CN106330537B - Sdn网络设备控制面管理装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种SDN网络设备控制面管理装置，包括事件侦测模块、信息读取模块、判断模块、控制面管理模块，事件侦测模块侦测控制面管理触发事件，并判断控制面管理触发事件的类型；信息读取模块在控制面管理触发事件的事件类型是第一触发事件时，读取SDN控制器上发生第一触发事件的SDN网络设备的第一控制面信息集合，读取发生第一触发事件的SDN网络设备上的第二控制面信息集合；判断模块判断第一控制面信息集合和第二控制面信息集合是否一致；控制面管理模块在第一控制面信息集合和第二控制面信息集合不一致时，对相应的SDN网络设备进行控制面信息的下发及删除。本发明还提供了SDN网络设备控制面管理方法。本发明可提升SDN系统的自动化水平、可用性和可靠性。

Description

SDN网络设备控制面管理装置及方法

技术领域

本发明涉及网络通信领域，具体而言，涉及一种SDN网络设备控制面管理装置及方法。

背景技术

在SDN网络系统中，主要包括SDN管理平台(如SDN控制器或包含SDN控制器的管理平台)以及SDN网络设备(如SDN交换机)，针对SDN网络设备，存在SDN网络设备控制面信息，其主要指SDN设备中的流表或流其他控制面信息，如openflow流表(flow table)、ovsdb等。

目前，在SDN网络系统中，还存在如下问题：1.当SDN网络设备掉电或重启之后SDN管理平台无法及时的对SDN网络设备的控制面信息进行重新部署(也就是下发流表或其他控制面信息)，如果不及时部署则会使得SDN网络设备失效，进而对网络功能和性能造成影响；2.当SDN网络设备被用户用近端配置手段如CLI直接修改了控制面信息(流表或其他控制面信息)，也需要SDN管理平台及时的对SDN网络设备的控制面信息进行重新部署。3.当SDN网络设备的网络环境如邻居连接关系变更，可能会导致原有的控制面信息失效。针对目前这些问题，现有技术还没有一种很好的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种SDN网络设备控制面管理装置及方法，使得SDN系统的自动化水平、可用性和可靠性得到提升。

本发明实施方式中提供的一种SDN网络设备控制面管理装置，应用于SDN控制器，所述SDN控制器连接SDN网络设备，包括事件侦测模块、信息读取模块、判断模块、控制面管理模块，事件侦测模块用于侦测控制面管理触发事件，并判断所述控制面管理触发事件的类型；信息读取模块用于在所述控制面管理触发事件的事件类型是第一触发事件时，读取所述SDN控制器上发生所述第一触发事件的所述SDN网络设备的第一控制面信息集合，读取发生所述第一触发事件的所述SDN网络设备上的第二控制面信息集合,所述第一触发事件包括所述SDN网络设备的重启或重连事件；判断模块用于判断所述第一控制面信息集合和所述第二控制面信息集合是否一致；控制面管理模块用于在所述第一控制面信息集合和所述第二控制面信息集合不一致时，将所述第一控制面信息集合中与所述第二控制面信息集合不同的控制面信息下发至发生所述第一触发事件的所述SDN网络设备，并控制所述SDN网络设备删除所述第二控制面信息集合中与所述第一控制面信息集合不同的部分。

优选地，所述控制面管理模块还用于在所述控制面管理触发事件的类型为第二触发事件时,根据所述第二触发事件修改发生所述第二触发事件的所述SDN网络设备对应的、存在于SDN控制器上的第一控制面信息,并将所述SDN控制器上发生所述第二触发事件的所述SDN网络设备相关的修改后的第一控制面信息下发至发生所述第二触发事件的所述SDN网络设备以替换发生所述第二触发事件的所述SDN网络设备上原有的控制面信息,所述第二触发事件为所述SDN网络设备的控制面信息相关的外部环境发生变化的事件。

优选地，所述第一触发事件还包括人为或异系统对所述SDN网络设备的控制面信息的修改。

优选地，当发生所述控制面管理触发事件时，通过用户界面向用户发出告警。

优选地，事件侦测模块还用于通过发送链路层发现协议报文检查并获取所述SDN网络设备的连接关系。

本发明又一实施方式中提供的一种SDN网络设备控制面管理方法，应用于SDN控制器，所述SDN控制器连接SDN网络设备，包括：侦测控制面管理触发事件，并判断所述控制面管理触发事件的类型；若所述控制面管理触发事件的类型是第一触发事件，则读取所述SDN控制器上发生所述第一触发事件的所述SDN网络设备的第一控制面信息集合,所述第一触发事件包括所述SDN网络设备的重启或重连事件；读取发生所述第一触发事件的所述SDN网络设备上的第二控制面信息集合；判断所述第一控制面信息集合和所述第二控制面信息集合是否一致；若不一致，则将所述第一控制面信息集合中与所述第二控制面信息集合不同的控制面信息下发至发生所述第一触发事件的所述SDN网络设备，并控制所述SDN网络设备删除所述第二控制面信息集合中与所述第一控制面信息集合不同的部分。

优选地，所述方法还包括：若所述控制面管理触发事件的类型为第二触发事件,则根据所述第二触发事件修改发生所述第二触发事件的所述SDN网络设备对应的、存在于所述SDN控制器上的第一控制面信息；将所述SDN控制器上发生所述第二触发事件的所述SDN网络设备相关的修改后的第一控制面信息下发至发生所述第二触发事件的所述SDN网络设备以替换发生所述第二触发事件的所述SDN网络设备上原有的控制面信息,所述第二触发事件为所述SDN网络设备的控制面信息相关的外部环境发生变化的事件。

优选地，所述第一触发事件还包括人为或异系统对所述SDN网络设备的控制面信息的修改。

优选地，所述方法还包括：当发生所述控制面管理触发事件时，通过用户界面向用户发出告警。

优选地，所述判断所述控制面管理触发事件的类型的步骤还包括：通过发送链路层发现协议报文检查并获取所述SDN网络设备的连接关系。

上述SDN网络设备控制面管理装置及方法，在网络中出现异常情况后，能够及时的对SDN网络设备的控制面进行重新的部署，并及时向用户告警，进而避免SDN网络设备在网络中的功能和性能受到影响，提升SDN系统的自动化水平、可用性和可靠性。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明SDN网络设备控制面管理装置10一实施方式的应用环境图。

图2为本发明SDN网络设备控制面管理装置10一实施方式的功能模块图。

图3为本发明SDN网络设备控制面管理装置10又一实施方式的功能模块图。

图4为本发明SDN网络设备控制面管理方法一实施方式的流程图。

图5为本发明SDN网络设备控制面管理方法中图4所示流程图的进一步说明。

主要元件符号说明

SDN网络设备控制面管理装置 10

SDN控制器 1

SDN交换机 2

事件侦测模块 100

信息读取模块 102

判断模块 104

控制面管理模块 106

存储器 108

处理器 110

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

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，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明SDN网络设备控制面管理装置10一实施方式的应用环境图。在图1中，SDN网络设备控制面管理装置10位于SDN控制器1中，SDN控制器1连接若干SDN网络设备，在本实施方式中，SDN网络设备为SDN交换机2，SDN交换机2连接若干主机。

图2为本发明SDN网络设备控制面管理装置10一实施方式的功能模块图。在图2中，SDN网络设备控制面管理装置10包括事件侦测模块100、信息读取模块102、判断模块104、控制面管理模块106。

事件侦测模块100侦测控制面管理触发事件，并判断控制面管理触发事件的类型。在本实施方式中，SDN网络设备控制面的管理主要指的是SDN网络设备(SDN交换机2)中包括openflow流表(flow table)、ovsdb在内的控制面信息的管理。在本实施方式中，主要以openflow流表(下称流表)的管理为例进行说明，其中，控制面管理触发事件包括第一触发事件和第二触发事件。

信息读取模块102在控制面管理触发事件的事件类型是第一触发事件时，读取SDN控制器1上发生第一触发事件的SDN网络设备的第一控制面信息集合，同时读取发生第一触发事件的SDN网络设备上的第二控制面信息集合，其中第一触发事件包括SDN网络设备的重启或重连事件以及人为或异系统直接对SDN网络设备的控制面的修改。在本实施方式中，SDN控制器1上存储有SDN网络设备(SDN交换机

2)的第一控制面信息集合，如表-1所示：

表-1

其中，当侦测到某一SDN交换机2存在第一触发事件时，通过查找表-1，读取发生第一触发事件的SDN交换机2的第一控制面信息集合。同时，读取该发生第一触发事件的SDN交换机2上存储的第二控制面信息集合，第二控制面信息集合同样为流表的集合，可能为空或者多条流表。在本实施方式中，若当控制面管理触发事件的事件类型为第一触发事件时，所述事件侦测模块100通过用户界面向用户发出告警。

判断模块104判断第一控制面信息集合和第二控制面信息集合是否一致。在本实施方式中，判断第一控制面信息集合和第二控制面信息集合是否一致的方式为遍历循环比较的方式，即将第二控制面信息集合中流表与第一控制面信息集合中的每一条流表进行比较。

控制面管理模块106在第一控制面信息集合和第二控制面信息集合不一致时，将所述第一控制面信息集合中与所述第二控制面信息集合不同的控制面信息下发至发生第一触发事件的SDN网络设备，并控制SDN网络设备删除第二控制面信息集合中与第一控制面信息集合不同的部分。在本实施方式中，若第一控制面信息集合中包括流表a、流表b、流表c、流表d，而第二控制面信息集合中包括流表a、流表b、流表c’、流表d’,则第一控制面信息集合中与第二控制面信息集合不同的控制面信息即为流表c、流表d，即控制面管理模块106将流表流表c、流表d下发至发生第一触发事件的SDN网络设备(SDN交换机2)，而控制该SDN网络设备删除流表c’、流表d’。

在其他实施方式中，若事件侦测模块100侦测的控制面管理触发事件为第二触发事件，则控制面管理模块106根据第二触发事件修改发生第二触发事件的SDN网络设备对应的、存在于SDN控制器1上的第一控制面信息。在本实施方式中，第二触发事件为SDN网络设备的控制面信息相关的外部环境发生变化的事件，其中所谓外部环境发生变化的事件包括控制面信息中流表的流特征发生的变化，也就是报文流的匹配条件环境发生的变化，如in_port(输入端口)，dl_vlan(vlan标签)，dl_src(源MAC)，dl_dst(目的MAC)，dl_type/nw_proto(协议类型)，table(表编号)，ipv4_src(ipv4的源IP)，ipv4_dst(ipv4的目的IP)，ipv6_src(ipv6的源IP)，ipv6_dst(ipv6的目的IP)，tcp_src(tcp源端口)，tcp_dst(tcp目的端口)，udp_src(udp源端口)，udp_dst(udp目的端口)，IP Tos bits(IP Tos)相关的变化，也包括报文流的执行动作环境发生的变化，如drop(丢弃)，output(转发到某端口)，all(转发到所有端口)，controller(转发到控制器)，local(本地处理)，table(转发某个编号的流表)，normal(转normal处理)，flood(泛洪处理)，queue(队列处理)，meter(meter处理)，group(组表处理)，Modify-field修改(pop_vlan减vlan标签，push_vlan加vlan标签，mod_vlan修改vlan标签，push_mpls加MPLS标签，pop_mpls减MPLS标签)的相关变化。所谓对SDN控制器上发生第二触发事件的SDN交换机2第一控制面信息的修改包括依据上述流特性变化对控制面信息的自动修改，也可以是人为设定在SDN控制器1上对该SDN交换机2的控制面信息修改。例如，通过SDN控制器1自动依据变化后的连接关系进行的控制面信息修改。同时在本实施方式中，一旦事件侦测模块100侦测并判断出控制面管理触发事件是SDN交换机2第二触发事件，则亦通过用户界面对用户发出告警。

在本实施方式中，SDN网络设备连接关系的变化就属于SDN网络设备控制面信息相关的外部环境发生变化的事件(即第二触发事件)之一。其中，事件侦测模块100主要通过发送链路层发现协议报文检查并获取SDN网络设备(SDN交换机2)的连接关系，具体而言：事件侦测模块100发送链路层发现协议报文至某第一SDN交换机2，并要求此SDN交换机2向除控制器1接口以外的所有接口转发此链路层发现报文，与之相连的第二SDN交换机2收到此报文后会根据控制器1的要求将此报文转发回控制器1(第二SDN交换机2不对除控制器1以外的端口进行转发)，进而确定所述第一SDN交换机2和第二SDN交换机2的连接关系，然后对比SDN控制器1存储的第一SDN交换机2的连接关系，进而判断所述第一SDN交换机2的连接关系是否发生变化。

图3为本发明SDN网络设备控制面管理装置10又一实施方式的功能模块图。在图3中，SDN网络设备控制面管理装置10包括事件侦测模块100、信息读取模块102、判断模块104、控制面管理模块106、存储器108、处理器110。上述事件侦测模块100、信息读取模块102、判断模块104、控制面管理模块106为软件功能模块，以程序代码的形式存储于存储器108中，由处理器110进行处理进而实现相应功能。

图4为本发明SDN网络设备控制面管理方法一实施方式的流程图。上述流程图应用于图2或图3所示的SDN网络设备控制面管理装置，进而执行相应功能。

在步骤S400,事件侦测模块100侦测控制面管理触发事件，并判断控制面管理触发事件的类型。在本实施方式中，SDN网络设备控制面的管理主要指的是SDN网络设备中流表或其他控制面信息的管理，在本实施方式中，主要以流表的管理为例进行说明，其中，控制面管理触发事件包括第一触发事件和第二触发事件。

在步骤S402，信息读取模块102在控制面管理触发事件的事件类型是第一触发事件时，读取SDN控制器1上发生第一触发事件的SDN网络设备的第一控制面信息集合，同时读取发生第一触发事件的SDN网络设备上的第二控制面信息集合。其中第一触发事件包括SDN网络设备的重启或重连事件以及人为或异系统直接对SDN网络设备的控制面的修改。在本实施方式中，当侦测到某一SDN交换机2存在第一触发事件时，通过查找如上文所述的表-1，读取发生第一触发事件的SDN交换机2的第一控制面信息集合。同时，读取该发生第一触发事件的SDN交换机2上存储的第二控制面信息集合，第二控制面信息集合同样为流表的集合，可能为空或者多条流表。在本实施方式中，若控制面管理触发事件的事件类型为第一触发事件时，事件侦测模块100通过用户界面向用户发出告警。

在步骤S404，判断模块104判断第一控制面信息集合和第二控制面信息集合是否一致。在本实施方式中，判断第一控制面信息集合和第二控制面信息集合是否一致的方式为遍历循环比较的方式，即将第二控制面信息集合中流表与第一控制面信息集合中的每一条流表进行比较。

在步骤S406，控制面管理模块106在第一控制面信息集合和第二控制面信息集合不一致时，将第一控制面信息集合中与第二控制面信息集合不同的控制面信息下发至发生第一触发事件的SDN网络设备，并控制SDN网络设备删除第二控制面信息集合中与第一控制面信息集合不同的部分。在本实施方式中，若第一控制面信息集合中包括流表a、流表b、流表c、流表d，而第二控制面信息集合中包括流表a、流表b、流表c’、流表d’,则第一控制面信息集合中与第二控制面信息集合不同的控制面信息即为流表c、流表d，即控制面管理模块106将流表流表c、流表d下发至重启或重连事件以及人为或异系统直接修改控制面信息的SDN网络设备(SDN交换机2)，而控制该SDN网络设备删除流表c’、流表d’。

在步骤S400之后，还包括图5对图4所示流程图的进一步说明，在步骤S500中若事件侦测模块100侦测的控制面管理触发事件为第二触发事件时，则控制面管理模块106根据第二触发事件修改发生第二触发事件的SDN网络设备在SDN控制器1上的第一控制面信息。在本实施方式中，第二触发事件为SDN网络设备的控制面信息相关的外部环境发生变化的事件，其中所谓外部环境发生变化的事件包括控制面信息中流表的流特征发生的变化，也就是报文流的匹配条件环境发生的变化，如in_port(输入端口)，dl_vlan(vlan标签)，dl_src(源MAC)，dl_dst(目的MAC)，dl_type/nw_proto(协议类型)，table(表编号)，ipv4_src(ipv4的源IP)，ipv4_dst(ipv4的目的IP)，ipv6_src(ipv6的源IP)，ipv6_dst(ipv6的目的IP)，tcp_src(tcp源端口)，tcp_dst(tcp目的端口)，udp_src(udp源端口)，udp_dst(udp目的端口)，IP Tos bits(IP Tos)相关的变化，也包括报文流的执行动作环境发生的变化，如drop(丢弃)，output(转发到某端口)，all(转发到所有端口)，controller(转发到控制器)，local(本地处理)，table(转发某个编号的流表)，normal(转normal处理)，flood(泛洪处理)，queue(队列处理)，meter(meter处理)，group(组表处理)，Modify-field修改(pop_vlan减vlan标签，push_vlan加vlan标签，mod_vlan修改vlan标签，push_mpls加MPLS标签，pop_mpls减MPLS标签)的相关变化。所谓对SDN控制器上发生第二触发事件的SDN交换机2第一控制面信息的修改包括依据上述流特性变化对控制面信息的自动修改，也可以是人为设定在SDN控制器1上对该SDN交换机2的控制面信息修改。例如，通过SDN控制器1自动依据变化后的连接关系进行的控制面信息修改。同时在本实施方式中，一旦事件侦测模块100侦测并判断出控制面管理触发事件是SDN交换机2第二触发事件，则亦通过用户界面对用户发出告警。

在本实施方式中，SDN网络设备连接关系的变化就属于SDN网络设备控制面信息相关的外部环境发生变化的事件(即第二触发事件)之一。其中，事件侦测模块100主要通过发送链路层发现协议报文检查并获取SDN网络设备(SDN交换机2)的连接关系，具体而言：事件侦测模块100发送链路层发现协议报文至某第一SDN交换机2，并要求此SDN交换机2向除控制器1接口以外的所有接口转发此链路层发现报文，与之相连的第二SDN交换机2收到此报文后会根据控制器1的要求将此报文转发回控制器1(第二SDN交换机2不对除控制器以外的端口进行转发)，进而确定所述第一SDN交换机2和第二SDN交换机2的连接关系，然后对比SDN控制器1存储的第一SDN交换机2的连接关系，进而判断第一SDN交换机2的连接关系是否发生变化。

在步骤S502，控制面管理模块106将SDN控制器1上发生第二触发事件的SDN交换机2的修改后的第一控制面信息下发至该SDN交换机2以替换发生第二触发事件的SDN网络设备上原有的控制面信息。

通过执行上述SDN网络设备控制面管理方法，可以在整个SDN网络系统中一旦出现SDN网络设备(SDN交换机2)重启、重连、人为或异系统直接修改SDN网络设备的控制面的情况、环境发生变化(例如连接关系发生变化)的情况时，能够及时的对SDN交换机2的控制面进行重新的部署，并及时向用户告警，进而避免SDN交换机2的在网络中的功能和性能受到影响，提升SDN系统的自动化水平、可用性和可靠性。

需要说明的是，上文所述实施方式，并不构成对发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则内所作的修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种SDN网络设备控制面管理方法，应用于SDN控制器，所述SDN控制器连接SDN网络设备，其特征在于，包括：

侦测控制面管理触发事件，并判断所述控制面管理触发事件的类型；若所述控制面管理触发事件的类型是第一触发事件，则读取所述SDN控制器上发生所述第一触发事件的所述SDN网络设备的第一控制面信息集合，所述第一触发事件包括所述SDN网络设备的重启或重连事件；读取发生所述第一触发事件的所述SDN网络设备上的第二控制面信息集合；

判断所述第一控制面信息集合和所述第二控制面信息集合是否一致；若不一致，则将所述第一控制面信息集合中与所述第二控制面信息集合不同的控制面信息下发至发生所述第一触发事件的所述SDN网络设备，并控制所述SDN网络设备删除所述第二控制面信息集合中与所述第一控制面信息集合不同的部分；

若所述控制面管理触发事件的类型为第二触发事件，则根据所述第二触发事件修改发生所述第二触发事件的所述SDN网络设备在所述SDN控制器上的第一控制面信息；

将所述SDN控制器上发生所述第二触发事件的所述SDN网络设备的修改后的第一控制面信息下发至发生所述第二触发事件的所述SDN网络设备以替换发生所述第二触发事件的所述SDN网络设备上原有的控制面信息，所述第二触发事件为所述SDN网络设备的控制面信息相关的外部环境发生变化的事件,所述外部环境发生变化的事件包括流表流特征的变化。

2.如权利要求1所述的SDN网络设备控制面管理方法，其特征在于，还包括：所述第一触发事件还包括人为或异系统对所述SDN网络设备的控制面信息的修改。

3.如权利要求1所述的SDN网络设备控制面管理方法，其特征在于，还包括：当发生所述控制面管理触发事件时，通过用户界面向用户发出告警。

4.如权利要求1所述的SDN网络设备控制面管理方法，其特征在于，所述判断所述控制面管理触发事件的类型的步骤还包括：通过发送链路层发现协议报文检查并获取所述SDN网络设备的连接关系。

5.一种SDN网络设备控制面管理装置，应用于SDN控制器，所述SDN控制器连接SDN网络设备，其特征在于，包括：事件侦测模块，用于侦测控制面管理触发事件，并判断所述控制面管理触发事件的类型；

信息读取模块，用于在所述控制面管理触发事件的事件类型是第一触发事件时，读取所述SDN控制器上发生所述第一触发事件的所述SDN网络设备的第一控制面信息集合，读取发生所述第一触发事件的所述SDN网络设备上的第二控制面信息集合，所述第一触发事件包括所述SDN网络设备的重启或重连事件；

判断模块，用于判断所述第一控制面信息集合和所述第二控制面信息集合是否一致；

控制面管理模块，用于在所述第一控制面信息集合和所述第二控制面信息集合不一致时，将所述第一控制面信息集合中与所述第二控制面信息集合不同的控制面信息下发至发生所述第一触发事件的所述SDN网络设备，并控制所述SDN网络设备删除所述第二控制面信息集合中与所述第一控制面信息集合不同的部分；

所述控制面管理模块还用于在所述控制面管理触发事件的类型为第二触发事件时，根据所述第二触发事件修改发生所述第二触发事件的所述SDN网络设备在SDN控制器上的第一控制面信息，并将所述SDN控制器上发生所述第二触发事件的所述SDN网络设备的修改后的第一控制面信息下发至发生所述第二触发事件的所述SDN网络设备以替换发生所述第二触发事件的所述SDN网络设备上原有的控制面信息，所述第二触发事件为所述SDN网络设备的控制面信息相关的外部环境发生变化的事件，所述外部环境发生变化的事件包括流表流特征的变化。

6.如权利要求5所述的SDN网络设备控制面管理装置，其特征在于，所述第一触发事件还包括人为或异系统对所述SDN网络设备的控制面信息的修改。

7.如权利要求5所述的SDN网络设备控制面管理装置，其特征在于，当发生所述控制面管理触发事件时，通过用户界面向用户发出告警。

8.如权利要求5所述的SDN网络设备控制面管理装置，其特征在于，事件侦测模块还用于通过发送链路层发现协议报文检查并获取所述SDN网络设备的连接关系。

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