CN106850053B - 一种基于混合网络的集中式光通道自动发现的方法和系统 - Google Patents

一种基于混合网络的集中式光通道自动发现的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于混合网络的集中式光通道自动发现的方法和系统，该方法包括：获取混合网络中的所有设备数据；利用集中控制器创建光通道发现报文，并封装成数据帧发送到发送端的第一单域控制器；将解析数据帧获取的光通道发现报文插入数据字段中，并发送到接收端的第二单域控制器；将从数据字段中解析出的光通道发现报文装成数据帧，并发送到集中控制器；对接收到的数据帧进行解析，确定混合网络中的光通道分布情况。本发明在集中控制的混合网络中对光通道进行主动发现，通过集中控制器快速发现发送端的第一单域控制器和接收端的第二单域控制器之间的光通道，满足混合网络中对拓扑数据的集中管理和维护要求。

Description

一种基于混合网络的集中式光通道自动发现的方法和系统
技术领域
本发明涉及光通信领域，具体涉及一种基于混合网络的集中式光通道自动发现的方法和系统。
背景技术
光通道通常由单域控制器发现、管理并上报，形成分布式管理，而对于集中式多域控制器控制的网络中，光通道可由多域控制器主动发现并进行统一管理，但是对于例如基于OTN(Optical Transport Network,光传送网)和PTN(Packet Transport Network，分组传送网)混合网络的SDN(Software Defined Network，软件定义网络)中，光通道的自动发现还是空白。
有鉴于此，急需解决基于混合网络的集中式光通道的自动发现问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决基于混合网络的集中式光通道的自动发现问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种基于混合网络的集中式光通道自动发现的方法，包括以下步骤：
S1、获取混合网络中的所有设备数据；
S2、利用集中控制器创建光通道发现报文，并封装成数据帧发送到发送端的第一单域控制器；
S3、将第一单域控制器解析数据帧获取的光通道发现报文插入数据字段中，并发送到接收端的第二单域控制器；
S4、将第二单域控制器从数据字段中解析出的光通道发现报文封装成数据帧，并发送到集中控制器；
S5、利用集中控制器对接收到的数据帧进行解析，确定混合网络中的光通道分布情况。
在上述技术方案中，步骤S2具体包括以下步骤：
S201、从集中控制器维护的所有端口中，筛选出所有的UNI和NNI端口，并按照节点顺序对端口进行排序，形成端口集合；
S202、遍历上述端口集合，获得指定的UNI端口，并根据指定的UNI端口的数据创建该端口可接收的光通道发现报文；
S203、将光通道发现报文封装为Packet_out消息，并通过TCP通道发送到第一单域控制器；
S204、启动消息重发定时器，同时配置报文重发时间阈值；
S205、消息重发定时器到时后，对已发送光通道发现报文的UNI端口递增UNI端口发送报文的时间标识；
S206、判断UNI端口发送报文的时间标识是否达到了报文重发时间阈值，若是，转S203；否则，转S205。
在上述技术方案中，步骤S3具体包括以下步骤：
S301、解析Packet_out消息获得光通道发现报文；
S302、创建新的数据字段，将光通道发现报文中的光通道信息部分写入数据字段中；
S303、将该数据字段通过链路从NNI端口发送到对端的第二单域控制器。
在上述技术方案中，步骤S4具体包括以下步骤：
S401、通过第二单域控制器从NNI端口接收数据报文，并从数据字段中解析出光通道发现报文；
S402、将解析出的光通道发现报文封装为Packet_In消息；
S403、通过TCP通道将各个NNI端口中的Packet_In消息发送到集中控制器。
在上述技术方案中，步骤S5具体包括以下步骤：
S501、解析接收到的Packet_In消息，获得光通道发现报文的接收端的第二单域控制器、接收端口、接收端的节点标识和添加的数据字段，以及获得发送端的光通道发现报文实体，从发送端的光通道发现报文实体中解析出发送端的第一单域控制器、发送端口、发送端的节点标识以及添加的数据字段；
S502、分别对比Packet_In消息中的发送端和接收端的单域控制器、端口、节点标识及添加的数据字段是否一致，若信息一致，转S503；否则，转S504；
S503、第一单域控制器和第二单域控制器之间存在光通道；
S504、第一单域控制器和第二单域控制器之间不存在光通道。
在上述技术方案中，获取混合网络中的设备数据的方式包括：
通过openflow协议获得设备数据、通过配置文件导入设备数据以及通过网管导入混合网络的设备数据。
在上述技术方案中，所述设备数据包括：
设备的标识，用于在集中控制器中唯一标识设备；
设备的端口信息，用于在设备内部唯一标识端口和端口的基本信息，包括端口速率、端口类型和端口状态。
本发明还提供了一种基于混合网络的集中式光通道自动发现的系统，包括：
集中控制器、同一网络中的第一单域控制器和第二单域控制器、不同网络中的第三单域控制器、设置在所述第一单域控制器中的发送模块和设置在所述第二单域控制器中的接收模块，所述第一单域控制器、第三单域控制器和第二单域控制器通过链路串联；
所述集中控制器，用于维护集中拓扑的所有链路及光通道的完整生命周期；创建光通道发现报文，并控制设备通过TCP通道从指定端口将光通道发现报文封装成数据帧发送到所述第一单域控制器中的发送模块；接收并解析所述第二单域控制器中接收模块发送的数据帧，对混合网络中光通道分布情况进行分析；
所述发送模块,接收并解析封装有光通道发现报文的数据帧，将解析出的所述光通道发现报文插入数据字段中，并发送到对端的所述接收模块；
所述接收模块，接收所述发送模块发送的数据字段，从数据字段中解析出所述光通道发现报文，并封装成数据帧通过TCP通道发送到所述集中控制器。
本发明能够在集中控制的混合网络中对光通道进行主动发现，通过集中控制器快速发现混合网络中发送端的第一单域控制器和接收端的第二单域控制器之间的光通道，满足混合网络中对拓扑数据的集中管理和维护要求。
附图说明
图1为本发明中一种基于混合网络的集中式光通道自动发现的系统结构图；
图2为本发明中一种基于混合网络的集中式光通道自动发现的方法流程图；
图3为本发明中步骤S2的具体流程图；
图4为本发明中步骤S3的具体流程图；
图5为本发明中步骤S4的具体流程图；
图6为本发明中步骤S5的具体流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做出详细的说明。
本发明实施例提供了一种基于混合网络的集中式光通道自动发现的系统，下面以基于OTN和PTN的混合网络SDN网络进行说明，如图1所示，包括SDN集中控制器1、同一网络中的第一单域控制器20(PTN单域控制器)和第二单域控制器22(PTN单域控制器)、不同网络中的第三单域控制器(OTN单域控制器21)、发送模块3和接收模块4，其中，发送模块3设置在第一单域控制器20中，接收模块4设置在第二单域控制器22中，第一单域控制器20、OTN单域控制器21和第二单域控制器22通过链路串联。
SDN集中控制器1，是SDN网络中发现和维护集中拓扑的核心，用于维护集中拓扑的所有链路及光通道的完整生命周期，主要功能包括：创建光通道发现报文，并控制PTN设备通过TCP通道从指定端口将光通道发现报文封装成数据帧发送到第一单域控制器20中的发送模块3；接收并解析第二单域控制器22中接收模块4发送的数据帧，对混合网络中光通道分布情况进行分析；维护整个混合网络的光通道分布情况。SDN集中控制器1为一个独立系统，通过TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)通道与第一单域控制器20、第二单域控制器22、发送模块3和接收模块4进行通信。
第一单域控制器20、OTN单域控制器21和第二单域控制器22，是SDN网络中发现和维护单域拓扑的核心，用于维护单域中所有拓扑元素及业务元素的完整生命周期。
发送模块3,接收并解析封装有光通道发现报文的数据帧，将解析出的光通道发现报文插入以太网类型数据后的数据字段中，并发送到对端的接收模块4。
接收模块4，接收发送模块3发送的数据字段，从数据字段中解析出光通道发现报文，并封装成数据帧通过TCP通道发送到SDN集中控制器1进行混合网络中光通道分布情况的分析。
本发明实施例还提供了一种基于混合网络的集中式光通道自动发现的方法，如图2所示，包括以下步骤：
S1、获取混合网络中的所有PTN设备数据。
PTN设备数据是整个混合网络进行光通道发现的基础，因此需要首先采集PTN设备数据，PTN设备数据包括：PTN设备的标识和PTN设备的端口信息，PTN设备的标识用于在SDN集中控制器中唯一标识PTN设备，PTN设备的端口信息用于在PTN设备内部唯一标识端口和端口的基本信息，包括端口速率、端口类型和端口状态。
具体地，SDN集中控制器通过openflow协议获得PTN设备数据、通过配置文件导入PTN设备数据或通过网管导入混合网络的PTN设备数据的方式采集混合网络中的PTN设备数据。下面以通过网管导入混合网络的PTN设备数据的方式为例进行说明，SDN集中控制器从网管的网络数据交换接口中读取网管导入的PTN设备数据，生成混合网络中PTN设备数据列表和端口数据列表。其中，采集到的混合网络中的PTN设备数据具体如表1所示。
表1.采集到的混合网络中的PTN设备数据。
S2、利用集中控制器创建光通道发现报文，并封装为Packet_out消息发送到发送端的第一单域控制器。
如图3所示，步骤S2具体包括以下步骤：
S201、从SDN集中控制器维护的所有端口中，筛选出所有的UNI(User NetworksInterface，用户网络侧接口)和NNI(Network Node Interface，网络节点接口)端口，并按照节点顺序对端口进行排序，形成端口集合。
S202、遍历上述端口集合，获得指定的UNI端口，并根据指定的UNI端口的数据创建该端口可接收的光通道发现报文。其中，光通道发现报文的自定义帧结构如表2所示，光通道发现报文的结构如表3所示。
表2.光通道发现报文的自定义帧结构。
表3.光通道发现报文的结构。
S203、将光通道发现报文封装为Packet_out消息，并通过TCP通道发送到第一单域控制器的发送模块。其中，Packet_out消息结构如表4所示。
表4.Packet_out消息结构。
结构 说明
Message Type 消息类型，设置为Packetout
Out Port ID 发送光通道发现报文的UNI端口标识
O Channel Discovery Packet 要发送的光通道发现报文内容
S204、启动消息重发定时器为2秒钟，同时配置报文重发时间阈值。
S205、消息重发定时器到时后(即每隔2秒钟)，对已发送光通道发现报文的UNI端口进行检查，递增UNI端口发送报文的时间标识。
S206、判断UNI端口发送报文的时间标识是否达到了报文重发时间阈值，若是，转S203；否则，转S205。
S3、将第一单域控制器解析Packet_out消息获取的光通道发现报文插入数据字段中，并从UNI端口相连的NNI端口发送到接收端的第二单域控制器。
如图4所示，步骤S3具体包括以下步骤：
S301、解析Packet_out消息获得光通道发现报文。
S302、创建一个新的数据字段，将光通道发现报文中的光通道信息部分写入以太网类型数据后的数据字段中。
S303、将该数据字段通过链路从NNI端口发送到对端的接收模块。
S4、从数据字段中解析出光通道发现报文，并封装为Packet_In消息，通过TCP通道发送到SDN集中控制器。
如图5所示，步骤S4具体包括以下步骤：
S401、通过第二单域控制器从NNI端口接收数据报文，并从特定的以太网类型数据后的数据字段中解析出光通道发现报文。
S402、将解析出的光通道发现报文封装为Packet_In消息。其中Packet_In消息结构如表5所示。
表5.Packet_In消息结构。
结构 说明
Message Type 消息类型,设置为Packet_In
InPort ID 接收到光通道发现报文的端口标识
O Channel Discovery Packet 接收到的光通道发现报文内容
S403、通过TCP通道将各个NNI端口中的Packet_In消息发送到SDN集中控制器。
S5、利用集中控制器对接收到的Packet_In消息进行解析，确定混合网络中的光通道分布情况。
如图6所示，步骤S5具体包括以下步骤：
S501、解析接收到的Packet_In消息，获得光通道发现报文的接收端的第二单域控制器、接收端口、接收端的节点标识和添加的数据字段，以及获得发送端的光通道发现报文实体，从发送端的光通道发现报文实体中解析出发送端的第一单域控制器、发送端口、发送端的节点标识以及添加的数据字段。
若混合网络中存在光通道，则光通道发现报文将在OTN单域控制器中透明传输，并到达对端的第二单域控制器。
S502、分别对比Packet_In消息中的发送端和接收端的单域控制器、端口、节点标识及添加的数据字段是否一致，若信息一致，转S503；否则，转S504。
S503、第一单域控制器和第二单域控制器之间存在光通道。
S504、第一单域控制器和第二单域控制器之间不存在光通道。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于混合网络的集中式光通道自动发现的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取混合网络中的所有设备数据；
S2、利用集中控制器创建光通道发现报文，并封装成数据帧发送到发送端的第一单域控制器；
第一单域控制器、第三单域控制器和第二单域控制器通过链路串联，其中第一单域控制器和第二单域控制器设置在同一网络中，第三单域控制器设置在不同网络中；
所述光通道发现报文的结构中含有描述混合网络中指定的UNI端口所在的第三单域控制器的唯一标识；
S3、将第一单域控制器解析数据帧获取的光通道发现报文插入数据字段中，并经第三单域控制器发送到接收端的第二单域控制器；
S4、将第二单域控制器从数据字段中解析出的光通道发现报文封装成数据帧，并发送到集中控制器；
S5、利用集中控制器对接收到的数据帧进行解析，确定混合网络中的光通道分布情况。
2.如权利要求1所述的基于混合网络的集中式光通道自动发现的方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：
S201、从集中控制器维护的所有端口中，筛选出所有的UNI和NNI端口，并按照节点顺序对端口进行排序，形成端口集合；
S202、遍历上述端口集合，获得指定的UNI端口，并根据指定的UNI端口的数据创建该端口可接收的光通道发现报文；
S203、将光通道发现报文封装为Packet_out消息，并通过TCP通道发送到第一单域控制器；
S204、启动消息重发定时器，同时配置报文重发时间阈值；
S205、消息重发定时器到时后，对已发送光通道发现报文的UNI端口递增UNI端口发送报文的时间标识；
S206、判断UNI端口发送报文的时间标识是否达到了报文重发时间阈值，若是，转S203；否则，转S205。
3.如权利要求2所述的基于混合网络的集中式光通道自动发现的方法，其特征在于，步骤S3具体包括以下步骤：
S301、解析Packet_out消息获得光通道发现报文；
S302、创建新的数据字段，将光通道发现报文中的光通道信息部分写入数据字段中；
S303、将该数据字段通过链路从NNI端口发送到对端的第二单域控制器。
4.如权利要求3所述的基于混合网络的集中式光通道自动发现的方法，其特征在于，步骤S4具体包括以下步骤：
S401、通过第二单域控制器从NNI端口接收数据报文，并从数据字段中解析出光通道发现报文；
S402、将解析出的光通道发现报文封装为Packet_In消息；
S403、通过TCP通道将各个NNI端口中的Packet_In消息发送到集中控制器。
5.如权利要求4所述的基于混合网络的集中式光通道自动发现的方法，其特征在于，步骤S5具体包括以下步骤：
S501、解析接收到的Packet_In消息，获得光通道发现报文的接收端的第二单域控制器、接收端口、接收端的节点标识和添加的数据字段，以及获得发送端的光通道发现报文实体，从发送端的光通道发现报文实体中解析出发送端的第一单域控制器、发送端口、发送端的节点标识以及添加的数据字段；
S502、分别对比Packet_In消息中发送端和接收端的单域控制器、端口、节点标识及添加的数据字段是否一致，若信息一致，转S503；否则，转S504；
S503、第一单域控制器和第二单域控制器之间存在光通道；
S504、第一单域控制器和第二单域控制器之间不存在光通道。
6.如权利要求1所述的基于混合网络的集中式光通道自动发现的方法，其特征在于，获取混合网络中的设备数据的方式包括：
通过openflow协议获得设备数据、通过配置文件导入设备数据以及通过网管导入混合网络的设备数据。
7.如权利要求6所述的基于混合网络的集中式光通道自动发现的方法，其特征在于，所述设备数据包括：
设备的标识，用于在集中控制器中唯一标识设备；
设备的端口信息，用于在设备内部唯一标识端口和端口的基本信息，包括端口速率、端口类型和端口状态。
8.一种基于混合网络的集中式光通道自动发现的系统，其特征在于，包括：
集中控制器、同一网络中的第一单域控制器和第二单域控制器、不同网络中的第三单域控制器、设置在所述第一单域控制器中的发送模块和设置在所述第二单域控制器中的接收模块，所述第一单域控制器、第三单域控制器和第二单域控制器通过链路串联；
所述集中控制器，用于维护集中拓扑的所有链路及光通道的完整生命周期；创建光通道发现报文，并控制设备通过TCP通道从指定端口将光通道发现报文封装成数据帧发送到所述第一单域控制器中的发送模块；接收并解析所述第二单域控制器中接收模块发送的数据帧，对混合网络中光通道分布情况进行分析；所述光通道发现报文的结构中含有描述混合网络中指定的UNI端口所在的第三单域控制器的唯一标识；
所述发送模块,接收并解析封装有光通道发现报文的数据帧，将解析出的所述光通道发现报文插入数据字段中，并发送到对端的所述接收模块；
所述接收模块，接收所述发送模块发送的数据字段，从数据字段中解析出所述光通道发现报文，并封装成数据帧通过TCP通道发送到所述集中控制器。
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