CN112637058A - 一种跨异构子网通信的网络互联传输方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种跨异构子网通信的网络互联传输方法和装置，涉及网络通信的技术领域，包括：获取待传输流量的传输请求，并确定出待传输流量对应的源节点和目的节点；基于源节点、目的节点、SDN网络架构的全局拓扑和SDN网络架构的性能抽象信息，确定出待传输流量的传输路径；确定出传输路径中的每个子网的网关配置多类多流水线流表；为每个子网的网关配置多类多流水线流表配置对应的流表参数，其中，协议转换格式，缓存值和分发速率；基于流表参数，将待传输流量传输至目的节点，解决了现有的跨异构子网通信的网络互联传输效率较低的技术问题。

Description

一种跨异构子网通信的网络互联传输方法和装置

技术领域

本发明涉及网络通信的技术领域，尤其是涉及一种跨异构子网通信的网络互联传输方法和装置。

背景技术

随着Internet、移动通信和卫星通信技术的高速发展，涌现了大量不同类型的通信网络，其中典型的网络地面IP网络，CCSDS测控网，移动通信网，数据链网，航空电信网ATN。多种网络的互联和融合，能够克服单个网络中的性能单一，功能受限，覆盖范围孤立，资源整合有限等问题，从而为用户提供高带宽，低时延，大容量的一体化传输处理应用服务，在民事应用，灾害预警等领域具有重要价值。但是，不同类型的网络之间具有显著的异构性，这种异构性体现在网络体系结构，网络传输协议，动态性和移动性支持能力，覆盖范围，数据速率，交换机制，以及QoS控制技术等各个方面。网络异构性对多种网络的互联和融合提出了严峻的挑战。

针对上述问题，还未提出有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种跨异构子网通信的网络互联传输方法和装置，以缓解了现有的跨异构子网通信的网络互联传输效率较低。

第一方面，本发明实施例提供了一种跨异构子网通信的网络互联传输方法，包括：获取待传输流量的传输请求，并基于所述传输请求确定出所述待传输流量对应的源节点和目的节点；基于所述源节点、所述目的节点、SDN网络架构的全局拓扑和所述SDN网络架构的性能抽象信息，确定出所述待传输流量的传输路径；确定出所述传输路径中的每个子网的网关配置多类多流水线流表；为每个子网的网关配置多类多流水线流表配置对应的流表参数，其中，协议转换格式，缓存值和分发速率；基于所述流表参数，将所述待传输流量传输至所述目的节点。

进一步地，为每个子网的网关配置多类多流水线流表配置对应的流表参数，包括：基于所述传输路径中任意相邻的两个网关之间的交互协议信息，确定出每个子网的网关多类多流水线流表的协议转换格式；基于所述子网的网关，确定出每个子网的可用带宽；基于所述每个子网的可用带宽，所述待传输流量的带宽和所述待传输流量的传输时间，确定出所述每个子网的网关多类多流水线流表的缓存值；为所述每个子网的网关多类多流水线流表的配置对应的分发速率。

进一步地，基于所述每个子网的可用带宽，所述待传输流量的带宽和所述待传输流量的传输时间，确定出所述每个子网的网关多类多流水线流表的缓存值，包括：分别确定出所述待传输流量的带宽与所述每个子网的可用带宽之间的差值；若所述差值大于0，则将所述差值与所述待传输流量的传输时间之间的乘积确定为所述每个子网的网关多类多流水线流表的缓存值。

进一步地，为所述每个子网的网关多类多流水线流表的配置对应的分发速率，包括：确定所述每个子网的网关是否存在目标流量，其中，所述目标流量为所述每个子网的网关在分发所述待传输流量时，另一个需要分发的流量；若是，则基于约束条件，配置所述待传输流量的分发速率和所述目标流量的分发速率，其中，约束条件为所述待传输流量的分发速率与所述目标流量的分发速率之和小于所述每个子网的可用带宽；将所述待传输流量的分发速率和所述目标流量的分发速率，确定为所述每个子网的网关多类多流水线流表对应的分发速率。

进一步地，基于所述子网的网关，确定出每个子网的可用带宽，包括：确定所述每个子网所连接的网关；向所述每个子网所连接的网关发送探测指令，以使所述每个子网所连接的网关向所述每个子网发送性能探测包；利用所述性能探测包和所述所连接的网关反馈的性能反馈包，确定出所述每个子网的直径；对所述每个子网所连接的网关进行ping操作，确定出所述每个子网的往返时延；将所述每个子网的直径与所述每个子网的往返时延之间的比值，确定为所述每个子网的链路时延；利用所述每个子网的链路时延和预设带宽估计算法，确定出所述每个子网的可用带宽。

进一步地，在获取待传输流量的传输请求，并基于所述传输请求确定出所述待传输流量对应的源节点和目的节点之前，所述方法还包括：确定所述SDN网络架构中每个子网的类型，并将所述每个子网抽象为一个子网节点；将所述SDN网络架构中的每个网关确定为各个子网之间的链路，得到所述SDN网络架构的全局网络拓扑；将所述各个子网的性能信息确定为各个子网节点的性能信息；将所述各个子网节点的性能信息确定为所述SDN网络架构的性能抽象信息。

第二方面，本发明实施例还提供了一种跨异构子网通信的网络互联传输装置，包括：获取单元，第一确定单元，第二确定单元，配置单元和传输单元，其中，所述获取单元，用于获取待传输流量的传输请求，并基于所述传输请求确定出所述待传输流量对应的源节点和目的节点；所述第一确定单元，用于基于所述源节点、所述目的节点、SDN网络架构的全局拓扑和所述SDN网络架构的性能抽象信息，确定出所述待传输流量的传输路径；所述第二确定单元，用于确定出所述传输路径中的每个子网的网关配置多类多流水线流表；所述配置单元，用于为每个子网的网关配置多类多流水线流表配置对应的流表参数，其中，协议转换格式，缓存值和分发速率；所述传输单元，用于基于所述流表参数，将所述待传输流量传输至所述目的节点。

进一步地，所述配置单元，用于：基于所述传输路径中任意相邻的两个网关之间的交互协议信息，确定出每个子网的网关多类多流水线流表的协议转换格式；基于所述子网的网关，确定出每个子网的可用带宽；基于所述每个子网的可用带宽，所述待传输流量的带宽和所述待传输流量的传输时间，确定出所述每个子网的网关多类多流水线流表的缓存值；为所述每个子网的网关多类多流水线流表的配置对应的分发速率。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行上述第一方面中所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行第一方面中所述方法的步骤。

在本发明实施例中，通过获取待传输流量的传输请求，并确定出待传输流量对应的源节点和目的节点；基于源节点、目的节点、SDN网络架构的全局拓扑和SDN网络架构的性能抽象信息，确定出待传输流量的传输路径；确定出传输路径中的每个子网的网关配置多类多流水线流表；为每个子网的网关配置多类多流水线流表配置对应的流表参数，其中，协议转换格式，缓存值和分发速率；基于流表参数，将待传输流量传输至目的节点，达到了数据的跨异构子网通信传输的目的，进而解决了现有的跨异构子网通信的网络互联传输效率较低的技术问题，从而实现了提高跨异构子网通信的网络互联传输效率的技术效果。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的一种跨异构子网通信的网络互联传输方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种基于SDN的互联异构的网络架构的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种传统SDN网络架构的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种跨异构子网通信的网络互联传输装置的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

随着Internet、移动通信和卫星通信技术的高速发展，涌现了大量不同类型的通信网络，其中典型的网络地面IP网络，CCSDS测控网，移动通信网，数据链网，航空电信网ATN。多种网络的互联和融合, 能够克服单个网络中的性能单一，功能受限，覆盖范围孤立，资源整合有限等问题，从而为用户提供高带宽,低时延，大容量的一体化传输处理应用服务，在民事应用,灾害预警等领域具有重要价值。但是，不同类型的网络之间具有显著的异构性，这种异构性体现在网络体系结构,网络传输协议,动态性和移动性支持能力，覆盖范围,数据速率，交换机制，以及QoS控制技术等各个方面。网络异构性对多种网络的互联和融合提出了严峻的挑战。随着SDN技术的出现，SDN的转发控制分离的思想为实现异构网络的互联和融合提供了一种新的思路。SDN的南向接口指的是SDN控制器与SDN网关通信的接口。不同技术体系的网络域的协同控制的基础是一个共同的网络模型抽象，这个网络抽象必须要通过SDN南向接口支持实现。基于南向接口收集各子网信息，SDN控制器可以对各个子网建立统一的网络模型抽象，从而屏蔽网络异构异质、建立统一模型抽象。一体化传输处理应用服务管理或使用网络的时候，通过SDN南向接口和SDN控制器逻辑模块来自动完成协议转换，速率适配，资源协同，而无需关心底层的网络细节。SDN南向接口正是屏蔽网络异构异质、建立统一模型抽象的核心，使得利用SDN控制器的全局视野来自动适配异构网络之间协议和带宽，协同异构网络之间资源，灵活构建一体化网络应用成为一种可能。现有的不同网络的互联技术主要包络以下几类：

第一类：静态协议网关。传统网关主要面向具体应用、以协议转换为和数据转发为主要功能，采用静态的、固定的协议转换方式和路由策略。

但是，静态协议网关需要针对具体应用需求进行提前定制，缺乏动态灵活性。在子网状态变化时，无法动态设置和调整网关参数，进行子网间的动态适配。

第二类：支持SDN的中间件，在传统网络设备上安装OpenFlow中间件，将这些传统网络设备转换成SDN交换节点。利用OpenFlow协议来连接到SDN集中控制器，实现SDN控制器对传统网络设备的控制，从而达到SDN对非SDN的IP网络控制的目的。

但是，传统二三层网络设备的设计，一般负责接入控制和路由分发，可以支持的操作较简单，无法完成复杂的协议转换，速率适配等操作，无法实现异构网络之间的互联互通。

第三类：传统SDN网关，采用转发控制分离的思想，只依据SDN控制器下发的指令，进行接入控制和路由分发，用于连接两个同构的SDN网络，或者连接同构的SDN网络和IP网络。

但是，传统SDN网关只支持同构网络的互联，并仅支持同一协议体系下包头字段的修改，比如SNAT和DNAT。传统SDN网关没有考虑异构网络之间的通信方式、传输体制、协议体系等子网特征和能力的不一致性，不适用于异构子网间互联互通和协同控制。

第四类：支持多类单流水线结构的流表的SDN网关，在原有的单流水线流表中插入多种协议的流表，从而支持多异构子网的匹配和互联。

但是，多类单流水线结构的流表结构，带来了更多级数的流表，大大增加了数据的查表的时间。并且，这种多类单流水线结构每次新增一个类别的流表，都会影响到单流水线上其他类型网络待传输流量的正常传输，难以灵活的进行流表策略的下发安装。

第五类：支持BGP协议的SDN网关，在SDN网关安装BGP协议模块，将整体SDN当成一个传统IP网络的“路由器”，由IP网络和该“路由器”通过BGP协议进行域间网络层可达性信息NLRI的交互，从而实现SDN网络和非SDN的传统IP网络互联互通的目的。

但是，支持BGP协议的SDN网关，只能连接SDN和传统IP网络，不支持与其他非IP交换机制的网络互联。

第六类：支持静态协议转换的SDN网关，在SDN网关安装静态的协议转换模块，将所有类型协议先转化成同公用的协议格式，比如IP协议，来共用SDN的同类型流表。在离开SDN网关后，再通过静态协议转换将待传输流量转化为目标子网的协议格式，从而实现异构网络之间的互联。

但是，支持静态协议转换的SDN网关，需要先将所有类型网络协议转化为同种类型来适应SDN网络中的单类型流表，增加了协议转换的复杂性。此外，这种方法需要针对具体应用需求进行提前定制，缺乏动态灵活性。

第七类：利用控制器转换协议的SDN网关。当一个子网向另一个子网传数据时，数据到达SDN网关，SDN网关通过packet_in消息将数据，SDN控制器拆除数据的协议头部，按照地址映射关系重新拼接成符合目标网络的协议头部。完成协议转换后，SDN将目的格式的数据用packet_out消息通过TLS安全通道传递给SDN网关，经由网关传递给目标节点。

但是，利用控制器转换协议的SDN网关，网络间信息都要经过网关的TLS安全链路传输，并且经过SDN控制器进行协议转换。除了，经过TLS安全链路的往返时延带来了较高的端到端时延。而且，TLS安全链路和SDN控制器容易成为性能瓶颈链路和瓶颈节点，使得网络难以扩展。

第八类：利用多SDN控制器对异构网络分区域控制。每个异构子网都被一个SDN控制器控制，控制器之间通过东西向接口共享区域内的收集的网络信息，从而屏蔽子网的异构。在跨异构网络传输时，多个控制器协同规划业务传输路径，每个控制器为本区域的路由器下发openflow流表。

但是，利用多SDN控制器实现异构子网的融合，前提是必须对各个子网进行SDN化。这带来了高昂的SDN化成本。并且，对于无法或者暂时没有SDN化的异构子网无法实现互联。因此，不支持与其他非IP交换机制且非SDN化的异构网络互联。

因此，网关是实现异构网络互联的关键节点和重要设备。但是，静态协议转换网关不适用于动态的天地异构网络。支持SDN的中间件的传统二三层网络设备无法支持复杂的协议转换和速率适配等操作。传统SDN网关不适用于异构子网间互联互通。支持BGP协议的SDN网关不支持非IP交换机制的子网互联。利用控制器转换协议的SDN网关，则存在高端到端时延，和瓶颈链路瓶颈带宽的问题。传统的异构互联网关，处理的底层子网之间是不一致的，上层是分布式的协议转换。传统的SDN网关，处理的底层子网之间是一致的，上层是统一集中控制的。但是，未来的一体化网络，需要互联有不一致性的底层网络，提供统一集中的上层控制，来保证一体化网络的资源分配和协同优化。

针对上述内容，本申请提出以下实施例。

实施例一：

根据本发明实施例，提供了一种跨异构子网通信的网络互联传输方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种跨异构子网通信的网络互联传输方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取待传输流量的传输请求，并基于所述传输请求确定出所述待传输流量对应的源节点和目的节点；

步骤S104，基于所述源节点、所述目的节点、SDN网络架构的全局拓扑和所述SDN网络架构的性能抽象信息，确定出所述待传输流量的传输路径；

步骤S106，确定出所述传输路径中的每个子网的网关配置多类多流水线流表；

本申请中的网关的流表结构是三维的多类型的多流水线的流表。针对每一种的子网协议类型，不同位置的字段含义不同，因此需要单独的协议头读取方法，即多流水线来简化包头的读取操作。为了减少OpenFlow流表的空间占用，每类流表都需要采用多级流表的pipeline形式，将匹配域分解到多个不同的流表中。

步骤S108，为每个子网的网关配置多类多流水线流表配置对应的流表参数，其中，协议转换格式，缓存值和分发速率；

本申请中的网关的流表结构，可以为每个流表项设置不同的缓存大小，以及分发速率，来适配不同异构子网之间的性能差异和交换机制的差异。如果流量大于或等于所经过子网的估计链路平均的可用带宽，或者流量大于或等于以分时隙传输机制的子网的估计时间平均的可用带宽，则分配相适应的缓存和指定相适应的分发速率。

步骤S110，基于所述流表参数，将所述待传输流量传输至所述目的节点。

在本发明实施例中，通过获取待传输流量的传输请求，并确定出待传输流量对应的源节点和目的节点；基于源节点、目的节点、SDN网络架构的全局拓扑和SDN网络架构的性能抽象信息，确定出待传输流量的传输路径；确定出传输路径中的每个子网的网关配置多类多流水线流表；为每个子网的网关配置多类多流水线流表配置对应的流表参数，其中，协议转换格式，缓存值和分发速率；基于流表参数，将待传输流量传输至目的节点，达到了数据的跨异构子网通信传输的目的，进而解决了现有的跨异构子网通信的网络互联传输效率较低的技术问题，从而实现了提高跨异构子网通信的网络互联传输效率的技术效果。

如图2所示，SDN南向接口将异构子网的协议转换，分发，适配等操作屏蔽在了基于多类型多流水线结构的SDN网关的数据层面，只收集处理SDN网关信息来在控制层面抽象出子网内和子网间的抽象的拓扑和性能信息，实现了在异构互联网络中的控制和转发功能的解耦合。在数据面，本架构设计了多类多流水线结构的流表，实现了异构网络中的数据流的灵活高效的处理。如图3所示，传统SDN网关的单类单流水线结构的流表相比，多类多流水线结构的流表将传统的流表结构从二维变成了三维。三维流表不仅适用于异构网络协议的匹配和操作，而且缩短了单流水线的流表数量，减少了流表匹配的时延。此外，根据多类多流水线流表为不同子网的分发队列分配不同的缓存和指定不同的转发速率，实现不同性能异构子网之间的融合互联。在控制面，本架构设计了基于南向接口和网关信息的全局网络抽象和SDN网关控制策略生成的SDN控制器。相比较于传统的基于完整拓扑和SDN交换机流表生成的SDN控制器，不仅节约了异构网络内部SDN化的成本，而且从抽象子网的更高角度，去生成网关间的路由路径，来控制更为重要的子网间的协作，而将子网内部的数据传输交给子网内设备原有的交换和路由机制控制。此外这种控制面，还避免了控制器的计算瓶颈和TLS安全链路的链路传输瓶颈。本SDN架构改进的控制面和数据面之间通过南向接口，使得SDN控制器计算出的控制信息和SDN网关收集的网络状态信息在TLS安全链路完成交互，形成一体化网络的架构方案，从而实现异构网络的互联互通和相互融合，以及传输处理应用服务的一体化。

具体的，读取每个网关G(AS1,AS2), G(AS1,AS3), G(AS2,AS3) , G(AS2,AS4) ,G(AS3,AS4)与其内网设备交互的协议信息。

SDN控制器根据协议信息，判断每个交换端口所连接的子网类型T(AS1), T(AS2),T(AS3), T(AS4)。

SDN控制器为每个SDN网关安装满足其所连接的子网的多类多流水线流表，即，为网关G(AS1,AS2)安装两类T(AS1)和T(AS2)流表，并且这两类流表各占一条流水线。

需要说明的时，对于每个SDN网关上不同类型的流表的维护，互相不影响。

对于来自源节点S到目的节点D的待传输流量f，如果是分别经过子网AS1,AS2,AS4进行传输，则在G（AS1,AS2）上安装待传输流量f在AS1子网流水线的流表，完成协议的匹配后，对协议头进行修改，将数据载荷封装为AS2格式的协议，并分发到G（AS1,AS2）连接AS2的物理端口上。

在SDN网关G（AS2,AS3）上安装待传输流量f在AS2子网流水线的流表完成协议的匹配后，对协议头进行修改，将数据载荷封装为AS4格式的协议，并分发到G（AS2,AS4）连接AS4的物理端口上，从而将待传输流量发送至目的节点D。

在本发明实施例中，步骤S108包括如下步骤：

S11，基于所述传输路径中任意相邻的两个网关之间的交互协议信息，确定出每个子网的网关多类多流水线流表的协议转换格式；

S12，基于所述子网的网关，确定出每个子网的可用带宽；

S13，基于所述每个子网的可用带宽，所述待传输流量的带宽和所述待传输流量的传输时间，确定出所述每个子网的网关多类多流水线流表的缓存值；

S14，为所述每个子网的网关多类多流水线流表的配置对应的分发速率。

在本发明实施例中，SDN控制器基于SDN网关对各个子网AS1，AS2，AS3，AS4进行性能估计。

基于G(AS1,AS2) G(AS3,AS2) G(AS4,AS2)三个网关估计AS2子网链路平均的可用带宽为B(AS2)。

估计其他的子网可用带宽分别为B(AS1) B(AS3) B(AS4)

读取待传输流量f的子网访问顺序分别为AS1，AS2，AS4，和待传输流量的带宽

。

如果

,则读取待传输流量的传输持续时间

。

给网关G(AS1,AS2)上的待传输流量f的流表项分配

大小的缓存。

如果网络中还存在其他跨AS2子网的流量

，则需要在f和

之间进行转发资源的分配。

分别修改f和

的流表项中的meter计量表，指定f和

的发送速率为

和

。并且满足约束

。

对其他SDN网关G(AS1,AS3) G(AS3,AS2) G(AS4,AS2) G(AS3,AS4)总的流表项，重复上述的缓存分配和分发速率指定的操作。

具体的，步骤S12还包括如下步骤：

步骤S121，确定所述每个子网所连接的网关；

步骤S122，向所述每个子网所连接的网关发送探测指令，以使所述每个子网所连接的网关向所述每个子网发送性能探测包；

步骤S123，利用所述性能探测包和所述所连接的网关反馈的性能反馈包，确定出所述每个子网的直径；

步骤S124，对所述每个子网所连接的网关进行ping操作，确定出所述每个子网的往返时延；

步骤S125，将所述每个子网的直径与所述每个子网的往返时延之间的比值，确定为所述每个子网的链路时延；

步骤S126，利用所述每个子网的链路时延和预设带宽估计算法，确定出所述每个子网的可用带宽。

在本发明实施例中，分别读取每个子网AS1, AS2, AS3, AS4所连接的网关信息，例如，子网AS2所连接的网关有G(AS1,AS2)，G(AS3,AS2)，G(AS4,AS2)三个网关。

SDN控制分别选择每一网关比如G(AS1,AS2)。

SDN通过packet_out消息向网关G(AS1,AS2)下发子网信息探测指令。

网关G(AS1,AS2)在子网AS2内部发送性能探测包P(AS2)。

其他两个网关G(AS3,AS2)和G(AS4,AS2)收到性能探测包P(AS2)后无法识别，并将性能探测包P(AS2)封装成packet_in消息回传到全局SDN控制器上。

SDN控制器根据packet_in消息传上来的性能探测包P(AS2)，分析其TTL变化分别得出网关G(AS1,AS2)到其他两个网关G(AS3,AS2)和G(AS4,AS2)的距离。

对其他两个网关G(AS3,AS2)和G(AS4,AS2)重复此操作。并对所得的距离进行平均作为子网AS2的估计直径d(AS2)。

网关G(AS1,AS2)对网关G(AS3,AS2)和G(AS4,AS2)分别进行ping操作来计算它们之间的往返时延。

对其他两个网关G(AS3,AS2)和G(AS4,AS2)重复此操作。并对所得的往返时延进行平均，并且除以子网AS2得到的估计直径d(AS2)，作为子网AS2的估计平均链路时延l(AS2)。

SDN控制器基于SDN网关得到的性能探测信息，并利用某种带宽估计算法（比如：TCP Westwood算法或TCPW RE算法），对子网内链路的可用带宽进行估计。得到子网AS2的平均链路的可用带宽为b(AS2)。

重复上述的步骤，再对其他子网AS1，AS3，AS4分别进行性能估计。

本申请中的SDN控制层面只收集SDN网关信息和基于SDN网关来估计异构子网的性能，包括子网网络半径，平均链路时延估算，和平均可用带宽估算。这种基于SDN网关实现异构子网间合作的架构不仅避免了子网内网的设备SDN化的高昂成本，也避免了收集全网网络链路信息的长路由收敛时间。

在本发明实施例中，在步骤S102之前，所述方法还包括如下步骤：

步骤S21，确定所述SDN网络架构中每个子网的类型，并将所述每个子网抽象为一个子网节点；

步骤S22，将所述SDN网络架构中的每个网关确定为各个子网之间的链路，得到所述SDN网络架构的全局网络拓扑；

步骤S23，将所述各个子网的性能信息确定为各个子网节点的性能信息；

步骤S24，将所述各个子网节点的性能信息确定为所述SDN网络架构的性能抽象信息。

在本发明实施例中，SDN控制器读取每个SDN网关的交换端口所连接的子网类型T(AS1), T(AS2), T(AS3), T(AS4)。

将每个子网抽象成网络中的一个子网节点AS1，AS2，AS3，AS4节点。

将每个网关作为子网节点之间的链路，比如AS2子网节点存在链路G(AS1,AS2)到子网节点AS1，存在链路G(AS3,AS2)到子网节点AS3，存在链路G(AS4,AS2)到子网节点AS4。

SDN控制器将读取的SDN网关信息G(AS1,AS2) G(AS3,AS2) G(AS4,AS2)作为子网节点AS2到其他子网节点的链路信息。

SDN控制器将估计得到的各个子网的性能信息作为各个子网节点的性能信息，包括AS2的网络直径，可用带宽，和链路时延。

对子网AS2，AS3，AS4重复上述步骤，直到全局网络拓扑和性能都被抽象。

本申请中的SDN控制器基于SDN网关信息形成子网网间拓扑信息，基于子网信息探测和性能估计得出各子网网内的抽象拓扑，并在此基础上形成全局网络拓扑和性能的抽象。本架构的SDN控制器的全局网络的抽象能力，从抽象子网的更高角度，以较小的成本去控制更为重要的子网间的协作，并且可以实现了异构网络的可扩展的互联和融合。

下面将结合图1和图2对本申请进行详细说明：

SDN控制器收到一个AS1子网中源节点S到AS4子网中目的节点D的待传输流量传输请求。

SDN控制器读取其构建的全局拓扑和性能抽象信息，包括四个子网节点和五个链路，并且估计的性能作为全局抽象拓扑的上节点和链路的权重值。

SDN选择合适的跨网路由算法，比如带权重的最短路径算法，为待传输流量选择所需要经过的子网路径。比如子网AS3有较大的网络直径d(AS3)，或者较低的平均链路可用带宽b(AS3),或者较大的平均链路时延l(AS3)，SDN控制器会为源S节点和目的D节点在抽象拓扑上选择AS1→AS2→AS4的路径。

SDN控制器为SDN网关G（AS1,AS2）上安装AS1子网流水线和G（AS2,AS4）的AS2流水线上安装待传输流量f的流表。

当待传输流量f完成流表的协议匹配后，对协议头进行修改，在SDN网关G（AS1,AS2）上将数据载荷封装为AS2格式的协议。在SDN网关G（AS2,AS4）上将数据载荷封装为AS4格式的协议。

SDN控制器根据跨AS2子网的待传输流量数目，为待传输流量f设置G（AS1,AS2）上的meter计量表，指定流f进入AS2子网的分发速率

。

为G（AS2,AS4）上的meter计量表进行类似的步骤，设置为

。

G（AS1,AS2）上的meter计量表指定待传输流量f的速率为

，如果

小于待传输流量f的初始速率

，则为待传输流量f在网关上分配的缓存大小为

，其中

是待传输流量f的持续时间。

为待传输流量流f在G（AS2,AS4）上的流表想进行类似的步骤，设置缓存空间。

在子网AS1,AS2,AS4内部的数据传输交给子网内设备原有的交换和路由机制控制，来实现流量的跨子网传输。SDN控制器只管理SDN网关上的多类型多流水线流表，只管理更为重要的子网间的协作，并且可以实现了异构网络的可扩展的互联和融合。

实施例二：

本发明实施例还提供了一种跨异构子网通信的网络互联传输装置，该跨异构子网通信的网络互联传输装置用于执行本发明实施例上述内容所提供的跨异构子网通信的网络互联传输方法，以下是本发明实施例提供的跨异构子网通信的网络互联传输装置的具体介绍。

如图4所示，图4为上述跨异构子网通信的网络互联传输装置的示意图，该跨异构子网通信的网络互联传输装置包括：获取单元10，第一确定单元20，第二确定单元30，配置单元40和传输单元50。

所述获取单元10，用于获取待传输流量的传输请求，并基于所述传输请求确定出所述待传输流量对应的源节点和目的节点；

所述第一确定单元20，用于基于所述源节点、所述目的节点、SDN网络架构的全局拓扑和所述SDN网络架构的性能抽象信息，确定出所述待传输流量的传输路径；

所述第二确定单元30，用于确定出所述传输路径中的每个子网的网关配置多类多流水线流表；

所述配置单元40，用于为每个子网的网关配置多类多流水线流表配置对应的流表参数，其中，协议转换格式，缓存值和分发速率；

所述传输单元50，用于基于所述流表参数，将所述待传输流量传输至所述目的节点。

在本发明实施例中，通过获取待传输流量的传输请求，并确定出待传输流量对应的源节点和目的节点；基于源节点、目的节点、SDN网络架构的全局拓扑和SDN网络架构的性能抽象信息，确定出待传输流量的传输路径；确定出传输路径中的每个子网的网关配置多类多流水线流表；为每个子网的网关配置多类多流水线流表配置对应的流表参数，其中，协议转换格式，缓存值和分发速率；基于流表参数，将待传输流量传输至目的节点，达到了数据的跨异构子网通信传输的目的，进而解决了现有的跨异构子网通信的网络互联传输效率较低的技术问题，从而实现了提高跨异构子网通信的网络互联传输效率的技术效果。

优选的，所述配置单元，用于：基于所述传输路径中任意相邻的两个网关之间的交互协议信息，确定出每个子网的网关多类多流水线流表的协议转换格式；基于所述子网的网关，确定出每个子网的可用带宽；基于所述每个子网的可用带宽，所述待传输流量的带宽和所述待传输流量的传输时间，确定出所述每个子网的网关多类多流水线流表的缓存值；为所述每个子网的网关多类多流水线流表的配置对应的分发速率。

优选的，所述配置单元，用于：分别确定出所述待传输流量的带宽与所述每个子网的可用带宽之间的差值；若所述差值大于0，则将所述差值与所述待传输流量的传输时间之间的乘积确定为所述每个子网的网关多类多流水线流表的缓存值。

优选的，所述配置单元，用于：确定所述每个子网的网关是否存在目标流量，其中，所述目标流量为所述每个子网的网关在分发所述待传输流量时，另一个需要分发的流量；若是，则基于约束条件，配置所述待传输流量的分发速率和所述目标流量的分发速率，其中，约束条件为所述待传输流量的分发速率与所述目标流量的分发速率之和小于所述每个子网的可用带宽；将所述待传输流量的分发速率和所述目标流量的分发速率，确定为所述每个子网的网关多类多流水线流表对应的分发速率。

优选的，所述配置单元，用于：确定所述每个子网所连接的网关；向所述每个子网所连接的网关发送探测指令，以使所述每个子网所连接的网关向所述每个子网发送性能探测包；利用所述性能探测包和所述所连接的网关反馈的性能反馈包，确定出所述每个子网的直径；对所述每个子网所连接的网关进行ping操作，确定出所述每个子网的往返时延；将所述每个子网的直径与所述每个子网的往返时延之间的比值，确定为所述每个子网的链路时延；利用所述每个子网的链路时延和预设带宽估计算法，确定出所述每个子网的可用带宽。

优选的，所述装置还包括：第三确定单元，用于确定所述SDN网络架构中每个子网的类型，并将所述每个子网抽象为一个子网节点；将所述SDN网络架构中的每个网关确定为各个子网之间的链路，得到所述SDN网络架构的全局网络拓扑；将所述各个子网的性能信息确定为各个子网节点的性能信息；将所述各个子网节点的性能信息确定为所述SDN网络架构的性能抽象信息。

实施例三：

本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行上述实施例一中所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

参见图5，本发明实施例还提供一种电子设备100，包括：处理器60，存储器61，总线62和通信接口63，所述处理器60、通信接口63和存储器61通过总线62连接；处理器60用于执行存储器61中存储的可执行模块，例如计算机程序。

其中，存储器61可能包含高速随机存取存储器（RAM，Random Access Memory），也可能还包括非不稳定的存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口63（可以是有线或者无线）实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

总线62可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器61用于存储程序，所述处理器60在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器60中，或者由处理器60实现。

处理器60可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器60中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器60可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称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。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。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。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器61，处理器60读取存储器61中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

实施例四：

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例一中所述方法的步骤。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种跨异构子网通信的网络互联传输方法，其特征在于，包括：

获取待传输流量的传输请求，并基于所述传输请求确定出所述待传输流量对应的源节点和目的节点；

基于所述源节点、所述目的节点、SDN网络架构的全局拓扑和所述SDN网络架构的性能抽象信息，确定出所述待传输流量的传输路径；

确定出所述传输路径中的每个子网的网关配置多类多流水线流表；

为所述每个子网的网关配置多类多流水线流表配置对应的流表参数，其中，协议转换格式，缓存值和分发速率；

基于所述流表参数，将所述待传输流量传输至所述目的节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为所述每个子网的网关配置多类多流水线流表配置对应的流表参数，包括：

基于所述传输路径中任意相邻的两个网关之间的交互协议信息，确定出每个子网的网关多类多流水线流表的协议转换格式；

基于所述子网的网关，确定出每个子网的可用带宽；

基于所述每个子网的可用带宽，所述待传输流量的带宽和所述待传输流量的传输时间，确定出所述每个子网的网关多类多流水线流表的缓存值；

为所述每个子网的网关多类多流水线流表的配置对应的分发速率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述每个子网的可用带宽，所述待传输流量的带宽和所述待传输流量的传输时间，确定出所述每个子网的网关多类多流水线流表的缓存值，包括：

分别确定出所述待传输流量的带宽与所述每个子网的可用带宽之间的差值；

若所述差值大于0，则将所述差值与所述待传输流量的传输时间之间的乘积确定为所述每个子网的网关多类多流水线流表的缓存值。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，为所述每个子网的网关多类多流水线流表的配置对应的分发速率，包括：

确定所述每个子网的网关是否存在目标流量，其中，所述目标流量为所述每个子网的网关在分发所述待传输流量时，另一个需要分发的流量；

若是，则基于约束条件，配置所述待传输流量的分发速率和所述目标流量的分发速率，其中，约束条件为所述待传输流量的分发速率与所述目标流量的分发速率之和小于所述每个子网的可用带宽；

将所述待传输流量的分发速率和所述目标流量的分发速率，确定为所述每个子网的网关多类多流水线流表对应的分发速率。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述子网的网关，确定出每个子网的可用带宽，包括：

确定所述每个子网所连接的网关；

向所述每个子网所连接的网关发送探测指令，以使所述每个子网所连接的网关向所述每个子网发送性能探测包；

利用所述性能探测包和所述所连接的网关反馈的性能反馈包，确定出所述每个子网的直径；

对所述每个子网所连接的网关进行ping操作，确定出所述每个子网的往返时延；

将所述每个子网的直径与所述每个子网的往返时延之间的比值，确定为所述每个子网的链路时延；

利用所述每个子网的链路时延和预设带宽估计算法，确定出所述每个子网的可用带宽。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取待传输流量的传输请求，并基于所述传输请求确定出所述待传输流量对应的源节点和目的节点之前，所述方法还包括：

确定所述SDN网络架构中每个子网的类型，并将所述每个子网抽象为一个子网节点；

将所述SDN网络架构中的每个网关确定为各个子网之间的链路，得到所述SDN网络架构的全局网络拓扑；

将所述各个子网的性能信息确定为各个子网节点的性能信息；

将所述各个子网节点的性能信息确定为所述SDN网络架构的性能抽象信息。

7.一种跨异构子网通信的网络互联传输装置，其特征在于，包括：获取单元，第一确定单元，第二确定单元，配置单元和传输单元，其中，

所述获取单元，用于获取待传输流量的传输请求，并基于所述传输请求确定出所述待传输流量对应的源节点和目的节点；

所述第一确定单元，用于基于所述源节点、所述目的节点、SDN网络架构的全局拓扑和所述SDN网络架构的性能抽象信息，确定出所述待传输流量的传输路径；

所述第二确定单元，用于确定出所述传输路径中的每个子网的网关配置多类多流水线流表；

所述配置单元，用于为每个子网的网关配置多类多流水线流表配置对应的流表参数，其中，协议转换格式，缓存值和分发速率；

所述传输单元，用于基于所述流表参数，将所述待传输流量传输至所述目的节点。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述配置单元，用于：

基于所述传输路径中任意相邻的两个网关之间的交互协议信息，确定出每个子网的网关多类多流水线流表的协议转换格式；

基于所述子网的网关，确定出每个子网的可用带宽；

基于所述每个子网的可用带宽，所述待传输流量的带宽和所述待传输流量的传输时间，确定出所述每个子网的网关多类多流水线流表的缓存值；

为所述每个子网的网关多类多流水线流表的配置对应的分发速率。

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1至6任一项所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

10.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1至6任一项所述方法的步骤。

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