WO2015096432A1

WO2015096432A1 - 网络拓扑结构的控制方法和系统

Info

Publication number: WO2015096432A1
Application number: PCT/CN2014/080755
Authority: WO
Inventors: 任明艳; 牛小兵; 朱玉婷; 高雨明; 赵永利
Original assignee: 中兴通讯股份有限公司
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2015-07-02
Also published as: CN104753703A

Abstract

　本发明涉及一种网络拓扑结构的控制方法和系统，在作为主控制器的第二网络节点出现故障时，作为备用控制器的第一网络节点向网络拓扑结构中的其它节点发送主控制器更换指令，替换第二网络节点作为网络拓扑结构中的主控制器，使得主控制器在出现故障时，备用控制器作为主控制器对网络拓扑结构中的网络节点进行控制，使得网络更加可靠。

Description

网络拓朴结构的控制方法和系统技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种网络拓朴结构的控制方法和系统。背景技术

软件定义网络（ SDN， Software Defined Network )将网络节点设备的控制面板与数据面分离，从而实现了网络流量的灵活控制。而对于该软件定义网络的网络拓朴结构以及现有的网络拓朴结构而言，釆用一个控制器来集中控制多个网络节点的集中控制结构，造成控制器在网络拓朴结构中的位置相对固定，负荷巨大且容易受到攻击，在控制器由于网络负载较大或者受到恶意攻击而失效时，没有其它节点可替代控制器，造成整个网络的瘫痪，网络可靠性低。发明内容

有鉴于此，本发明实施例希望提供一种网络拓朴结构的控制方法和系统，旨在提高网络的可靠性。

本发明实施例提出一种网络拓朴结构的控制方法，包括：

在作为主控制器的第二网络节点出现故障时，作为备用控制器的第一网络节点接管所述第二网络节点的主控制器功能，并向网络中的其它网络节点下发主控制器更换消息，以供网络中的其它网络节点接收到所述主控制器更换消息时，切断与所述第二网络节点的通信；

所述第一网络节点在接收到其它网络节点发送的与所述第二网络节点通信切断的确定信息时，作为主控制器与发送所述确定信息的其它网络节点进行通信。

优选地，所述第一网络节点在接收到其它网络节点发送的与所述第二网络节点通信切断的确定信息时，作为主控制器与发送所述确定信息的其它网络节点进行通信的步骤之后，该方法包括：

所述第一网络节点根据预存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息，选择第三网络节点作为备用控制器；

所述第一网络节点将其保存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息发送给所述第三网络节点，以供所述第三网络节点作为备用控制器建立与其它网络节点之间的网络连接。

优选地，所述第一网络节点根据预存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息，选择第三网络节点作为备用控制器的步骤包括：

所述第一网络节点根据预存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息，确认各个网络节点的链路数 n和数据处理能力参数 c;

所述第一网络节点根据各个网络节点的链路数 n计算出网络总链路数 N, 同时选择最大的数据处理能力参数 c作为网络总数据处理能力参数 C; 按公式 W=n/N+c/C计算出各个网络节点的加权值 W;

选择加权值 W最大的第三网络节点作为备用控制器。

当所述第一网络节点接收到所述第二网络节点基于所述控制器更换消息反馈的确认信息时，所述第一网络节点更新所述第二网络节点的链路信息以及网络资源信息，将所述第二网络节点作为正常交换网络节点。

当所述第一网络节点在预设的时间间隔内未接收到所述第二网络节点基于所述控制器更换消息反馈的确认信息时，所述第一网络节点删除其保存的所述第二网络节点的链路信息以及网络业务信息。

优选地，所述当所述第一网络节点在预设的时间间隔未接收到所述第二网络节点反馈的确认信息时，所述第一网络节点删除其保存的所述第二网络节点的链路信息以及网络业务信息的步骤之后，该方法包括：

所述第一网络节点在接收到所述第二网络节点发送的网络接入请求时，所述第一网络节点建立与所述第二网络节点的网络连接，并向所述第二网络节点发送数据获取请求；

所述第一网络节点接收所述第二网络节点，基于所述数据获取请求反馈的链路信息以及网络资源信息时，保存所述链路信息以及网络资源信息。

优选地，所述在作为主控制器的第二网络节点出现故障时，则作为备用控制器的第一网络节点接管所述第二网络节点的主控制器功能，并向网络中的其它网络节点下发主控制器更换消息，以供网络中的其它网络节点接收到所述主控制器更换消息时，切断与所述第二网络节点的通信的步骤之前，该方法包括：

所述第二网络节点向网络中的其它网络节点广播数据获取请求；网络中的其它网络节点在接收到所述数据获取请求时，建立与所述第二网络节点之间的网络连接，并向所述第二网络节点反馈链路信息以及网络资源信息；

所述第二网络节点接收所述链路信息以及网络资源信息并保存，并根据保存的链路信息以及网络资源信息选择所述第一网络节点作为备用控制器；

所述第二网络节点将保存的链路信息以及网络资源信息发送给所述第一网络节点，以供所述第一网络节点与其它网络节点建立网络连接。

优选地，所述第二网络节点将保存的链路信息以及网络资源信息发送给所述第一网络节点，以供所述第一网络节点与其它网络节点建立网络连接的步骤之后该方法还包括：

所述第二网络节点在更新其保存的链路信息以及网络资源信息后，将更新的链路信息以及网络资源信息发送给所述第一网络节点；

所述第一网络节点根据接收到的链路信息以及网络资源信息，更新其保存的链路信 , 以及网络资源信息。

优选地，所述第一网络节点在接收到其它网络节点发送的确定信息时，作为主控制器建立与其它网络节点的网络连接的步骤之前，该方法包括：其它网络节点在接收到所述第一网络节点下发的主控制器更换消息时，向所述第二网络节点发送状态请求消息；

当所述其它网络节点在预设的时间间隔内，未在接收到所述第二网络节点基于所述状态请求消息反馈的确认消息时，向所述第一网络节点发送确认信息。

本发明实施例还提出一种网络拓朴结构的控制系统，包括网络拓朴结构中的多个网络节点，其中，每个网络节点包括：

接发模块，配置为在作为主控制器的第二网络节点出现故障时，接发模块所在的作为备用控制器的第一网络节点接管所述第二网络节点的主控制器功能，并向网络中的其它网络节点下发主控制器更换消息，以供网络中的其它网络节点接收到所述主控制器更换消息时，切断与所述第二网络节点的通信；

控制模块，配置为在所述接发模块接收到其它网络节点发送的确定信息时，将所述接发模块所在的第一网络节点作为主控制器与发送所述确定信息的其它网络节点进行通信。优选地，每个网络节点还包括：

选择模块，配置为所述第一网络节点根据预存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息，选择第三网络节点作为备用控制器；

所述接发模块，还配置为所述第一网络节点将其保存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息发送给所述第三网络节点，以供所述第三网络节点作为备用控制器建立与其它网络节点之间的网络连接。

优选地，所述选择模块，还包括：

确认单元，配置为所述第一网络节点根据预存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息，确认各个网络节点的链路数 n和数据处理能力参数 c;

计算单元，配置为所述第一网络节点根据各个网络节点的链路数 n计算出网络总链路数 N, 同时选择最大的数据处理能力参数 c作为网络总数据处理能力参数 C; 按公式 W=n/N+c/C计算出各个网络节点的加权值 W; 选择单元，配置为选择加权值 W最大的第三网络节点作为备用控制器。优选地，每个网络节点还包括：

处理模块，配置为当所述第一网络节点接收到所述第二网络节点基于所述控制器更换消息反馈的确认信息时，所述第一网络节点更新所述第二网络节点的链路信息以及网络资源信息，将所述第二网络节点作为正常交换网络节点。

优选地，每个网络节点还包括：

处理模块，配置为当所述第一网络节点在预设的时间间隔内未接收到所述第二网络节点基于所述控制器更换消息反馈的确认信息时，所述第一网络节点删除其保存的所述第二网络节点的链路信息以及网络业务信息。

优选地，每个网络节点还包括：

网络连接模块，配置为所述第一网络节点在接收到所述第二网络节点发送的网络接入请求时，所述第一网络节点建立与所述第二网络节点的网络连接；

所述接发模块，还配置为所述第一网络节点向所述第二网络节点发送数据获取请求；

存储模块，配置为所述第一网络节点接收所述第二网络节点，基于所述数据获取请求反馈的链路信息以及网络资源信息时，保存所述链路信息以及网络资源信息。

优选地，接发模块，还配置为所述第二网络节点向网络中的其它网络节点广播数据获取请求；网络中的其它网络节点在接收到所述数据获取请求时，建立与所述第二网络节点之间的网络连接，并向所述第二网络节点反馈链路信 , 以及网络资源信息；

每个网络节点还包括：存储模块，配置为所述第二网络节点接收所述链路信息以及网络资源信息并保存，并根据保存的链路信息以及网络资源信息选择所述第一网络节点作为备用控制器；

以及，接发模块，还配置为所述第二网络节点将保存的链路信息以及网络资源信息发送给所述第一网络节点，以供所述第一网络节点与其它网络节点建立网络连接。

优选地，接发模块，还配置为所述第二网络节点在更新其保存的链路信息以及网络资源信息后，将更新的链路信息以及网络资源信息发送给所述第一网络节点；

存储模块，还配置为所述第一网络节点根据接收到的链路信息以及网络资源信息，更新其保存的链路信息以及网络资源信息。

优选地，接发模块，还配置为其它网络节点在接收到所述第一网络节点下发的主控制器更换消息时，向所述第二网络节点发送状态请求消息；当所述其它网络节点在预设的时间间隔内，未在接收到所述第二网络节点基于所述状态请求消息反馈的确认消息时，向所述第一网络节点发送确认信息。

所述接发模块、所述控制模块、所述选择模块、所述确认单元、所述计算单元、所述选择单元、所述处理模块、所述网络连接模块、所述存储模块在执行处理时，可以釆用中央处理器（CPU， Central Processing Unit ), 数字信号处理器（ DSP, Digital Singnal Processor )或可编程逻辑阵列（ FPGA， Field - Programmable Gate Array ) 实现。

本发明实施例提出的网络拓朴结构的控制方法和系统，该方法中在作为主控制器的第二网络节点出现故障时，作为备用控制器的第一网络节点向网络拓朴结构中的其它节点发送主控制器更换指令，替换第二网络节点作为网络拓朴结构中的主控制器，使得主控制器在出现故障时，备用控制器作为主控制器对网络拓朴结构中的网络节点进行控制，使得网络更加可靠。附图说明

图 1为本发明网络拓朴结构的控制方法第一实施例的流程示意图；图 2为本发明网络拓朴结构的控制方法第二实施例的流程示意图；图 3为图 2中步骤 S30的细化流程示意图；

图 4为本发明网络拓朴结构的控制方法第三实施例的流程示意图；图 5为本发明网络拓朴结构的控制方法第四实施例的流程示意图；图 6为本发明网络拓朴结构的控制方法第五实施例的流程示意图；图 7为本发明网络拓朴结构的控制方法第六实施例的流程示意图；图 8为本发明网络拓朴结构的控制方法第七实施例的流程示意图；图 9为本发明网络拓朴结构的控制方法第八实施例的流程示意图；图 10为本发明网络拓朴结构的控制系统较佳实施例的功能模块示意具体实施方式

下面结合附图及具体实施例就本发明的技术方案做进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图 1，图 1为本发明网络拓朴结构的控制方法第一实施例的流程示意图。

本实施例提出一种网络拓朴结构的控制方法，包括：

步骤 S10，在作为主控制器的第二网络节点出现故障时，则作为备用控制器的第一网络节点接管所述第二网络节点的主控制器功能，并向网络中的其它网络节点下发主控制器更换消息，以供网络中的其它网络节点接收到所述主控制器更换消息时，切断与所述第一网络节点的通信；

在网络拓朴结构中有多个网络节点，主控制器以及备用控制器均与网络拓朴结构中的所有网络节点均建立网络连接，该网络连接优选为 open flow 网络连接，该网络拓朴结构中选取一个网络节点作为主控制器，一个网络节点作为备用控制器。

作为备用控制器的第一网络节点在确认第二网络节点是否出现故障时，具体实施例如下：

1 )作为备用控制器的第一网络节点，主动向第二网络节点的主控制器的第二网络节点发送请求信息，以确定第二网络节点的状态：第一网络节点定时向第二网络节点发送请求信息，在接收到第二网络节点基于该请求信息反馈的确认信息时，认为该第二网络节点的控制功能运行正常；若第一网络节点在预设的时间间隔内，未接收到所述第二网络节点基于所述请求消息反馈的确认消息，则认为第二网络节点出现故障，此时第一网络节点取代第二网络节点的主控制器的地位，作为主控制器向网络拓 4卜结构中的其它节点发送主控制器更换消息，网络中的其它网络节点响应所述主控制器更换消息时，切断与所述第二网络节点的通信，并接受第一网络节点的控制；

2 )作为主控制器的第二网络节点，定时向作为备用控制器的第一网络节点发送其状态信息，第一网络节点根据是否在预设时间间隔内，是否接受到第二网络节点发送的状态信息，确定第二网络节点是否正常：作为主控制器的第二网络节点定时向第一网络节点发送第二网络节点状态信息，若第一网络节点可在预设的时间间隔内接收到第二网络节点发送的第二网络节点状态信息，则认为第二网络节点正常，此时第一网络节点不做任何处理；若第一网络节点在预设的时间间隔内未接收到第二网络节点发送的第二网络节点状态信息，则认为第二网络节点出现故障，此时第一网络节点取代第二网络节点的主控制器的地位，作为主控制器向网络拓 4卜结构中的其它节点发送主控制器更换消息，网络中的其它网络节点响应所述主控制器更换消息时，切断与所述第二网络节点的通信，并接受第一网络节点的控制。

作为备用控制器的第一网络节点在确认第二网络节点是否出现故障的方案，并不限于上述两种实施例，上述两种实施例仅为实现该方案的实施例的枚举，只要能通过第一网络节点确认第二网络节点出现故障的方案，均在本发明的保护范围内。

步骤 S20，所述第一网络节点在接收到其它网络节点发送的与所述第二网络节点通信切断的确定信息时，作为主控制器与发送所述确定信息的其它网络节点进行通信。

第一网络节点在接收到其它网络节点发送的与所述第二网络节点通信切断的确定信息时，由于第一网络节点已建立与其它网络节点之间的网络连接，此时，第一网络节点直接作为主控制器与发送所述确定信息的其它网络节点进行通信。本实施例提出的网络拓朴结构的控制方法，该方法中在作为主控制器的第二网络节点出现故障时，作为备用控制器的第一网络节点向网络拓朴结构中的其它节点发送主控制器更换指令，替换第二网络节点作为网络拓朴结构中的主控制器，使得主控制器在出现故障时，备用控制器作为主控制器对网络拓朴结构中的网络节点进行控制，使得网络更加可靠。

参照图 2，图 2为本发明网络拓朴结构的控制方法第二实施例的流程示意图。

基于第一实施例提出本发明网络拓朴结构的控制方法第二实施例，在本实施例中步骤 S20之后还包括：

步骤 S30，所述第一网络节点根据预存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息，选择第三网络节点作为备用控制器；

参照图 3，所述第一网络节点根据预存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息，选择第三网络节点作为备用控制器的具体步骤如下：

步骤 S31，所述第一网络节点根据预存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息，确认各个网络节点的链路数 n和数据处理能力参数 c; 在本实施例中网络节点的链路信息包括节点的相邻节点信息，或者包括节点的相邻节点信息和节点的链路数，节点的网络资源信息包括节点的占用量以及业务量大小等，可根据节点的占用量以及业务量来确定节点的数据处理能力参数 c。

步骤 S32，所述第一网络节点根据各个网络节点的链路数 n计算出网络总链路数 N, 同时选择最大的数据处理能力参数 c作为网络总数据处理能力参数 C;

由于相邻节点之间的链路会出现重叠的情况，所以在计算网络拓朴机构中的网络总链路数 N时，需要去除相邻节点中的重叠的链路，以确保获取到的网络总链路数 N更加精确，可对各个节点的数据处理能力参数 c由大到小进行排列以确认网络拓朴结构中各个节点中最大的数据处理能力参数 c，作为网络总数据处理能力参数 C。

步骤 S33，按公式 W=n/N+c/C计算出各个网络节点的加权值 W;

步骤 S34，选择加权值 W最大的第三网络节点作为备用控制器。

在计算各个节点的加权值之前可首先对各个节点的链路数以及数据处理能力参数 c按照从小到大或者从大到小的顺序进行排序，然后按顺序计算出各个网络节点的加权值 W, 以便于于选取加权值最大的网络节点作为备用节点。在其它变形实施例中也可首先依次对各个网络节点进行加权值 W的计算，并对计算得到的加权值 W进行排序，以选择加权值 W最大的第三网络节点作为备用控制器。

步骤 S40，所述第一网络节点将其保存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息发送给所述第三网络节点，以供第三网络节点建立与其它网络节点之间的网络连接。

在第一网络节点选取第三网络节点作为备用控制器后，将其保存的网络拓朴结构中的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息发送给所述第三网络节点，以便于在第一网络节点出现故障时，第三网络节点接管第一网络节点的控制器功能，第三网络节点作为主控制器控制网络拓朴结构中的节点，第三网络节点在作为主控制器后，选择第四节点作为备用控制器，依次类推，作为主控制器的第 n网络节点选择第 m网络节点作为备用控制器，第 n网络节点出现故障时，第 m网络节点接管第 n网络节点的主控制器功能，作为主控制器控制网络拓朴结构中的网络节点，并选取第 k 网络节点作为备用网络节点，在以使整个网络拓朴结构中一直设置有主控制器以及备用控制器，并且每个网络节点均可作为主控制器以及备用控制器使用，以保证整个网络拓朴结构的稳定性。参照图 4，图 4为本发明网络拓朴结构的控制方法第三实施例的流程示意图。

基于第一和第二实施例提出本发明网络拓朴结构的控制方法第三实施例，在本实施例中步骤 S20之后还包括：

步骤 S50，当所述第一网络节点接收到所述第二网络节点基于所述控制器更换消息反馈的确认信息时，所述第一网络节点更新所述第二网络节点的链路信息以及网络资源信息，将所述第二网络节点作为正常交换网络节点。

在本实施例中，在作为主控制器的第二网络节点出现故障时，则作为备用控制器的第一网络节点接管所述第二网络节点的主控制器功能，并向网络中的其它网络节点下发主控制器更换消息，该网络中的其它网络节点包括第二网络节点，若所述第一网络节点接收到所述第二网络节点基于所述控制器更换消息反馈的确认信息，则说明第二网络节点虽然失去了控制功能，但还具有数据转发的功能，此时可将第二网络节点作为网络拓朴结构中的正常网络节点，第一网络节点更新所述第二网络节点的链路信息以及网络资源信息，可更改第二网络节点的状态信息，将其状态更改为正常节点。

参照图 5，图 5为本发明网络拓朴结构的控制方法第四实施例的流程示意图。

基于第一至第三实施例提出本发明网络拓朴结构的控制方法第四实施例，在本实施例中步骤 S20之后还包括：

步骤 S60，当所述第一网络节点在预设的时间间隔内未接收到所述第二网络节点基于所述控制器更换消息反馈的确认信息时，所述第一网络节点删除其保存的所述第二网络节点的链路信息以及网络业务信息。

若所述第一网络节点在预设的时间间隔内，未接收到所述第二网络节点基于所述控制器更换消息反馈的确认信息，则认为第二网络节点丧失数据交换功能，此时第一网络节点删除其保存的所述第二网络节点的链路信息以及网络业务信息，将第二网络节点由当前的网络拓朴结构中抹去，不再通过第二网络节点进行数据的转发。

参照图 6，图 6为本发明网络拓朴结构的控制方法第五实施例的流程示意图。

基于第四实施例提出本发明网络拓朴结构的控制方法第五实施例，在本实施例中步骤 S60之后还包括：

步骤 S70，所述第一网络节点在接收到所述第二网络节点发送的网络接入请求时，所述第一网络节点建立与所述第二网络节点的网络连接，并向所述第二网络节点发送数据获取请求；

步骤 S80，所述第一网络节点接收所述第二网络节点，基于所述数据获取请求反馈的链路信息以及网络资源信息时，保存所述链路信息以及网络资源信息。

第一网络节点删除其保存的所述第二网络节点的链路信息以及网络业务信息后，第二网络节点进行维护后可向第一网络节点发送接入请求，第一网络节点在接收到所述第二网络节点发送的网络接入请求时，所述第一网络节点建立与所述第二网络节点的网络连接，并向所述第二网络节点发送数据获取请求，第一网络节点接收所述第二网络节点，基于所述数据获取请求反馈的链路信息以及网络资源信息时，保存所述链路信息以及网络资源信息，此时第一网络节点作为正常的网络节点运行。

在其它变形实施例中，在步骤 S60之后可能出现第一网络节点出现故障，第三网络节点作为主控制器控制整个网络节点的运行，此时第一网络节点具有数据交换功能作为网络拓朴结构中的正常网络节点运行；若第一网络节点接收到第二网络节点的接入请求，此时第一网络节点向第三网络节点发送接入请求，第三网络节点响应该接入请求，并向第二网络节点发送数据获取请求，第三网络节点接收所述第二网络节点，基于所述数据获取请求反馈的链路信息以及网络资源信息时，保存所述链路信息以及网络资源信息。

在其它变形实施例中，第二网络节点在接入网络拓朴结构中时，可向网络拓朴节点中的各个节点广播主控制器搜寻请求，主控制器在接收到第二网络节点发送的主控制器搜寻请求时，向第二网络节点发送数据获取请求，主控制器接收到所述第二网络节点，基于所述数据获取请求反馈的链路信息以及网络资源信息时，保存所述链路信息以及网络资源信息，可十分便捷的搜寻到网络拓朴结构中的主控制器，提高节点接入网络拓朴结构的效率；对于网络拓朴结构中除去主控制器的其它网络节点，在接收到第二网络节点发送的主控制器搜寻请求时，不响应该主控制器搜寻请求。

参照图 7，图 7为本发明网络拓朴结构的控制方法第六实施例的流程示意图。

基于第一至第五实施例提出本发明网络拓朴结构的控制方法第六实施例，在本实施例中步骤 S10之前还包括：

步骤 S90，所述第二网络节点向网络中的其它网络节点广播数据获取请求；

步骤 S100，网络中的其它网络节点在接收到所述数据获取请求时，建立与所述第二网络节点之间的网络连接，并向所述第二网络节点反馈链路信息以及网络资源信息；

步骤 S110，所述第二网络节点接收所述链路信息以及网络资源信息并保存，并根据保存的链路信息以及网络资源信息选择所述第一网络节点作为备用控制器；

步骤 S120，所述第二网络节点将保存的链路信息以及网络资源信息发送给所述第一网络节点，以供所述第一网络节点建立与其它网络节点建立网络连接。

在建立网络拓朴结构时，用户可根据需要选择第二网络节点作为初始主控制器，第二网络节点向其他网络节点广播数据获取请求，此时网络中的其它网络节点在接收到所述数据获取请求时，建立与所述第二网络节点之间的网络连接，并向所述第二网络节点反馈链路信息以及网络资源信息，第二网络节点保存接收到的各个节点反馈的链路信息以及网络资源信息，同时选取第一网络节点作为备用控制器，选取第一网络节点作为备用控制器的过程与上述实施例中选取第三网络节点作为备用控制器的过程相同，在此不再赘述。

在第二网络节点出现故障时，第一网络节点接替第二网络节点的主控制器功能进行网络拓朴结构的控制，并选取第三网络节点作为备用控制器，依次类推，以保证整个网络拓朴结构的稳定性。

参照图 8，图 8为本发明网络拓朴结构的控制方法第七实施例的流程示意图。

基于第六实施例提出本发明网络拓朴结构的控制方法第七实施例，在本实施例中步骤 S120之后还包括：

步骤 S130，所述第二网络节点在更新其保存的链路信息以及网络资源信息后，将更新的链路信息以及网络资源信息发送给所述第一网络节点；步骤 S140，所述第一网络节点根据接收到的链路信息以及网络资源信息，更新其保存的链路信 , 以及网络资源信息。

其它网络节点在接收到业务请求时，查找其保存的流表信息，若可在其保存的流表信息中查询到转发端，则按照流表信息将业务请求转发至相应的转发端；若在其保存的流表信息中未查询到转发端，则将业务请求发送给主控制器（如当前的主控制器第二网络节点），主控制器对接受到的业务请求进行解析，以获取当前业务所需要的链路，并向获取到的链路中的网络节点下发资源预留信息，在接收到网络节点基于资源预留信息反馈的确认信息时，控制器更新其保存的链路信息以及网络资源信息，并将更新的链路信息以及网络资源信息发送给所述第一网络节点进行同步。

或者在网络拓朴结构中添加其它网络节点后，第二网络节点在更新其保存的链路信息以及网络资源信息后，将更新的链路信息以及网络资源信息发送给所述第一网络节点进行同步，以使主控制器以及备用控制器上保存的链路信息以及网络资源信息同步，保证在主控制器切换后网络拓朴结构的稳定性。

第二网络节点进行链路信息以及网络资源信息的更新包括多种情况，在此不——赘述，第二网络节点在进行链路信息以及网络资源信息更新后，均需要将新的链路信息以及网络资源信息发送给所述第一网络节点进行同步。

其它网络节点作为主控制器时，若进行链路信息以及网络资源信息的更新后，均会将更新后的链路信息以及网络资源信息发送给作为备用控制器的网络节点以保证信息同步。

参照图 9，图 9为本发明网络拓朴结构的控制方法第八实施例的流程示意图。

基于第一至第七实施例提出本发明网络拓朴结构的控制方法第八实施例，在本实施例中步骤 S20之前还包括：

步骤 S150，其它网络节点在接收到所述第一网络节点下发的主控制器更换消息时，向所述第二网络节点发送状态请求消息；

步骤 S160，当所述其它网络节点在预设的时间间隔内，未在接收到所述第二网络节点基于所述状态请求消息反馈的确认消息时，向所述第一网络节点发送确认信息。

在本实施例中，其它网络节点在接收到所述第一网络节点下发的主控制器更换消息时，向所述第二网络节点发送状态请求消息，以确认第二网络节点当前的状态，若在预设的时间间隔内，其它网络节点未在接收到所述第二网络节点基于所述状态请求消息反馈的确认消息，则其它网络节点认为第二网络节点此时确实出现故障，则向所述第一网络节点发送确认信息，第一网络节点作为主控制器与发送所述确定信息的其它网络节点建立网络连接。

通过上述方案可保证整个网络拓朴结构的安全性和稳定性，防止在主控制正常时，釆用备用控制器替换主控制器；同时防止其它设备冒充备用控制器接管对主控制器的控制。

参照图 10，图 10为本发明网络拓朴结构的控制系统较佳实施例的功能模块示意图。

本实施例提出一种网络拓朴结构的控制系统，包括网络拓朴结构中的多个网络节点，其中，每个网络节点包括：

接发模块 10，配置为在作为主控制器的网络节点出现故障时，接发模块所在的作为备用控制器的第一网络节点接管所述第二网络节点的主控制器功能，并向网络中的其它网络节点下发主控制器更换消息，以供网络中的其它网络节点接收到所述主控制器更换消息时，切断与所述第二网络节点的通信；

在网络拓朴结构中有多个网络节点，控制器与网络拓朴结构中的所有网络节点均建立网络连接，该网络连接优选为 open flow网络连接，该网络拓朴结构中选取一个网络节点作为主控制器，一个网络节点作为备用控制器。

接发模块 10所在的备用控制器网络节点在确认第二网络节点是否出现故障时，具体实施例如下：

接发模块 10所在的备用控制器网络节点在确认第二网络节点是否出现故障的方案，并不限于上述两种实施例，上述两种实施例仅为实现该方案的实施例的枚举，只要能通过接发模块 10所在的备用控制器网络节点确认第二网络节点出现故障的方案，均在本发明的保护范围内。控制模块 20，配置为在所述接发模块接收到其它网络节点发送的确定信息时，将所述接发模块 10所在的网络节点作为主控制器与发送所述确定信息的其它网络节点进行通信。

控制模块 20在接收到其它网络节点发送的与所述第二网络节点通信切断的确定信息时，由于接发模块 10所在的网络节点已建立与其它网络节点之间的网络连接，此时，接发模块 10所在的网络节点直接作为主控制器与发送所述确定信息的其它网络节点进行通信。

本实施例提出的网络拓朴结构的控制系统，该系统中在作为主控制器的第二网络节点出现故障时，作为备用控制器的第一网络节点中的接发模块向网络拓朴结构中的其它节点发送主控制器更换指令，替换第二网络节点作为网络拓朴结构中的主控制器，使得主控制器在出现故障时，备用控制器作为主控制器对网络拓朴结构中的网络节点进行控制，使得网络更加可靠。

进一步地，为使网络拓朴结构更加稳定，该系统还包括选择模块 30，所述接发模块 10所在的网络节点根据预存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息，选择第三网络节点作为备用控制器；所述接发模块 10还配置为将其所在的网络节点保存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息，发送给所述第三网络节点，以供所述第三网络节点作为备用控制器建立与其它网络节点之间的网络连接。

在本实施例中，该网络连接优选为 open flow网络连接。

在本实施例中，所述包括确认单元 31、计算单元 32以及选择单元 33，选择模块 30根据预存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息，选择第三网络节点作为备用控制器的具体步骤如下：

A、确认单元 31根据预存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息，确认各个网络节点的链路数 n和数据处理能力参数 c; 在本实施例中网络节点的链路信息包括节点的相邻节点信息，或者包括节点的相邻节点信息和节点的链路数，节点的网络资源信息包括节点的占用量以及业务量大小等，可根据节点的占用量以及业务量来确定节点的数据处理能力参数 C。

B、计算单元 32根据各个网络节点的链路数 n计算出网络总链路数 N，选择单元 33选择最大的数据处理能力参数 c作为网络总数据处理能力参数 C;

由于相邻节点之间的链路会出现重叠的情况，所以在计算网络拓朴机构中的网络总链路数 N时，需要去除相邻节点中的重叠的链路，以确保获取到的网络总链路数 N精确，可对各个节点的数据处理能力参数 c由大到 'J、进行排列以确认网络拓朴结构中各个节点中最大的数据处理能力参数 c，作为网络总数据处理能力参数 C。

步骤 S33，计算单元 32按公式 W=n/N+c/C计算出各个网络节点的加权值 W;

步骤 S34，选择单元 33选择加权值 W最大的第三网络节点作为备用控制器。

在计算单元 32计算各个节点的加权值之前可首先对各个节点的链路数以及数据处理能力参数 c按照从小到大或者从大到小的顺序进行排序，然后按顺序计算出各个网络节点的加权值 W，以便于选取加权值最大的网络节点作为备用节点。在其它变形实施例中，计算单元 32也可首先依次对各个网络节点进行加权值 W的计算，并对计算得到的加权值 W进行排序，以选择加权值 W最大的第三网络节点作为备用控制器。

在选择模块 30选取第三网络节点作为备用控制器后，接发模块 10将其所在的网络节点保存的网络拓朴结构中的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息发送给所述第三网络节点，以便于在接发模块 10所在的网络节点出现故障时，由第三网络节点接管接发模块 10所在的网络节点的主控制器功能，第三网络节点作为主控制器控制网络拓朴结构中的节点，第三网络节点在作为主控制器后，选择第四节点作为备用控制器，依次类推，作为主控制器的第 n网络节点选择第 m网络节点作为备用控制器，第 n网络节点出现故障时，第 m网络节点接管第 n网络节点的主控制器功能，作为主控制器控制网络拓朴结构中的网络节点，并选取第 k 网络节点作为备用网络节点，在以使整个网络拓朴结构中一直设置有主控制器以及备用控制器，并且每个网络节点均可作为主控制器以及备用控制器使用，以保证整个网络拓朴结构的稳定性。

进一步地，为保证网络拓朴结构的稳定性，该系统还包括处理模块 40，配置为当接发模块 10接收到所述第二网络节点基于所述控制器更换消息反馈的确认信息时，更新接发模块 10所在的网络节点保存的所述第二网络节点的链路信息以及网络资源信息，将所述第二网络节点作为正常交换网络节点。

在本实施例中，在作为主控制器的第二网络节点出现故障时，则作为接发模块 10所在的备用控制器网络节点接管所述第二网络节点的主控制器功能，接发模块 10向网络中的其它网络节点下发主控制器更换消息，该网络中的其它网络节点包括第二网络节点，若接发模块 10接收到所述第二网络节点基于所述控制器更换消息反馈的确认信息，则说明第二网络节点虽然失去了控制功能，但还具有数据转发的功能，此时可将第二网络节点作为网络拓朴结构中的正常网络节点工作，处理模块 40更新接发模块 10所在的网络节点所述第二网络节点的链路信息以及网络资源信息，可更改第二网络节点的状态信息，将其状态更改为正常节点。

进一步地，为保证网络拓朴结构的稳定性，所述处理模块 40还配置为当接发模块 10在预设的时间间隔内未接收到所述第二网络节点基于所述控制器更换消息反馈的确认信息时，处理模块 40删除其保存的所述第二网络节点的链路信息以及网络业务信息。

若接发模块 10在预设的时间间隔内，未接收到所述第二网络节点基于所述控制器更换消息反馈的确认信息，则处理模块 40认为第二网络节点丧失数据交换功能，此时处理模块 40删除接发模块 10所在的网络节点保存的所述第二网络节点的链路信息以及网络业务信息，将第一网络节点由当前的网络拓朴结构中抹去，不再通过第一网络节点进行数据的转发，以确保网络拓朴结构的稳定性。

针对本发明网络拓朴结构的控制系统第二实施例的功能模块而言，进一步地，为确保被删除的网络节点正常接入网络拓朴结构中，该系统还包括网络连接模块 50，配置为在接收到所述第二网络节点发送的网络接入请求时，建立其所在的网络节点与所述第二网络节点的网络连接；所述接发模块 10还配置为在网络连接模块 50建立其所在的网络节点与所述第二网络节点的网络连接之后，向所述第二网络节点发送数据获取请求；该系统还包括存储模块 60，配置为在所述接发模块 10接收到所述第二网络节点，基于所述数据获取请求反馈的链路信息以及网络资源信息时，保存所述链路信 , 以及网络资源信息。

处理模块 40删除其所在的节点保存的所述第二网络节点的链路信息以及网络业务信息后，第二网络节点进行维护后可向处理模块 40所在的网络节点发送接入请求，处理模块 40所在的网络节点在接收到所述第二网络节点发送的网络接入请求时，网络连接模块 50建立与所述第二网络节点的网络连接，接发模块 10向所述第二网络节点发送数据获取请求，接发模块 10 接收到所述第二网络节点，基于所述数据获取请求反馈的链路信息以及网络资源信息时，存储模块 60保存所述链路信息以及网络资源信息，此时第一网络节点作为正常的网络节点运行。在其它变形实施例中，在处理模块 40删除其所在的节点保存的所述第二网络节点的链路信息以及网络业务信息后，第三网络节点作为主控制器控制整个网络节点的运行，此时处理模块 40所在的网络节点具有数据交换功能作为网络拓朴结构中的正常网络节点运行；若接发模块 10接收到第二网络节点的接入请求，此时接发模块 10向第三网络节点发送接入请求，第三网络节点响应该接入请求，并向第二网络节点发送数据获取请求，第三网络节点接收所述第二网络节点，基于所述数据获取请求反馈的链路信息以及网络资源信息时，保存所述链路信息以及网络资源信息。

在其它变形实施例中，第二网络节点在接入网络拓朴结构中时，第二网络节点中的接发模块 10可向网络拓朴节点中的各个节点广播主控制器搜寻请求，主控制器在接收到第二网络节点的接发模块 10发送的主控制器搜寻请求时，向第二网络节点发送数据获取请求，作为主控制器的网络节点接收到所述第二网络节点的接发模块 10，基于所述数据获取请求反馈的链路信息以及网络资源信息时，保存所述链路信息以及网络资源信息，可十分便捷的搜寻到网络拓朴结构中的主控制器，提高节点接入网络拓朴结构的效率；对于网络拓朴结构中除去主控制器的其它网络节点，在接收到第二网络节点发送的主控制器搜寻请求时，不响应该主控制器搜寻请求。

进一步地，为保证整个网络拓朴结构的稳定性，所述接发模块 10还配置为向网络中的其它网络节点广播数据获取请求；网络中的其它网络节点中的网络连接模块 50在接收到所述数据获取请求时，建立与所述接发模块 10所在的网络节点之间的网络连接，并向接发模块 10所在的网络节点反馈链路信息以及网络资源信息；接发模块 10所在的网络节点接收所述链路信息以及网络资源信息并保存，选择模块 30根据保存的链路信息以及网络资源信息选择所述第一网络节点作为备用控制器；接发模块 10将保存的链路信息以及网络资源信息发送给所述第一网络节点。在建立网络拓朴结构时，用户可根据需要选择第二网络节点作为初始主控制器，第二网络节点中的接发模块 10向其他网络节点广播数据获取请求，此时网络中的其它网络节点在接收到所述数据获取请求时，其它网络节点的网络连接模块 20建立与所述第二网络节点之间的网络连接，以及其它网络节点的接发模块 10向所述第二网络节点反馈链路信息以及网络资源信息，第二网络节点的存储模块 60保存接收到的各个节点反馈的链路信息以及网络资源信息，同时选择模块 30选取第一网络节点作为备用控制器，选取第一网络节点作为备用控制器的过程与上述实施例中选取第三网络节点作为备用控制器的过程相同，在此不再赘述。

进一步的，为保证主控制器与备用控制器中数据的同步，作为主控制器的网络节点在更新其保存的链路信息以及网络资源信息后，该网络节点接发模块 10将更新的链路信息以及网络资源信息发送给所述备用控制器网络节点；还包括更新模块 70，备用控制器网络节点中的更新模块 70根据接收到的链路信息以及网络资源信息，更新其保存的链路信息以及网络资源信息。

其它网络节点在接收到业务请求时，查找其保存的流表信息，若可在其保存的流表信息中查询到转发端，则按照流表信息将业务请求转发至相应的转发端；若在其保存的流表信息中未查询到转发端，则将业务请求发送给主控制器（如当前的主控制器第二网络节点），主控制器对接受到的业务请求进行解析，以获取当前业务所需要的链路，并向获取到的链路中的网络节点下发资源预留信息，在接收到网络节点基于资源预留信息反馈的确认信息时，主控制器网络节点中的更新模块 70更新其保存的链路信息以及网络资源信息，并将更新的链路信息以及网络资源信息发送给所述备用控制器网络节点进行同步。

或者在网络拓朴结构中添加其它网络节点后，作为主控制器的网络节点中的更新模块 70在更新其保存的链路信息以及网络资源信息后，将更新的链路信息以及网络资源信息发送给备用控制器网络节点进行同步，以使主控制器以及备用控制器上保存的链路信息以及网络资源信息同步，保证在主控制器切换后网络拓朴结构的稳定性。

主控制器网络节点进行链路信息以及网络资源信息的更新包括多种情况，在此不——赘述，主控制器网络节点在进行链路信息以及网络资源信息更新后，均需要将新的链路信息以及网络资源信息发送给所述备用控制器网络节点进行同步。

进一步地，为确保网络拓朴结构的安全性和稳定性，其它网络节点中的接发模块 10在接收到所述第一网络节点下发的主控制器更换消息时，向所述第二网络节点发送状态请求消息；当所述其它网络节点中的接发模块 10在预设的时间间隔内，未在接收到所述第二网络节点基于所述状态请求消息反馈的确认消息时，向所述第一网络节点发送确认信息。

在本实施例中，其它网络节点的接发模块 10在接收到所述第一网络节点下发的主控制器更换消息时，向所述第二网络节点发送状态请求消息，以确认第二网络节点当前的状态，若在预设的时间间隔内，其它网络节点的接发模块 10未在接收到所述第二网络节点基于所述状态请求消息反馈的确认消息，则其它网络节点认为第二网络节点此时确实出现故障，则向所述第一网络节点发送确认信息，第一网络节点作为主控制器与发送所述确定信息的其它网络节点建立网络连接。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。工业实用性

本发明实施例提出的网络拓朴结构的控制方法和系统，该方法中在作为主控制器的第二网络节点出现故障时，作为备用控制器的第一网络节点向网络拓朴结构中的其它节点发送主控制器更换指令，替换第二网络节点作为网络拓朴结构中的主控制器，使得主控制器在出现故障时，备用控制器作为主控制器对网络拓朴结构中的网络节点进行控制，使得网络更加可靠。

Claims

权利要求书

1、一种网络拓朴结构的控制方法，所述方法包括：

2、根据权利要求 1所述的方法，其中，所述第一网络节点在接收到其它网络节点发送的与所述第二网络节点通信切断的确定信息时，作为主控制器与发送所述确定信息的其它网络节点进行通信之后，该方法包括：所述第一网络节点根据预存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息，选择第三网络节点作为备用控制器；

3、根据权利要求 2所述的方法，其中，所述第一网络节点根据预存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息，选择第三网络节点作为备用控制器包括：

所述第一网络节点根据各个网络节点的链路数 n计算出网络总链路数 N, 同时选择最大的数据处理能力参数 c作为网络总数据处理能力参数 C; 按公式 W=n/N+c/C计算出各个网络节点的加权值 W; 选择加权值 W最大的第三网络节点作为备用控制器。

4、根据权利要求 1所述的方法，其中，所述第一网络节点在接收到其它网络节点发送的与所述第二网络节点通信切断的确定信息时，作为主控制器与发送所述确定信息的其它网络节点进行通信之后，该方法包括：当所述第一网络节点接收到所述第二网络节点基于所述控制器更换消息反馈的确认信息时，所述第一网络节点更新所述第二网络节点的链路信息以及网络资源信息，将所述第二网络节点作为正常交换网络节点。

5、根据权利要求 1所述的方法，其中，所述第一网络节点在接收到其它网络节点发送的与所述第二网络节点通信切断的确定信息时，作为主控制器与发送所述确定信息的其它网络节点进行通信之后，该方法包括：当所述第一网络节点在预设的时间间隔内未接收到所述第二网络节点基于所述控制器更换消息反馈的确认信息时，所述第一网络节点删除其保存的所述第二网络节点的链路信息以及网络业务信息。

6、根据权利要求 5所述的方法，其中，所述当所述第一网络节点在预设的时间间隔未接收到所述第二网络节点反馈的确认信息时，所述第一网络节点删除其保存的所述第二网络节点的链路信息以及网络业务信息之后，该方法包括：

7、根据权利要求 1所述的方法，其中，所述在作为主控制器的第二网络节点出现故障时，则作为备用控制器的第一网络节点接管所述第二网络节点的主控制器功能，并向网络中的其它网络节点下发主控制器更换消息，以供网络中的其它网络节点接收到所述主控制器更换消息时，切断与所述第二网络节点的通信之前，该方法包括：

8、根据权利要求 7所述的方法，其中，所述第二网络节点将保存的链路信息以及网络资源信息发送给所述第一网络节点，以供所述第一网络节点与其它网络节点建立网络连接之后，该方法还包括：

9、根据权利要求 1所述的方法，其中，所述第一网络节点在接收到其它网络节点发送的确定信息时，作为主控制器建立与其它网络节点的网络连接之前，该方法包括：

其它网络节点在接收到所述第一网络节点下发的主控制器更换消息时，向所述第二网络节点发送状态请求消息；

10、一种网络拓朴结构的控制系统，所述系统包括网络拓朴结构中的多个网络节点，每个网络节点包括：

控制模块，配置为在所述接发模块接收到其它网络节点发送的确定信息时，将所述接发模块所在的第一网络节点作为主控制器与发送所述确定信息的其它网络节点进行通信。

11、根据权利要求 10所述的系统，其中，每个网络节点还包括：选择模块，配置为所述第一网络节点根据预存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息，选择第三网络节点作为备用控制器；

12、根据权利要求 11所述的系统，其中，所述选择模块，还包括：确认单元，配置为所述第一网络节点根据预存的各个网络节点的链路信息以及网络资源信息，确认各个网络节点的链路数 n和数据处理能力参数 c;

计算单元，配置为所述第一网络节点根据各个网络节点的链路数 n计算出网络总链路数 N, 同时选择最大的数据处理能力参数 c作为网络总数据处理能力参数 C; 按公式 W=n/N+c/C计算出各个网络节点的加权值 W; 选择单元，配置为选择加权值 W最大的第三网络节点作为备用控制器。

13、根据权利要求 10所述的系统，其中，每个网络节点还包括：处理模块，配置为当所述第一网络节点接收到所述第二网络节点基于所述控制器更换消息反馈的确认信息时，所述第一网络节点更新所述第二网络节点的链路信息以及网络资源信息，将所述第二网络节点作为正常交换网络节点。

14、根据权利要求 10所述的系统，其中，每个网络节点还包括：处理模块，配置为当所述第一网络节点在预设的时间间隔内未接收到所述第二网络节点基于所述控制器更换消息反馈的确认信息时，所述第一网络节点删除其保存的所述第二网络节点的链路信息以及网络业务信息。

15、根据权利要求 14所述的系统，其中，每个网络节点还包括：网络连接模块，配置为所述第一网络节点在接收到所述第二网络节点发送的网络接入请求时，所述第一网络节点建立与所述第二网络节点的网络连接；

16、根据权利要求 10所述的系统，其中，接发模块，还配置为所述第二网络节点向网络中的其它网络节点广播数据获取请求；网络中的其它网络节点在接收到所述数据获取请求时，建立与所述第二网络节点之间的网络连接，并向所述第二网络节点反馈链路信息以及网络资源信息；

每个网络节点还包括：存储模块，配置为所述第二网络节点接收所述链路信息以及网络资源信息并保存，并根据保存的链路信息以及网络资源信息选择所述第一网络节点作为备用控制器；以及，接发模块，还配置为所述第二网络节点将保存的链路信息以及网络资源信息发送给所述第一网络节点，以供所述第一网络节点与其它网络节点建立网络连接。

17、根据权利要求 16所述的系统，其中，接发模块，还配置为所述第二网络节点在更新其保存的链路信息以及网络资源信息后，将更新的链路信息以及网络资源信息发送给所述第一网络节点；

18、根据权利要求 10所述的系统，其中，接发模块，还配置为其它网络节点在接收到所述第一网络节点下发的主控制器更换消息时，向所述第二网络节点发送状态请求消息；当所述其它网络节点在预设的时间间隔内，未在接收到所述第二网络节点基于所述状态请求消息反馈的确认消息时，向所述第一网络节点发送确认信息。