CN108737265B - 软件定义的无线网络系统及其管理方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了控制器协调系统。一种用于软件定义的无线网络的方法和装置。软件定义的无线网络包括多个无线设备和多个控制器。多个无线设备被配置为在软件定义的无线网络中被分成功能分区。多个控制器位于多个无线设备上。功能分区中的一个功能分区中的多个控制器中的控制器被配置为利用使用功能分区中的消息定序信息同步了的数据来在功能分区中执行操作。

Description

软件定义的无线网络系统及其管理方法
技术领域
本申请总体上涉及改进的计算机系统，并且具体地，涉及通过使用控制器协调系统来管理可分区网络中的控制器的方法和装置。
背景技术
软件定义的联网(SDN)是计算机联网的一种方法，其允许网络管理员经由开放接口和抽象的底层功能，以编程方式动态初始化、控制、更改和管理网络行为。软件定义的联网包括几种类型的网络技术，使网络像现代数据中心的虚拟化服务器和存储基础设施一样轻巧和灵活。
在使用软件定义联网的网络中，执行流量工程以重新路由数据包以满足或改进一个或多个度量。这些度量可包括例如带宽、每秒的数据包数、延迟、最大帧速率、最大吞吐量、每秒连接数、最大并发连接数以及与网络性能相关的其他度量。
通过这种类型的联网，中央控制器维护网络上的设备的视图。中央控制器根据需要引导网络交换机转发流量。在有线网络中，多个控制器通常用于冗余或负载平衡而存在。
软件定义联网在存在稳定性的有线网络上运行良好。这种类型的联网对于无线网络也是有价值的。然而，诸如无线战术地面网络的无线网络可能具有有限的带宽、高延迟、点状连接以及其他不合需要的特性。
在无线网络中，网络可能被划分成子网络，并在稍后合并时重新连接。在这种分区中，维护中央控制器变得不可行。当前存在处理分区的技术，其中一个分区被认为是继续操作的主要组件，而其他分区不能再改变或更新，直到它们与主要组件重新连接。其他分区中的控制器不被改变或更新，直到它们与主要组件重新连接。因此，更换非主要组件中控制器的无线网络无法重新配置网络设备或交换机以反映网络的当前状态并正常运行。
因此，希望有一种方法和装置考虑上面讨论的至少一些问题，以及其他可能的问题。例如，希望具有一种方法和装置能够克服使用软件定义的网络架构的无线网络的分区所存在的技术问题。
发明内容
本公开的实施例提供了软件定义的无线网络。软件定义的无线网络包括多个无线设备和多个控制器。多个无线设备被配置为在软件定义的无线网络中被分成功能分区。多个控制器位于多个无线设备上。功能分区中的一功能分区中的多个控制器中的控制器被配置为利用使用功能分区中的消息定序信息同步的数据来在功能分区中执行操作。
本公开的另一实施例提供了一种用于管理软件定义的无线网络的方法。该方法包括由无线设备上的控制器与软件定义的无线网络中的设备上的控制器交换消息。该方法利用使用功能分区中的消息定序信息同步的数据来在功能分区中执行操作。无线设备和设备形成多个无线设备，并且其中，多个无线设备被配置为在软件定义的无线网络中被分成功能分区。
特征和功能可在本公开的各种实施例中独立地实现，或者可在其他实施例中相组合，其中的进一步细节可参考以下描述和附图来了解。
附图说明
在所附权利要求中阐述了说明性实施例的被认为新颖的特征。然而，通过参考以下结合附图阅读时的本公开的说明性实施例的详细描述，将最好地理解说明性实施例以及优选的使用模式，其其他的目的和特征，其中：
图1是根据说明性实施例的软件定义的无线网络的框图的图示；
图2是根据说明性实施例的无线设备的框图的图示；
图3是根据说明性实施例的消息定序信息的框图的图示；
图4是根据说明性实施例的软件定义的无线网络的图示；
图5是根据说明性实施例的分区的软件定义无线网络的图示；
图6是根据说明性实施例的用于控制器的状态机的图示；
图7是根据说明性实施例的成员发现状态机的图示；
图8是根据说明性实施例的引导(lead，领导)状态机的图示；
图9是根据说明性实施例的非引导状态机的图示；
图10是根据说明性实施例的用于管理软件定义的无线网络的过程的流程图的图示；
图11是根据说明性实施例的用于改变软件定义无线网络中的成员的过程的流程图的图示；和
图12是根据说明性实施例的数据处理系统的框图的图示。
具体实施方式
说明性实施例认识并考虑到一个或多个不同的考虑。例如，说明性实施例认识并考虑到期望具有一种和方法和装置以允许不同分区继续操作的方式来处理软件定义无线网络的分区。
说明性实施例提供了一种方法和装置，其允许控制器继续在所有分区中运行，并且与其分区内的控制器同步但独立于其他分区中的控制器。在一个说明性实例中，软件定义的无线网络包括多个无线设备和多个控制器。多个无线设备被配置为在软件定义的无线网络中被分成功能分区。功能分区中的一个功能分区中的多个控制器中的控制器被配置为利用使用功能分区中的消息定序信息同步的数据来在功能分区中执行操作。
现在参考附图，并且具体地参考图1，根据说明性实施例描绘了软件定义的无线网络的框图的图示。在该说明性实例中，软件定义的无线网络100是包括无线设备102的软件定义的网络。
如所描绘的，无线设备102是处理数据并使用无线通信链路进行通信的硬件设备。无线设备102选自以下中的至少一个：计算机、移动电话、平板计算机、电子飞行包、交通工具计算机、发动机控制单元或可使用无线通信链路进行通信的一些其他合适类型的数据处理系统。
如本文所使用的，当与一系列项目一起使用短语“中的至少一个”时，其意味着可使用所列项目中的一个或多个的不同组合，并且可能仅需要列表中的每个项目中的一个。换句话说，“中的至少一个”意味着可使用列表中项目的任何组合和任何数量的项目，但是不需要列表中的所有项目。该项目可能是一个具体的对象、事物或类别。
例如，但不限于，“项目A、项目B或项目C中的至少一个”可包括项目A、项目A和项目B或项目B。该实例还可包括项目A、项目B和项目C；或者项目B和项目C。当然，这些项目的任何组合都可存在。在一些说明性实例中，“中的至少一个”可以是例如但不限于，两个项目A、一个项目B和十个项目C；四个项目B和七个项目C；或其他合适的组合。
如所描绘的，无线设备102包括控制器104和消息收发服务装置(messagingservices)106。无线设备102还可包括交换机108。
在所描绘的实例中，存在多个无线设备102，其中多个无线设备102被配置为在软件定义的无线网络100中被分成功能分区110。位于功能分区110中的功能分区112是其中无线设备102和功能分区112操作以同步地处理数据114的分区。
在一些说明性实例中，功能分区112可以是可存在于软件定义的无线网络100中的单独的分区。换句话说，全部无线设备102保留在软件定义的无线网络100中，而没有任何无线设备102离开软件定义的无线网络100以形成另一功能分区。
位于功能分区110中的功能分区112中的多个无线设备102上的多个控制器104被配置为通过使用功能分区112中的消息定序信息118同步的数据来在功能分区112中执行操作116。在该说明性实例中，消息定序信息118包括Lamport时间戳或序列号中的至少一个。序列号是单调递增的号码，在正在发送的最近的消息的序列号上递增1。Lamport时间戳是单调递增的数字，在发送或接收的最近消息的Lamport时间戳上递增1。
在说明性实例中，操作116可采取多种不同的形式。例如，操作116可选择以下中的至少一个：路由数据114、形成计算、存储数据114、加密数据114、解密数据114和其他合适类型的操作116。数据114可采取多种不同的形式。例如，数据114可选自以下中的至少一个：语音通信、图像、消息、文档、程序或其他合适类型的数据。
进一步地，功能分区112中的多个无线设备102上的多个消息收发服务装置106被配置成使用操作116来同步数据114，使得功能分区112中的所有控制器104接收相同的数据以执行操作116。在说明性实例中，多个消息收发服务装置106传送已由功能分区112中的所有控制器104接收的数据114。数据114的接收还包括由发送数据114的控制器120对数据114的接收。由控制器120发送的数据114也由控制器120接收。
在这些说明性实例中，多个消息收发服务装置106同步数据114以无线设备102中的供控制器104和其他组件使用。多个消息收发服务装置106以对多个控制器104透明的方式执行此操作。多个消息收发服务装置106确保功能分区112中的所有控制器104以相同的顺序接收相同的数据以用于执行操作116。
结果，多个控制器104不必确定由多个控制器104接收的数据114是否可用。相反，多个控制器104在所有多个控制器104已经接收到数据114的假设下使用数据114。
在该说明性实例中，多个控制器104中的控制器120监视软件定义的无线网络100中的变化。软件定义的无线网络100中的变化可以是无线设备102的布置(composition)的变化。例如，无线设备102可被划分成功能分区110而不是作为单个网络来操作。
控制器120识别用于功能分区112的成员122，并与功能分区112中的成员122中的其他控制器交换数据114。如所描绘的，当控制器120接收加入消息、离开消息或指示功能分区112的组成改变的其他消息中的至少一个时，控制器120识别功能分区112的成员122。
在识别功能分区112的成员(membership)122时，控制器120使用来自一组无线设备102上的一组控制器104的成员信息124来识别由控制器120看到的一组控制器104。进一步地，当控制器120是功能分区112中的引导控制器时，控制器120提议用于功能分区112的成员122。可以以多种不同的方式识别控制器120为引导控制器。例如，控制器120可以是第一控制器，一旦该节点从其他控制器获得相同的成员，则通过暂定协议来识别成员122。
在该说明性实例中，控制器120可识别用于路由数据114的最优路径126，并且从最优路径126创建流规则128。最优路径126是使用无线链路130的路径，无线链路130连接到无线设备132上的控制器120。控制器120可在功能分区112中的无线设备102上的一组交换机108中实施流规则128。
而且，控制器120可维护网络信息134，该网络信息134包括网络图136和网络图136中的无线链路130的性能信息138。性能信息138可包括以下中的至少一个：带宽、每秒数据包数、延迟、最大帧速率、最大吞吐量、每秒连接数、最大并发连接数以及可用于选择最优路径126或执行其他操作的其他类型的性能信息。
软件定义的无线网络100中的诸如控制器104、消息收发服务装置106和交换机108的组件可以以软件、硬件、固件或其组合来实现。当使用软件时，由消息收发服务装置106和交换机108执行的操作可以以被配置为在诸如处理器单元的硬件上运行的程序代码实现。当使用固件时，由控制器104、消息收发服务装置106或交换机108中的至少一个执行的操作可用程序代码和数据实现，并且存储在持久性存储器中以在处理器单元上运行。当采用硬件时，硬件可包括操作以在控制器104、消息收发服务装置106或交换机108中的至少一个中执行操作的电路。
在说明性实例中，硬件可采取选自以下中的至少一个的形式：电路系统、集成电路、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑设备或者被配置为执行若干操作的一些其他合适类型的硬件。利用可编程逻辑设备，该设备可被配置为执行多个操作。该设备可在稍后重新配置，或者可被永久配置为执行多次操作。可编程逻辑设备包括例如可编程逻辑阵列、可编程阵列逻辑、现场可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列以及其他合适的硬件设备。另外，上述过程可在与无机组件整合的有机组件中实施，并且可完全由除人以外的有机组件组成。例如，这些过程可被实现为有机半导体中的电路。
在一个说明性实例中，存在一个或多个技术方案，其利用使用软件定义的网络体系结构的无线网络的分区克服了技术问题。例如，存在的技术问题在于，只有一个分区(主组件)继续运行，而其他分区不运行，除非重新连接主组件。结果，一个或多个技术方案可提供使所有分区能够起作用的技术效果。这些功能分区针对功能分区内的所有控制器使用与每个功能分区内同步的相同数据进行操作。换句话说，一个或多个说明性实例提供了其中每个功能分区可独立操作的技术效果。
结果，软件定义的无线网络100中的无线设备102作为专用计算机系统进行操作。计算机系统是一个或多个数据处理系统，诸如软件定义的无线网络100中的无线设备102。控制器104或消息收发服务装置106中的至少一个使得当通过对软件定义的无线网络100进行分区而创建功能分区110时，所有的功能分区110独立地操作。具体地，与当前可用的不具有控制器104或消息收发服务装置106中的至少一个的通用计算机系统相比，控制器104或消息收发服务装置106中的至少一个将软件定义的无线网络100中的无线设备102变换成专用计算机系统。
图1中的软件定义的无线网络100的图示并不意味着暗示对可实现说明性实施例的方式的物理或架构限制。除了或代替所示的组件，也可使用其他组件。一些组件可能是不必要的。此外，框是为了说明一些功能组件而存在的。当在说明性实施例中实施时，这些框中的一个或多个可被组合、划分或组合并且被划分为不同的块。
例如，一些无线设备102可不包括控制器104、消息收发服务装置106或交换机108中的一个或多个。作为另一说明性实例，除了或代替无线连接，软件定义的无线网络100还可包括具有有线连接的设备。软件定义的无线网络100可被实现为执行许多不同的功能，诸如监视农作物、监视工厂设备和装置，在战场上执行战术操作或者其他合适的功能。
接下来参考图2，描绘了根据说明性实施例的无线设备的框图的图示。在该所描绘的实例中，无线设备200是图1中的无线设备102中的无线设备的实例。如所描绘的，无线设备200包括控制器202、消息收发服务装置204和交换机206。
控制器202是无线设备200中的软件组件，其被配置为管理图1中的无线设备102与软件定义的无线网络100之间的数据流。控制器202可类似于图1中的软件定义的无线网络100的操作系统。
如所描绘的，消息收发服务装置204是无线设备200中的软件组件，其被配置为管理可在无线设备200处发送或接收的消息208。消息收发服务装置204可执行诸如例如临时传送、同意传送和安全传送的功能。在该说明性实例中，在确认所有消息208已经被传送到图1中的软件定义的无线网络100中的其他控制器之后，消息收发服务装置204以正确的顺序将消息208传送到控制器202。
在该说明性实例中，消息收发服务装置204可使用用于诸如无线设备的节点的扩展虚拟同步(EVS)来实现。如图所示，扩展虚拟同步是在分布式系统中用于多播和广播通信的一组通信传输服务。这种类型的服务在消息的传送和跨过程的配置变更的传送之间保持一致的关系，诸如软件定义的网络中的控制器，诸如图1中的软件定义的无线网络100。
当使用扩展虚拟同步来实现消息收发服务装置时，在传送给控制器的消息中使用原语。这些原语包括协定的成员、加入、离开、消息发送和协定的消息传送。
协定的成员是当前连接的节点列表，并且在成员中的所有节点上保证是相同的。如果节点从扩展虚拟同步服务接收到包含节点列表的协定的成员集，则节点可保证在协定的成员集中识别的该列表中的所有节点从其自己的扩展虚拟同步服务接收到完全相同的列表。当节点可相互之间发送和接收消息时，节点被连接或被认为具有链路，使得由一个节点发送的消息在定义的时间间隔内将以高于零的某种概率被其他节点接收。当协定的成员集改变时，协定的成员作为通知由本地扩展虚拟同步服务提供给节点。在两次这样的连续通知之间，节点可设想协定的成员集是稳定的。
加入是包含以前的成员集中不存在的节点的协定的成员集。离开是以前的成员集中存在的节点不被包含的协定的成员集。
消息发送是节点向协定的成员集中的所有其他节点发送消息的能力。该节点提供要发送到本地扩展虚拟同步服务的消息以便被发送出去。在节点之间交换的所有消息都由扩展虚拟同步服务处理。
协定的消息传送是节点接收自身或其他节点发送的消息的能力。如果节点从发送方节点收到协定的消息，那么该节点保证在该消息之前由该发送方发送的所有其他消息已经被传送。发送方节点可以是接收协定的消息的节点或其他节点。也就是说，所有协定的消息都是以发送它们的确切顺序传送的。
如果节点接收到协定的成员集中的两个不同的发送方发送的两个协定的消息(比如，来自发送方A的消息q在来自发送方B的消息p之前被接收)，则保证协定的成员集中的所有其他节点以完全相同的临时顺序接收这两个消息，以保证因果关系。也就是说，所有消息在所有节点上都以完全相同的全局顺序传送。
如果节点通过扩展虚拟同步服务发送协定的消息，则保证：(A)该消息将由遵循属性(1)和(2)的EVS服务传送给协定的成员集中的所有节点(包括自己)；或者(B)协定的成员集中的所有节点将收到如上定义的协定的成员通知，或者(A)和(B)都会发生。也就是说，在稳定的协定成员中，所有发送的信息将以相同的全局顺序被传送。
节点不能接收并非由接收方的当前或先前协定的成员集中的节点发送的协定的消息。也就是说，这种微不足道的解决方案不适用，该解决方案为所有节点提供满足属性(1)到(3)的预定消息集合，例如为所有节点提供相同的预定文件。
交换机206是被配置为执行消息208的交换的软件组件。交换机206可通过链路210将在无线设备200处接收到的消息转发到其他无线设备或节点。在该说明性实例中，交换机206使用流规则212转发消息208。流规则212由控制器202在执行流量控制时生成。
现在参考图3，描绘了根据说明性实施例的消息定序信息的框图的图示。在这个所描述的实例中，消息定序信息118包括序列号(Seq)300、Lamport时间戳(LTS)302、最高序列号(ARU)304和最低Lamport时间戳(LLTS)306。
序列号300是消息的发送方针对每个消息增加的序列号。Lamport时间戳302是单调递增的数字，在正在发送或接收的最近消息的Lamport时间戳上递增1。
Lamport时间戳302可充当全局确认。在说明性实例中，在来自相同发送方的所有先前排序的消息已被传送之后传送排序的消息。排序的消息与他人发送的消息没有任何关系。
最高序列号304是自特定节点按顺序接收到的消息的高序号。最低Lamport时间戳306是包含在任何对等方的最新排序的消息中的最低Lamport时间戳。最新排序的消息是来自具有最高序列号的发送方的消息。序列号由发送方设置。
消息收发服务装置使用这些字段以按照期望的顺序放置发送到无线设备的传入消息以传送到无线设备中的组件(诸如控制器)。以这种方式，无线设备中的组件可处理消息，而不必确定那些消息是否处于正确的顺序，或者是否已经由软件定义的无线网络的功能分区中的所有其他控制器接收到。
现在参考图4，根据说明性实施例描绘了软件定义的无线网络的图示。在该说明性实例中，软件定义的无线网络400是图1中的软件定义的无线网络100的一个实现方式的实例。在该说明性实例中，软件定义的无线网络400包括无线设备402、无线设备404、无线设备406、无线设备408、无线设备410、无线设备412及无线设备414。这些无线设备中的每一者可使用诸如图2中的无线设备200的无线设备来实施。
这些不同的无线设备使用无线链路相互通信。如所描绘的，无线链路416、无线链路418、无线链路420、无线链路422、无线链路424、无线链路426、无线链路428、无线链路430、无线链路432、无线链路434、无线链路436和无线链路428存在于软件定义的无线网络400中。
对于具有控制器的这些无线设备中的每一个，这些物理上分布的控制器可允许软件定义的无线网络400的不同类型的部署的更多的灵活性。例如，物理分布允许使用软件定义的无线网络400的战术性软件定义的网络部署中增加的性能和灵活性。
现在参考图5，根据说明性实施例描绘了分区的软件定义的无线网络的图示。如该图所示，无线链路418、无线链路424和无线链路438已经丢失。当链路不再存在或者链路不再能够以期望的方式促进信息交换时，可认为通信链路丢失。例如，如果数据包丢失大于某个阈值，链路很快就会丢失，并且无线设备中的控制器被从协定的成员关系中移除。
由于这些通信链路的丢失，软件定义的无线网络400现在具有功能分区500和功能分区502。功能分区500包括无线设备402、无线设备408和无线设备410。功能分区502包括无线设备404、无线设备406、无线设备412和无线设备414。
在说明性实例中，这些功能分区都彼此独立地操作。每个功能分区中的无线设备继续同步数据，并使用分区内的相同数据进行操作。
现在参考图6，根据说明性实施例描绘了用于控制器的状态机的图示。在这个说明性实例中，状态机600是可在诸如图2中的控制器202的控制器中，或者在图1中的任何控制器104中实现的状态机的实例。
如所描绘的，状态机600使用从消息收发服务装置接收的事件进行操作。在这个说明性实例中，事件是加入、离开和协定的。加入事件指示节点何时加入网络。离开事件指示节点何时离开网络或不再通信。协定的事件指示来自另一个无线设备上的另一个控制器的协定的消息的接收。这些不同的事件是从控制器自消息收发服务装置接收的消息中识别的。
如所描绘的，状态机600开始于初始控制器状态S1。状态机600转换到查询状态S2，其中进行查询以获得控制器所在的软件定义的无线网络的视图。该视图是无线设备上的控制器列表。
状态机600转换到发送视图状态S3，其中，状态机600将控制器具有的网络的视图发送给被认为存在于网络中的所有其他控制器。该过程然后转换到空闲状态S4。
当事件未被接收时，状态机600周期性地转换到查询状态S2。到查询状态S2的这种转换可能在时间到期时发生。
当接收到加入消息时，状态机600从空闲状态S4转移到发送视图状态S3。当接收到离开消息时，状态机600转换以计算最优路径状态S5。在计算最优路径状态S5时，状态机600识别用于将消息发送到不同目的地的最优路径。
基于识别一个或多个最优路径，状态机600还生成可由本地交换机用来将消息引导到连接到交换机所在的无线设备的不同链路的流规则。本地交换机是与运行状态机600的控制器相同的无线设备中的交换机。
然后状态机600转换到插入流规则状态S6。在这种状态下，状态机600将从最优路径生成的流规则插入本地交换机。状态机600然后转回到空闲状态S4。
进一步地，在空闲状态S4中，状态机600可在已经接收到协定的消息时转换到更新状态S7。在更新状态S7中，状态机600更新当前网络视图。该当前网络视图识别功能分区中存在的其他控制器的成员。在说明性实例中，成员是用于无线设备而不仅仅是控制器。例如，成员可能包括没有控制器的其他无线设备。例如，控制器可管理多个设备。除了具有控制器的无线设备之外，那些其他设备也可以是成员的一部分。无线设备是可能失去与其他设备的连接的设备。如上所述，从更新状态S7，状态机600也转换到计算最优路径状态S5。
现在参考图7，根据说明性实施例描绘了成员发现状态机的图示。在该说明性实例中，成员发现状态机700是可在诸如图2中的消息收发服务装置204或者在图1中的任何消息收发服务装置106的服务装置中实现的状态机的实例。
在该说明性实例中，成员发现状态机700以空闲状态D1开始。成员发现状态机700然后转换到成员发现状态D2。在这种状态下，成员发现状态机700在广播消息中发送请求以识别网络中的其他消息收发服务装置。
成员发现状态机700然后转换到成员发现等待状态D3。在这种状态下，成员发现状态机700等待接收响应。
如果在等待来自网络中的成员的响应时发生超时，则对接收到的响应与针对网络当前识别的成员进行比较(操作702)。如果响应等于当前识别的成员，则成员发现状态机700转回到成员发现状态D2。
否则，如果响应与当前识别的成员不相同，则成员发现状态机700确定消息收发服务装置是否是引导成员(操作704)。如果控制器是引导成员，则成员发现状态机700转换为提议成员集状态D4。在这种状态下，成员发现状态机700生成唯一的集标识符，并将唯一的集标识符广播到网络上。成员发现状态机700然后启动引导状态机706。
如果引导状态机706导致失败，则成员发现状态机700转换到成员发现状态D2。如果引导状态机706返回的结果是提交，则成员发现状态机700转换到提交成员集状态D5，其中成员发现状态机700然后返回到空闲状态D1。
在操作704中，如果消息收发服务装置不是成员，则成员发现状态机700启动非引导状态机708。如果该状态机的结果是失败，则成员发现状态机700转换到成员发现状态D2。如果非引导状态机708的结果是提交，则成员发现状态机700转换到提交成员集状态D5。
在成员发现等待状态D3中，如果接收到接收成员集更新，则成员发现状态机700转换到更新成员集状态D6。在这种状态下，成员发现状态机700将添加发送更新的发送方到当前成员，并设置来自发送方的成员集更新。
现在参考图8，根据说明性实施例描绘了引导状态机的图示。在这个说明性实例中，示出了图7中的引导状态机706的实现的实例。如所描绘的，引导状态机706是可在诸如图2中的消息收发服务装置204或者在图1中的任何消息收发服务装置106的消息收发服务装置中实现的状态机的实例。
在这个实例中，引导状态机706通过接收提议状态E1中的提议的成员集而开始。所提议的成员集由成员发现状态机700在图7中的提议成员集状态D4中生成。在这种状态下，引导状态机706将成员集的提议作为广播发送到网络上。此后，引导状态机706转换到提议等待状态E2。在这种状态下，引导状态机706等待对在网络上广播的提议的成员的响应。
如果接收到确认，则引导状态机706转换到更新集状态E3。在这个实例中，确认包括识别网络的成员的确认集。在此状态下，如果确认集中的成员与当前的成员提议相匹配，则将发送方添加到确认集中。
如果确认集包括所有参与者，则引导状态机器706转换到确认状态E4。参与者是网络中的所有无线设备。
之后，引导状态机706转换到提交状态E5以生成引导状态机706的提交。在提交状态E5中，引导状态机706保存成员信息。成员现在已经由功能分区中的所有消息收发服务装置协定。当接收到确认请求时，引导状态机706转换到确认回复状态E6。该回复发送确认。确认被单播发送到引导消息收发服务装置。引导状态机器706然后返回到提交状态E5。
如果确认集不包括所有参与者，则引导状态机706从更新集状态E3转换回提议等待状态E2。
再次参照提议等待状态E2，如果接收到提议请求，则引导状态机706转换到提议回复状态E7。在这种状态下，如果请求来自参与者，则通过发送提议来进行回复。在该说明性实例中，参与者是已经在由节点状态机706维护的列表中的诸如无线设备的节点。节点状态机706然后返回到提议等待状态E2。
在该实例中，所提议的引导是运行引导状态机706的消息收发服务装置，它已经发出一个提议，表示它认为它具有正确的节点列表，并且引导状态机706在列表中具有最低的标识符，使该消息收发服务装置成为引导状态机706，并且提议其他消息收发服务装置接受作为引导状态机706运行的消息收发服务装置作为引导。在等待接受的同时，运行引导状态机706的消息收发服务装置从想要被引导的某些其他消息收发服务装置获得提议。如果发送提议的消息收发服务装置处于运行引导状态机706的消息收发服务装置的列表中，则运行引导状态机706的消息收发服务装置通过将该提议重复到该消息收发服务装置来进行回复。只有这两个收发消息服务装置中的一个应该具有最低的标识符，并且如果该消息收发服务装置已经在列表中，则除了将提议重复给刚发送提议请求的消息收发服务装置并等待响应，不进行任何其他。
如果提议等待状态E2中发生超时，则确定是否重试发送关于网络中的成员的提议(操作800)。如果重试应该进行，则引导状态机706转回到提议状态E1。如果不进行重试，则引导状态机706转换到失败状态E8，以生成引导状态机706的失败。
现在参考图9，根据说明性实施例描绘非引导状态机的图示。在该说明性实例中，示出了图7中的非引导状态机708的实现的实例。如所描绘的，成员发现状态机700是可在诸如图2中的消息收发服务装置204或者在图1中的任何消息收发服务装置106的消息收发服务装置中实现的状态机的实例。
如所描绘的，非引导状态机708以提议等待状态A1开始。当接收到接受提议消息时，非引导状态机708转换至确认等待状态A2。从提议的引导接收该消息，该引导是运行引导状态机706的消息收发服务装置。在确认等待状态A2中，如果接收到接受确认消息，则非引导状态机708转换到提交状态A3。在这种状态下，提交消息由非引导状态机708产生。然后状态机终止。
在确认等待状态A2中，确定是否在超时发生时重试(操作900)。如果要进行重试，则非引导状态机708转换到确认请求状态A4。在这种状态下，非引导状态机708向引导状态机发送确认请求。然后，非引导状态机708转回确认等待状态A2。
再次参照操作900，如果不进行重试，则非引导状态机708转换到失败状态A5。在失败状态A5中，非引导状态机708产生失败并终止。
在提议等待状态A1中，如果发生超时，则确定是否应该进行重试(操作902)。如果应该进行重试，则非引导状态机708转换到提议请求状态A6。在这种状态下，提议请求被发送到引导状态机。然后，非引导状态机708转回到提议等待状态A1。如果在操作902中不进行重试，则非引导状态机708如上所述转换到失败状态A5。
接下来参考图10，根据说明性实施例描绘了用于管理软件定义的无线网络的过程的流程图。图10中所示的过程可使用程序代码或硬件中的至少一个来实现。当使用程序代码时，程序代码可在数据处理系统中的处理器单元上运行，诸如图1中的无线设备102之一。程序代码可用于实现诸如图1中的控制器120的组件。
该过程开始于与软件定义的无线网络中的设备上的控制器交换消息(操作1000)。在操作1000中，消息由控制器从消息收发服务装置接收。
然后，该过程利用使用功能分区中的消息定序信息同步的数据来在功能分区中处理操作(操作1002)。此后该过程终止。所述无线设备和无线设备构成多个无线设备，其中多个无线设备被配置为在软件定义的无线网络中被划分为功能分区。在操作1002中，通过多个无线设备上的多个消息收发服务装置使用消息定序信息来同步数据，使得所有的控制器接收相同的数据以执行操作。
转到图11，根据说明性实施例描绘了用于改变软件定义的无线网络中的成员的过程的流程图。图11中所示的过程可使用程序代码或硬件中的至少一个来实现。当使用程序代码时，程序代码可在数据处理系统中的处理器单元上运行，诸如图1中的无线设备102之一。程序代码可用于实现诸如图1中的控制器120的组件。
该过程开始于由控制器监视软件定义的无线网络的变化(操作1100)。该过程在检测到变化时识别功能分区的成员(操作1102)。在操作1102中，当控制器接收到加入消息或离开消息中的至少一个时，识别功能分区的成员。
该过程与功能分区中的成员中的其他控制器交换数据(操作1104)。此后该过程终止。
所描绘的不同实施例中的流程图和框图示出了说明性实施例中的装置和方法的一些可能实现的架构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个框可表示模块、片段、功能或操作或步骤的一部分中的至少一个。例如，一个或多个框可被实现为程序代码、硬件或者程序代码和硬件的组合。当以硬件实现时，硬件可例如采取被制造或配置为执行流程图或框图中的一个或多个操作的集成电路的形式。当作为程序代码和硬件的组合实现时，实现可采取固件的形式。流程图或框图中的每个框可使用执行不同操作的专用硬件系统实现，或专用硬件和由专用硬件运行的程序代码的组合来实现。
在说明性实施例的一些替代实现中，框中标注的一个或多个功能可不按照附图中标注的顺序发生。例如，在一些情况下，取决于所涉及的功能，连续示出的两个框可基本上同时执行，或者框有时可以以相反的顺序执行。而且，除了流程图或框图中的所示框以外，还可添加其他框。
现在转到图12，根据说明性实施例描绘了数据处理系统的框图的图示。数据处理系统1200可用于实现图1中的无线设备102、图1中的无线设备132、图2中的无线设备200。数据处理系统1200还可用于实现无线设备402、无线设备404、无线设备406、无线设备408、无线设备410、无线设备412及无线设备414。在此说明性实例中，数据处理系统1200包含通信架构1202，其提供处理器单元1204、存储器1206、永久性存储器1208、通信单元1210、输入/输出单元1212和显示器1214之间的通信。在该实例中，通信架构1202可采取总线系统的形式。
处理器单元1204用于执行可加载到存储器1206中的软件的指令。取决于具体的实现，处理器单元1204可以是多个处理器、多处理器核或一些其他类型的处理器。
存储器1206和持久性存储器1208是存储设备1216的实例。存储设备是能够存储信息的任何硬件，信息诸如例如但不限于数据、功能形式的程序代码或其他适当的临时、永久或临时和永久两者这种信息中的至少一个。在这些说明性实例中，存储设备1216也可被称为计算机可读存储设备。在这些实例中，存储器1206可以是例如随机存取存储器或任何其它合适的易失性或非易失性存储设备。持久性存储器1208可采取各种形式，这取决于具体的实现。
例如，持久性存储器1208可包含一个或多个组件或设备。例如，持久性存储器1208可以是硬盘驱动器、固态硬盘驱动器、闪存、可重写光盘、可重写磁带或上述的某种组合。持久性存储器1208使用的介质也可以是可移除的。例如，可移除硬盘驱动器可被用于持久性存储器1208。
在这些说明性实例中，通信单元1210提供与其他数据处理系统或设备的通信。在这些说明性实例中，通信单元1210是网络接口卡。
输入/输出单元1212允许对可连接到数据处理系统1200的其他设备进行数据的输入和输出。例如，输入/输出单元1212可通过键盘、鼠标或者其他合适的输入设备中的至少一个来提供用于用户输入的连接。进一步地，输入/输出单元1212可将输出发送到打印机。显示器1214提供了向用户显示信息的机构。
用于操作系统、应用或程序中的至少一个的指令可位于通过通信架构1202与处理器单元1204通信的存储设备1216中。不同实施例的处理可由处理器单元1204使用计算机实施的指令执行，所述指令可位于诸如存储器1206的存储器中。
这些指令被称为可由处理器单元1204中的处理器读取和执行的程序代码、计算机可用程序代码或计算机可读程序代码。不同实施例中的程序代码可体现在不同的物理或计算机可读存储介质，诸如存储器1206或持久性存储器1208。
程序代码1218以功能形式位于计算机可读介质1220上，该计算机可读介质1220可选择性地移除，并可被加载或传送到数据处理系统1200以供处理器单元1204执行。在这些说明性实例中，程序代码1218和计算机可读介质1220形成计算机程序产品1222。在一个实例中，计算机可读介质1220可以是计算机可读存储介质1224或计算机可读信号介质1226。在这些说明性实例中，计算机可读存储介质1224是用于存储程序代码1218的物理或有形存储设备而不是传播或传输程序代码1218的介质。
可替代地，可使用计算机可读信号介质1226将程序代码1218传送到数据处理系统1200。计算机可读信号介质1226可以是例如包含程序代码1218的传播数据信号。例如，计算机可读信号介质1226可以是电磁信号、光信号或任何其他合适类型的信号中的至少一个。这些信号可通过诸如无线通信链路、光纤电缆、同轴电缆、电线或任何其他合适类型的通信链路中的至少一个通信链路传输。
针对数据处理系统1200示出的不同组件不意味着对可实现不同实施例的方式提供架构限制。不同的说明性实施例可在包括组件的数据处理系统中实现，所述组件添加或代替那些用于数据处理系统1200的组件。图12中示出的其他组件可从所示出的示例性实例变化。可使用能够运行程序代码的任何硬件设备或系统来实现不同的实施例。
因此，说明性实例提供了一种或多种技术解决方案，其利用使用软件定义的网络体系结构的无线网络的划分克服了技术问题。说明性实例中的一个或多个技术解决方案提供了在从单个分区或软件定义的无线网络中分离出来时使所有分区继续起作用的技术效果。
这些功能分区使用对于功能分区内的所有控制器在每个功能分区内同步的相同数据进行操作。换句话说，一个或多个说明性实例提供了其中每个功能分区可独立操作的技术效果。
已经出于说明和描述的目的呈现了对不同说明性实施例的描述，并且不旨在穷尽或限制于所公开形式的实施例。不同的说明性实例描述了执行动作或操作的组件。在说明性实施例中，组件可被配置为执行所描述的动作或操作。例如，组件可具有用于结构的配置或设计，该结构为组件提供执行在说明性实例中描述为由组件执行的动作或操作的能力。
对于本领域的普通技术人员来说，许多修改和变化将是显而易见的。进一步地，与其他期望的实施例相比，不同的说明性实施例可提供不同的特征。所选择的一个或多个实施例被选择和描述以便最好地解释实施例的原理和实际应用，并且使本领域的其他技术人员能够理解具有各种修改的各种实施例的公开适合于具体的预期使用。

Claims (16)

1.一种软件定义的无线网络(100)系统，包括
多个无线设备(102)，其中，所述多个无线设备(102)在所述软件定义的无线网络(100)中被分成第一功能分区(110)；
所述多个无线设备(102)上的多个控制器(104)，其中，位于所述第一功能分区(110)中的第二功能分区(112)中的所述多个控制器(104)中的控制器(104)利用使用所述第二功能分区(112)中的消息定序信息(118)进行了同步的数据(114)来在所述第二功能分区(112)中执行操作(116)；和
所述多个无线设备(102)上的多个消息收发服务装置(106)，其中，所述多个消息收发服务装置(106)被配置为使用所述消息定序信息(118)来同步所述数据(114)，使得所有所述控制器(104)接收相同的数据以执行所述操作(116)。
2.根据权利要求1所述的软件定义的无线网络(100)系统，其中，所述消息定序信息(118)包括Lamport时间戳和序列号。
3.根据权利要求1所述的软件定义的无线网络(100)系统，其中，所述多个控制器中的引导控制器(120)监视所述软件定义的无线网络(100)中的变化，识别所述第二功能分区(112)的成员(122)并与所述第二功能分区(112)中的所述成员(122)中的其他控制器交换所述数据(114)。
4.根据权利要求1所述的软件定义的无线网络(100)系统，其中，当所述多个控制器中的引导控制器(120)接收到加入消息和离开消息中的至少一个时，所述引导控制器(120)识别所述第二功能分区(112)的成员(122)。
5.根据权利要求4所述的软件定义的无线网络(100)系统，其中，所述引导控制器(120)在所述第二功能分区(112)中的一组交换机(108)中实施流规则(128)。
6.根据权利要求4所述的软件定义的无线网络(100)系统，其中，在识别所述第二功能分区(112)的成员(122)时，所述引导控制器(120)使用来自一组所述无线设备(102)上的一组控制器(104)的成员信息(124)识别由所述引导控制器(120)看到的所述一组控制器(104)。
7.根据权利要求1所述的软件定义的无线网络(100)系统，其中，所述多个控制器中的引导控制器(120)识别用于路由所述数据(114)的最优路径(126)并且从所述最优路径(126)创建流规则(128)。
8.根据权利要求1所述的软件定义的无线网络(100)系统，其中，所述多个控制器中的引导控制器(120)维护包括网络图(136)和所述网络图(136)中的链路的性能信息(138)的网络。
9.根据权利要求1所述的软件定义的无线网络(100)系统，其中，所述多个无线设备(102)选自以下中的至少一个：计算机、移动电话、平板计算机、电子飞行包、交通工具计算机以及发动机控制单元。
10.一种用于管理软件定义的无线网络(100)的方法，所述方法包括：
由第一无线设备上的引导控制器(120)与所述软件定义的无线网络(100)中的第二无线设备上的控制器(104)交换消息；
利用使用第二功能分区(112)中的消息定序信息(118)进行了同步的数据(114)来在所述第二功能分区(112)中执行操作(116)，其中，所述第一无线设备和多个所述第二无线设备构成多个无线设备(102)，并且其中，所述多个无线设备(102)被配置为在所述软件定义的无线网络(100)中被分成第一功能分区(110)；和
由所述多个无线设备(102)上的多个消息收发服务装置(106)使用所述消息定序信息(118)同步所述数据(114)，使得所有所述控制器(104)接收相同的数据以执行所述操作(116)。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：
由所述引导控制器(120)监视所述软件定义的无线网络(100)中的变化；
当检测到所述变化时，由所述引导控制器(120)识别所述第二功能分区(112)的成员(122)；和
由所述引导控制器(120)与所述第二功能分区(112)中的成员(122)中的其他控制器交换所述数据(114)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，当所述引导控制器(120)接收到加入消息和离开消息中的至少一个时，所述引导控制器(120)识别所述第二功能分区(112)的成员(122)。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，由所述引导控制器(120)识别所述第二功能分区(112)的所述成员(122)包括：
由所述引导控制器(120)使用来自所述无线设备(102)上的一组消息收发服务装置(106)的成员信息(124)识别由所述引导控制器(120)看到的一组控制器(104)。
14.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：
由所述引导控制器(120)识别用于路由所述数据(114)的最优路径(126)；和
由所述引导控制器(120)从所述最优路径(126)创建流规则(128)。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述引导控制器(120)在所述第二功能分区(112)中的一组交换机(108)中实施所述流规则(128)。
16.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：
由所述引导控制器(120)维持包括网络图(136)和所述网络图(136)中的链路的性能信息(138)的网络。
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