常规模式和高级模式；在所述常规模式下，所述域控制器不计算出端口之间的链路能力；在所述高级模式下，所述域控制器计算域内出端口之间的链路能力，并发送给所述超级控制器；

根据链路质量，确定信息的上报模式，以根据所述上报模式将南向协议的信息翻译成OpenExchange协议的信息，并发送给所述超级控制器；所述上报模式包括：正常模式和压缩模式。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据链路质量，确定OpenExchange协议的运行模式，包括：

当通信信息的传输速度不大于预设的第一传输速度时，确定运行模式为所述常规模式；

当通信信息的传输速度大于预设的第一传输速度时，确定运行模式为所述高级模式；

根据链路质量，确定信息的上报模式，包括：

当通信信息的传输速度不大于预设的第二传输速度时，确定上报模式为所述压缩模式；在所述压缩模式下，所述域控制器仅将南向协议的信息的一部分翻译成OpenExchange协议的信息，并发送给所述超级控制器；

当通信信息的传输速度大于预设的第二传输速度时，确定上报模式为所述正常模式；在所述正常模式下，所述域控制器将对应的完整的南向协议的信息翻译成OpenExchange协议的信息，并发送给所述超级控制器。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述域控制器按照预设的第一时长，定期将数据信息同步到所述超级控制器；所述数据信息包含：链路能力、终端设备信息和拓扑信息；或，

所述域控制器根据同步命令，将数据信息同步到所述超级控制器；所述同步命令由所述超级控制器发送给所述域控制器的；

所述超级控制器根据同步的数据信息，建立所有终端设备和所述域控制器的对应关系，并存储。

7.一种软件定义网络SDN的控制装置，其特征在于，应用于权利要求1所述的控制系统，所述控制系统中的所述超级控制器和所述域控制器按照东西向协议(OpenExchange协议)进行通信；所述超级控制器包括：跨域路径获得单元；所述域控制器包括：接收单元、确定单元、发送单元和路径安装单元；

所述接收单元，用于所述域控制器接收本域内第一终端设备通过交换机发送的通信请求；

所述确定单元，用于所述域控制器根据所述通信请求包含的第一终端设备位置信息和第二终端设备位置信息，确定所述通信请求中的目标第二终端设备是否属于本域；

当所述第二终端设备不在本域内时，触发所述发送单元；

所述发送单元，用于所述域控制器将所述第一终端设备发送的所述通信请求发送给所述超级控制器；

所述跨域路径获得单元，用于所述超级控制器根据预存的所有终端设备和所述域控制器的对应关系及所述第一终端设备的位置信息和所述第二终端设备的位置信息，获得所述第一终端设备与所述第二终端设备的最佳跨域路径，并将所述最佳跨域路径的安装信息发送给该最佳跨域路径中的所有途径的域控制器；

所述路径安装单元，用于所述所有途径的域控制器将所述最佳跨域路径的安装信息翻译成南向协议的信息，并在该最佳跨域路径中的每个交换机中安装对应的域内路径，以使所述第一终端设备按照对应的路径与所述第二终端设备进行跨域通信。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述域控制器还包括：域内路径获得单元；

所述域内路径获得单元，用于当所述第二终端设备在本域内时，所述域控制器根据预存的本域内的所有终端设备的位置信息及所述第一终端设备的位置信息和所述第二终端设备的位置信息，获得所述第一终端设备与所述第二终端设备的通信路径，并在该通信路径中的每个所述的交换机中安装对应的通信路径，以使所述第一终端设备按照对应的路径与所述第二终端设备进行域内通信。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述发送单元包括：运行模式确定子单元和上报模式确定子单元；

所述运行模式确定子单元，用于根据链路质量，确定OpenExchange协议的运行模式，并获得对应的南向协议的信息；所述运行模式包括：常规模式和高级模式；在所述常规模式下，所述域控制器不计算出端口之间的链路能力；在所述高级模式下，所述域控制器计算域内出端口之间的链路能力，并发送给所述超级控制器；

所述上报模式确定子单元，用于根据链路质量，确定信息的上报模式，以根据所述上报模式将南向协议的信息翻译成OpenExchange协议的信息，并发送给所述超级控制器；所述上报模式包括：正常模式和压缩模式。

10.根据权利要7所述的装置，其特征在于，所述域控制器还包括：第一同步单元和第二同步单元；所述超级控制器还包括：对应关系建立单元；

所述第一同步单元，用于所述域控制器按照预设的第一时长，定期将数据信息同步到所述超级控制器；所述数据信息包含：链路能力、终端设备信息和拓扑信息；

所述第二同步单元，用于所述域控制器根据同步命令，将数据信息同步到所述超级控制器；所述同步命令由所述超级控制器发送给所述域控制器的；

所述对应关系建立单元，用于所述超级控制器根据同步的数据信息，建立所有终端设备和所述域控制器的对应关系，并存储。