CN107846290A - 一种拓补关系管理方法和管理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种拓补关系管理方法和管理设备，该方法可包括：软件定义网络SDN控制器读取多个网元之间的拓补关系；所述SDN控制器根据所述拓补关系生成所述多个网元的地址解析协议ARP文件，所述ARP文件用于所述多个网元中的网元进行地址查询。本发明实施例可以提高查询效率。

Description

一种拓补关系管理方法和管理设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种拓补关系管理方法和管理设备。

背景技术

随着网络技术的迅速发展，软件定义网络(SDN，Software Defined Network)和地址解析协议(ARP，Address Resolution Protocol)得到了广泛的应用。SDN是一种创新型网络架构，是网络虚拟化的一种实现方式，它通过将网络设备将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。ARP是根据互联网协议地址(IP，Internet ProtocolAddress)获取物理地址的一个协议。但是现有技术想访问一个目标地址的时候，都是将包含目标地址的ARP请求广播到网络上的所有网元，并接收网元返回的消息，以此确定目标地址，这样导致效率较低。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种拓补关系管理方法和管理设备，解决了效率较低的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种拓补关系管理方法，包括：

软件定义网络SDN控制器读取多个网元之间的拓补关系；

所述SDN控制器根据所述拓补关系生成所述多个网元的地址解析协议ARP文件，所述ARP文件用于所述多个网元中的网元进行地址查询。

本发明实施例提供一种管理设备，包括：

读取模块，用于软件定义网络SDN控制器读取多个网元之间的拓补关系；

生成模块，用于所述SDN控制器根据所述拓补关系生成所述多个网元的地址解析协议ARP文件，所述ARP文件用于所述多个网元中的网元进行地址查询。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序被所述计算机执行时使所述计算机执行如上述提供的一种拓补关系管理方法。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明实施例，软件定义网络SDN控制器读取多个网元之间的拓补关系；所述SDN控制器根据所述拓补关系生成所述多个网元的地址解析协议ARP文件，所述ARP文件用于所述多个网元中的网元进行地址查询。这样网元在进行地址访问之前就会在ARP文件中查询，ARP文件包含了网元之间的拓补关系，这样就没有必要在网络中进行广播，地址查询的效率就得到了提高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种拓补关系管理方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种拓补关系管理方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种拓补关系管理设备的结构图；

图4为本发明实施例提供的另一种拓补关系管理设备的结构图；

图5为本发明实施例提供的另一种拓补关系管理设备的结构图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供一种拓补关系管理方法，包括以下步骤：

步骤S101、软件定义网络SDN控制器读取多个网元之间的拓补关系。

步骤S102、所述SDN控制器根据所述拓补关系生成所述多个网元的地址解析协议ARP文件，所述ARP文件用于所述多个网元中的网元进行地址查询。

本实施例中，上述SDN是网络一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式，其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的核心思想是将网络的控制平面和数据平面分离，把网络控制功能从网络设备中分离出来，并为网络应用提供可编程接口，采用软件的方式对网络资源进行控制，从而革命性地改变了现有的网络架构，为未来网络发展提供了一个新方向。

本实施例中，上述SDN控制器是SDN中的应用程序，负责流量控制以确保智能网络。SDN控制器是基于一些协议，允许服务器告诉交换机向哪里发送数据包。

本实施例中，上述网元可以理解为网络中的一台大型的设备，也可以是网络中一台中型的设备。上述拓补关系可以理解为网元之间的一种连接关系，可以是相邻、不相邻或者其他的连接关系。

本实施例中，上述地址解析协议ARP可以理解为一种地址获取协议。他可以根据IP地址获取物理地址的一个协议。上述地址查询，可以是查询IP地址，也可以是查询物理地址，对此本实施例不作限定。

本发明实施例，软件定义网络SDN控制器读取多个网元之间的拓补关系；所述SDN控制器根据所述拓补关系生成所述多个网元的地址解析协议ARP文件，所述ARP文件用于所述多个网元中的网元进行地址查询。这样网元在进行地址访问之前就会在ARP文件中查询，ARP文件包含了网元之间的拓补关系，这样就没有必要在网络中进行广播，地址查询的效率就得到了提高。

如图2所示，本发明实施例还提供另一种拓补关系管理方法，包括以下步骤：

步骤S201、软件定义网络SDN控制器读取多个网元之间的拓补关系。

步骤S202、所述SDN控制器根据所述拓补关系生成所述多个网元的地址解析协议ARP文件，所述ARP文件用于所述多个网元中的网元进行地址查询。

步骤S203、所述SDN控制器接收目标网元发送的地址查询请求。

步骤S204、所述SDN控制器判断所述ARP文件中是否存在所述地址查询请求对应的地址。

步骤S205、若所述ARP文件中存在所述地址，则所述SDN控制器将所述地址返回给所述目标网元。

本实施例中，上述目标网元可以是SDN控制器控制下的任何一个网元，例如它可以是网元a、网元b、网元c、或者网元d。

本实施例中，上述SDN控制器判断所述ARP文件中是否存在所述地址查询请求对应的地址可以这样理解。例如ARP文件根据拓补关系得知网元a连接的网元有网元b和网元c，就会在ARP文件中建立网元a与网元b的连接关系以及网元a与网元c的连接关系。若此时网元a查找的是网元b，就能找到，即存在所述地址；若此时网元a查找的是网元c，也能找到，也存在所述地址；若此时网元a查找的是网元d，就不能找到，就不存在所述地址。

本实施例中，若所述ARP文件中存在所述地址，则所述SDN控制器将所述地址返回给所述目标网元，这样目标网元就知道存在自己查找的地址是存在连接关系的，这样就可以根据该地址去查找对应的网元。

可选的，所述ARP文件的数据结构为哈希表，所述哈希表包括：

由网元的身份标识号、网元的端口和网元的互联网协议地址组成的关键字；

以及由网元的物理地址和网元的端口组成的值。

本实施例中，上述哈希表，也可以叫散列表，它是根据关键码值而直接进行访问的数据结构。可以理解为，它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。

本实施例中，上述网元的身份标识号是网元的一个唯一标识，它就像人们的身份证一样，不同的网元的身份标识号是不一样的。上述网元的端口是一种物理端口。上述网元的互联网协议地址就是网元的IP地址。

本实施例中，上述关键字可以是由网元的身份标识号、网元的端口和网元的互联网协议地址相加组成的关键字，当然也可以在其中加入某些其他参数进行其他的运算得到的关键字也是可以的。

本实施例中，上述值可以是由网元的物理地址和网元的端口相加组成的值，当然也可以在其中加入某些其他参数进行其他的运算得到的值也是可以的。

可选的，所述方法还包括：

所述SDN控制器接收消息转发模块发送的更新消息；

所述SDN控制器根据所述更新消息对所述ARP文件进行更新。

本实施例中，上述消息转发模块可以是存在于控制器外面的一个模块，它可以专门向SDN控制器发送更新的消息。因为网络中的网元可能有删除，有增加，网元之间的连接关系也有可能会变动，所以消息转发模块专门用来向SDN控制器发送更新的消息，这样SDN控制器存储的拓补关系就能一直保持更新。

当然，消息转发模块可以有消息监听的功能，也可以只有消息转发的功能。当消息转发模块只有消息转发的功能时，在控制器的外部还可以存在一个消息监听模块来监听网元之间的更新消息，然后将这些更新消息发送给消息转发模块，再由消息转发模块向SDN模块发送更新消息。这种实施方式也是可以的。

本实施例中，上述SDN控制器根据所述更新消息对所述ARP文件进行更新，可以是对ARP文件里面的内容进行删除或者增加，这些都取决于消息发送模块向它发送什么样的更新消息。

可选的，所述更新消息为创建消息，所述创建消息包括如下一项或者多项：

三层接口创建消息、拓补创建消息以及网元属性变更消息；或者

所述更新消息为删除消息，所述删除消息包括如下一项或者多项：

三层接口删除消息、拔板消息、网元删除消息以及拓补删除消息。

本实施例中，上述更新消息可以是由一个专门的消息监听模块来执行，或者也可以有带有消息监听功能的消息转发模块来执行。上述消息监听模块，消息转发模块，可以是一个独立的模块，当然也可以存在于SDN控制器中。为了更好的理解每个过程是怎样执行的，可以假设每个模块之间是独立的。

当更新消息为创建消息时，以三层接口创建消息为例，来解释消息创建的过程。消息监听模块收到三层接口创建通知，假设在物理地址为物理地址a的网元a上新创建端口的IP为IPa，查询拓扑链接，获取与新创建的三层接口相连的对端网元z的物理地址物理地址z和对端物理端口，并从物理端口查询对应的三层接口，确定其上的IP，端口IP为IPz，创建出ARP条目：关键字为网元的身份标识号a、网元的端口a和IPz的和，值为物理地址z和端口z的和；以及关键字为网元的身份标识号z、网元的端口z和IPa的和，值为物理地址a和端口a的和。

然后，将这两个条目推送到消息转发模块，由消息转发模块发送给SDN控制器。取出其中的网元信息，根据网元信息定位到具体的控制器。因为在这里可能由于网元很多，一个控制器只能控制一定量的网元，所以要根据网元信息定位到具体哪个控制器。当然当网元很少的时候，一个控制器如果能控制全部的网元，此时就不需要定位哪个控制器了，当然这种情况也是有可能存在的。

本实施例中，上述拓补创建消息或网元属性变更消息可以参照三层接口创建消息的过程，在此不再赘述。

当更新消息为删除消息时，以三层接口删除消息为例，来解释消息删除的过程。消息监听模块收到a网元上IP为IPa的三层接口删除通知，从三层接口查询到对应的物理接口a，确定需要删除的ARP内容的关键字为包含端口a的，构造消息将这个条目推送到消息转发模块。

消息转发模块收到ARP删除的消息后，取出消息中的网元信息，并将消息转发到网元对应的控制器。控制器找到对应的ARP内容，取出该ARP条码的值，找到值中的对端物理端口信息端口z，删除该ARP内容，并根据端口z中的网元信息转换成对端网元信息，发送消息到该对端网元所在的控制器，删除对端的ARP内容。发送到对端网元控制器的消息报文体包含端口z的名字。对端网元控制器根据端口z的名字删除对应的ARP内容。

本发明实施例，上述软件定义网络SDN控制器读取多个网元之间的拓补关系；所述SDN控制器根据所述拓补关系生成所述多个网元的地址解析协议ARP文件，所述ARP文件用于所述多个网元中的网元进行地址查询；所述SDN控制器接收目标网元发送的地址查询请求；所述SDN控制器判断所述ARP文件中是否存在所述地址查询请求对应的地址；若所述ARP文件中存在所述地址，则所述SDN控制器将所述地址返回给所述目标网元。这样，这样网元在进行地址访问之前就会在ARP文件中查询，ARP文件包含了网元之间的拓补关系，并且会将查询的地址返回个目标网元，这样目标网元就能明确的去查找目标地址，这样就没有必要在网络中进行广播，地址查询的效率就得到了提高。

如图3所示，本发明实施例提供一种管理设备，包括以下模块：

读取模块301，用于软件定义网络SDN控制器读取多个网元之间的拓补关系；

生成模块302，用于所述SDN控制器根据所述拓补关系生成所述多个网元的地址解析协议ARP文件，所述ARP文件用于所述多个网元中的网元进行地址查询。

可选的，如图4所示，所述管理设备还包括：

第一接收模块303，用于所述SDN控制器接收目标网元发送的地址查询请求；

判断模块304，用于所述SDN控制器判断所述ARP文件中是否存在所述地址查询请求对应的地址；

返回模块305，用于若所述判断模块304判断所述ARP文件中存在所述地址，所述SDN控制器将所述地址返回给所述目标网元。

可选的，所述ARP文件的数据结构为哈希表，所述哈希表包括：

由网元的身份标识号、网元的端口和网元的互联网协议地址组成的关键字；

以及由网元的物理地址和网元的端口组成的值。

可选的，如图5所示，所述管理设备还包括：

第二接收模块306，用于所述SDN控制器接收消息转发模块发送的更新消息；

更新模块307，用于所述SDN控制器根据所述更新消息对所述ARP文件进行更新。

可选的，所述更新消息为创建消息，所述创建消息包括如下一项或者多项：

三层接口创建消息、拓补创建消息以及网元属性变更消息；或者

所述更新消息为删除消息，所述删除消息包括如下一项或者多项：

三层接口删除消息、拔板消息、网元删除消息以及拓补删除消息。

本实施例中，上述管理设备可以是图1-图2所示的实施例中的管理设备，且图1-图2所示的实施例中管理设备的任何实施方式都可以被本实施例中的管理设备所实现，这里不再赘述。上述管理设备可以提高效率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法的全部或者部分步骤是可以通过程序指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取介质中，该程序在执行时，包括以下步骤：

软件定义网络SDN控制器读取多个网元之间的拓补关系；

所述SDN控制器根据所述拓补关系生成所述多个网元的地址解析协议ARP文件，所述ARP文件用于所述多个网元中的网元进行地址查询。

可选的，所述方法还包括：

所述SDN控制器接收目标网元发送的地址查询请求；

所述SDN控制器判断所述ARP文件中是否存在所述地址查询请求对应的地址；

若所述ARP文件中存在所述地址，则所述SDN控制器将所述地址返回给所述目标网元。

可选的，所述ARP文件的数据结构为哈希表，所述哈希表包括：

由网元的身份标识号、网元的端口和网元的互联网协议地址组成的关键字；

以及由网元的物理地址和网元的端口组成的值。

可选的，所述方法还包括：

所述SDN控制器接收消息转发模块发送的更新消息；

所述SDN控制器根据所述更新消息对所述ARP文件进行更新。

可选的，所述更新消息为创建消息，所述创建消息包括如下一项或者多项：

三层接口创建消息、拓补创建消息以及网元属性变更消息；或者

所述更新消息为删除消息，所述删除消息包括如下一项或者多项：

三层接口删除消息、拔板消息、网元删除消息以及拓补删除消息。

所述的存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种拓补关系管理方法，其特征在于，包括：

软件定义网络SDN控制器读取多个网元之间的拓补关系；

所述SDN控制器根据所述拓补关系生成所述多个网元的地址解析协议ARP文件，所述ARP文件用于所述多个网元中的网元进行地址查询。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述SDN控制器接收目标网元发送的地址查询请求；

所述SDN控制器判断所述ARP文件中是否存在所述地址查询请求对应的地址；

若所述ARP文件中存在所述地址，则所述SDN控制器将所述地址返回给所述目标网元。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述ARP文件的数据结构为哈希表，所述哈希表包括：

由网元的身份标识号、网元的端口和网元的互联网协议地址组成的关键字；

以及由网元的物理地址和网元的端口组成的值。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述SDN控制器接收消息转发模块发送的更新消息；

所述SDN控制器根据所述更新消息对所述ARP文件进行更新。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述更新消息为创建消息，所述创建消息包括如下一项或者多项：

三层接口创建消息、拓补创建消息以及网元属性变更消息；或者

所述更新消息为删除消息，所述删除消息包括如下一项或者多项：

三层接口删除消息、拔板消息、网元删除消息以及拓补删除消息。

6.一种管理设备，其特征在于，包括：

读取模块，用于软件定义网络SDN控制器读取多个网元之间的拓补关系；

生成模块，用于所述SDN控制器根据所述拓补关系生成所述多个网元的地址解析协议ARP文件，所述ARP文件用于所述多个网元中的网元进行地址查询。

7.根据权利要求6所述的管理设备，其特征在于，所述管理设备还包括：

第一接收模块，用于所述SDN控制器接收目标网元发送的地址查询请求；

判断模块，用于所述SDN控制器判断所述ARP文件中是否存在所述地址查询请求对应的地址；

返回模块，用于若所述判断模块判断所述ARP文件中存在所述地址，所述SDN控制器将所述地址返回给所述目标网元。

8.根据权利要求6或7所述的管理设备，其特征在于，所述ARP文件的数据结构为哈希表，所述哈希表包括：

由网元的身份标识号、网元的端口和网元的互联网协议地址组成的关键字；

以及由网元的物理地址和网元的端口组成的值。

9.根据权利要求6或7所述的管理设备，其特征在于，所述管理设备还包括：

第二接收模块，用于所述SDN控制器接收消息转发模块发送的更新消息；

更新模块，用于所述SDN控制器根据所述更新消息对所述ARP文件进行更新。

10.根据权利要求9所述的管理设备，其特征在于，所述更新消息为创建消息，所述创建消息包括如下一项或者多项：

三层接口创建消息、拓补创建消息以及网元属性变更消息；或者

所述更新消息为删除消息，所述删除消息包括如下一项或者多项：

三层接口删除消息、拔板消息、网元删除消息以及拓补删除消息。