CN106713519A - 基于软体定义网络的网络传输方法与系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于软体定义网络的网络传输方法与系统。一种SDN网络传输方法。主中继方式穿越网络地址转换(Traversal Using Relays around Network Address Translation，以下称TURN)服务器利用寻找替代服务器(Alternate‑Server)机制，在发给客户端的错误响应中为客户端指定中继交换器(Relay Switch)作为备选服务器，使客户端的数据串流直接发送至到所述中继交换器。在次TURN服务器及SDN控制器的协助下，基于开放流(以下称OpenFlow)协议控制数据串流会经过的交换器，以实现数据串流的路径优化。

Description

基于软体定义网络的网络传输方法与系统
技术领域
本发明实施例涉及一种网络传输方法，且特别涉及一种基于SDN(Software-Defined Networking，以下称SDN)的网络传输方法。
背景技术
SDN是一种新型态的网络架构，其核心技术开放流(以下称OpenFlow)通过将网络设备的控制层与数据层分开，从而实现了网络流量的弹性控制。
既有的网络架构在转移至SDN架构的过程中，以SDN为基础的网络设备与传统网络设备将并存一段时间。然而，要将结合SDN架构与传统网络架构的混合式网络架构应用在新型态的网络应用服务中，例如，高画质视频会议，会有以下问题产生。
首先，需修改既有的应用程序以符合所述混合式网络架构，如此会增加研发成本。管理者必须手动设定，以致于管理成本太高，且手动操作容易出错，以及点对点(Peer-to-Peer，P2P)应用不易设定，例如，网页实时通讯(Web Real-Time Communication)。
此外，网络应用服务先经由边界(Edge)装置利用深度封包检测(Deep PacketInspection，DPI)引擎分类，接着由SDN控制器上的SDN应用服务模块分析后，再配置到各个网络设备。
然而，此做法会让网络设备处理的负荷增加，或者需要增加DPI引擎的数量而致成本大增。此外，提供DPI引擎的设备必须设置在路由封包必经的路径上，在传统网络设备与SDN网络设备并存的环境下，将会产生实际布建的问题。
因此，需要一种可自动产生最佳路由以传递数据串流的网络传输方法。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种SDN网络传输方法与系统，采用中继方式穿越网络地址转换(Traversal Using Relays around Network Address Translation(以下称NAT)，以下称TURN)，将数据流以标准的OpenFlow协议导入SDN架构中，以实现数据串流的路径优化。
本发明实施例提供一种基于软件定义网络之网络服务优化的方法。主TURN服务器执行前处理流程，在执行完所述前处理流程后，客户端发出配置要求。当自所述客户端收到所述配置要求时，次TURN服务器判断所述客户端是否为贵宾客户。当确认所述客户端为贵宾客户时，指定第一IP地址给中间设备。所述次TURN服务器通知SDN控制器设定用于传输数据串流的传输路径，并且发出通知给所述传输路径上的SDN装置。所述次TURN服务器发送配置成功命令给所述SDN控制器，其中所述配置成功命令经由所述SDN控制器与所述中间设备转发给所述客户端，并且所述客户端经由所述中间设备与在所述传输路径上的SDN装置传输所述数据串流。
本发明实施例还提供一种基于软件定义网络的网络传输系统，包括中间设备、SDN控制器、客户端、主TURN服务器与次TURN服务器。
所述主TURN服务器用以执行前处理流程。所述客户端在执行完所述前处理流程后发出配置要求。所述次TURN服务器用以在自所述客户端收到所述配置要求时，判断所述客户端是否为贵宾客户。当确认所述客户端为贵宾客户时，指定第一IP地址给所述中间设备，通知所述SDN控制器设定用于传输数据串流的传输路径，并且发出通知给所述传输路径上的SDN装置，以及发送配置成功命令给所述SDN控制器，其中所述配置成功命令经由所述SDN控制器与所述中间设备转发给所述客户端。所述客户端经由所述中间设备与在所述传输路径上之SDN装置传输所述数据串流。
以上基于软体定义网络的网络传输方法和系统可以将数据流以标准的OpenFlow协议导入SDN架构中，可自动产生最佳路由以传递数据串流，从而实现数据串流的路径优化。
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是本发明实施例之SDN网络传输系统的架构图。
图2A与2B是本发明实施例之SDN网络传输方法的步骤流程图。
主要元件符号说明
SDN网络传输系统 10
服务器 20
TURN-SDN代理服务器 100
第一转发装置 110
第二转发装置 115
第三转发装置 120
第四转发装置 125
第一网络 130
第二网络 135
主TURN服务器 140
次TURN服务器 150
SDN控制器 160
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
本发明实施例之SDN网络传输方法与系统利用既有的数据传输协议(例如，采用中继方式穿越网络地址转换(Traversal Using Relays around Network AddressTranslation(以下称NAT)，以下称TURN)将数据流(例如，应用在视频会议(VideoConference)的影音数据流)以标准的OpenFlow协议导入SDN架构中。换句话说，TURN即为通过中继服务器来传输数据的传输协议。
本发明方法可以运作在混合的网络架构下，同时保留SDN架构的优点，使TURN的数据流由网络设备以硬件处理，例如，OpenFlow交换器(Switch)。
图1是本发明实施例之SDN网络传输系统的架构图。
本发明实施例之SDN网络传输系统10包括服务器20、第一转发装置110、第二转发装置115、第三转发装置120、第四转发装置125、第一网络130、第二网络135与客户端A。所述服务器20包括处理器、存储器、TURN-SDN代理服务器100和SDN控制器160，其中所述处理器和所述存储器在图中未标示出。所述TURN-SDN代理服务器100包括主TURN服务器140和次TURN服务器150。
所述功能模块被配置成由一个或者多个处理器执行，以完成本发明实施例。本发明实施例所称的模块是完成一特定功能的计算机程序段。所述存储器用于存储所述SDN网络传输系统10的程序代码等资料。图1对具体的功能模块作了详细描述。
所述第一转发装置110与所述第二转发装置115为传统网络装置(LegacyDevice)，例如，交换器、路由器。所述第三转发装置120与所述第四转发装置125为符合OpenFlow协议的SDN装置。所述第一网络130与所述第二网络135可为广域网(Wide AreaNetwork，WAN)或其它网络。本发明实施例之所述SDN网络传输系统10包括上述4个转发装置，但不以此为限。
所述主TURN服务器140利用寻找替代服务器(Alternate-Server)机制，在发给所述客户端A的错误响应中为所述客户端A指定中继转发装置作为备选服务器。客户端A需要串流的数据直接发送到所述指定中继转发装置。在所述次TURN服务器150及所述SDN控制器160的协助下，基于OpenFlow协议控制数据串流时会经过的转发装置，以实现数据串流的路径优化。
图2A与2B是本发明实施例之SDN网络传输方法的步骤流程图，其中，步骤S201～S208由主TURN服务器140执行，步骤S209～S214由次TURN服务器150执行。
在步骤S201中，所述主TURN服务器140接收来自客户端A的配置要求(AllocateRequest)。
在步骤S202中，进行客户认证，判断所述客户端A是否为贵宾客户。
在步骤S203中，若客户认证失败，即所述客户端A为非贵宾客户，则返回错误应答(Error Response)401给所述客户端A。
在步骤S204中，当确认所述客户端A为贵宾客户时，通过SDN控制器160从第一转发装置110、第二转发装置115、第三转发装置120与第四转发装置125中为所述客户端A选定最适合的中间设备，例如，所述第三转发装置120。其中，最适合所述客户端A的中间设备可能是最接近所述客户端A的转发装置，但不以此为限。
在步骤S205中，根据所述配置要求指定第一IP地址与通讯端口给所述客户端A。所述第一IP地址与所述通讯端口映射(Mapping)至所述次TURN服务器150，用以令所述客户端A将所述配置要求传送给所述次TURN服务器150。
在步骤S206中，令所述SDN控制器160为所述中间设备(例如，所述第三转发装置120)设定转发规则，所述转发规则应符合默认条件为：所述转发规则符合TURN协议，所述转发规则中记载的来源地址为所述客户端A，以及所述转发规则中记载的目的地址为所述次TURN服务器150的IP地址。根据所述转发规则，将所述配置要求转发至所述SDN控制器160。
在步骤S207中，响应所述客户端A错误应答300，错误应答300记载所述中间设备的IP地址。
在步骤208中，所述客户端A发送所述配置要求给所述中间设备(例如，所述第三转发装置120)。所述中间设备(例如，所述第三转发装置120)依据所述转发规则将所述配置要求转发至所述SDN控制器160，所述SDN控制器160再将所述配置要求转发至所述次TURN服务器150。
在步骤S209中，所述次TURN服务器150收到所述配置要求后，判断所述客户端A是否为贵宾客户。
在步骤S210中，若客户认证失败，即所述客户端A为非贵宾客户，则返回错误应答(Error Response)401给所述客户端A。
在步骤S211中，当确认所述客户端A为贵宾客户时，指定第二IP地址给所述中间设备(例如，所述第三转发装置120)。
在步骤S212中，所述次TURN服务器150通知所述SDN控制器160设定用于传输数据串流的传输路径，并且发出通知给所述传输路径上的SDN装置。
在步骤S213中，所述次TURN服务器150发送配置成功(Allocation Success)命令至所述SDN控制器160，所述SDN控制器160将所述配置成功命令转发至所述中间设备(例如，所述第三转发装置120)，所述中间设备再将所述配置成功命令转发给所述客户端A。
在步骤S214中，依据所述传输路径，所述客户端A经由所述中间设备(例如，所述第三转发装置120)与其它SDN装置串流传输所述数据。
从以上实施例可以看出，本发明实施例提供的一种基于软件定义网络的网络传输方法以及系统，主TURN服务器在次TURN服务器及SDN控制器的协助下，基于开放流(以下称OpenFlow)协议控制数据串流会经过的交换器，可自动产生最佳路由以实现数据在客户端和中间设备之间串流的路径优化。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应所述理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种基于软件定义网络的网络传输方法，其特征在于，所述方法包括：
主TURN服务器执行前处理流程；
在执行完所述前处理流程后，客户端发出配置要求；
当次TURN服务器收到所述配置要求时，判断所述客户端是否为贵宾客户；
当确认所述客户端为所述贵宾客户时，指定第一IP地址给中间设备；
所述次TURN服务器通知SDN控制器设定用于传输数据串流的传输路径，并且发出通知给所述传输路径上的SDN装置；
所述次TURN服务器发送配置成功命令给所述SDN控制器，其中所述配置成功命令经由所述SDN控制器与所述中间设备转发给所述客户端；以及
所述客户端经由所述中间设备与在所述传输路径上之所述SDN装置传输所述数据串流。
2.如申请专利范围第1项所述之基于软件定义网络的网络传输方法，其特征在于，所述前处理流程还包括：
接收来自所述客户端之所述配置要求；
判断所述客户端是否为所述贵宾客户；
当所述客户端为所述贵宾客户时，通过所述SDN控制器从多个转发装置中为所述客户端选定所述中间设备；
根据所述配置要求指定中间设备的第二IP地址与通讯端口给所述客户端；
令所述SDN控制器为所述中间设备设定转发规则，并根据所述转发规则将所述配置要求转发至所述SDN控制器；
响应所述客户端第二错误应答；以及
所述客户端A发送所述配置要求给所述中间设备，所述中间设备依据所述转发规则将所述配置要求转发给所述SDN控制器，所述SDN控制器将所述配置要求转发给所述次TURN服务器。
3.如申请专利范围第2项所述之基于软件定义网络的网络传输方法，其特征在于，在判断所述客户端是否为贵宾客户步骤之后，还包括：
若所述客户端为非贵宾客户，则响应第一错误应答给所述客户端。
4.如申请专利范围第2项所述之基于软件定义网络的网络传输方法，其特征在于，所述第二IP地址与所述通讯端口映射至所述次TURN服务器，用以令所述客户端将所述配置要求传送给所述次TURN服务器。
5.如申请专利范围第2项所述之基于软件定义网络的网络传输方法，其特征在于，所述转发规则应符合默认条件包括所述转发规则符合TURN协议，记载的来源地址为所述客户端，以及记载的目的地址为所述次TURN服务器的IP地址。
6.如申请专利范围第2项所述之基于软件定义网络的网络传输方法，其特征在于，所述第二错误应答记载所述中间设备之所述第二IP地址。
7.一种基于软件定义网络的网络传输系统，包括：
中间设备；
SDN控制器；
主TURN服务器，用于执行前处理流程；
客户端，用于在执行完所述前处理流程后发出配置要求；
次TURN服务器，用于在收到所述配置要求时，判断所述客户端是否为贵宾客户；
当确认所述客户端为所述贵宾客户时，指定第一IP地址给所述中间设备；
通知所述SDN控制器设定用于传输数据串流的传输路径，并且发出通知给所述传输路径上的SDN装置；
发送配置成功命令给所述SDN控制器，其中所述配置成功命令经由所述SDN控制器与所述中间设备转发给所述客户端；以及
所述客户端经由所述中间设备与在所述传输路径上之SDN装置传输所述数据串流。
8.如申请专利范围第7项所述之基于软件定义网络的网络传输系统，其特征在于，所述前处理流程还包括：
接收来自所述客户端之所述配置要求；
判断所述客户端是否为所述贵宾客户；
当所述客户端为所述贵宾客户时，通过所述SDN控制器从多个转发装置中为所述客户端选定所述中间设备；
根据所述配置要求指定第二IP地址与通讯端口给所述客户端；
令所述SDN控制器为所述中间设备设定转发规则，并根据所述转发规则将所述配置要求转发至所述SDN控制器；
响应所述客户端第二错误应答；以及
所述客户端A发送所述配置要求给所述中间设备，所述中间设备依据所述转发规则将所述配置要求转发给所述SDN控制器，所述SDN控制器将所述配置要求转发给所述次TURN服务器。
9.如申请专利范围第8项所述之基于软件定义网络的网络传输系统，其特征在于，所述网络传输系统还包括：
若所述客户端为非贵宾客户，则所述主TURN服务器或所述次TURN服务器响应第一错误应答给所述客户端。
10.如申请专利范围第8项所述之基于软件定义网络的网络传输系统，其特征在于，所述第二IP地址与所述通讯端口映射至所述次TURN服务器，用以令所述客户端将所述配置要求传送给所述次TURN服务器。
11.如申请专利范围第8项所述之基于软件定义网络的网络传输系统，其特征在于，所述转发规则应符合默认条件包括所述转发规则符合TURN协议，记载的来源地址为所述客户端，以及记载的目的地址为所述次TURN服务器的IP地址。
12.如申请专利范围第8项所述之基于软件定义网络的网络传输系统，其特征在于，所述第二错误应答记载所述中间设备之所述第二IP地址。
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