CN112838940A - 一种网络控制器框架和数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种网络控制器框架和数据处理方法。其中，该框架包括：南向控制器、核心控制器和北向控制器；南向控制器与核心控制器和硬件通信设备相连，将拓扑数据和业务开通结果发送到核心控制器，以及，将从核心控制器获取的业务配置信息下发；核心控制器与南向控制器和北向控制器连接，根据获取到的业务请求生成业务配置信息，将业务配置信息下发到南向控制器，以及，将获取到的拓扑数据和业务开通结果抽象生成模型数据上传到北向控制器；北向控制器分别与所述核心控制器和上层应用相连，从上层应用获取到的业务请求下发到核心控制器以及将核心控制器发送的模型数据上传。本申请各控制器独立工作，有助控制器差分升级，可增强数据处理性能。

Description

一种网络控制器框架和数据处理方法

技术领域

本申请涉及通信网络技术领域，具体涉及一种网络控制器和数据处理方法。

背景技术

软件定义网络(Software Defined Network,SDN)为一种新的网络范型，可通过软件编程的形式定义和控制网络，控制平面和数据平面可以独立演化，有助于解决网络僵化问题，提升网络的可编程能力，极大地推动了下一代互联网的发展。

随着SDN的发展，业务主流较成熟的控制器框架主要有OpenDaylight和Onos等。现有主流控制器框架将北向适配模块、核心功能模块和南向协议栈实现集中在一起，这种控制器框架各模块间的耦合程度较大，相互依赖严重，不利于控制器的全版本升级，延长了软件开发周期，降低软件开发效率，削弱了SDN的性能。

发明内容

本申请提供了一种网络控制器框架和数据处理方法。

本申请实施例提供一种网络控制器框架，该网络控制器框架包括：

南向控制器、核心控制器和北向控制器；

其中，所述南向控制器分别与所述核心控制器和硬件通信设备相连，用于将从所述硬件通信设备获取的拓扑数据和业务开通结果发送到所述核心控制器，以及，将从所述核心控制器获取的业务配置信息下发到所述硬件通信设备；

所述核心控制器分别与所述南向控制器和北向控制器连接，用于根据从所述北向控制器获取到的业务请求生成业务配置信息，将所述业务配置信息下发到所述南向控制器，以及，将从所述南向控制器获取到的拓扑数据和业务开通结果抽象生成模型数据，将所述模型数据上传到所述北向控制器；

所述北向控制器分别与所述核心控制器和上层应用相连，用于将从所述上层应用获取到的业务请求下发到所述核心控制器，以及，将所述核心控制器发送的所述模型数据上传到所述上层应用。

本申请实施例提供一种数据处理方法，应用于南向控制器，该方法包括：

获取硬件通信设备的拓扑数据，将所述拓扑数据发送到核心控制器；获取所述核心控制器下发的业务配置信息，并将所述业务配置信息下发到所述硬件通信设备；获取所述硬件通信设备上传的业务开通结果，将所述业务开通结果发送到所述核心控制器。

本申请实施例还提供另一种数据处理方法，应用于核心控制器，该方法包括：

将南向控制器上传的拓扑数据抽象为模型数据，并将所述模型数据上传到北向控制器；获取所述北向控制器下发的业务请求，根据所述业务请求和所述拓扑数据确定业务配置信息，将所述业务配置信息下发到所述南向控制器；获取所述南向控制器上传的业务开通结果，将所述业务开通结果和所述业务配置信息抽象为业务开通模型，将所述业务开通模型上传到所述北向控制器。

本申请实施例还提供另一种数据处理方法，应用于北向控制器，该方法包括：

获取核心控制器上传的模型数据，并将所述模型数据上传到上层应用；获取所述上层应用下发的业务请求，并将所述业务请求发送到所述核心控制器；获取所述核心控制器上传的业务开通模型，并将所述业务开通模型上传到所述上层应用。本申请实施例所提供的网络控制器框架和数据处理方法，由南向控制器、核心控制器和北向控制器共同实现软件定义网络(Software Defined Network,SDN)的控制功能，各功能独立实现，降低了SDN功能模块之间的耦合程度，便于进行软件版本升级，降低控制器软件开发周期，可增强SDN的通信性能。

关于本申请的以上实施例和其他方面以及其实现方式，在附图说明、具体实施方式和权利要求中提供更多说明。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种网络控制器框架的结构示意图；

图2a为本申请实施例提供的一种网络控制器框架示例图；

图2b为本申请实施例提供的一种网络控制器框架示例图；

图2c为本申请实施例提供的一种网络控制器框架示例图；

图3为本申请实施例提供的一种网络控制器框架的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种网络控制器框架的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种网络控制器框架的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种网络控制器框架的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种数据处理方法的步骤流程图；

图8为本申请实施例提供的另一种数据处理方法的步骤流程图；

图9为本申请实施例提供的另一种数据处理方法的步骤流程图；

图10为本申请实施例提供的另一种数据处理方法的步骤流程图；

图11为本申请实施例提供的另一种数据处理方法的步骤流程图；

图12为本申请实施例提供的另一种数据处理方法的步骤流程图；

图13为本申请实施例提供的另一种数据处理方法的步骤流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图1为本申请实施例提供的一种网络控制器框架的结构示意图，本申请实施例可适用于软件定义网络(Software Defined Network,SDN)中，可连接硬件通信设备与上层应用，该网络控制器框架可以应用在网络设备中，参见图1，本申请实施例提供的网络控制器框架包括南向控制器10、核心控制器11和北向控制器12。

本申请实施例中，南向控制器10可以在SDN中负责与硬件通信设备通信的控制器，可以与硬件通信设备进行数据交换；北向控制器12可以是SDN中负责与上层应用通信的控制器，可以与上层应用进行数据交换；核心控制器11可以SDN中负责核心功能的控制器，可以确定业务配置信息和存储拓扑数据；南向控制器10、核心控制器11和北向控制器12可以是集成在具有数据处理功能的设备中，具体可以为软件形式、硬件形式和软硬结合形式存在。参见图2a，本申请实施例中的南向控制器10、核心控制器11和北向控制器12可以同时集成在一相同的设备1中；参见图2b，本申请实施例中的南向控制器10和北向控制器12可以集成在设备2中，而将核心控制器11单独设置在设备3中，设备2和设备3可以通过有线方式或者无线方式连接；参见图2c，本申请实施例中南向控制器10、核心控制器11和北向控制器12可以分别设置在设备4、设备5和设备6中，各设备之间通过有线方式或者无线方式连接。

其中，该南向控制器10分别与所述核心控制器11和硬件通信设备相连，用于将从所述硬件通信设备获取的拓扑数据和业务开通结果发送到所述核心控制器11，以及，将从所述核心控制器11获取的业务配置信息下发到所述硬件通信设备。

本申请实施例中，南向控制器10通过有线方式或者无线方式连接到硬件通信设备，硬件通信设备可以是负责数据交换的设备，可以包括交换机等硬件设备。南向控制器10可以对硬件通信设备进行监测，硬件通信设备间的链接关系发生变化时，南向控制器10可以获取该链接关系作为拓扑数据。南向控制器10可以将从硬件通信设备中获取到的拓扑数据和业务开通结果发送到核心控制器11，可以由核心控制器11对拓扑数据和业务开通结果进行处理。本申请中南向控制器10还可从核心控制器中获取到业务配置信息，业务配置信息可以根据上层应用的业务请求确定处理业务的节点和传输信息的路径等，南向控制器10接收核心控制器11发送的业务配置信息后，可以将该业务配置信息下发到硬件通信设备，可以由硬件通信设备根据该业务配置信息完成业务配置。

所述核心控制器11分别与所述南向控制器10和北向控制器12连接，用于根据从所述北向控制器12获取到的业务请求生成业务配置信息，将所述业务配置信息下发到所述南向控制器10，以及，将从所述南向控制器10获取到的拓扑数据和业务开通结果抽象生成模型数据，将所述模型数据上传到所述北向控制器12。

一种实施方式中，核心控制器11可以实现SDN中的核心功能，可以根据业务请求生成业务配置信息和根据拓扑数据和业务开通结果生成模型数据。核心控制器11可以与南向控制器10和北向控制器12通过有线方式或者无线方式连接，核心控制器11可以获取到南向控制器10发送的拓扑数据业务开通结果，可以由拓扑数据和业务开通结果生成抽象的模型数据；核心控制器11可以获取北向控制器12下发的业务请求，其中，业务请求可以是上层应用根据业务需要生成的请求信息，可以由北向控制器12发送到核心控制器11，可以理解的是，核心控制器12在获取到业务请求后，可以根据业务请求中的信息以及拓扑数据确定数据包的转发路径。

所述北向控制器12分别与所述核心控制器11和上层应用相连，用于将从所述上层应用获取到的业务请求下发到所述核心控制器11，以及，将所述核心控制器11发送的所述模型数据上传到所述上层应用。

一种实施方式中，北向控制器12可以通过应用接口与上层应用连接，可以理解的是，北向控制器12与上层应用的连接可以逻辑意义上的连接，上层应用可以和北向控制器12可以位于相同设备，也可以与北向控制器12位于不同设备。上层应用为实现业务可以向北向控制器12发送业务调用请求，其中，业务请求可以是上层应用调用硬件通信设备的请求信息，可以由上层应用将该业务请求发送到北向控制器12，可以理解的是，上层应用可以为多个，各上层应用均可以将业务请求发送到北向控制器12。核心控制器11可以将根据拓扑数据和业务开通结果抽象生成的模型数据上传到北向控制器12，北向控制器12可以将获取到的模型数据上传，其中，模型数据可以根据拓扑数据和业务开通结果生成的数据，可以包括链路模型、端口模型和业务开通模型等，模型数据可以被上层应用处理。

本申请实施例提供的网络控制器框架，由南向控制器、核心控制器和北向控制器共分别独立工作，南向控制器获取硬件通信设备拓扑数据、业务开通结果和将业务配置信息下发到硬件通信设备，北向控制器获取上层应用业务请求及将模型数据上传到硬件通信设备，核心控制器将拓扑数据和业务开通结果抽象成模型数据以及根据业务请求确定业务配置信息，各控制器共同替代SDN中原控制器，降低了控制器软件耦合程度，降低软件开发难度，可缩短控制器启动时间，可提高SDN数据处理性能。

图3为本申请实施例提供的另一种网络控制器框架的结构示意图，本申请实施例对网络控制器框架中各控制器的连接方式进行了具体化，各控制器可以通过消息中间件进行连接，参见图3，消息中间件13，所述南向控制器10可以通过所述消息中间件13连接到所述核心控制器11，以及所述北向控制器12可以通过所述消息中间件13连接到所述核心控制器11。

本申请实施例中，消息中间件13具体可以是传输拓扑数据和业务请求的通讯信道，具体可以为远程过程调用协议(Remote Procedure Call，RPC)中间件和数据流处理中间件等，消息中间件13分别将南向控制器10和北向控制器12连接到核心控制器11，拓扑数据、业务开通结果和业务请求可以经过消息中间件13在各控制器间传递。

一种实施方式中，图4为本申请实施例提供的一种网络控制器框架的结构示意图，参见图4，所述消息中间件包括拓扑数据传输中间件132和业务信息传输中间件131；其中，所述拓扑数据传输中间件132包括至少两个数据交换队列，第一数据交换队列1321用于将所述拓扑数据从所述南向控制器10发送到所述核心控制器11，以及，第二数据交换队列1322用于将所述模型数据从所述核心控制器11发送到所述北向控制器12；所述业务消息传输中间件131包括至少两个消息传输通道，所述第一消息传输通道用于将所述业务请求从所述北向控制器12发送到所述核心控制器11和将业务开通结果模型从所述核心控制器11发送到所述北向控制器12，以及，第二消息传输通道用于将所述业务配置信息从所述核心控制器11发送到所述南向控制器10和将所述业务开通结果从所述南向控制器10发送到所述核心控制器11。

本申请实施例中，拓扑数据传输中间件132可以是传输拓扑数据的中间件，可以将拓扑数据从南向控制器10传输到核心控制器11和从核心控制器11传输到北向控制器12，拓扑数据传输中间件132具体可以为流数据处理平台，例如，可以是卡夫卡流处理平台。拓扑数据传输中间件132可以包括两个数据交换队列，一个数据交换队列可以用于将拓扑数据从南向控制器10传输到核心控制器11，另一各数据交换队列可以用于将模型数据从核心控制器11传输到北向控制器12，其中，模型数据可以是经过抽象化处理的拓扑数据和业务开通结果，模型数据可以包括链路模型、端口和业务开通模型。

在一种实施方式中，拓扑数据传输中间件132可以包括第一数据交换队列1321和第二数据交换队列1322。南向控制器10可以将获取到的拓扑数据发送待第一数据交换队列1321中，核心控制器11可以将获取到的模型数据发送到第二数据交换队列1322，核心控制器11可以从第一数据交换队列中1321中获取拓扑数据，北向控制器12可以从第二数据交换队列中1322中获取模型数据，可以理解的是，将拓扑数据发送到数据交换队列和从数据交换队列中获取数据互不影响，南向控制器10、核心控制器11和北向控制12可以分别执行发送数据和获取数据的功能。业务消息传输中间件131可以包括至少两个消息传输通道，消息传输通道具体可以为远程过程调用协议(Remote Procedure Call，RPC)框架，可以传递请求信息、业务开通结果和业务配置信息，其中，业务请求传输中间件可以包括第一消息传输通道和第二消息传输通道，分别进行南向控制器10和核心控制器11之间的信息传输以及核心控制器11和北向控制器12之间的信息传输。具体的，业务请求传输中间件131具体可以包括Thrift、Dubbo、Spring Cloud和gRPC等框架。

示例性的，以拓扑数据传输中间件132为Kafka流数据处理平台为例，初始状态启动Kafka的服务端来接收消息，南向控制器10作为卡夫卡消息的生产者，将获取的硬件通信设备的拓扑数据作为拓扑通过主题上报至Kafka服务端。核心控制器11此时作为消息的消费者，订阅相应的主题来接收南向控制器10上报的消息，并将拓扑数据进行内部模型抽象后存入数据库中；同时对内部抽象模型存库操作进行监听，当监听到拓扑数据库的变化，就通过另一个主题向Kafka服务端发送内部模型抽象后的数据，此时核心服务器11作为Kafka的生产者，故在整个拓扑上报的过程中核心服务器11对于南向控制器10为消费者，对于北向控制器12为生成者。北向控制器12向Kafka服务端订阅核心控制器11抽象后的模型数据，北向控制器11作为Kafka消息的消费者，当北向控制器11接收到消息后，进行北向模型转换并存库，这里可以根据不同的需求进行差异化的北向模型转换，同时以通知的形式向上层应用上报。此外，以业务消息传输中间件为gRPC框架为例，在拓扑数据上报完成后，当上层应用的业务建立请求到达北向控制器12，经北向控制器12相应适配模块转换处理后，然后通过grpc框架初始化的通道将业务请求下发至某个核心控制器11，其中核心控制器11可以为多个，核心控制器的网络地址和端口可以在初始化通道时指定，业务请求通过序列化框架protobuf传输到核心控制器11上。在核心控制器11中将业务请求进行反序列化，再转换成核心控制器11内部调用算路模块接口返回最优路径，最后在计算的最优路径上建立业务，业务和算路等核心模块均使用内部抽象的模型数据进行数据交互。业务建立的相关配置会通过grpc发送到南向控制器10上，南向控制器10通过南向协议将配置下发至硬件通信设备建立业务。硬件通信设备可以将建立业务的业务开通结果反馈回南向控制器10，可以由南向控制器10经过核心控制器11反馈到北向控制器12，可以由北向控制器12将业务开通结果发送到上层应用。

图5为本申请实施例提供的一种网络控制器框架的结构示意图；参见图5，本申请实施例中南向控制器10具体可以包括协议管理插件101和拓扑数据存储模块102，北向控制器12具体可以包括北向应用接口121和模型数据存储模块122，核心控制器11包括算路模块111、业务模块112、模型抽象模块113和数据存储模块114。

所述南向控制器10包括：协议管理插件101和拓扑数据存储模块102；其中，所述协议管理插件101，用于实现至少一种所述硬件通信设备的通讯协议；所述拓扑数据存储模块102，用于将从所述硬件通信设备获取的所述拓扑数据存储。

一种实施方式中，协议管理插件101可以通过存储的通信协议与硬件通信设备进行数据交换，协议管理插件101中可以设置有多种通信协议，具体可以包括Openflow、NETCONF、OVSDB和of-config等协议中的一种或者多种，拓扑数据存储模块102可以将南向控制器10获取到的硬件通信设备的拓扑数据存储，存储的拓扑数据可以包括硬件通信设备的当前状态和链路信息等。

所述北向控制器12包括：北向应用接口121和模型数据存储模块122；所述北向应用接口121，用于实现至少一种所述上层应用的应用接口；所述模型数据存储模块122，用于将从所述核心控制器获取的模型数据存储。

一种实施方式中，北向应用接口121可以是与上层应用进行数据交换的接口，北向应用接口121可以具有多种应用接口类型，可以包括TAPI应用接口等，北向控制器12可以根据不同的应用接口对应的上层应用进行数据交换。模型数据存储模块122，可以将核心控制器上传的模型数据存储，模型数据在本申请中具体可以是持久性存储。

所述核心控制器11包括算路模块111、业务模块112、模型抽象模块113和数据存储模块114；所述算路模块111，用于根据所述拓扑数据和所述业务请求确定通信路径信息；所述业务模块112，用于将所述通信路径信息组装对应所述南向控制器10和所述北向控制器12的数据报文；所述模型抽象模块113，用于将所述南向控制器10上传的所述拓扑数据和业务开通结果抽象为模型数据和业务开通模型；所述数据存储模块114，用于存储所述模型数据。

一种实施方式中，算路模块111可以利用已获取的拓扑数据对业务请求中调用端口进行路径计算，返回最优算路结果作为通信路径信息，其中，算路模块111可以通过Dijkstra算法或者Floyd算法实现。所述业务模块112将所述通信路径信息组装对应所述南向控制器10和所述北向控制器12的数据报文，其中，由于业务请求调用的端口不同，可以生成不同协议对应的数据包括。所述模型抽象模块113，可以预先存储数据转发模型，可以根据预先存储的数据转发模型将拓扑数据和业务开通结果抽象为模型数据，其中模型数据可以表征在对应转发模型下硬件通信设备转发数据的方式。此外，核心控制器11还可以包括数据存储模块114，可以存储模型数据。

本申请实施例中，网络控制器框架至少包括一个核心控制器。图6为本申请实施例提供的一种网络控制器框架的结构示意图，参见图6，本申请实施例中可以有多个核心控制器组成核心控制器集群，核心控制器集群含有多个分布式核心控制器，每个核心控制器都提供了处理网络设备的核心能力，包括算路模块、业务模块、模型抽象模块和数据存储模块等功能，核心控制器集群可以实现了负载均衡，增加了并发访问情况下网络系统的稳定性，核心控制器集群可以通过绑定网络地址或者端口的方式连接到北向控制器和南向控制器。

本申请实施例所提供的网络控制器框架和数据处理方法，由南向控制器、核心控制器和北向控制器共同实现软件定义网络的控制功能，各控制器独立实现，降低了SDN功能模块之间的耦合程度，便于进行软件版本升级，降低控制器软件开发周期，可增强SDN的通信性能。

图7为本申请实施例提供的一种数据处理方法的步骤流程图，本申请实施例可以适用于软件定义网络(Software Defined Network,SDN)中，可连接硬件通信设备与上层应用，该网络控制器框架可以应用在网络设备中，参见图1，本申请实施例提供的数据处理方法包括：

步骤201、南向控制器获取拓扑数据，将所述拓扑数据从所述南向控制器上传到核心控制器，核心控制器将所述拓扑数据抽象为模型数据，所述模型数据从所述核心控制器发送到所述北向控制器。

本申请实施例中，南向控制器可以通过有线方式或者无线方式连接到硬件通信设备，硬件通信设备可以是负责数据交换的设备，可以包括交换机等硬件设备。南向控制器可以对硬件通信设备进行监测，确定硬件通信设备间的链接关系发生变化时，南向控制器可以获取该链接关系作为拓扑数据。南向控制器可以从硬件通信设备中获取到的拓扑数据发送到核心控制器，可以由核心控制器对拓扑数据进行处理，可以将拓扑数据在核心器中抽象为模型数据，核心控制器可以将模型数据上传到北向控制器。

步骤202、所述北向控制器获取业务请求，将所述业务请求从所述北向控制器下发到所述核心控制器，所述核心控制器根据所述拓扑数据确定业务配置信息，所述业务配置信息从所述核心控制器发送到所述南向控制器。

具体的，北向控制器可以通过应用接口与上层应用连接，可以理解的是，北向控制器与上层应用的连接可以逻辑意义上的连接，上层应用可以和北向控制器可以位于相同设备，也可以与北向控制器位于不同设备。上层应用为实现业务可以向北向控制器发送业务调用请求，其中，业务请求可以是上层应用调用硬件通信设备的请求信息，可以由上层应用将该业务请求发送到北向控制器，北向控制器可以将业务请求发送核心控制器，北向控制器可以将业务请求下发到核心控制器，核心控制器根据业务请求可以确定处理业务请求及拓扑信息确定建立业务的业务配置信息，核心控制器可以将该业务配置信息发送到南向控制器，可以由南向控制器将该业务配置信息转发到各硬件通信设备以实现业务功能。

步骤203、所述南向控制器获取业务开通结果，将所述业务开通结果发送到所述核心控制器，所述核心控制器将所述业务开通结果和所述业务配置信息抽象为业务开通模型，所述业务开通模型从所述核心控制器发送到所述北向控制器。

具体的，南向控制器将业务配置信息下发到各硬件通信设备后，各硬件通信设备在根据业务配置信息建立业务后，可以将建立业务的业务开通结果反馈到南向控制器，其中，业务开通结果可以包括建立成功和建立失败。南向控制器可以对各硬件通信设备进行监测获取到业务开通结果，在获取到业务开通结果后可以由南向控制器将业务开通结果发送到核心控制器，可以由核心控制器根据业务配置信息和业务开通结果构建成业务开通模型，其中，业务开通模型可以为预设形式数据结构存储的业务开通结果和对应的业务配置信息，核心控制器可以将生成的业务开通模型发送到北向控制器，可以由北向控制器根据上层应用对应的接口将业务开通模型转化为对应的数据结构形式，可以将转化后的业务开通模型由北向控制器发送到上层应用。

本申请实施例的技术方案，通过南向控制器获取硬件通信设备拓扑数据和将业务配置信息下发到硬件通信设备，北向控制器获取上层应用业务请求及将模型数据上传到硬件通信设备，核心控制器将拓扑数据和业务开通结果抽象成模型数据和业务开通模型，以及根据业务请求确定业务配置信息，各控制器共同替代SDN中原控制器，降低了控制器软件耦合程度，降低软件开发难度，可缩短控制器启动时间，可提高SDN数据处理性能。

图8为本申请实施例提供的另一种数据处理方法的步骤流程图，本申请实施例对数据处理方法中拓扑数据处理进行具体化，参见图8，本申请实施例的数据处理方法包括：

步骤311、南向控制器通过至少一种通信协议获取所述拓扑数据。

具体的，南向控制器可以通过通信协议与硬件通信设备进行通信，可以获取到硬件通信设备的拓扑信息，其中，拓扑信息可以包括硬件通信设备的当前状态信息和设备链路信息，通信协议可以是与硬件通信设备通信的协议，包括Openflow、NETCONF、OVSDB和of-config通信协议中至少一种。

步骤312、所述南向控制器将获取到的所述拓扑数据存储。

具体的，南向控制器可以将获取到的硬件通信设备的拓扑数据持久化存储。

步骤313、所述南向控制器将所述拓扑数据发送到第一数据交换队列，所述核心控制器从所述第一数据交换队列获取所述拓扑数据。

本申请实施例中，第一数据交换队列可以是用于进行拓扑数据交换的服务器，可以将拓扑数据从南向控制器发送到核心控制器，第一数据交换队列具体可以是流处理平台中的话题队列。南向控制器可以将拓扑数据发送到第一数据交换队列，核心控制器可以从第一数据交换队列直接获取该拓扑数据，南向控制器和核心控制器可以独立进行数据发送和接收过程，降低了南向控制器和核心控制器的耦合程度。

步骤314、所述核心控制器将所述拓扑数据抽象为模型数据。

具体的，可以将核心控制器将拓扑数据转化为代表数据转发模型的模型数据，模型数据可以表示各硬件通信设备转发数据的方式。

在一种实施方式中，核心控制器根据预设模型将所述拓扑数据抽象为模型数据；所述核心控制器将所述模型数据存储。

本申请实施例中，核心控制器可以预设存储有不同预设模型，预设模型具体可以是数据转发模型，可以反应不同的硬件通信设备数据转发方式，核心控制器根据预设模型将拓扑数据转化为模型数据，可以将该模型数据进行持久化存储。

步骤315、所述核心控制器将所述模型数据发送到第二数据交换队列，所述北向控制器从所述第二数据交换队列获取所述模型数据。

本申请实施例中，第二数据交换队列可以是用于进行模型数据交换的服务器，可以将模型数据从核心控制器发送到北向控制器，第二数据交换队列具体可以是流处理平台中的话题队列。核心控制器可以将模型数据发送到第二数据交换队列，北向控制器可以从第二数据交换队列直接获取该模型数据，核心控制器和北向控制器可以独立进行数据发送和接收过程，降低了北向控制器和核心控制器的耦合程度。

步骤316、所述北向控制器通过至少一种应用接口上传所述模型数据。

具体的，北向控制器可以具有多种应用接口类型，可以包括TAPI应用接口等，北向控制器可以根据不同的应用接口将模型数据上传到对应的上层应用。

步骤317、所述北向控制器将获取到的所述模型数据存储。

在本申请实施例中，北向控制器还可以将从核心控制器获取到的模型数据持久化存储。

本申请实施例的技术方案，通过南向控制器获取拓扑数据并存储，南向控制器将拓扑数据发送到第一数据交换队列，核心控制器从第一数据交换队列获取拓扑数据，核心控制器将拓扑数据抽象为模型数据，核心控制器将模型数据发送到第二数据交换队列，北向控制器从第二数据交换队列获取模型数据，北向控制器使用应用接口上传模型数据，实现了拓扑数据在各控制器间的流转，基于数据交换队列降低各控制器间的耦合程度，可以对各控制器进行差分升级，保障SDN网络功能不受控制器升级影响。

图9为本申请实施例提供的另一种数据处理方法的步骤流程图，本申请实施例对数据处理方法中业务请求处理进行具体化，参见图9，本申请实施例的数据处理方法包括：

步骤321、北向控制器通过至少一种应用接口获取所述业务请求。

具体的，北向控制器与上层应用进行数据交换的应用接口可以有多种，北向控制器可以与不同上层应用采用不同的应用接口进行数据交换，上层应用调用硬件通信设备完成业务需求时，可以通过应用接口将业务请求发送到北向控制器，其中，业务请求可以包括调用硬件通信设备的端口和网络地址等。

步骤322、北向控制器通过第一消息传输通道将所述业务请求发送到所述核心控制器。

具体的，北向控制器与和核心控制器之间的信息交互，可以通过第一消息传通道，其中，第一消息通道具体可以是Thrift、Dubbo、Spring Cloud和gRPC等框架，可以将业务请求从北向控制器发送到核心控制器。

步骤323、所述核心控制器根据所述拓扑数据确定业务配置信息。

本申请实施例中，核心控制器可以根据业务请求获取到硬件通信设备的拓扑数据，可以根据拓扑数据确定数据传输的路径和数据报文类型，可以将该路径和数据报文类型作为业务请求对应的业务配置信息。

步骤324、所述核心控制器通过第二消息传输通道将所述业务配置信息发送到所述南向控制器。

具体的，南向控制器与和核心控制器之间的信息交互，可以通过第二消息传通道将业务配置信息从核心控制器发送到南向控制器。

步骤325、所述南向控制器通过至少一种通信协议下发所述业务配置信息。

本申请实施例中，南向控制器通过通信协议与硬件通信设备连接，在获取到业务配置信息后，可以根据各硬件通信设备对应的通信协议将业务配置信息进行格式转化，可以将格式转化后的业务配置信息发送到硬件通信设备，通信协议可以包括Openflow、NETCONF、OVSDB和of-config等协议中的一种或者多种。

本申请实施例的技术方案，通过北向控制器应用接口获取业务请求，北向控制器通过第一消息传输通道将业务请求传输到核心控制器，核心控制器根据业务请求和拓扑数据确定业务配置信息，核心控制器将业务配置信息经过第二消息传输融到发送到南向控制器，由南向控制器根据通信协议将对应的业务配置信息下发到硬件通信设备，实现了业务请求的快速响应，提高业务请求的处理速度，增强了SDN网络的性能。

一种实施方式中，核心控制器基于所述业务请求的端口等信息，根据各所述端口等信息和所述拓扑数据确定通信路径信息；所述核心控制器根据所述通信路径等信息组装数据报文。

具体的，核心控制器可以根据业务请求获取到上传应用调用的端口等信息，可以根据端口信息和对应的拓扑数据，确定业务请求中对应的最短或者最优数据传输路径作为通信路径信息，然后可以对其进行封装。

图10为本申请实施例提供的另一种数据处理方法的步骤流程图，本申请实施例对数据处理方法中业务开通结果处理进行具体化，参见图9，本申请实施例的数据处理方法包括：

步骤331、南向控制器通过至少一种通信协议获取所述业务开通结果。

具体的，硬件通信设备根据建立业务的是否成功的结果建立业务开通结果，南向控制器根据不同的硬件通信设备采用不同的通信协议获取到对应硬件通信设备的业务开通结果。

步骤332、所述南向控制器通过第二消息传输通道将所述业务开通结果发送到所述核心控制器。

本申请实施例中，南向控制器通过第二消息传输通道连接到核心控制器，南向控制器在获取到业务开通结果后，可以将业务开通结果通过第二消息传输通道发送到核心控制器。

步骤333、所述核心控制器根据所述业务开通结果和所述业务配置信息确定业务开通模型。

具体的，业务开通模型可以是根据预设数据结构存储的业务开通结果，业务开通模型可以被上层应用使用，核心控制器将业务开通结果和业务配置信息进行处理生成预设数据结构的业务开通模型。

步骤334、所述核心控制器通过第一消息传输通道将所述业务开通模型发送到所述北向控制器。

在本申请实施例中，核心控制器可以将业务开通模型发送到北向控制器，业务开通模型可以通过第一消息传输通道进行发送，可以降低核心控制器与北向控制器的耦合程度。

步骤335、所述北向控制器通过至少一种应用接口上传所述业务开通模型。

具体的，北向控制器根据上层应用的类型确定对应的应用接口，可以通过应用接口将业务开通模型将业务开通模型从北向控制器发送到上层应用。

步骤336、所述北向控制器将获取到的所述业务开通模型存储。

具体的，北向控制器可以将业务开通模型持久化存储。

本申请实施例的技术方案，通过南向控制器通过不同通信协议获取不同硬件通信设备上传的业务开通结果，南向控制器通过第二消息传输通道将业务开通结果发送到核心控制器，核心控制器将业务开通结果和业务配置信息抽象为业务开通模型，通过核心控制器与北向控制器之间的第一消息传输通道将业务开通模型传输到北向控制器，北向控制器将业务开通模型发送到上层应用。通过消息传输队列实现各控制器间业务开通结果和业务开通模型的传输，实现了业务开通结果快速反馈，降低各控制器间的耦合程度，实现各控制器版本的差分升级，可增强SDN网络的性能。以上所述，仅为本申请的示例性实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。

图11为本申请实施例提供的另一种数据处理方法的步骤流程图；当南向控制器处于单独的通信控制设备中时，参见图11，一种数据处理方法包括：

步骤401、获取硬件通信设备的拓扑数据，将所述拓扑数据发送到核心控制器。

一种实施方式中，步骤401包括：通过预设通信协议获取硬件通信设备的拓扑数据；将所述拓扑数据发送到数据交换队列以使所述核心控制器从所述数据交换队列获取到所述拓扑数据。

步骤402、获取所述核心控制器下发的业务配置信息，并将所述业务配置信息下发到所述硬件通信设备。

一种实施方式中，步骤402包括：从消息传输通道获取所述核心控制器下发的业务配置信息；将所述业务配置信息基于预设通信协议下发到所述硬件通信设备。

步骤403、获取所述硬件通信设备上传的业务开通结果，将所述业务开通结果发送到所述核心控制器。

一种实施方式中，步骤403包括:通过预设通信协议获取硬件通信设备上传的业务开通结果；将所述业务开通结果通过消息传输通道上传到所述核心控制器。

一种实施方式中，还包括存储获取到的所述拓扑数据。

图12为本申请实施例提供的另一种数据处理方法的步骤流程图；当核心控制器处于单独的通信控制设备中时，参见图12，一种数据处理方法包括：

步骤411、将南向控制器上传的拓扑数据抽象为模型数据，并将所述模型数据上传到北向控制器。

一种实施方式中，步骤411包括：根据预设的抽象模型转换所述拓扑数据的数据结构以生成模型数据；将所述模型数据发送到数据交换队列以使所述北向控制器从所述数据交换队列获取所述模型数据。

步骤412、获取所述北向控制器下发的业务请求，根据所述业务请求和所述拓扑数据确定业务配置信息，将所述业务配置信息下发到所述南向控制器。

一种实施方式中，步骤412包括：获取所述北向控制器通过消息传输通道下发的业务请求；根据所述业务请求和所述拓扑数据确定业务配置信息；将所述业务配置信息通过消息传输通道下发到所述南向控制器。

步骤413、获取所述南向控制器上传的业务开通结果，将所述业务开通结果和所述业务配置信息抽象为业务开通模型，将所述业务开通模型上传到所述北向控制器。

一种实施方式中，步骤413包括：获取所述南向控制器通过消息传输通道上传的业务开通结果；将所述业务开通结果和所述业务配置信息按照预设数据结构进行转换生成业务开通模型；将所述业务开通模型通过消息传输通道上传到所述北向控制器。

一种实施方式中，还包括存储所述业务开通模型和所述模型数据。

图13为本申请实施例提供的另一种数据处理方法的步骤流程图；当核心控制器处于单独的通信控制设备中时，参见图13，一种数据处理方法包括：

步骤421、获取核心控制器上传的模型数据，并将所述模型数据上传到上层应用。

一种实施方式中，步骤421包括：获取数据交换队列中所述核心控制器发送的模型数据；将所述模型数据通过预设应用接口上传到所述上层应用。

步骤422、获取所述上层应用下发的业务请求，并将所述业务请求发送到所述核心控制器。

一种实施方式中，步骤422包括：通过预设应用接口获取所述上层应用下发的业务请求；将所述业务请求通过消息传输通道下发到所述核心控制器。

步骤423、获取所述核心控制器上传的业务开通模型，并将所述业务开通模型上传到所述上层应用。

一种实施方式中，步骤423包括：获取所述核心控制器通过消息传输通道上传的业务开通模型；通过预设应用接口将所述业务开通模型上传到所述上层应用。

一种实施方式中，还包括将获取到的业务开通模型存储。

一般来说，本申请的多种实施例可以在硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合中实现。例如，一些方面可以被实现在硬件中，而其它方面可以被实现在可以被控制器、微处理器或其它计算装置执行的固件或软件中，尽管本申请不限于此。

本申请的实施例可以通过移动装置的数据处理器执行计算机程序指令来实现，例如在处理器实体中，或者通过硬件，或者通过软件和硬件的组合。计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码。

本申请附图中的任何逻辑流程的框图可以表示程序步骤，或者可以表示相互连接的逻辑电路、模块和功能，或者可以表示程序步骤与逻辑电路、模块和功能的组合。计算机程序可以存储在存储器上。存储器可以具有任何适合于本地技术环境的类型并且可以使用任何适合的数据存储技术实现，例如但不限于只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、光存储器装置和系统(数码多功能光碟DVD或CD光盘)等。计算机可读介质可以包括非瞬时性存储介质。数据处理器可以是任何适合于本地技术环境的类型，例如但不限于通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(FGPA)以及基于多核处理器架构的处理器。

通过示范性和非限制性的示例，上文已提供了对本申请的示范实施例的详细描述。但结合附图和权利要求来考虑，对以上实施例的多种修改和调整对本领域技术人员来说是显而易见的，但不偏离本发明的范围。因此，本发明的恰当范围将根据权利要求确定。

Claims (19)

1.一种网络控制器框架，其特征在于，包括：南向控制器、核心控制器和北向控制器；

所述南向控制器分别与所述核心控制器和硬件通信设备相连，用于将从所述硬件通信设备获取的拓扑数据和业务开通结果发送到所述核心控制器，以及，将从所述核心控制器获取的业务配置信息下发到所述硬件通信设备；

所述核心控制器分别与所述南向控制器和所述北向控制器连接，用于根据从所述北向控制器获取到的业务请求生成业务配置信息，将所述业务配置信息下发到所述南向控制器，以及，将从所述南向控制器获取到的拓扑数据和业务开通结果抽象生成模型数据，将所述模型数据上传到所述北向控制器；

所述北向控制器分别与所述核心控制器和上层应用相连，用于将从所述上层应用获取到的业务请求下发到所述核心控制器，以及，将所述核心控制器发送的所述模型数据上传到所述上层应用。

2.根据权利要求1所述的网络控制器框架，其特征在于，还包括：消息中间件，所述南向控制器可以通过所述消息中间件连接到所述核心控制器，以及所述北向控制器可以通过所述消息中间件连接到所述核心控制器；

所述消息中间件用于在所述南向控制器、所述核心控制器和所述北向控制器之间传输数据。

3.根据权利要求2所述的网络控制器框架，其特征在于，所述消息中间件包括拓扑数据传输中间件和业务信息传输中间件；

其中，所述拓扑数据传输中间件包括至少两个数据交换队列，第一数据交换队列用于将所述拓扑数据从所述南向控制器发送到所述核心控制器，以及，第二数据交换队列用于将所述模型数据从所述核心控制器发送到所述北向控制器；

所述业务信息传输中间件包括至少两个消息传输通道，第一消息传输通道用于将所述业务请求从所述北向控制器发送到所述核心控制器和将业务开通结果模型从所述核心控制器发送到所述北向控制器，以及，第二消息传输通道用于将所述业务配置信息从所述核心控制器发送到所述南向控制器和将所述业务开通结果从所述南向控制器发送到所述核心控制器。

4.根据权利要求1所述的网络控制器框架，其特征在于，所述南向控制器包括：协议管理插件和拓扑数据存储模块；

其中，所述协议管理插件，用于实现至少一种所述硬件通信设备的通讯协议，用于与所述硬件通信设备进行数据交换；

所述拓扑数据存储模块，用于将从所述硬件通信设备获取的所述拓扑数据存储。

5.根据权利要求1所述的网络控制器框架，其特征在于，所述北向控制器包括：北向应用接口和模型数据存储模块；

其中，所述北向应用接口，用于实现至少一种所述上层应用的应用接口，与所述上层应用进行数据交换；

所述模型数据存储模块，用于将从所述核心控制器获取的模型数据存储。

6.根据权利要求1所述的网络控制器框架，其特征在于，所述核心控制器包括算路模块、业务模块、模型抽象模块和数据存储模块；

其中，所述算路模块，用于根据所述拓扑数据和所述业务请求确定通信路径信息；

所述业务模块，用于将所述通信路径信息和业务信息组装对应所述南向控制器和所述北向控制器的数据报文；

所述模型抽象模块，用于将所述南向控制器上传的所述拓扑数据和所述业务开通结果抽象为模型数据和业务开通模型；

所述数据存储模块，用于存储所述拓扑数据和所述模型数据。

7.根据权利要求1-6任一所述的网络控制器框架，其特征在于，所述网络控制器框架至少包括一个核心控制器。

8.一种数据处理方法，其特征在于，应用于南向控制器，所述方法包括：

获取硬件通信设备的拓扑数据，将所述拓扑数据发送到核心控制器；

获取所述核心控制器下发的业务配置信息，并将所述业务配置信息下发到所述硬件通信设备；

获取所述硬件通信设备上传的业务开通结果，将所述业务开通结果发送到所述核心控制器。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取硬件通信设备的拓扑数据，将所述拓扑数据发送到核心控制器，包括：

通过预设通信协议获取硬件通信设备的拓扑数据；

将所述拓扑数据发送到数据交换队列以使所述核心控制器从所述数据交换队列获取到所述拓扑数据。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取所述核心控制器下发的业务配置信息，并将所述业务配置信息下发到所述硬件通信设备，包括：

从消息传输通道获取所述核心控制器下发的业务配置信息；

将所述业务配置信息基于预设通信协议下发到所述硬件通信设备。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取所述硬件通信设备上传的业务开通结果，将所述业务开通结果发送到所述核心控制器，包括：

通过预设通信协议获取硬件通信设备上传的业务开通结果；

将所述业务开通结果通过消息传输通道上传到所述核心控制器。

12.一种数据处理方法，其特征在于，应用于核心控制器，所述方法包括：

将南向控制器上传的拓扑数据抽象为模型数据，并将所述模型数据上传到北向控制器；

获取所述北向控制器下发的业务请求，根据所述业务请求和所述拓扑数据确定业务配置信息，将所述业务配置信息下发到所述南向控制器；

获取所述南向控制器上传的业务开通结果，将所述业务开通结果和所述业务配置信息抽象为业务开通模型，将所述业务开通模型上传到所述北向控制器。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述将南向控制器上传的拓扑数据抽象为模型数据，并将所述模型数据上传到北向控制器，包括：

根据预设的抽象模型转换所述拓扑数据的数据结构以生成模型数据；

将所述模型数据发送到数据交换队列以使所述北向控制器从所述数据交换队列获取所述模型数据。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述获取所述北向控制器下发的业务请求，根据所述业务请求和所述拓扑数据确定业务配置信息，将所述业务配置信息下发到所述南向控制器，包括：

获取所述北向控制器通过消息传输通道下发的业务请求；

根据所述业务请求和所述拓扑数据确定业务配置信息；

将所述业务配置信息通过消息传输通道下发到所述南向控制器。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述获取所述南向控制器上传的业务开通结果，将所述业务开通结果和所述业务配置信息抽象为业务开通模型，将所述业务开通模型上传到所述北向控制器，包括：

获取所述南向控制器通过消息传输通道上传的业务开通结果；

将所述业务开通结果和所述业务配置信息按照预设数据结构进行转换生成业务开通模型；

将所述业务开通模型通过消息传输通道上传到所述北向控制器。

16.一种数据处理方法，其特征在于，应用于北向控制器，所述方法包括：

获取核心控制器上传的模型数据，并将所述模型数据上传到上层应用；

获取所述上层应用下发的业务请求，并将所述业务请求发送到所述核心控制器；

获取所述核心控制器上传的业务开通模型，并将所述业务开通模型上传到所述上层应用。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述获取核心控制器上传的模型数据，并将所述模型数据上传到上层应用，包括：

获取数据交换队列中所述核心控制器发送的模型数据；

将所述模型数据通过预设应用接口上传到所述上层应用。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述获取所述上层应用下发的业务请求，并将所述业务请求发送到所述核心控制器，包括：

通过预设应用接口获取所述上层应用下发的业务请求；

将所述业务请求通过消息传输通道下发到所述核心控制器。

19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述获取所述核心控制器上传的业务开通模型，并将所述业务开通模型上传到所述上层应用，包括：

获取所述核心控制器通过消息传输通道上传的业务开通模型；

通过预设应用接口将所述业务开通模型上传到所述上层应用。

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