CN110635933B - 用于管理sdn的网络的装置、控制方法及记录介质 - Google Patents

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Abstract

一种用于管理SDN的网络的装置、控制方法及记录介质，该装置包括：SDN控制器，包括被配置为存储多个异构协议信息项的第一管理单元：以及SDN交换机，由SDN控制器控制，并且所述SDN交换机包括第二管理单元和网关，所述第二管理单元存储从SDN控制器获取的至少一个异构协议信息项，所述网关与车辆网络通信。具体而言，当从外部源接收与尚未用于接入的新协议对应的分组时，SDN交换机向SDN控制器发送请求以分析接收的分组，并且SDN控制器将存储在与第一管理单元中的多个异构信息项中的接收的分组对应的协议信息转发到SDN交换机。

Description

用于管理SDN的网络的装置、控制方法及记录介质
本申请要求2018年6月25日提交的韩国专利申请No.10-2018-0072817的优先权和权益，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本公开涉及一种网络管理装置及其控制方法，用于在基于软件定义网络(SDN)的车载网络中进一步有效通信。
背景技术
本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可不构成现有技术。
传统车辆仅使用有限类型的车辆网络协议。然而，随着通信技术的发展，有线和无线网络环境变得越来越多样化和复杂化，并且在车辆环境中执行与各种设备的通信，因此，已经迫切需要支持更广泛的协议的连接。
例如，传统上仅在车辆中使用诸如CAN、CAN-FD、Flexray、和LIN的协议，但是，当前，期望还支持包括基于TCP/IP的通信的通信。当体现这样的异构网络时，可以通过接入外部程序来获取车载信息或者还控制包括在车辆中的设备。
然而，为了支持这种异构网络，车辆侧需要支持外部协议或尝试接入外部协议的外部设备需要支持车辆协议。为此，根据现有技术，使用用于在异构网络之间实现协议转换的单独网关，但是我们发现这种方法难以响应通过尚未由网关支持的协议进行接入的尝试。
发明内容
本公开提供网络管理装置及其控制方法，用于进一步有效地支持车载环境中的异构网络之间的通信。
具体地，本公开提供网络管理装置及其控制方法，用于有效地响应基于软件定义网络(SDN)的车载网络中的各种异构网络之间的通信。
本公开的其他优点、目的和特征将部分地在下面的描述中阐述，并且对于本领域普通技术人员在检查以下内容时将部分地变得显而易见，或者可以从本公开的实践中获知。本公开的目的和其他优点可以通过书面描述及其权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
为了实现这些目的和其他优点并且根据本公开的目的，如本文所体现和广泛描述的，用于管理基于软件定义网络(SDN)的网络的装置的控制方法包括：由SDN交换机从外部源接收分组；确定接收的分组是否是与尚未用于接入的新协议对应的分组；当接收的分组是新协议对应的分组时，SDN交换机向被配置为控制SDN交换机的SDN控制器发送请求以分析接收的分组；由SDN控制器基于预先存储在第一管理单元中的多个异构协议信息项(heterogeneous protocol information items)来分析接收的分组；以及将多个异构协议信息项中的接收的分组对应的协议信息转发到SDN交换机。
在本公开的另一方面，用于管理基于软件定义网络(SDN)的网络的装置包括：SDN控制器，包括被配置为存储多个异构协议信息项的第一管理单元以及SDN交换机，所述SDN交换机由SDN控制器控制，并且所述SDN交换机包括第二管理单元和网关，所述第二管理单元被配置为存储从SDN控制器获取的至少一个异构协议信息项，所述网关被配置为与车辆网络通信。具体而言，当从外部源接收与尚未用于接入的新协议对应的分组时，SDN交换机被配置为向SDN控制器发送请求以分析接收的分组，并且SDN控制器被配置为将存储在第一管理单元中的多个异构信息项中的与接收的分组对应的协议信息转发到SDN交换机。
从本文提供的描述中其他适用领域将变得显而易见。应该理解的是，描述和具体示例仅用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
为了可以很好地理解本公开，现在将通过示例的方式参考附图描述其各种形式，其中：
图1是示出车辆网络的配置的示例的框图；
图2是示出根据异构协议处理分组的过程的示例的图；
图3是示出由软件定义网络(SDN)控制器分析分组的过程的示例的图；
图4是示出由SDN交换机分析和转换分组并执行转发的过程的示例的图；以及
图5是示出由SDN交换机的网关转换分组的过程的示例的图。
本文描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。应该理解的是，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
详细描述本公开的示例性形式，以使得本领域普通技术人员参考附图容易地实现本公开。然而，本公开可以以各种不同的形式实现，并且不限于这些形式。为了清楚地描述本公开，在附图中省略与描述无关的部分，并且说明书中相同的附图标记表示相同的元件。
在说明书中，当描述某个部件“连接”到另一个部件时，应该理解的是，该特定部件可以直接连接到另一个部件或者经由中间的另一个部件电连接到另一个部件。另外，当某个部件“包括”某个组件时，这表示该部件可以进一步包括另一个组件而不是排除另一个组件，否则不存在不同的公开。
本公开的示例性形式提出为软件定义网络(SDN)控制器(为方便起见，以下称为“SC”)准备所有异构网络程序的信息，并且将关于已经用于接入的协议的信息存储在SDN交换机(以下称为“SS”)中。另外，本公开的示例性形式提出当试图通过尚未用于接入的新协议接入网络时，SS向SC请求进行分组分析以获取关于对应于来自SC的相应分组的协议的信息，并且当试图通过已经用于接入的协议接入网络时，使用存储在SS中的协议信息。
首先，参考图1描述根据本公开的形式的车辆网络的配置。图1是示出车辆网络的配置的示例的框图。
参考图1，车辆网络可以包括：SDN控制器(SC)100、SDN交换机(SS)200、以及车辆网络(VN)300。在下文中，详细描述每个组件(component)。
SC 100可以执行已建立网络的整体管理并且可以包括异构网络协议信息管理单元110和控制器120。控制器120可以包括地址解析协议(ARP)单元、路径管理单元、策略管理单元、转发单元等，并且可以执行SDN控制器的基本功能，诸如路径搜索、路径确定、策略管理和错误管理。每个功能与SDN领域中已知的功能相同，因此省略其单独的详细描述。
为了识别协议的特征并在车辆与外部设备通信时带来所需信息，根据本公开的一种形式的异构网络协议信息管理单元110可以存储除了应用于车辆网络的协议(诸如CAN或LIN等)之外的另一网络的协议(诸如Wi-Fi和ZigBee等)信息。
然后，SS 200可以负责配置的网络的分组转发，并且可以包括用于执行转发功能的转发单元210、用于执行网关功能的网关220、以及异构网络数据库(DB)管理单元230。异构网络DB管理单元230可以存储异构网络(协议)的DB值，该DB值作为默认值(初始值)被存储或者从SC100中被获取。例如，存储为默认值的DB值可以处于没有任何信息的状态，或者可以具有诸如以太网等的协议的最小DB值。当需要未存储在异构网络DB管理单元230中的其他网络(协议)信息时，SS 200可以根据OpenFlow协议经由与SC 100的通信从异构网络协议信息管理单元110带来关于相应协议的信息。如上所述获取的关于异构协议的信息可以存储在异构网络DB管理单元230中。
VN 300可以指代车辆中使用的网络(诸如CAN、LIN、Flexray、或以太网)，可以包括根据特定协议(例如，以太网)的骨干网(backbone)，并且可以与在SS 200中安装的网关220根据以太网协议进行通信。
因此，VN 300中的组件之间的一般通信可以由SS 200的网关220管理，并且可以期望的是网关220至少具有用于解释或转换VN 300中包括的每个协议的协议信息。然而，如上所述，在根据未存储在网关220中的协议接收到分组时，SS 200可以通过OpenFlow协议与SC100一起带来关于与相应分组对应的协议的信息。存储一次的异构(协议)信息存储在SS200中的异构网络DB管理单元230中，因此，即使异构信息中的相同协议需要通信，也能够在SS 200中自主处理异构信息而没有对SC 100的额外请求。
在下文中，参考图2描述在参考图1描述的网络配置下在接收分组时根据异构协议处理分组的处理过程。
图2是示出根据本公开的示例性形式的根据异构协议处理分组的过程的示例的图。
参考图2，可以从外部源接收分组(S210)。因此，SS 200可以验证关于相应分组的协议的信息是否存在于网关220或异构网络DB管理单元230中，并且当信息不存在时(即，当分组是从尚未用于接入的异构网络发送的分组时)，SS 200可以将相应分组发送到SC 100以进行分组分析的请求(S220)。
SC 100可以分析和识别相应分组的协议(S230)并且可以将关于分析的协议的信息发送到SS 200(S240)。SS 200可以将从SC 100接收的信息存储在异构网络DB管理单元230中，并且可以使用接收的信息确定相应分组的目的地(即，包括在VN中的网络中的任何一个)。因此，SS 200的网关220可以根据与所确定的目的地对应的协议(例如，CAN)来转换分组，并且然后，可以将转换的分组转发到VN 300(S250)。另一方面，在操作S210之后，当在网关220或异构网络DB管理单元230中存在关于相应分组的协议的信息时，相应分组的处理可以相对于协议的现有信息立即执行操作S250。
在下文中，参考图3更详细地描述分组分析过程(即，图2的操作S230)。图3是示出在另一个本公开的形式中由SDN控制器分析分组的过程的示例的图。
参考图3，在从SS 200接收分组时(S231)，SC 100可以向异构网络协议信息管理单元110进行分组分析的请求(S232)以用于分组分析，并且因此，异构网络协议信息管理单元110可以执行分组分析(S233)。在这种情况下，从外部源接收的分组可以主要具有协议类型、关于发送位置的信息、关于接收位置(目的地)的信息、以及数据。异构网络协议信息管理单元110具有关于所有协议的信息，并且因此，可以识别与相应分组对应的协议的类型，以识别分组的组件。异构网络协议信息管理单元110可以响应于SC 100的请求(S234)向SC100发送在所识别的组件中的指示相应分组中的所需组件的位置的协议信息(诸如协议类型、关于发送位置的信息、关于接收位置(目的地)的信息、和数据(有效载荷))，并且SC100可以准备将信息发送到SS 200(S235)。这里，协议信息可以具有表格形式，但不限于此。
在下文中，参考图4更详细地描述协议转换和转发过程(即，图2的操作S250)。图4是示出根据本公开的另一示例性形式的分析和转换分组并由SDN交换机执行转发的过程的示例的图。
参考图4，SS 200可以从SC 100接收包括关于协议类型的信息和协议的组件的协议信息(S251)，并且可以将协议信息存储在异构网络DB管理单元230中(S252)。然后，根据存储的信息(例如，表)，异构协议分组可以被转换为以太网分组(S253)并且可以被转发到转发单元210。转发单元210可以基于包括在以太网分组中的位置信息搜索路径(S255)并且可以根据搜索结果将分组转发到网关220(S256)。网关220可以将接收的以太网分组转换(例如，CAN消息标识符(ID)中的改变等)为与用于重新接收的位置对应的协议的分组(例如，在接收位置是VN的CAN网络的情况下的CAN帧)，并且可以将转换后的分组发送到与VN的接收位置对应的网络(S257)。
在下文中，参考图5更详细地描述协议转换过程(即，图4的操作S257)。图5是示出以本公开的一种形式由SDN交换机的网关转换分组的过程的示例的图。在图5中，假设异构网络分组的接收的位置信息对应于CAN网络。
参考图5，网关220可以分析接收的以太网分组(S257A)并且可以提取分组转换所需的信息(S257B)。这里，分组转换所需的信息可以包括ID、数据等，但不限于此。网关220可以生成CAN帧(S257C)并且可以使用提取的信息将诸如ID或数据的信息添加到所生成的CAN帧(S257D)。然后，网关220可以通过CAN总线发送所生成的CAN帧，使得MCU接收CAN帧(S257E)。
在上述形式中，可以期望的是SC 100中的异构网络协议信息管理单元110具备将由SS 200接收的关于所有协议的信息。可以期望的是SS 200与SC 100之间的通信使用标准的Open API和OpenFlow协议。
可以期望的是SS 200中的网关220具备关于用于配置VN 300的协议的信息和关于以太网分组的信息。这样，网关220可以从SS 200生成的以太网分组中提取所需信息，以根据与用于配置VN 300的协议中的接收位置对应的帧来重新配置分组。
可以期望的是根据本公开的示例性形式的网络的所有组件是以SDN的配置为基础，并且SS 200使用白盒(white box)并加载和使用预定的操作系统(OS)。然而，可以根据用户环境适当地配置SC 100。SS 200可以由SC 100控制，并且就此而言，当用于存储关于尚未用于从SC 100接入的协议的协议信息的空间不足时，SC 100可以动态地校正协议信息或者可以间接发送分组。
根据本公开的前述示例性形式，车辆可以转换和发送分组以实现车载网络之间的通信而不管外部设备的协议如何。因此，可以经由接入外部协议来控制车载功能。例如，经由Wi-Fi为了从外部识别车载CAN网络上的信息，可以经由上述过程执行异构网络之间的通信。毋庸置疑，在先前已经用于接入的异构协议的情况下，协议信息已经存储在SS 200中，并且因此，即使SS 200没有重新向SC 100请求分组分析，SS 200可以经由确定和转换异构协议分组的路径来自主地执行转发。
根据如上所述的本公开的至少一种形式，可以在车辆环境中进一步有效地支持异构网络之间的通信。
具体地，当通过新协议尝试接入时可以获取关于相应协议的信息，该新协议尚未用于基于软件定义网络(SDN)的车载网络中的接入，并且当相应协议已经预先用于接入时，使用预先存储的协议信息可以是有效的。
本领域技术人员将理解，可以通过本公开实现的效果不限于上文已经具体描述的内容，并且从以上结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本公开的其他优点。
前述本公开还可以体现为存储在计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是可以存储其后可以由计算机读取的数据的任何数据存储设备。计算机可读记录介质的示例包括硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)、硅盘驱动器(SDD)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储设备、载波(例如，经由互联网的传输)等。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以在本公开中进行各种修改和变化。因此，本公开旨在覆盖本公开的修改和变化。

Claims (17)

1.一种用于管理基于软件定义网络的网络的装置的控制方法，所述方法包括：
由软件定义网络交换机从外部源接收分组；
由所述软件定义网络交换机确定所接收的分组是否是与尚未用于接入的新协议对应的分组；
当所述接收的分组是与所述新协议对应的分组时，由所述软件定义网络交换机向软件定义网络控制器发送请求以分析所述接收的分组，所述软件定义网络控制器被配置为控制所述软件定义网络交换机；
由所述软件定义网络控制器基于预先存储在第一管理单元中的多个异构协议信息项来分析所述接收的分组；
将所述多个异构协议信息项中的与所述接收的分组对应的协议信息转发到所述软件定义网络交换机；以及
由所述软件定义网络交换机使用接收的所述协议信息基于预设的第一协议将所述接收的分组转换为第一帧，并且将所述第一帧转发到所述软件定义网络交换机中的网关。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：由所述软件定义网络交换机将接收的所述协议信息存储在第二管理单元中。
3.如权利要求1所述的方法，其中：
所述网关连接到车辆网络；
所述车辆网络包括根据至少一个车辆通信协议的网络；并且
所述网关具有与所述至少一个车辆通信协议中的每一个车辆通信协议相关的信息。
4.如权利要求3所述的方法，还包括：
由所述网关从所述第一帧中提取消息标识符和数据；以及
由所述网关基于第二协议生成第二帧，所述第二协议对应于根据所述至少一个车辆通信协议的网络中的与所接收的分组的接收位置对应的网络。
5.如权利要求4所述的方法，还包括：由所述网关将所生成的第二帧发送到对应于所述接收的分组的所述接收位置的网络。
6.如权利要求1所述的方法，其中，与所述接收的分组对应的协议信息包括以下项中的至少一者：协议类型、发送位置、接收位置、以及所述接收的分组的数据。
7.如权利要求3所述的方法，其中，基于存储在所述网关或第二管理单元中的协议信息中的至少一个协议信息，来确定所述接收的分组是否是与所述新协议对应的分组。
8.如权利要求7所述的方法，其中，当所述接收的分组是与已经用于接入的协议对应的分组时，使用存储在所述网关或所述第二管理单元中的所述至少一个协议信息转换所述接收的分组并发送到所述车辆网络。
9.一种计算机可读记录介质，其上记录有用于执行权利要求1所述的用于管理基于软件定义网络的网络的装置的控制方法的程序。
10.一种用于管理基于软件定义网络的网络的装置，所述装置包括：
软件定义网络控制器，包括被配置为存储多个异构协议信息项的第一管理单元；以及
软件定义网络交换机，由所述软件定义网络控制器控制，并且所述软件定义网络交换机包括第二管理单元和网关，所述第二管理单元被配置为存储从所述软件定义网络控制器获取的至少一个异构协议信息项，所述网关被配置为与车辆网络通信，
其中：
当从外部源接收与尚未用于接入的新协议对应的分组时，所述软件定义网络交换机被配置为向所述软件定义网络控制器发送请求以分析接收的分组；
所述软件定义网络控制器被配置为将存储在所述第一管理单元中的所述多个异构协议信息项中的与所述接收的分组对应的协议信息转发到所述软件定义网络交换机；并且
所述软件定义网络交换机被配置为使用接收的所述协议信息根据预设的第一协议将所述接收的分组转换为第一帧，并且将所述第一帧转发到所述网关。
11.如权利要求10所述的装置，其中，所述软件定义网络交换机被配置为将接收的所述协议信息存储在所述第二管理单元中。
12.如权利要求10所述的装置，其中：
所述车辆网络包括根据至少一个车辆通信协议的网络；并且
所述网关被配置为具有与所述至少一个车辆通信协议中的每一个车辆通信协议相关的信息。
13.如权利要求12所述的装置，其中，所述网关被配置为从所述第一帧提取消息标识符和数据，并且由所述网关基于第二协议生成第二帧，所述第二协议对应于根据所述至少一个车辆通信协议的网络中的与所述接收的分组的接收位置对应的网络。
14.如权利要求13所述的装置，其中，所述网关被配置为将所生成的第二帧发送到对应于所述接收的分组的所述接收位置的网络。
15.如权利要求10所述的装置，其中，与所述接收的分组对应的协议信息包括以下项中的至少一者：协议类型、发送位置、接收位置、以及所述接收的分组的数据。
16.如权利要求10所述的装置，其中，所述软件定义网络交换机被配置为基于存储在所述网关和所述第二管理单元中的至少一个协议信息，来确定所述接收的分组是否是与尚未用于接入的所述新协议对应的分组。
17.如权利要求16所述的装置，其中，当所述接收的分组与已经用于接入的协议对应时，所述软件定义网络交换机被配置为使用存储在所述网关或所述第二管理单元中的所述至少一个协议信息将所述接收的分组发送到所述车辆网络。
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