TWI638550B

TWI638550B - 軟體定義網路的樹狀網路恢復方法、控制器以及記錄媒體

Info

Publication number: TWI638550B
Application number: TW105142894A
Authority: TW
Inventors: 蕭泰華
Original assignee: 財團法人工業技術研究院
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-23
Publication date: 2018-10-11
Also published as: CN108616380A; TW201822504A; US20180167306A1; CN108616380B; US10103968B2

Abstract

一種軟體定義網路（software-defined network，SDN）的樹狀網路恢復方法。所述樹狀網路恢復方法用於SDN控制器，並且包括以下步驟。基於SDN在進行群播時所建立的樹狀網路拓璞，並且將此拓璞資訊儲存於SDN控制器的儲存器中。一旦SDN控制器接收到SDN故障訊息，其中故障訊息會指示故障鏈接所在，且使得拓璞資訊中的網路節點因故障鏈接而分為至少一個失聯節點以及至少一個存活節點。利用儲存於儲存器中的拓璞資訊，計算並連結至少一個失聯節點至至少一個存活節點，SDN控制器得以依此結果控制指揮網路節點，使得群播網路恢復原來的運作。

Description

軟體定義網路的樹狀網路恢復方法、控制器以及記錄媒體

本揭露是有關於一種樹狀網路的恢復方法，且特別是有關於一種用於軟體定義網路的樹狀網路恢復方法、控制器以及記錄媒體。

在網際網路中，視訊與音訊內容例如是使用群播（multicast）技術，透過群播方式而分享給需要的群組成員。一般來說，群播技術是透過群播位址，來將前述的視訊與音訊內容分享給群播網路上的群組成員。網路群組管理協定（Internet Group Management Protocol，IGMP）可用來有效地管理與維護群播群組中的群組成員。詳細來說，在網路群組管理協定下，任何群組成員在加入或離開群播群組之前，都會通知鄰近的路由器。

近日發展出了軟體定義網路（software-defined network，SDN），此種網路的技術將傳統分散控制且較不具彈性的架構，轉變為中央控制以及網路可編程架構。基於軟體定義網路的運作機制，群播也能夠在軟體定義網路中實現，並且藉由軟體定義網路的控制器來進行管理。

無論是以傳統的網路（例如，乙太通訊協定的網路架構），或是以軟體定義網路來實現群播，如何有效地修復故障對於網路技術來說都是一個重大的挑戰。

有鑑於此，本揭露提出一種軟體定義網路的樹狀網路恢復方法、控制器以及記錄媒體。當軟體定義網路中的鏈接或節點發生故障時，使用本揭露實施例所提供的樹狀網路恢復方法可藉由控制器有效率地決定出至少一個新鏈接，以使失聯節點可連結回存活節點。據此，可將群播網路有效恢復正常運作。

本揭露的一實施例的軟體定義網路的樹狀網路恢復方法用於SDN控制器，並且包括以下步驟。基於目前SDN拓璞建立拓璞資訊，並且將拓璞資訊儲存於SDN控制器的儲存器中。一旦接收故障訊息，其中故障訊息回報軟體定義網路的故障鏈接，且拓璞資訊中的多個網路節點依據故障鏈接而分為至少一個失聯節點以及至少一個存活節點。利用儲存於儲存器中的拓璞資訊，計算並連結至少一個失聯節點至至少一個存活節點。

本揭露的一實施例的軟體定義網路的控制器包括收發器、儲存器以及處理器。軟體定義網路包括多個網路節點。收發器用以與網路節點通訊。儲存器用以記錄目前SDN拓璞之群播樹的拓璞資訊。處理器耦接於收發器以及儲存器，用以基於目前SDN拓璞之群播樹來建立拓璞資訊。依據軟體定義網路中的一個故障鏈接，網路節點可分為至少一個失聯節點以及至少一個存活節點。當收發器接收到回報所述故障鏈接的故障訊息時，處理器利用儲存於儲存器中的拓璞資訊，計算並連接至少一個失聯節點至至少一個存活節點。

本揭露的一實施例的非暫態電腦可讀取記錄媒體，儲存有程式碼。當程式碼被載入至電腦並執行後，可完成軟體定義網路的樹狀網路恢復方法。所述樹狀網路恢復方法包括以下步驟。基於目前SDN拓璞建立拓璞資訊，並且將拓璞資訊儲存於SDN控制器的儲存器中。接收故障訊息，其中故障訊息回報軟體定義網路的故障鏈接，且拓璞資訊中的多個網路節點依據故障鏈接而分為至少一個失聯節點以及至少一個存活節點。利用儲存於儲存器中的拓璞資訊，計算並連結至少一個失聯節點至至少一個存活節點。

基於上述，藉由本揭露實施例所提供的樹狀網路恢復方法與控制器，一旦在軟體定義網路的環境中有鏈接或節點斷線時，控制器可利用其儲存器所儲存的拓璞資訊來找出新的鏈接。如此一來，能夠在網路節點無須廣播控制訊息封包的前提下，準確地找到具有最低傳輸成本的路徑上的新鏈接，而能夠達到有效率的故障修復。

為讓本揭露的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

在本揭露的SDN中，反映目前SDN拓璞之群播樹的拓璞資訊會被儲存在SDN控制器的儲存器中。一旦SDN中有某個鏈接或節點發生故障，SDN中的一些節點（以下稱作失聯節點）會失聯，無法再從群播的根節點接收到資料。藉由本揭露所提供的樹狀網路恢復方法，可以利用儲存在SDN控制器的儲存器中的拓璞資訊計算出至少一個新鏈接，用以將失聯節點重新連接至存活節點。此外，SDN控制器更會依據上述的計算結果，通知SDN中需要修改設定的節點。如此一來，藉由本揭露的技術能夠以高效率將發生故障的SDN群播樹恢復。

圖1繪示本揭露一實施例的目前SDN拓璞之群播樹的示意圖。

在本揭露的一實施例中，SDN包括多個網路節點S1至S12（本說明中亦稱作節點S1至S12）。在本實施例中，節點S1至S12例如是OpenFlow交換器，並且此些節點S1至S12構成群播樹。節點S1為群播源頭根節點的角色，其傳送資料（例如，群播內容）至群播的葉節點S9至S12。另一方面，節點S1至S12皆例如是交換器或路由器般運作，負責傳送資料至接收端。所屬領域具備通常知識者應當對SDN、群播樹以及其中的節點有充分的理解，故在此並不贅述。

請參照圖1，除了SDN中的節點S1至S12之外，目前SDN拓璞之群播樹CT1更包括各節點S1至S12間的親子關係與鄰居資訊。以節點S4為例，其親子關係中顯示節點S4會從節點S3接收資料，所以S3為S4之父節點，並且傳送資料至節點S6與S7（圖式中以箭頭表示）, S6與S7為S4之子節點。此外，鄰居資訊中顯示節點S4還可與節點S2與S5連接（圖式中以連接兩節點的實線表示），但目前無資料收送。如此一來，目前SDN拓璞之群播樹CT1包括本實施例的群播樹。

値得一提的是，在本實施例中SDN的節點S1至S12形成群播樹，但並不限於此。本揭露並沒有限制SDN中各節點之間的資料流向。

圖2繪示本揭露一實施例的SDN控制器的方塊圖。一般而言，SDN會有一個控制器來作為指揮者，與SDN中的節點通訊並且管理各節點的行為與組態。舉例來說，控制器可以決定SDN拓璞，其中包括決定各個節點間的親子關係與鄰居資訊，而使得SDN得以構築一個群播樹。此外，控制器更可針對SDN中故障鏈接所導致的失聯節點，來評估出其適當的鄰居節點，以使失聯節點能夠重新連接至存活節點來重新接收資料。然而，本揭露並不在此限制控制器的能力。在本實施例中，所提供的控制器可實作為如圖2所示的SDN控制器200。SDN控制器200用以與SDN中的節點S1至S12通訊並且管理各節點S1至S12的行為與組態。

請參照圖2，SDN控制器200包括收發器210、儲存器230以及處理器250。收發器210例如是用以藉由OpenFlow1.3、OpenFlow1.4、OpenFlow1.5或其他SDN通訊技術來與節點S1至S12通訊，但本揭露並不限於此。

在本揭露的一實施例中，處理器250會基於目前SDN拓璞之群播樹CT1來建立拓璞資訊，並且將此拓璞資訊儲存在儲存器230中。利用儲存於儲存器230中的拓璞資訊，處理器250可執行本揭露所提出的樹狀網路恢復方法。

拓璞資訊中會記錄各節點S1至S12的接收路徑。在本實施例中，根節點S1會透過接收路徑來連接至對應的節點。可選地，拓璞資訊中更會記錄各節點S1至S12的親子關係以及鄰居資訊（例如，為各節點S1至S12建立子節點表，來記錄從對應節點接收到群播資料的節點；以及為各節點S1至S12建立鄰居表，來記錄與對應節點有實體鏈接但沒有群播資料在其間傳輸的節點），但本揭露並不限於此。

圖3繪示本揭露一實施例中群播樹拓璞資訊的示意圖。為了方便描述，僅將本實施例之拓璞資訊的部分繪示於圖3中。

根據圖1的目前SDN拓璞之群播樹CT1，舉例來說，節點S2的接收路徑為(S1, S2)，表示資料從根節點S1傳送至節點S2。舉另一例來說，節點S4的接收路徑為(S1, S3, S4)，表示資料從根節點S1透過節點S3轉送至節點S4。基於目前SDN拓璞之群播樹CT1，各節點S1至S5的接收路徑會如圖3所示被記錄於拓璞資訊中。在本實施例中，其他節點S6至S12的接收路徑也會藉由上述類似的方法而被記錄於拓璞資訊中。

根據圖1的目前SDN拓璞之群播樹CT1，舉例來說，節點S2可連接至節點S4，但節點S2並未傳送資料至節點S4。舉另一例來說，節點S3可連接至節點S4與S5，並且在群播樹中節點S3確實會傳送資料至節點S4與S5。舉另一例來說，節點S4可連接至節點S2、S3、S5、S6與S7，並且節點S4會傳送資料至節點S6與S7。基於目前SDN拓璞之群播樹CT1，如圖3所示，在拓璞資訊中，節點S4被記錄為節點S2的鄰居節點，節點S4與S5被記錄為節點S3的子節點，節點S2與S5被記錄為節點S4的鄰居節點，並且節點S6與S7被記錄為節點S4的子節點。如此一來，各節點S1至S5的親子關係與鄰居資訊也會如圖3所示被記錄於拓璞資訊中。在本實施例中，其他節點S6至S12的親子關係與鄰居資訊也會藉由上述類似的方法而被記錄於拓璞資訊中。

值得一提的是，在本實施例中，某一特定節點的父節點隱含在此特定節點的接收路徑的資訊當中。因此，父節點並沒有需要在親子關係中特地指明。在本實施例中，親子關係中僅記錄子節點。然而，本揭露並不在此限制記錄於拓璞資訊中的細節。只要拓璞資訊反映目前SDN拓璞，所屬領域具備通常知識者可基於本實施例來依據不同的情況作適當的修改。

在一實施例中，處理器250會即時的更新儲存於儲存器230中的拓璞資訊，以使儲存器230中的拓璞資訊能夠反映目前SDN拓璞。舉例來說，一旦收發器210接收到訊息回報有新節點加入群播樹來接收來自根節點S1的資料時，處理器250會依據所接收到的訊息來更新儲存器230中的拓璞資訊。類似地，一旦收發器210接收到訊息回報有節點離開群播樹時，處理器250也會依據所接收到的訊息來更新儲存器230中的拓璞資訊。

圖4繪示本揭露一實施例的樹狀網路恢復方法的流程圖；圖5繪示本揭露一實施例的目前SDN拓璞的示意圖。圖5的目前SDN拓璞之群播樹CT2是類似於圖1的目前SDN拓璞之群播樹CT1，其差別在於節點S3與節點S4之間的鏈接發生斷線。在本實施例中，可藉由圖2實施例的SDN控制器200來執行樹狀網路恢復方法。

在節點S3與節點S4之間的鏈接斷線之前，目前SDN拓璞之群播樹CT1如圖1所示。在步驟S410中，處理器250會基於目前SDN拓璞之群播樹CT1來建立拓璞資訊，並且將所建立的拓璞資訊儲存於儲存器230中。在本實施例中，處理器250會於拓璞資訊中記錄各節點S1至S12的接收路徑。步驟S410的細節已於圖1至圖3實施例的說明中描述，故在此不再贅述。

此時，於步驟S410中建立的拓璞資訊是儲存在儲存器230中。在本實施例中，節點S3與節點S4之間的鏈接發生斷線，而使得目前SDN拓璞之群播樹CT1轉變成了圖5所示的目前SDN拓璞之群播樹CT2。在步驟S420中，處理器250會透過收發器210接收到回報SDN的故障鏈接的故障訊息。在本實施例中，故障鏈接表示節點S3與節點S4之間的故障鏈接，並且故障訊息（link-down message）會指示此故障鏈接的發生處。值得一提的是，兩節點之間的鏈接故障可能是由於多種不同的原因所導致，本揭露並不在此限制。舉例而言，交通過載（traffic overloading）會導致兩節點之間的鏈接無法運行。舉另一例而言，兩節點中的至少其中之一失靈時，也會使兩節點之間的鏈接故障。

在本揭露的一實施例中，處理器更會將故障鏈接的資訊儲存於儲存器230中，但不限於此。此外必須說明的是，本揭露亦不限制故障訊息的來源，此故障訊息可以是來自任何收發器210所能夠與之通訊的來源。

一旦處理器250接收到故障訊息，處理器250會從儲存器230中取得拓璞資訊。依據故障鏈接，節點S1至S12會被分類失聯節點與存活節點。在本實施例中，節點S4、S6、S7、S9與S10為失聯節點，由於故障鏈接導致此些失聯節點無法從根節點S1接收到資料而在群播樹中失聯。另一方面，節點S1至S3、S5、S8、S11與S12為存活節點，此些存活節點仍然能夠在群播樹中接收到來自根節點S1的資料。

値得一提的，節點S1至S12的分類可以藉由參照儲存器230中的拓璞資訊中，各節點S1至S12的接收路徑來完成。在本實施例中，由於節點S3與節點S4之間的故障鏈接，路徑(S1, S3, S4)會無法運行。因此，若某一節點的接收路徑的前綴路徑（prefix path）相同於此故障路徑(S1, S3, S4)，則處理器250會判定此節點是為失聯節點，反之亦然。

舉例來說，節點S6的接收路徑為(S1, S3, S4, S6)。由於節點S6的接收路徑的前綴路徑是相同於故障路徑(S1, S3, S4)，因此節點S6會被判定為失聯節點。舉另一例來說，節點S8的接收路徑為(S1, S3, S5, S8)。由於節點S8的前綴路徑不同於故障路徑(S1, S3, S4)，因此節點S8會被判定為存活節點。然而，節點的分類方法並不在本實施例中限制。

為了將失聯節點都重新連接回群播樹中，在步驟S430中，處理器250會利用儲存器230中的拓璞資訊，計算並連結至少一個失聯節點至至少一個存活節點。在本實施例中，步驟S430還包括步驟S4301至S4315。

在步驟S4301中，處理器250會依據各個失聯節點S4、S6、S7、S9與S10的接收路徑的傳輸成本，依序選擇失聯節點S4、S6、S7、S9與S10的其中之一。在本實施例中，相對於具有較高的傳輸成本的接收路徑的失聯節點，具有較低的傳輸成本的接收路徑的失聯節點會優先被選擇。

在本實施例中，路徑的傳輸成本可例如由節點的跳躍點數目（hops）來決定。在其他實施例中，路徑的傳輸成本也可由路徑上的鏈接狀態（link-state）來決定，其中鏈接狀態受到頻寬、交通負載、延遲或路徑的其他變因所影響。簡言之，本揭露並不限制決定路徑的傳輸成本的方式。

必須說明的是，各節點的跳躍點數目也可藉由參照對應節點的接收路徑來決定。在本實施例中，來自根節點S1，失聯節點S4的跳躍點數目為2，失聯節點S6與S7的跳躍點數目皆為3，並且失聯節點S9與S10的跳躍點數目皆為4。因此，本實施例中會首先選擇節點S4。

在步驟S4303中，處理器250會判定所選擇的失聯節點S4是否可直接連接至至少一個存活節點S1、S2、S3、S5、S8、S11與S12。當處理器250依據失聯節點S4的鄰居資訊，判定失聯節點S4可直接連接至存活節點S2與S5，則進入步驟S4305來將所選擇的節點S4重連回群播樹。反之則進入步驟S4309來將所選擇的失聯節點標記為未解節點。

關於所選擇的失聯節點S4，從拓璞資訊中可以得知失聯節點S4可連接至兩個節點S2與S5，並且此兩個節點S2與S5皆為存活節點。詳細來說，節點S2與S5的接收路徑的根（root）與節點S4的接收路徑的根相同，表示此些節點S2、S4與S5是屬於同一群播樹。然而，節點S2與S5的接收路徑的前綴路徑並不相同於故障路徑(S1, S3, S4)，而節點S4為失聯樹（節點）的根，因此節點S2與S5皆為存活節點。在本實施例中，可直接連接至所選擇的失聯節點S4的存活節點S2與S5稱為失聯節點S4的有效節點。因此，在步驟S4305中，處理器250會選擇有效節點S2與S5中具有最低的傳輸成本的接收路徑的有效節點作為合格節點，以作為所選擇的失聯節點S4的新的父節點。在本實施例中，從根節點S1到某一節點的跳躍點數目會依據此節點的接收路徑來決定。因此，有效節點S2接收路徑為(S1, S2)，它的跳躍點數目為1，並且有效節點S5接收路徑為(S1, S3, S5)，它的跳躍點數目為2。此外，節點S2的跳躍點數目相同於節點S4的前父節點（即，節點S3）的跳躍點數目，而在節點S3與節點S4之間的鏈接斷線之前的原群播樹中，節點S4的前父節點能夠以最低的傳輸成本到達節點S4。如此一來，在目前可供選擇的存活節點中，節點S2為具有相同最低傳輸成本的最理想節點。在本實施例中，處理器250會選擇節點S4的有效節點S2為合格節點。所選擇的合格節點S2會被用以轉送來自根節點S1的資料至失聯節點S4。

在選擇完合格節點後，在步驟S4307中，處理器250會依據所選擇的合格節點S2來更新儲存器230中的拓璞資訊。這樣一來，在更新後的拓璞資訊中，所選擇的失聯節點S4會連接至合格節點S2。在本實施例中，處理器250會更新合格節點S2與存活節點S3的子節點，並更新各失聯節點S4、S6、S7、S9與S10的接收路徑。舉例來說，處理器250會將節點S4記錄為合格節點S2的子節點，並且將節點S4從節點S3的子節點中移除。此外，前綴路徑為(S1, S3, S4)的接收路徑會被更新。以另一例來說，節點S4的接收路徑會被更新為(S1, S2, S4)，節點S6的接收路徑會被更新為(S1, S2, S4, S6)，節點S7的接收路徑會被更新為(S1, S2, S4, S7)，節點S9的接收路徑會被更新為(S1, S2, S4, S6, S9)，並且節點S10的接收路徑會被更新為(S1, S2, S4, S7, S10)。

拓璞資訊更新後，依據各節點S1至S12的接收路徑，節點S1至S12的分類不會與拓璞資訊更新前相同。在本實施例中，在將節點S4連接至合格節點S2後，節點S4、S6、S7、S9與S10能夠再次從根節點S1接收到資料。如此一來，節點S4、S6、S7、S9與S10不會再是失聯節點，而會被處理器250判定為存活節點。

在步驟S4311中，處理器250會依據更新後的拓璞資訊，判定除了未解節點之外是否存在有失聯節點。若除了未解節點之外沒有失聯節點，則進入步驟S4313。否則，再次進入步驟S4301來依據各失聯節點的接收路徑的傳輸成本選擇其他的失聯節點。在本實施例中，節點S4、S6、S7、S9與S10會被判定為存活節點，因此沒有剩下失聯節點。

在步驟S4313中，處理器250會判定是否存在有標記為未解節點的失聯節點。若存在有標記為未解節點的失聯節點，則進入步驟S4301來解救未解節點。否則，進入步驟S4315來通知SDN中，需要修改其流表（flow table）的節點。在本實施例中，並沒有失聯節點在步驟S4309中被標記為未解節點，因此會進入步驟S4315。

在步驟S4315中，處理器250會利用收發器210，通知合格節點S2來建立合格節點S2與所選擇的失聯節點S4之間的連結。詳細來說，處理器250會通知合格節點S2增加一個新路由記錄至其流表中，以使節點S4被新增為合格節點S2的新子節點，而群播資料能夠透過合格節點S2轉送到節點S4。明確地說，拓璞資訊中當有新子節點被新增到某個特定節點時，需要在SDN中通知此特定節點。在通知後，此特定節點會修改其流表以使資料能夠轉送到新的子節點。在本實施例中，只有合格節點S2需要在SDN中被通知以修改其流表，來在SDN中建立連結以從節點S2轉送資料至節點S4。在SDN中通知合格節點S2後，資料便能夠從根節點S1傳遞至所有的節點S2至S12，因此本實施例的群播樹得以修復。

值得一提的是，在上述的實施例中，當SDN控制器200接收到節點S3與節點S4之間鏈接的故障訊息，只有節點S2需要接收通知來新增子節點S4。因此，SDN控制器200與網路節點S1至S12之間傳遞的控制訊息能夠盡可能的減少。此外，在本實施例中，SDN中的節點不需要廣播控制訊息來尋找新的路徑。據此，能夠有效率的完成故障修復。

圖6繪示本揭露一實施例的目前SDN拓璞之群播樹的示意圖。類似於圖5的實施例，圖6實施例中的SDN包括多個網路節點S1至S10，並形成群播樹。在開始時，資料會從根節點S1傳遞至節點S2至S10。一旦節點S1與節點S2之間發生鏈接故障，目前SDN拓璞會如圖6所示。在本實施例中，節點S2、S4、S5、S7與S8在群播樹中失聯，無法從根節點S1接收到資料。SDN控制器200會執行如圖4實施例所介紹的樹狀網路恢復方法，來將失聯節點S2、S4、S5、S7與S8重新連接回群播樹中。在本實施例中，已於圖4實施例中描述過的步驟細節在此將不在重複贅述。

請參照圖2、圖4與圖6，在步驟S410中，處理器250會建立拓璞資訊並將其儲存於儲存器230中，其中在此所建立的拓璞資訊會反映節點S1與S2間鏈接故障之前的目前SDN拓璞。在節點S1與S2之間的鏈接發生故障之後，處理器250會透過收發器210，接收到回報SDN中故障鏈接的故障訊息。類似於圖5的實施例，故障路徑記錄為(S1, S2)，並且依據各節點S1至S10的接收路徑，節點S1至S10亦會被分類為失聯節點S2、S4、S5、S7與S8以及存活節點S1、S3、S6、S9與S10。

依據記錄於拓璞資訊中各失聯節點S2、S4、S5、S7與S8的接收路徑的傳輸成本，在步驟S4301中，處理器250會首先選擇失聯節點S2。在步驟S4303中，處理器250會判定所選擇的失聯節點S2無法直接連結至任存活節點。因此，失聯節點S2會在步驟S4309中被標記為未解節點。在步驟S4311中，除了被標記為未解節點的失聯節點S2，處理器250會判定仍然存在有失聯節點S4、S5、S7與S8，因此處理器250會在步驟S4301中選擇失聯節點S4、S5、S7與S8的其中之一。

在本實施例中，從根節點S1至失聯節點S4的跳躍點數目為2，並且根節點S1至失聯節點S5的跳躍點數目也為2。因此，處理器250會依據設計上的需求來選擇失聯節點S4與S5的其中之一，本揭露並不在此限制。在本實施例中，處理器250會首先選擇失聯節點S4。類似於前次所選擇的失聯節點S2，失聯節點S4無法直接連結至任何存活節點，因失聯節點S4唯一的鄰居節點是節點S5，而根據節點S5的接收路徑的前綴路徑來看，節點S5依然是失聯節點。因此，失聯節點S4亦會被標記為未解節點。在步驟S4311中，除了被標記為未解節點的失聯節點S2與S4，處理器250會判定仍然存在有失聯節點S5、S7與S8，因此處理器250會於步驟S4301中選擇失聯節點S5、S7與S8的其中之一。

依據記錄於各失聯節點S5、S7與S8的接收路徑的傳輸成本，處理器250在步驟S4301中會選擇失聯節點S5。在步驟S4303中，處理器250會判定失聯節點S5可直接連結至存活節點S3與S6（亦稱為失聯節點S5的有效節點）。在步驟S4305中，因為存活（有效）節點S3的接收路徑的傳輸成本低於存活（有效）節點S6的接收路徑的傳輸成本，在本實施例中，處理器250會選擇有效節點S3作為合格節點。

在步驟S4307中，處理器250會依據所選擇的合格節點S3來更新儲存器230中的拓璞資訊。舉例來說，有前綴路徑為(S1, S2, S5)的接收路徑會被更新。在本實施例中，節點S5的接收路徑會被更新為(S1, S3, S5)，並且節點S8的接收路徑會被更新為(S1, S3, S5, S8)。除此之外，節點S3、S5與S8的親子關係也會被對應地更新。

更新拓璞資訊後，依據各節點S1至S10的接收路徑，各節點S1至S10的分類不再與拓璞資訊更新前相同。在本實施例中，節點S2、S4與S7會被處理器250判定為失聯節點，而節點S5與S8會處理器250被判定為存活節點。

在步驟S4311中，除了被標記為未解節點的失聯節點S2與S4，處理器250會判定仍然存在有失聯節點S7，因此處理器250會在步驟S4301中選擇失聯節點S7。以類似的方式，存活節點S8會被選擇為節點S7的合格節點，拓璞資訊會被更新，更新後節點S2與S4會被判定為失聯節點，節點S7會被判定為存活節點。

在步驟S4311中，除了被標記為未解節點的失聯節點S2與S4，處理器250會判定已經沒有任何失聯節點，因此進入步驟S4313。在步驟S4313中，在本實施例中處理器250會判定有兩個失聯節點S2與S4被判定為未解節點，隨後再次回到步驟S4301來解救未解節點S2與S4。在步驟S4301中，處理器250會依據各失聯節點S2與S4的接收路徑的傳輸成本，依序選擇失聯節點S2與S4的其中之一。在本實施例中，失聯節點S2會優先被選擇。

以類似的方式，存活節點S5會被選擇為失聯節點S2的合格節點，拓璞資訊會被更新，更新後節點S4會被判定為失聯節點，且節點S2會被判定為存活節點。

在步驟S4311中，除了被標記為未解節點的存活節點S4，處理器250會判定已經沒有剩下失聯節點。在步驟S4313中，在本實施例中處理器250會判定有一個未解節點S4，隨後再次進入步驟S4301來解救未解節點S4。在步驟S4301中，失聯節點S4會被選擇。

以類似的方式，存活節點S5會被選擇為失聯節點S4的合格節點，拓璞資訊會被更新，更新後節點S4會被判定為存活節點。

隨後，沒有失聯節點剩下而進入步驟S4315。在步驟S4315中，處理器250會利用收發器210來通知合格節點S3來建立與節點S5之間的連結，通知合格節點S5來建立與節點S2、S4與S8之間的連結，以及通知合格節點S8來建立與節點S7之間的連結。如此一來，可以恢復本實施例中的群播樹。

綜上所述，藉由本揭露實施例所提出的樹狀網路恢復方法與控制器，一旦在SDN環境中發生鏈接故障，控制器可利用儲存於其儲存器中的拓璞資訊來找出新的鏈接。此外，控制器只會通知需要更改組態或修改流表的節點，因此能夠盡可能的減少控制器與網路節點之間的封包傳輸量。再者，網路節點不需要廣播控制訊息封包，便能夠準確的找出具有最低成本的路徑上的新鏈接。如此一來，能夠有效率地完成故障修復。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

200‧‧‧SDN控制器

210‧‧‧收發器

230‧‧‧儲存器

250‧‧‧處理器

C‧‧‧子節點

CT1、CT2‧‧‧目前SDN拓璞之群播樹

N‧‧‧鄰居節點

rP‧‧‧接收路徑

S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12‧‧‧網路節點

S410、S420、S430、S4301、S4303、S4305、S4307、S4309、S4311、S4313、S4315‧‧‧樹狀網路恢復方法的步驟

圖1繪示本揭露一實施例的目前SDN拓璞之群播樹的示意圖。圖2繪示本揭露一實施例的SDN控制器的方塊圖。圖3繪示本揭露一實施例的群播樹拓璞資訊的示意圖。圖4繪示本揭露一實施例的樹狀網路恢復方法的流程圖。圖5繪示本揭露一實施例的目前SDN拓璞之群播樹的示意圖。圖6繪示本揭露一實施例的目前SDN拓璞之群播樹的示意圖。

Claims

一種軟體定義網路(software-defined network，SDN)的樹狀網路恢復方法，用於一SDN控制器，該樹狀網路恢復方法包括：基於一目前SDN拓璞建立一拓璞資訊，並且將該拓璞資訊儲存於該SDN控制器的一儲存器中，包括：記錄該拓璞資訊中多個網路節點中的各該網路節點的一接收路徑，其中該目前SDN拓璞包括一群播樹並且該拓璞資訊記錄該群播樹，其中該群播樹包括一根節點，並且在該群播樹中，該根節點是經由該接收路徑傳遞資料至對應的該網路節點；接收一故障訊息，其中該故障訊息回報該軟體定義網路的一故障鏈接，其中該拓璞資訊中的該些網路節點依據該故障鏈接而分為至少一失聯節點以及至少一存活節點；以及利用儲存於該儲存器中的該拓璞資訊，計算並連結該至少一失聯節點至該至少一存活節點，包括：依據各該失聯節點的該接收路徑的一傳輸成本，依序選擇該至少一失聯節點的其中之一；以及若所選擇的該失聯節點可直接連結至該至少一存活節點，則在該拓璞資訊中，連結所選擇的該失聯節點至該至少一存活節點的其中之一。
如申請專利範圍第1項所述的樹狀網路恢復方法，其中相對於具有較高的該傳輸成本的該接收路徑的該失聯節點，具有較低的該傳輸成本的該接收路徑的該失聯節點會優先被選擇。
如申請專利範圍第1項所述的樹狀網路恢復方法，其中在該拓璞資訊中，連結所選擇的該失聯節點至該至少一存活節點的其中之一的步驟包括：選擇至少一有效節點的其中之一作為所選擇的該失聯節點的一合格節點，其中該至少一有效節點為可直接連接至所選擇的該失聯節點的該至少一存活節點。
如申請專利範圍第3項所述的樹狀網路恢復方法，其中選擇該合格節點的步驟包括：選擇具有最低的該傳輸成本的該接收路徑的該有效節點作為該合格節點。
如申請專利範圍第3項所述的樹狀網路恢復方法，更包括：在該軟體定義網路中，通知所選擇的該失聯節點的該合格節點，以建立所選擇的該失聯節點與該合格節點之間的連結。
如申請專利範圍第1項所述的樹狀網路恢復方法，其中若所選擇的該失聯節點無法直接連結至該至少一存活節點，將所選擇的該失聯節點標記為一未解節點，其中在連結所選擇的該失聯節點至該至少一存活節點的其中之一的步驟之後，更包括：判斷是否存在有被標記為該未解節點的該失聯節點；以及若存在有被標記為該未解節點的該失聯節點，則利用儲存於該儲存器中的該拓璞資訊，計算並連結該未解節點至該至少一存活節點。
如申請專利範圍第3項所述的樹狀網路恢復方法，更包括：更新儲存於該儲存器中的該拓璞資訊。
一種軟體定義網路(software-defined network，SDN)的控制器，其中該軟體定義網路包括多個網路節點，該控制器包括：一收發器，用以與該些網路節點通訊；一儲存器，用以儲存記錄一目前SDN拓璞的一拓璞資訊，其中該目前SDN拓璞包括一群播樹，並且該拓璞資訊記錄該群播樹，其中該群播樹包括一根節點；以及一處理器，耦接於該收發器以及該儲存器，用以基於該目前SDN拓璞建立該拓璞資訊，其中該拓璞資訊記錄各該網路節點的一接收路徑，其中在該群播樹中，該根節點經由該接收路徑傳遞資料至對應的該網路節點，其中該些網路節點依據該軟體定義網路的一故障鏈接而分為至少一失聯節點以及至少一存活節點，其中當該收發器接收到回報該軟體定義網路的該故障鏈接的一故障訊息時，該處理器更利用儲存於該儲存器中的該拓璞資訊，計算並連結該至少一失聯節點至該至少一存活節點，其中當該處理器計算並連結該至少一失聯節點至該至少一存活節點時，該處理器依據各該失聯節點的該接收路徑的一傳輸成本，依序選擇該至少一失聯節點的其中之一，並且判斷所選擇的該失聯節點是否可直接連結至該至少一存活節點，其中若所選擇的該失聯節點可直接連結至該至少一存活節點，則在該拓璞資訊中，連結所選擇的該失聯節點至該至少一存活節點的其中之一。
如申請專利範圍第8項所述的控制器，其中該處理器依序選擇該至少一失聯節點的其中之一時，相對於具有較高的該傳輸成本的該接收路徑的該失聯節點，具有較低的該傳輸成本的該接收路徑的該失聯節點會優先被選擇。
如申請專利範圍第8項所述的控制器，其中若所選擇的該失聯節點可直接連結至該至少一存活節點，該處理器更選擇至少一有效節點的其中之一作為所選擇的該失聯節點的一合格節點，其中該至少一有效節點為可直接連接至所選擇的該失聯節點的該至少一存活節點。
如申請專利範圍第10項所述的控制器，其中從該至少一有效節點中，所選擇的該合格節點具有最低的該傳輸成本的該接收路徑。
如申請專利範圍第10項所述的控制器，其中該收發器更用以在該軟體定義網路中，通知所選擇的該失聯節點的該合格節點，以建立所選擇的該失聯節點與該合格節點之間的連結。
如申請專利範圍第8項所述的控制器，其中若所選擇的該失聯節點無法直接連結至該至少一存活節點，該處理器將所選擇的該失聯節點標記為一未解節點，其中在該拓璞資訊中連結所選擇的該失聯節點至該至少一存活節點的其中之一之後，若存在該未解節點，則該處理器更利用儲存於該儲存器中的該拓璞資訊，計算並連結該未解節點至該至少一存活節點。
如申請專利範圍第10項所述的控制器，其中該處理器更更新儲存於該儲存器中的該拓璞資訊。
一種非暫態電腦可讀取記錄媒體，儲存有一程式碼，當該程式碼被載入至一電腦並執行後，可完成如申請專利範圍第1項所述的樹狀網路恢復方法。