CN111565113B - 用于sdn控制器的灵活以太网网络拓扑抽象方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于SDN控制器的灵活以太网网络拓扑抽象方法及系统，涉及灵活以太网技术领域，本发明通过将物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的物理层拓扑；根据物理层拓扑和FlexE Group配置信息，构建FlexE Shim层拓扑的FlexE Group端口模型和网元模型，在相同FlexE Group编号的端口间生成链路，构建出FlexE Shim层拓扑；根据FlexE Shim层拓扑、FlexE Client配置和FlexE Tunnel配置，构建以太网层拓扑的FlexE Client端口模型和网元模型，在相同FlexE Tunnel编号的端口间生成链路，构建出以太网层拓扑。通过构建FlexE Shim层拓扑、以太网层拓扑实现表征以太网协议层的连通信息，以及网络管理和配置。

Description

用于SDN控制器的灵活以太网网络拓扑抽象方法及系统

技术领域

本发明涉及灵活以太网技术领域，具体涉及一种用于SDN控制器的灵活以太网网络拓扑抽象方法及系统。

背景技术

随着移动互联网迅猛发展和物联网等多种新型应用不断涌现，为应对未来爆炸性的移动数据流量增长和海量设备连接，第五代移动通信(5G)技术应运而生。FlexE(Flexible Ethernet，灵活以太网)技术以其特有的物理隔离、通道绑定、单集映射等特点，成为5G前传、回传网络的重要接口。而要实现基于FlexE的规模应用，需要解决如何在保证基于FlexE网络的前提下，不改变以太网的业务、协议等配置流程，仅仅做到物理层的切换，而不影响上层应用。

传统以太网场景中，网络拓扑直接反映了以太网协议层的连通信息，包括设备标识、接口标识和不同设备间接口的连接关系。这些信息可以被用于管控软件或管理员进行网络管理、配置。

灵活以太网(FlexE)是承载网实现业务隔离承载和网络分片的一种接口技术。灵活以太网组网中，位于以太网层和物理层之间的FlexE Shim层基于时分复用分发的机制，实现了跨网元的以太网弹性硬管道，以太网协议层的连接承载在FlexE弹性硬管道上，以太网接口形式为虚拟以太网接口。但是，灵活以太网组网中直接通过物理链路发现协议生成的物理网络拓扑无法表征以太网协议层的连通信息，也无法用于网络管理和配置。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于SDN控制器的灵活以太网网络拓扑抽象方法及系统，通过构建的灵活以太网网络拓扑实现表征以太网协议层的连通信息，以及网络管理和配置。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种用于SDN控制器的灵活以太网网络拓扑抽象方法，包括以下步骤：

将物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的物理层拓扑；

根据物理层拓扑和FlexE Group配置信息，构建FlexE Shim层拓扑的FlexE Group端口模型和网元模型，在相同FlexE Group编号的端口间生成链路，构建出FlexE Shim层拓扑；

根据FlexE Shim层拓扑、FlexE Client配置和FlexE Tunnel配置，构建以太网层拓扑的FlexE Client端口模型和网元模型，在相同FlexE Tunnel编号的端口间生成链路，构建出以太网层拓扑。

在上述技术方案的基础上，将物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的物理层拓扑之前，还包括以下步骤：

构建网元信息数据库，所述网元信息数据库用于通过南向协议与网络设备进行交互，收集和存储物理拓扑信息、FlexE通道配置信息。

在上述技术方案的基础上，所述将物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的物理层拓扑，具体包括以下步骤：

通过南向协议收集设备物理网络拓扑信息，并保存至网元信息数据库；

将物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的网络拓扑、网元、链路、端口，并标记为物理层拓扑，更新物理层拓扑信息至网元信息数据库。

在上述技术方案的基础上，所述根据物理层拓扑和FlexE Group配置信息，构建FlexE Shim层拓扑的FlexE Group端口模型和网元模型，在相同FlexE Group编号的端口间生成链路，构建出FlexE Shim层拓扑，具体包括以下步骤：

基于网元信息数据库中的拓扑信息，对物理层拓扑的相同网元间多条物理链路进行组绑定操作；

将网元数据库中生成的FlexE Group配置模型，抽象成FlexE Shim层拓扑中的FlexE Group端口模型，并更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取所有FlexE Group端口，按照网元对所有FlexE Group端口进行分类收集，基于FlexE Group构建网元模型进行关联，并标记为FlexE Shim层拓扑，更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取已存在的FlexE Shim层拓扑的网元，遍历所有网元，在相同FlexE Group编号的端口间生成FlexE Shim层拓扑链路，构建出FlexE Shim层拓扑，更新至网元信息数据库。

在上述技术方案的基础上，根据FlexE Shim层拓扑、FlexE Client配置和FlexETunnel配置，构建以太网层拓扑的FlexE Client端口模型和网元模型，在相同FlexETunnel编号的端口间生成链路，构建出以太网层拓扑，具体包括以下步骤：

基于已构建的FlexE Shim层拓扑，选择两个可达网元间配置一条FlexE Tunnel，获取FlexE Client配置和FlexE Tunnel配置，将获取的FlexE Client配置信息抽象成以太网层拓扑中的端口模型，并更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取所有FlexE Client端口，按照网元对所有FlexE Client端口进行分类收集，基于FlexE Client构建网元模型进行关联，并标记为以太网层拓扑，更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取所有的FlexE Tunnel和对应源宿FlexE Client端口信息，在其源宿FlexE Client间生成链路，结合以太网层拓扑中的网元，构建出以太网层拓扑，并更新至网元信息数据库。

本发明还提供一种用于SDN控制器的灵活以太网网络拓扑抽象系统，包括：

物理层拓扑建模块，其用于：将设备物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的物理层拓扑；

FlexE Shim层拓扑构建模块，其用于：根据物理层拓扑和FlexE Group配置信息，构建FlexE Shim层拓扑的FlexE Group端口模型和网元模型，在相同FlexE Group编号的端口间生成链路，构建出FlexE Shim层拓扑；

以太网层拓扑构建模块，其用于：根据FlexE Shim层拓扑、FlexE Client配置和FlexE Tunnel配置，构建以太网层拓扑的FlexE Client端口模型和网元模型，在相同FlexETunnel编号的端口间生成链路，构建出以太网层拓扑。

在上述技术方案的基础上，所述系统还包括网元信息数据库，所述网元信息数据库用于通过南向协议与网络设备进行交互，收集和存储物理拓扑信息、FlexE通道配置信息。

在上述技术方案的基础上，所述物理层拓扑建模块将物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的物理层拓扑，具体包括以下步骤：

通过南向协议收集设备物理网络拓扑信息，并保存至网元信息数据库；将物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的网络拓扑、网元、链路、端口进行描述，并标记为物理层拓扑，更新物理层拓扑信息至网元信息数据库。

在上述技术方案的基础上，所述FlexE Shim层拓扑构建模块根据物理层拓扑和FlexE Group配置信息，构建FlexE Shim层拓扑的FlexE Group端口模型和网元模型，在相同FlexE Group编号的端口间生成链路，构建出FlexE Shim层拓扑，具体包括以下步骤：

基于网元信息数据库中的拓扑信息，对相同网元间多条物理链路进行组绑定操作；

将网元数据库中生成的FlexE Group配置模型，抽象成FlexE Shim层拓扑中的FlexE Group端口模型，并更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取所有FlexE Group端口，按照网元对所有FlexE Group端口进行分类收集，基于FlexE Group构建网元模型进行关联，并标记为FlexE Shim层拓扑，更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取已存在的FlexE Shim层拓扑的网元，遍历所有网元，在相同FlexE Group编号的端口间生成FlexE Shim层拓扑链路，构建出FlexE Shim层拓扑，并更新至网元信息数据库。

在上述技术方案的基础上，所述以太网层拓扑构建模块根据FlexE Shim层拓扑、FlexE Client配置和FlexE Tunnel配置，构建以太网层拓扑的FlexE Client端口模型和网元模型，在相同FlexE Tunnel编号的端口间生成链路，构建出以太网层拓扑，具体包括以下步骤：

基于已构建的FlexE Shim层拓扑，选择两个可达网元间配置一条FlexE Tunnel，获取FlexE Client配置和FlexE Tunnel配置，将获取的FlexE Client配置信息抽象成以太网层拓扑中的端口模型，并更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取所有FlexE Client端口，按照网元对所有FlexE Client端口进行分类收集，基于FlexE Client构建网元模型进行关联，并标记为以太网层拓扑，更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取所有的FlexE Tunnel和对应源宿FlexE Client端口信息，在其源宿FlexE Client间生成链路，结合以太网层拓扑中的网元，构建出以太网层拓扑，并更新至网元信息数据库。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明通过构建的灵活以太网网络拓扑实现表征以太网协议层的连通信息，以及网络管理和配置，解决基于FlexE物理拓扑，无法直观表征以太网层连通性的问题。同时，基于抽象的以太网层拓扑，统一以太网业务和隧道的创建流程，以及基础路由协议的配置流程；且采用分层拓扑抽象方式，可以直观呈现出FlexE通道信息和FlexE Shim层交叉过程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面对实施例对应的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的用于SDN控制器的灵活以太网网络拓扑抽象方法的流程图；

图2为本发明实施例的用于SDN控制器的灵活以太网网络拓扑抽象方法的具体流程图；

图3为本发明实施例的FlexE基本结构的端口抽象图；

图4为本发明实施例的基于FlexE Shim层映射以太网层拓扑的抽象过程图；

图5为本发明实施例的灵活以太网物理拓扑抽象效果图。

具体实施方式

术语说明：

FlexE Shim：SE(Slicing Ethernet，切片以太网)技术作为SPN(Slicing PacketNetwork，切片分组网)设备的核心技术之一，是实现业务隔离和网络分片的一种端到端组网技术。它在原有的以太网帧结构中增加了FlexE Shim层交叉，FlexE Shim层基于时分复用分发机制，将一个以太网的物理端口按时隙分发至多个子接口，不同时隙的子接口间严格隔离，实现对于不同类型业务的网络切片。同时，FlexE Shim层交叉大幅降低了承载网络的节点时延，满足超可靠低时延业务承载需求。此外，SE技术能够实现端口的捆绑功能，将多个低速率的端口捆绑成一个高速率的端口，实现5G大带宽的承载需求。可以解决传统LAG在多链路传输时因为Hash导致的链路容量不均匀问题。同时，FlexShim层基于时分复用分发机制，可以将多个Client接口的数据按照时隙方式调度并分发至多个不同的子通道，实现业务隔离，支持网络分片应用需求。

FlexE Group和FlexE Client：FlexE的基本结构主要包拓FlexE Client、FlexEGroup和FlexEShim三部分。其中，FlexE Client是FlexE的客户侧业务；FlexEShim是FlexEClient到FlexEGroup的复接与分复接部分。

FlexE Tunnel：FlexE tunnel是融合FlexE子管道特性和物理层时隙交叉特性，在承载网络上的构建跨网元的端到端的刚性管道，中间节点无需解析业务报文，形成严格的物理层业务隔离。FlexE tunnel是一条超低时延、物理隔离、高可靠性的端到端管道，根据客户带宽需求在FlexE通道层建立，可以根据客户带宽的动态需求灵活调整。通过FlexE时隙交换、OAM扩展、超快保护倒换技术，将FlexE从点对点接口技术拓展为端到端组网技术FlexE Tunnel，为5G承载端到端解决方案提供了重要的技术支撑。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供一种用于SDN控制器的灵活以太网网络拓扑抽象方法，包括以下步骤：

S1，将物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的物理层拓扑，如CIM模型(公共信息模型)。SDN技术领域普遍使用CIM模型对以太网拓扑进行描述，该模型可以用于进一步的网络管理和配置。

S2，根据物理层拓扑和FlexE Group配置信息，构建FlexE Shim层拓扑的FlexEGroup端口模型和网元模型，在相同FlexE Group编号的端口间生成链路，构建出FlexEShim层拓扑；

S3，根据FlexE Shim层拓扑、FlexE Client配置和FlexE Tunnel配置，构建以太网层拓扑的FlexE Client端口模型和网元模型，在相同FlexE Tunnel编号的端口间生成链路，构建出以太网层拓扑。

其中，物理层拓扑直接来源于网元信息数据库中的物理拓扑信息，FlexE Shim层拓扑和以太网层拓扑通过结合网元信息数据库中的FlexE Group配置、FlexE Client配置和FlexE Tunnel配置信息生成。以太网层拓扑可直接用于网络管理和配置，FlexE Shim层拓扑可用于FlexE Tunnel的配置。

作为优选的实施方式，方法还包括以下步骤：获取物理网络拓扑信息之前，构建网元信息数据库，网元信息数据库用于通过南向协议与网络设备进行交互，收集和存储物理拓扑信息、FlexE通道配置信息；FlexE通道配置信息包括FlexE Group配置、FlexE Client配置、FlexE Client配置。

作为优选的实施方式，将物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的物理层拓扑，具体包括以下步骤：

通过南向协议收集设备物理网络拓扑信息并保存至网元信息数据库；

将物理网元模型转换为符合SDN架构的网络拓扑、网元、链路、端口进行描述，并标记为物理层拓扑，同时更新物理层拓扑信息至网元信息数据库。

作为优选的实施方式，根据物理层拓扑和FlexE Group配置信息，构建FlexE Shim层拓扑的FlexE Group端口模型和网元模型，在相同FlexE Tunnel编号的端口间生成链路，构建出FlexE Shim层拓扑，具体包括以下步骤：

基于网元信息数据库中的拓扑信息，对相同网元间多条物理链路进行组绑定操作；

将网元数据库中生成的FlexE Group配置模型，抽象成FlexE Shim层拓扑中的FlexE Group端口模型进行描述，并更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取所有FlexE Group端口，按照网元对所有FlexE Group端口进行分类收集，基于收集的网元的FlexE Group构建网元模型进行关联，并标记为FlexEShim层拓扑，同时更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取已存在的FlexE Shim层拓扑的网元，遍历所有网元，然后将不同网元中具有相同FlexE Group编号的端口间抽象出一条FlexE Shim层拓扑链路，从而构建出FlexE Shim层拓扑，并更新至网元信息数据库。

作为优选的实施方式，根据FlexE Shim层拓扑、FlexE Client配置和FlexETunnel配置，构建以太网层拓扑的FlexE Client端口模型和网元模型，在相同FlexETunnel编号的端口间生成链路，构建出以太网层拓扑，具体包括以下步骤：

基于已构建的FlexE Shim层拓扑，选择两个可达网元间配置一条FlexE Tunnel，获取FlexE Client配置和FlexE Tunnel配置，将获取的FlexE Client配置信息抽象成以太网层拓扑中的端口模型进行描述，并更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取所有FlexE Client端口，按照网元对所有FlexE Client端口进行分类收集，基于收集的网元的FlexE Client构建网元模型进行关联，并标记为以太网层拓扑，同时更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取所有的FlexE Tunnel和对应原宿FlexE Client端口信息，在其源宿FlexE Client间抽象出一条链路，结合以太网层拓扑中的网元，构建出以太网层拓扑，并更新至网元信息数据库。

如图2所示，用于SDN控制器的灵活以太网网络拓扑抽象方法具体包括以下步骤：

A1、抽象装置中网元信息数据库模块与设备建立TCP/UDP传输通道，通过南向协议收集设备物理网络拓扑信息，将物理网元模型转换为符合SDN架构的网络拓扑(Topology)、网元(Node)、链路(Link)、端口(Port)进行描述，并将其标记为L1层拓扑，同时更新至网元信息数据库。

A2、基于网元信息数据库中所收集的物理网络拓扑信息，对相同网元间多条物理链路进行Group绑定操作(不局限对多条物理链路进行绑定)，并将网元数据库中所生成的FlexE Group配置模型，抽象成网络拓扑中的FlexE Group端口模型进行描述，并更新至网元信息数据库。

A3、从网元信息数据库中获取所有FlexE Group端口，按照网元对所有FlexEGroup端口进行分类收集，基于收集的网元FlexE Group构建网元模型进行关联，并将该网元标记为FlexE Shim层，同时更新至网元信息数据库。

A4、从网元信息数据库中获取已存在的FlexE Shim层网元，遍历所有网元，然后将不同网元中具有相同FlexE Group Number的端口间抽象出一条FlexE Shim层链路，从而构建出FlexE Shim层拓扑，并更新至网元信息数据库。

A5、基于已构建的FlexE Shim层拓扑，选择两个可达网元间配置一条FlexETunnel，此时网元信息数据库与设备同步FLexE Client和FlexE Tunnel配置，将获取的FlexE Client配置信息抽象成网络拓扑中的端口模型进行描述，并更新至网元信息数据库。

A6、从网元信息数据库中获取所有FlexE Client端口，按照网元对所有FlexEClient端口进行分类收集，基于收集的网元FlexE Client构建网元模型进行关联，并将该网元标记为L2层，同时更新至网元信息数据库。

A7、从网元信息数据库中获取所有的FlexE Tunnel和对应原宿FlexE Client端口信息，在其源宿FlexE Client间抽象出一条链路，结合A6中所生成的L2层网元，构建出L2(以太网层)拓扑，并更新至网元信息数据库。

参见图3所示，其为FlexE基本结构的端口抽象图，其中主要包括FlexE Client、FlexE Group和FlexE Shim三部分。参见图4和图5，本发明实施例将FlexE Client和FlexEGroup均抽象为基于SDN架构的网络拓扑资源中的端口资源，分别使用不同的Layer进行区分，从而将复杂的硬件复用和解复用过程，使用间单的抽象网络拓扑进行描述。一方面直观描述其交叉过程，另一方面基于统一网络拓扑模型，利于SDN控制器进行网络资源的调度管理和5G FlexE硬管道的网络切片。

图4所示为FlexE Shim层到L2层的映射关系。图4上半部分中，一个或多个方格的组合表示FlexE Client，每一个方格代表速率为5G的时隙。图中所有方格的组合表示FlexEGroup，相当于一个资源池；图中FlexE Group由20个方格(时隙)组成，其速率为100G。网元PE1 FlexE和PE1 ETH之间的虚线，表示PE1 ETH由PE1 FlexE上的Client映射而来。网元PE2FlexE和PE2 ETH之间的虚线，表示PE2 ETH由PE2 FlexE上的Client映射而来。

图4下半部分中底层为FlexE Shim层拓扑，基于FlexE Shim层拓扑在PE1和PE2间配置两条FlexE Tunnel，FlexE Tunnel创建成功后，会映射到L2层构建一条链路和链路端口模型，即图中Link/ETH和Port(图中小圆圈表示一个Port)，其中L2层的Port速率与FlexEClient一致，FlexE Client速率为5G*N<＝Group带宽，N为FlexE Client所占方格数。

图5所示为L1层、FlexE Shim层和L2层的映射关系，图5左边所示为物理层拓扑，其中链路包括两种：Link/L1和Link/ETH，Link/ETH直接映射到L2层链路，即PE1 ETH→P1 ETH和P1 ETH→PE1 ETH的链路。Link/L1采用本申请技术方案映射到L1层链路。

图5右边所示为基于左边的物理层拓扑，对应的L1层→FlexE Shim层→L2层的映射过程。

首先，基于物理层拓扑，初始抽象出L1层拓扑，如右图最底层拓扑所示。

基于L1层拓扑，将链路端口进行Group绑定操作，如图中PE1.L1和P2.L1间两条L1层链路端口进行绑定，绑定成功后映射到FlexE Shim层PE1.FlexE和P2.FlexE间链路，其速率与L1层绑定链路端口速率总和一致。

基于FlexE Shim层拓扑，构建L2层拓扑的FlexE Client端口模型和网元模型，在网元PE1 ETH和PE2 ETH的端口间生成链路，构建出L2层拓扑。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种用于SDN控制器的灵活以太网网络拓扑抽象系统，包括：

物理层拓扑建模块，其用于：将物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的物理层拓扑；

FlexE Shim层拓扑构建模块，其用于：对相同网元间多条物理链路进行Group绑定，获取FlexE Group配置信息，构建FlexE Shim层拓扑的FlexE Group端口模型和网元模型，在相同FlexE Group编号的端口间生成链路，构建出FlexE Shim层拓扑；

以太网层拓扑构建模块，其用于：获取FlexE Client配置和FlexE Tunnel配置，构建以太网层拓扑的FlexE Client端口模型和网元模型，在相同FlexE Tunnel编号的端口间生成链路，构建出以太网层拓扑。

作为优选的实施方式，系统还包括网元信息数据库，网元信息数据库用于通过南向协议与网络设备进行交互，收集和存储物理拓扑信息、FlexE通道配置信息；FlexE通道配置信息包括FlexE Group配置、FlexE Client配置、FlexE Client配置。

作为优选的实施方式，物理层拓扑建模块将物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的物理层拓扑，具体包括以下步骤：

通过南向协议收集设备物理网络拓扑信息并保存至网元信息数据库；将物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的网络拓扑、网元、链路、端口进行描述，并标记为物理层拓扑，同时更新物理层拓扑信息至网元信息数据库。

作为优选的实施方式，FlexE Shim层拓扑构建模块根据物理层拓扑和FlexEGroup配置信息，构建FlexE Shim层拓扑的FlexE Group端口模型和网元模型，在相同FlexEGroup编号的端口间生成链路，构建出FlexE Shim层拓扑，具体包括以下步骤：

基于网元信息数据库中的拓扑信息，对相同网元间多条物理链路进行组绑定操作；

将网元数据库中生成的FlexE Group配置模型，抽象成FlexE Shim层拓扑中的FlexE Group端口模型进行描述，并更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取所有FlexE Group端口，按照网元对所有FlexE Group端口进行分类收集，基于收集的网元的FlexE Group构建网元模型进行关联，并标记为FlexEShim层拓扑，同时更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取已存在的FlexE Shim层拓扑的网元，遍历所有网元，然后将不同网元中具有相同FlexE Group编号的端口间抽象出一条FlexE Shim层拓扑链路，从而构建出FlexE Shim层拓扑，并更新至网元信息数据库。

作为优选的实施方式，以太网层拓扑构建模块根据FlexE Shim层拓扑、FlexEClient配置和FlexE Tunnel配置，构建以太网层拓扑的FlexE Client端口模型和网元模型，在相同FlexE Tunnel编号的端口间生成链路，构建出以太网层拓扑，具体包括以下步骤：

基于已构建的FlexE Shim层拓扑，选择两个可达网元间配置一条FlexE Tunnel，获取FlexE Client配置和FlexE Tunnel配置，将获取的FlexE Client配置信息抽象成以太网层拓扑中的端口模型进行描述，并更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取所有FlexE Client端口，按照网元对所有FlexE Client端口进行分类收集，基于收集的网元的FlexE Client构建网元模型进行关联，并标记为以太网层拓扑，同时更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取所有的FlexE Tunnel和对应原宿FlexE Client端口信息，在其源宿FlexE Client间抽象出一条链路，结合以太网层拓扑中的网元，构建出以太网层拓扑，并更新至网元信息数据库。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例所提供的用于SDN控制器的灵活以太网网络拓扑抽象方法，包括以下步骤：

获取物理网络拓扑信息，将其转换为符合SDN架构的物理层拓扑；

对相同网元间多条物理链路进行组绑定，获取FlexE Group配置信息，构建FlexEShim层拓扑中的FlexE Group端口模型和网元模型，在具有相同FlexE Group编号的端口间生成链路；

获取FlexE Client配置和FlexE Tunnel配置，构建以太网层拓扑中的FlexEClient端口模型和网元模型，在具有相同FlexE Tunnel编号的端口间生成链路。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于：电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现实施例中的所有方法步骤或部分方法步骤。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。

存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、视频数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

总体来说，本发明实施例提供的一种用于SDN控制器的灵活以太网网络拓扑抽象方法、存储介质、电子设备及系统，其通过构建的灵活以太网网络拓扑实现表征以太网协议层的连通信息，以及网络管理和配置，解决基于FlexE物理拓扑，无法直观表征以太网层连通性的问题。同时，基于抽象的以太网层拓扑，统一以太网业务和隧道的创建流程，以及基础路由协议的配置流程；且采用分层拓扑抽象方式，可以直观呈现出FlexE通道信息和FlexE Shim层交叉过程。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种用于SDN控制器的灵活以太网网络拓扑抽象方法，其特征在于，包括以下步骤：

将物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的物理层拓扑；

根据物理层拓扑和FlexE Group配置信息，构建FlexE Shim层拓扑的FlexE Group端口模型和网元模型，在相同FlexE Group编号的端口间生成链路，构建出FlexE Shim层拓扑；

根据FlexE Shim层拓扑、FlexE Client配置和FlexE Tunnel配置，构建以太网层拓扑的FlexE Client端口模型和网元模型，在相同FlexE Tunnel编号的端口间生成链路，构建出以太网层拓扑；

将物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的物理层拓扑之前，还包括以下步骤：

构建网元信息数据库，所述网元信息数据库通过南向协议与网络设备进行交互，收集和存储物理拓扑信息、FlexE通道配置信息；

所述根据物理层拓扑和FlexE Group配置信息，构建FlexE Shim层拓扑的FlexE Group端口模型和网元模型，在相同FlexE Group编号的端口间生成链路，构建出FlexE Shim层拓扑，具体包括以下步骤：

基于网元信息数据库中的拓扑信息，对物理层拓扑的相同网元间多条物理链路进行组绑定操作；

将网元数据库中生成的FlexE Group配置模型，抽象成FlexE Shim层拓扑中的FlexEGroup端口模型，并更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取所有FlexE Group端口，按照网元对所有FlexE Group端口进行分类收集，基于FlexE Group构建网元模型进行关联，并标记为FlexE Shim层拓扑，更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取已存在的FlexE Shim层拓扑的网元，遍历所有网元，在相同FlexE Group编号的端口间生成FlexE Shim层拓扑链路，构建出FlexE Shim层拓扑，更新至网元信息数据库；

根据FlexE Shim层拓扑、FlexE Client配置和FlexE Tunnel配置，构建以太网层拓扑的FlexE Client端口模型和网元模型，在相同FlexE Tunnel编号的端口间生成链路，构建出以太网层拓扑，具体包括以下步骤：

基于已构建的FlexE Shim层拓扑，选择两个可达网元间配置一条FlexE Tunnel，获取FlexE Client和FlexE Tunnel配置，将获取的FlexE Client配置信息抽象成以太网层拓扑中的端口模型，并更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取所有FlexE Client端口，按照网元对所有FlexE Client端口进行分类收集，基于FlexE Client构建网元模型进行关联，并标记为以太网层拓扑，更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取所有的FlexE Tunnel和对应源宿FlexE Client端口信息，在其源宿FlexE Client间生成链路，结合以太网层拓扑中的网元，构建出以太网层拓扑，并更新至网元信息数据库。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述将物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的物理层拓扑，具体包括以下步骤：

通过南向协议收集设备物理网络拓扑信息，并保存至网元信息数据库；

将物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的网络拓扑、网元、链路、端口，并标记为物理层拓扑，更新物理层拓扑信息至网元信息数据库。

3.一种用于SDN控制器的灵活以太网网络拓扑抽象系统，其特征在于，包括：

物理层拓扑建模块，其用于：将设备物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的物理层拓扑；

FlexE Shim层拓扑构建模块，其用于：根据物理层拓扑和FlexE Group配置信息，构建FlexE Shim层拓扑的FlexE Group端口模型和网元模型，在相同FlexE Group编号的端口间生成链路，构建出FlexE Shim层拓扑；

以太网层拓扑构建模块，其用于：根据FlexE Shim层拓扑、FlexE Client配置和FlexETunnel配置，构建以太网层拓扑的FlexE Client端口模型和网元模型，在相同FlexETunnel编号的端口间生成链路，构建出以太网层拓扑；

所述系统还包括网元信息数据库，所述网元信息数据库用于通过南向协议与网络设备进行交互，收集和存储物理拓扑信息、FlexE通道配置信息；

所述FlexE Shim层拓扑构建模块根据物理层拓扑和FlexE Group配置信息，构建FlexEShim层拓扑的FlexE Group端口模型和网元模型，在相同FlexE Group编号的端口间生成链路，构建出FlexE Shim层拓扑，具体包括以下步骤：

基于网元信息数据库中的拓扑信息，对相同网元间多条物理链路进行组绑定操作；

将网元数据库中生成的FlexE Group配置模型，抽象成FlexE Shim层拓扑中的FlexEGroup端口模型，并更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取所有FlexE Group端口，按照网元对所有FlexE Group端口进行分类收集，基于FlexE Group构建网元模型进行关联，并标记为FlexE Shim层拓扑，更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取已存在的FlexE Shim层拓扑的网元，遍历所有网元，在相同FlexE Group编号的端口间生成FlexE Shim层拓扑链路，构建出FlexE Shim层拓扑，并更新至网元信息数据库；

所述以太网层拓扑构建模块根据FlexE Shim层拓扑、FlexE Client配置和FlexETunnel配置，构建以太网层拓扑的FlexE Client端口模型和网元模型，在相同FlexETunnel编号的端口间生成链路，构建出以太网层拓扑，具体包括以下步骤：

基于已构建的FlexE Shim层拓扑，选择两个可达网元间配置一条FlexE Tunnel，获取FlexE Client配置和FlexE Tunnel配置，将获取的FlexE Client配置信息抽象成以太网层拓扑中的端口模型，并更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取所有FlexE Client端口，按照网元对所有FlexE Client端口进行分类收集，基于FlexE Client构建网元模型进行关联，并标记为以太网层拓扑，更新至网元信息数据库；

从网元信息数据库中获取所有的FlexE Tunnel和对应源宿FlexE Client端口信息，在其源宿FlexE Client间生成链路，结合以太网层拓扑中的网元，构建出以太网层拓扑，并更新至网元信息数据库。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于：所述物理层拓扑建模块将物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的物理层拓扑，具体包括以下步骤：

通过南向协议收集设备物理网络拓扑信息，并保存至网元信息数据库；将物理网络拓扑信息转换为符合SDN架构的网络拓扑、网元、链路、端口进行描述，并标记为物理层拓扑，更新物理层拓扑信息至网元信息数据库。

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