CN114244712B - 一种sdn控制器协议状态管理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种SDN控制器协议状态管理方法及装置，其中，该方法包括：SDN控制器侧的协议配置通过各协议通道实例的北向接口下发，并根据网络管理规划的变化进行动态调整配置；设备侧的协议配置通过预先配置模板，并通过CLI或NETCONF下发；通过北向接口对已建立的协议通道状态进行维护；若已建立的协议通道实例具备定制配置能力，则通过命令行直接操作配置实现手动管理。该方法及装置通过控制器和设备间的协议通道，根据协议类型，协议管理器可以在设备侧和控制器侧各自下发合适的配置，然后对建立的协议通道进行状态维护及管理。
Description
技术领域
本发明涉及SDN控制器领域，尤其是一种SDN控制器协议状态管理方法及装置。
背景技术
传统网管系统的配置能力一般而言只是将直接在设备上进行的操作上浮，只要支持CLI(Command-Line Inferface，命令行界面)或NETCONF(Network ConfigurationProtocol，网络配置协议)其中之一即可。SDN控制器如果要实现对网络的统一控制管理，需要支持一些原本设备之间的交互能力，如BGP(Border Gateway Protocol，边界网关协议)和PCEP(Path Computation Element Communication Protocol，路径计算单元通信协议)等。这些网络层控制面协议大多数是有状态，且需要双向建立的，其使用场景比纯粹的命令行或NETCONF交互要复杂的多。如果让SDN控制器上的各应用自行按需使用并维护这些通信协议，会增加业务的复杂性，也让整体流程更难以控制。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种SDN控制器协议状态管理方法及装置，通过控制器和设备间的协议通道，根据协议类型，协议管理器可以在设备侧和控制器侧各自下发合适的配置，然后对建立的协议通道进行状态维护及管理。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
在本发明一实施例中，提出了一种SDN控制器协议状态管理方法，该方法包括：
SDN控制器侧的协议配置通过各协议通道实例的北向接口下发，并根据网络管理规划的变化进行动态调整配置；
设备侧的协议配置通过预先配置模板，并通过CLI或NETCONF下发；
通过北向接口对已建立的协议通道状态进行维护；
若已建立的协议通道实例具备定制配置能力，则通过命令行直接操作配置实现手动管理。
进一步地，通过北向接口对已建立的协议通道状态进行维护，包括：
在协议通道建立后，通过各协议通道实例的北向接口，按设备或者按协议类型查询协议通道的状态和参数；
上层应用通过北向接口获取当前所有协议通道实例上对接的所有可用设备；
通过北向接口定时巡检管理的各协议通道的状态，若在配置无变化的前提下发生了协议通道状态变化，则发出告警，通知使用该协议的上层应用并及时处理。
进一步地，若已建立的协议通道实例具备定制配置能力，则通过命令行直接操作配置实现手动管理，包括：
在协议通道建立后，在该类型协议支持命令行的情况下，通过命令行管理接口在统一界面上直接操作配置，实现手动管理功能，作为上层应用本身的调用能力，或者作为对各协议通道的诊断或维护能力。
进一步地，手动管理功能作为对各协议通道的诊断能力时，若当前控制器侧的协议配置状态与采集感知到的状态不一致时，手动在对接的协议通道实例上进行配置查询，定位是控制器侧或者设备侧的问题，以及在定位好问题的前提下，是否通过重新下发恢复业务状态。
在本发明一实施例中，还提出了一种SDN控制器协议状态管理装置，该装置包括：
控制器侧协议配置模块，用于SDN控制器侧的协议配置通过各协议通道实例的北向接口下发，并根据网络管理规划的变化进行动态调整配置；
设备侧协议配置模块，用于设备侧的协议配置通过预先配置模板，并通过CLI或NETCONF下发；
协议通道状态维护模块，用于通过北向接口对已建立的协议通道状态进行维护；
协议通道管理操作模块，用于若已建立的协议通道实例具备定制配置能力，则通过命令行直接操作配置实现手动管理。
进一步地，协议通道状态维护模块，具体用于：
在协议通道建立后，通过各协议通道实例的北向接口，按设备或者按协议类型查询协议通道的状态和参数；
上层应用通过北向接口获取当前所有协议通道实例上对接的所有可用设备；
通过北向接口定时巡检管理的各协议通道的状态，若在配置无变化的前提下发生了协议通道状态变化，则发出告警，通知使用该协议的上层应用并及时处理。
进一步地，协议通道管理操作模块，具体用于：
在协议通道建立后，在该类型协议支持命令行的情况下，通过命令行管理接口在统一界面上直接操作配置，实现手动管理功能，作为上层应用本身的调用能力，或者作为对各协议通道的诊断或维护能力。
进一步地，手动管理功能作为对各协议通道的诊断能力时，若当前控制器侧的协议配置状态与采集感知到的状态不一致时，手动在对接的协议通道实例上进行配置查询，定位是控制器侧或者设备侧的问题，以及在定位好问题的前提下，是否通过重新下发恢复业务状态。
在本发明一实施例中，还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可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前述SDN控制器协议状态管理方法。
在本发明一实施例中，还提出了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行SDN控制器协议状态管理方法的计算机程序。
有益效果：
本发明通过协议管理器对SDN控制器和设备对接的多种协议通道进行配置管理和状态维护，在控制器侧和设备侧都有多个对接目标时，可以简化配置的复杂度，更明确和系统性地展示对接状态，并同时为使用这些协议的应用提供简洁的统一结构的北向查询调用能力，避免应用侧直接和设备各自对接导致的网络架构复杂化。
附图说明
图1是本发明SDN控制器协议状态管理架构图；
图2是本发明控制器侧和设备侧协议配置流程示意图；
图3是本发明SDN控制器协议状态管理装置结构示意图；
图4是本发明计算机设备结构示意图。
具体实施方式
下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神，应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。
根据本发明的实施方式，提出了一种SDN控制器协议状态管理方法及装置，通过建立SDN控制器和设备间的协议通道，根据协议类型，协议管理器可以在设备侧和SDN控制器侧各自下发合适的协议配置，然后对建立的协议通道进行状态管理。如果协议支持以命令行的形式对设备进行管理，在协议通道建立后，还可以通过简单的类命令行工具，在SDN控制器的统一界面上直接对指定协议进行操作。
下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。
图1是本发明SDN控制器协议状态管理架构图。整体架构如图1所示，协议管理器对接各协议通道实例(如图1的Peer1和Peer2，SDN控制器和设备建立邻居的服务)，每个协议通道实例又与各自的纳管设备对接(如图1的转发设备R1-R4)。协议管理器可以为SDN控制器内的业务单元和管理单元所有，前者可以从协议管理器查询业务所需协议的状态和属性，后者可以通过协议管理器开通及删除协议通道实例，或者修改协议通道的配置。协议通道的命令行管理接口可以根据场景需求，决定是对业务单元还是管理单元开放。
图2是本发明控制器侧和设备侧协议配置流程示意图。如图2所示，协议配置开始时需要在协议管理器上选择协议类型和希望对接的目标，包括本端实例和对端设备，然后在确定配置参数后，分别向控制器侧和设备侧下发配置。在控制器侧，新增的各协议通道实例需要按照管理规范将自身的能力通过标准接口注册到协议管理器上，然后通过北向接口下发配置。在设备侧，协议需要按类型和厂家命令注册配置模板，根据选择的设备找到合适的模板并通过CLI或NETCONF下发配置。如果未找到对应类型的模板，说明目标不是该协议纳管的设备类型。两边都配置成功后，验证协议状态，如果双向都启动成功则视为对接成功。
具体配置维护管理流程如下：
1、控制器侧协议配置
SDN控制器侧各类型的协议通道实例需要具备北向接口。在SDN控制器希望与某个设备对接时，可以在协议管理器上配置对接参数，然后选择合适的协议通道实例进行下发。当SDN控制器上的部署发生变化，如为了高可用保护或者高性能负载规划了额外的对接地址，需要启用更多的协议通道实例时，也可以通过协议管理器进行配置，让新上线的协议通道和网络内的设备建立连接。
2、设备侧协议配置
为了在SDN控制器上实现协议自动配置，设备需要预先和SDN控制器建立CLI或者NETCONF管理通道之一，其它所有协议的配置都通过这两者下发。每个协议需要预先配置指定格式的开通和删除模板，然后在SDN控制器希望增加或删除设备上指定协议和自身某个协议通道实例的对接配置，通过协议管理器进行统一管理。对于多厂家多类型设备混合组网的场景，协议管理器会根据对接设备的类型，自动选择合适的配置模板，这样可以在SDN控制器进行协议开通时，只配置参数而不用配置具体命令，屏蔽厂商命令带来的差异性，降低配置难度。
3、协议通道状态维护
在协议通道建立后，可以让各协议通道实例向协议管理器开放自身的北向接口，按设备或者按协议类型查询协议通道建立的状态和参数，如BGP协议可查询对接地址和AS号，连接状态，持续时间及发送/接受路由条目数等，实现协议管理器对不同协议和不同协议通道实例的统一管理。在此基础上，上层应用可以通过对外开放的北向接口，获取当前所有协议通道实例上对接的所有可用设备。协议管理器也会定时巡检管理的各协议通道的状态，如果在配置没有变化的前提下发生了协议状态变化，则说明可能存在影响下发业务的网络异常，此时会发出告警让使用该协议的上层应用获知并及时处理，在业务实时性要求很高的地方，如BGP-LS通告网络变化时，可以让业务以亚秒级响应时间得知并做成妥善处理。
对于有状态协议，协议管理器上展示的状态都是由SDN控制器侧维护的状态，展示的当前配置也都是控制器侧配置。除当前状态外，协议管理器可以查询到各协议的历史配置和状态变化。协议管理器如果有状态中断的故障诊断需求，可以额外用CLI或者NETCONF的形式查询设备侧的配置，与SDN控制器的采集和配置信息联合定位问题所在。
对于部分协议如BGP，在部署时可能SDN控制器不是直接管理，而是通过中间设备间接管理。在该形式协议部署的网络中，SDN控制器对接的目标是RR(路由反射器)，而业务下发的目标则是实际的网络边缘或者云边缘设备。由于网络规划的限制，可能不允许SDN控制器直接与业务边缘设备有直接的交互。这种形式的协议在部署时，允许有二级状态的采集和管理，即直接对接设备的状态，以及这些设备转发的实际业务设备的状态。在这种模式下，一级和二级状态的变化都应该触发协议相关的告警，告知相关应用。
4、协议通道管理操作
在协议通道建立后，在该类型协议支持命令行的情况下，可以通过命令行管理接口实现手动管理功能，如查询下发的业务配置，手动增加、修改或删除业务配置等。这些功能可作为上层应用本身的调用能力，或者作为对各协议通道的诊断或者维护能力。用于诊断时，当前控制器侧协议配置状态与采集感知到的协议配置状态不一致时，可以手动在对接的协议通道实例上进行配置查询，定位是控制器侧还是设备侧的问题，以及在确定了问题的前提下，是否可以通过重新下发等手段恢复业务状态。
5、协议管理实现
本方案适用于SDN控制器需要对多网络进行管理，如一省多个拥有独立AS号城域网进行控制的场景。当SDN控制器上特定协议(如BGP)需要和所有纳管网络进行对接时，SDN控制器通过BGP协议可以为每个AS分别建立一个BGP协议通道实例，保证各城域网业务数据独立可靠的同时，也支持上层通过协议管理器的接口对多个城域网进行集中控制管理，SDN控制器通过该BGP协议的多个BGP协议通道实例和不同纳管网络分别进行对接，同时所有的协议通道实例都通过服务发现的方向将自身注册到协议管理器上。当SDN控制器纳管网络发生变化，如新城域网接入或者老城域网变更时，则可以用修改注册协议通道实例的方式，使协议管理器可管理网络实现动态扩缩容。
如果SDN控制器需要让该协议对接既有网络中的一台设备，则可以通过协议管理器进行操作。以上述场景为例，当某个城域网中控制协议新对接了一台设备时，协议管理器会首先根据该省的纳管网络信息，选择对应城域网的协议通道实例，并将该设备的配置下发到指定的协议通道实例上；与此同时，协议管理器则可以用CLI/NETCONF在设备上添加对接SDN控制器的协议和策略等配置，以启用协议通道。如果成功，设备和SDN控制器上就会存在对接对方的协议配置，实现了协议通道的建立。对于多活主备管理的场景，每次变化涉及SDN控制器侧和设备侧的协议通道都可能不止一个协议通道实例，协议管理器会根据实际情况自动选择合适的配置方式，如双活通道需要SDN控制器在两个协议通道实例上添加同一台设备的配置，并在设备上分别打通和两个协议通道实例之间的协议和策略。
需要说明的是，尽管在上述实施例及附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
基于同一发明构思，本发明还提出一种SDN控制器协议状态管理装置。该装置的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的术语“模块”，可以是实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图3是本发明SDN控制器协议状态管理装置结构示意图。如图3所示，该装置包括：
控制器侧协议配置模块101，用于SDN控制器侧的协议配置通过各协议通道实例的北向接口下发，并根据网络管理规划的变化进行动态调整配置。
设备侧协议配置模块102，用于设备侧的协议配置通过预先配置模板，并通过CLI或NETCONF下发。
协议通道状态维护模块103，用于通过北向接口对已建立的协议通道状态进行维护；具体如下：
在协议通道建立后，通过各协议通道实例的北向接口，按设备或者按协议类型查询协议通道的状态和参数；
上层应用通过北向接口获取当前所有协议通道实例上对接的所有可用设备；
通过北向接口定时巡检管理的各协议通道的状态，若在配置无变化的前提下发生了协议通道状态变化，则发出告警，通知使用该协议的上层应用并及时处理。
协议通道管理操作模块104，用于若已建立的协议通道实例具备定制配置能力，则通过命令行直接操作配置实现手动管理；具体如下：
在协议通道建立后，在该类型协议支持命令行的情况下，通过命令行管理接口在统一界面上直接操作配置，实现手动管理功能，作为上层应用本身的调用能力，或者作为对各协议通道的诊断或维护能力；
手动管理功能作为对各协议通道的诊断能力时，若当前控制器侧的协议配置状态与采集感知到的状态不一致时，手动在对接的协议通道实例上进行配置查询，定位是控制器侧或者设备侧的问题，以及在定位好问题的前提下，是否通过重新下发恢复业务状态。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了SDN控制器协议状态管理装置的若干模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。
基于前述发明构思，如图4所示，本发明还提出一种计算机设备200，包括存储器210、处理器220及存储在存储器210上并可在处理器220上运行的计算机程序230，处理器220执行计算机程序230时实现前述SDN控制器协议状态管理方法。
基于前述发明构思，本发明还提出一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行前述SDN控制器协议状态管理方法的计算机程序。
本发明提出的SDN控制器协议状态管理方法及装置，通过协议管理器对SDN控制器和设备对接的多种协议通道进行配置管理和状态维护，在控制器侧和设备侧都有多个对接目标时，可以简化配置的复杂度，更明确和系统性地展示对接状态，并同时为使用这些协议的应用提供简洁的统一结构的北向查询调用能力，避免应用侧直接和设备各自对接导致的网络架构复杂化。
虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包含的各种修改和等同布置。
对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (8)
1.一种SDN控制器协议状态管理方法，其特征在于，该方法包括：
SDN控制器侧的协议配置通过各协议通道实例的北向接口下发，并根据网络管理规划的变化进行动态调整配置；
设备侧的协议配置通过预先配置模板，并通过CLI或NETCONF下发；
通过北向接口对已建立的协议通道状态进行维护，包括：
在协议通道建立后，通过各协议通道实例的北向接口，按设备或者按协议类型查询协议通道的状态和参数；
上层应用通过北向接口获取当前所有协议通道实例上对接的所有可用设备；
通过北向接口定时巡检管理的各协议通道的状态，若在配置无变化的前提下发生了协议通道状态变化，则发出告警，通知使用该协议的上层应用并及时处理；
若已建立的协议通道实例具备定制配置能力，则通过命令行直接操作配置实现手动管理。
2.根据权利要求1所述的SDN控制器协议状态管理方法，其特征在于，若已建立的协议通道实例具备定制配置能力，则通过命令行直接操作配置实现手动管理，包括：
在协议通道建立后，在协议支持命令行的情况下，通过命令行管理接口在统一界面上直接操作配置，实现手动管理功能，作为上层应用本身的调用能力，或者作为对各协议通道的诊断或维护能力。
3.根据权利要求2所述的SDN控制器协议状态管理方法，其特征在于，所述手动管理功能作为对各协议通道的诊断能力时，若当前控制器侧的协议配置状态与采集感知到的状态不一致时，手动在对接的协议通道实例上进行配置查询，定位是控制器侧或者设备侧的问题，以及在定位好问题的前提下，是否通过重新下发恢复业务状态。
4.一种SDN控制器协议状态管理装置，其特征在于，该装置包括：
控制器侧协议配置模块，用于SDN控制器侧的协议配置通过各协议通道实例的北向接口下发，并根据网络管理规划的变化进行动态调整配置；
设备侧协议配置模块，用于设备侧的协议配置通过预先配置模板，并通过CLI或NETCONF下发；
协议通道状态维护模块，用于通过北向接口对已建立的协议通道状态进行维护，包括：
在协议通道建立后，通过各协议通道实例的北向接口，按设备或者按协议类型查询协议通道的状态和参数；
上层应用通过北向接口获取当前所有协议通道实例上对接的所有可用设备；
通过北向接口定时巡检管理的各协议通道的状态，若在配置无变化的前提下发生了协议通道状态变化，则发出告警，通知使用该协议的上层应用并及时处理；
协议通道管理操作模块，用于若已建立的协议通道实例具备定制配置能力，则通过命令行直接操作配置实现手动管理。
5.根据权利要求4所述的SDN控制器协议状态管理装置，其特征在于，所述协议通道管理操作模块，具体用于：
在协议通道建立后，在协议支持命令行的情况下，通过命令行管理接口在统一界面上直接操作配置，实现手动管理功能，作为上层应用本身的调用能力，或者作为对各协议通道的诊断或维护能力。
6.根据权利要求5所述的SDN控制器协议状态管理装置，其特征在于，所述手动管理功能作为对各协议通道的诊断能力时，若当前控制器侧的协议配置状态与采集感知到的状态不一致时，手动在对接的协议通道实例上进行配置查询，定位是控制器侧或者设备侧的问题，以及在定位好问题的前提下，是否通过重新下发恢复业务状态。
7.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-3任一项所述方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1-3任一项所述方法的计算机程序。
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| Title |
|---|
| Enabling SDN application development using a NETCONF mediator layer simulator;Alexandru Stancu等;《2017 Ninth International Conference on Ubiquitous and Future Networks (ICUFN)》;全文 * |
| 基于SDN/NFV的vCDN网络演进;王凌志;乔楚;程小芳;;通信技术(第11期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114244712A (zh) | 2022-03-25 |
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