一種無損電力軟件定義網(wǎng)絡(luò)流表一致更新方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無損電力軟件定義網(wǎng)絡(luò)流表一致更新方法，其包括：在轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備空閑時(shí)，按照設(shè)定的頻率向集中控制器申請(qǐng)系統(tǒng)時(shí)間；集中控制器向轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備發(fā)送系統(tǒng)時(shí)間，且轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備更新系統(tǒng)時(shí)間；詢問轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備流表更新時(shí)間；轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備向集中控制器報(bào)送流表更新時(shí)間；集中控制器發(fā)送網(wǎng)絡(luò)整體流表更新閾值；轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備更新流表，并在集中控制器設(shè)定的閾值時(shí)間內(nèi)啟用新的流表。本發(fā)明提供的方法使集中控制器與轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備信息交互，統(tǒng)一各個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備的流表更新閾值，保障各個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備流表更新的一致性，大幅度降低電力軟件定義網(wǎng)絡(luò)在流表更新時(shí)出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)丟包率。
【專利說明】一種無損電力軟件定義網(wǎng)絡(luò)流表一致更新方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力通信【技術(shù)領(lǐng)域】的更新方法，具體講涉及一種無損電力軟件定義網(wǎng)絡(luò)流表一致更新方法。

【背景技術(shù)】
[0002]由Emulex提出的一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)的軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software DefinedNetwork, SDN)，其核心技術(shù)OpenFlow是將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面與數(shù)據(jù)面分離開而實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制，為核心網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用的創(chuàng)新提供了良好的平臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)可編程化控制。
[0003]從路由器的設(shè)計(jì)上看，它由軟件控制和硬件數(shù)據(jù)通道組成。軟件控制包括管理(CLI, SNMP)以及路由協(xié)議(OSPF，ISIS，BGP)等。數(shù)據(jù)通道包括針對(duì)每個(gè)包的查詢、交換和緩存。大量的現(xiàn)有技術(shù)報(bào)道了這方面的信息，概括起來提出了三個(gè)開放性的議題，即“提速2倍”、確定性的而不是概率性的交換機(jī)設(shè)計(jì)以及讓路由器簡(jiǎn)單化。
[0004]事實(shí)上在路由器設(shè)計(jì)方面，因?yàn)樵擉w系結(jié)構(gòu)中加入了許多的復(fù)雜功能，比如0SPF、BGP、組播、區(qū)分服務(wù)、流量工程、NAT、防火墻、MPLS、冗余層等等。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在20世紀(jì)60年代定義的“啞的，最小的”已有數(shù)據(jù)通路已經(jīng)臃腫不堪，所以需要提供一種改進(jìn)的設(shè)計(jì)方案。
[0005]由于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(交換機(jī)、路由器)部件是由設(shè)備制造商鎖定和控制，所以SDN希望將網(wǎng)絡(luò)控制與物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞蛛x，從而擺脫硬件對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的限制。這樣企業(yè)便可以像升級(jí)、安裝軟件一樣對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行修改，滿足企業(yè)對(duì)整個(gè)網(wǎng)站架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整、擴(kuò)容或升級(jí)。而底層的交換機(jī)、路由器等硬件則無需替換，從而在節(jié)省大量的成本的同時(shí)，又可大大縮短網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)迭代周期。
[0006]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的持續(xù)革新已經(jīng)創(chuàng)造了新的抽象層，從最初的操作系統(tǒng)到如今的虛擬化。每次都抽象底層的硬件，同時(shí)在上層創(chuàng)造一個(gè)新的用于競(jìng)爭(zhēng)和革新的平臺(tái)。然而在網(wǎng)絡(luò)方面，軟硬件的功能劃分就不那么清晰，正確的可編程平臺(tái)變得難以捉摸，以至于我們開發(fā)了動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)處理器和軟件路由。一個(gè)逐步展現(xiàn)的趨勢(shì)表明，越來越多的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施將用數(shù)據(jù)通道之外的軟件來定義。
[0007]對(duì)比計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，PC工業(yè)已經(jīng)找到一個(gè)簡(jiǎn)單可用的硬件底層(x86指令集)。在軟件定義方面，頂層應(yīng)用程序以及底層操作系統(tǒng)和虛擬化都在爆炸式地發(fā)展。開源方面，有10萬個(gè)開發(fā)者參與了標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，加速了創(chuàng)新。可見，硬件底層+軟件定義的網(wǎng)絡(luò)+開源文化就能推動(dòng)創(chuàng)新，網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新亦需如此，這個(gè)底層需要人們?nèi)?shí)現(xiàn)。
[0008]未來的電力通信網(wǎng)將以統(tǒng)一、開放的業(yè)務(wù)平臺(tái)為核心，能從根本上改變傳統(tǒng)電力通信業(yè)務(wù)的提供方式，從運(yùn)行轉(zhuǎn)向運(yùn)營，網(wǎng)絡(luò)特征突出體現(xiàn):高度智能可控，支持靈活擴(kuò)展和持續(xù)演進(jìn)，具備平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)開放，支持有效運(yùn)營和及時(shí)的維護(hù)，支持云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新興業(yè)務(wù)等應(yīng)用。
[0009]軟件定義網(wǎng)絡(luò)作為一種全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以將網(wǎng)絡(luò)的控制平面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面分離，并通過開放API及軟件定義實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)集中的管理能力，極大地改善網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展能力和靈活性。軟件定義網(wǎng)絡(luò)所倡導(dǎo)的開放化、軟件化和虛擬化，已經(jīng)成為未來網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)發(fā)展的重要趨勢(shì)和特征，已經(jīng)成為未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)參考模式之一。
[0010]在軟件定義網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，多個(gè)白盒交換設(shè)備中的流表協(xié)同工作才能建成一條端到端的流鏈路，因此在軟件定義網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)迀移或者流鏈路重構(gòu)的過程中必須保持整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中所有白盒交換設(shè)備流表更新的一致性。此外流表的同步速度直接影響到軟件定義網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)可編程在時(shí)間維度上的顆粒度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011 ] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種快速無損電力軟件定義網(wǎng)絡(luò)流表一致更新方法，該方法基于電力軟件定義網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備流表更新方法，主要實(shí)現(xiàn)一定網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的所有轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備快速無損的進(jìn)行流表更新。
[0012]本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0013]本發(fā)明提供一種無損電力軟件定義網(wǎng)絡(luò)流表一致更新方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括下述步驟:
[0014]a、在轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備空閑時(shí)，按照設(shè)定的頻率向集中控制器申請(qǐng)系統(tǒng)時(shí)間；
[0015]b、集中控制器向轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備發(fā)送系統(tǒng)時(shí)間，且轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備更新系統(tǒng)時(shí)間；
[0016]C、詢問轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備流表更新系統(tǒng)時(shí)間；
[0017]d、轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備向集中控制器報(bào)送流表更新系統(tǒng)時(shí)間；
[0018]e、集中控制器發(fā)送網(wǎng)絡(luò)整體流表更新閾值；
[0019]f、轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備更新流表，并在集中控制器設(shè)定的閾值時(shí)間內(nèi)啟用新的流表。
[0020]進(jìn)一步地，所述步驟a中的向集中控制器申請(qǐng)系統(tǒng)時(shí)間的報(bào)文格式為:轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備編號(hào)I報(bào)文類型編號(hào)I申請(qǐng)頻率；轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備空閑時(shí)指的是處理器單元負(fù)荷小于設(shè)定閾值；所述設(shè)定的頻率不低于每秒20次。
[0021]進(jìn)一步地，所述步驟b中，集中控制器在轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備空閑時(shí)，如果收到的轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備申請(qǐng)系統(tǒng)時(shí)間報(bào)文的頻率符合設(shè)定值(不低于每秒20次)，向轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備發(fā)送系統(tǒng)時(shí)間，轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備根據(jù)收到的系統(tǒng)時(shí)間報(bào)文修改自己的系統(tǒng)時(shí)間；
[0022]集中控制器向轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備發(fā)送系統(tǒng)時(shí)間的報(bào)文格式為:轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備編號(hào)I報(bào)文類型編號(hào)I系統(tǒng)時(shí)間，其中系統(tǒng)時(shí)間用字符串形式表達(dá)。
[0023]進(jìn)一步地，所述步驟c中，集中控制器將需要更新的流表按照轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備對(duì)象分組，詢問轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備流表更新時(shí)間；
[0024]集中控制器向轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備詢問更新時(shí)間的報(bào)文格式為:轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備編號(hào)I報(bào)文類型編號(hào)I流表更新條目數(shù)I流表更新條目Il...1流表更新條目η。
[0025]進(jìn)一步地，所述步驟d中，轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備向集中控制器報(bào)送流表更新系統(tǒng)時(shí)間的報(bào)文格式為:轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備編號(hào)I報(bào)文類型編號(hào)I系統(tǒng)時(shí)間，其中系統(tǒng)時(shí)間用字符串形式表達(dá)。
[0026]進(jìn)一步地，所述步驟e中，集中控制器根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備報(bào)送的流表更新時(shí)間計(jì)算網(wǎng)絡(luò)整體流表更新閾值，并發(fā)送至轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備；
[0027]集中控制器向轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備發(fā)送整體流表更新時(shí)間閾值報(bào)文格式為:轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備編號(hào)I報(bào)文類型編號(hào)I整體流表更新時(shí)間閾值，其中整體流表更新時(shí)間閾值用字符串形式表達(dá)。
[0028]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有的優(yōu)異效果是:
[0029]1、本發(fā)明在電力軟件定義網(wǎng)絡(luò)引入了集中控制器和各轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備之間的系統(tǒng)時(shí)間同步機(jī)制(即系統(tǒng)時(shí)間)；
[0030]2、各轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備在同一閾值時(shí)間啟用新的流表，保證了流表更新的一致性，大幅度降低電力軟件定義網(wǎng)絡(luò)在流表更新時(shí)出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)丟包率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明提供的快速無損電力軟件定義網(wǎng)絡(luò)流表一致更新方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0033]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種快速無損電力軟件定義網(wǎng)絡(luò)流表一致更新方法，可以極大改善電力軟件定義網(wǎng)絡(luò)在流表更新時(shí)出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)丟包問題，該方法的流程圖如圖1所示，包括下述步驟:
[0034]a、轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備在空閑時(shí)(處理器單元負(fù)荷小于設(shè)定閾值)，按照設(shè)定的頻率(不低于每秒20次)向集中控制器申請(qǐng)系統(tǒng)時(shí)間；
[0035]向集中控制器申請(qǐng)系統(tǒng)時(shí)間的報(bào)文格式為:轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備編號(hào)I報(bào)文類型編號(hào)申請(qǐng)頻率。
[0036]b、集中控制器在設(shè)備在空閑時(shí)(處理器單元負(fù)荷小于設(shè)定閾值)，如果收到的轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備申請(qǐng)系統(tǒng)時(shí)間報(bào)文的頻率符合設(shè)定值(不低于每秒20次)，向轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備發(fā)送系統(tǒng)時(shí)間，轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備根據(jù)收到集中控制器的系統(tǒng)時(shí)間報(bào)文修改自己的系統(tǒng)時(shí)間；
[0037]集中控制器向轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備發(fā)送系統(tǒng)時(shí)間的報(bào)文格式為:轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備編號(hào)I報(bào)文類型編號(hào)I系統(tǒng)時(shí)間，其中系統(tǒng)時(shí)間用字符串形式表達(dá)。
[0038]C、集中控制器將需要更新的流表按照轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備對(duì)象分組，詢問各轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備流表更新系統(tǒng)時(shí)間；
[0039]集中控制器向各轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備詢問更新時(shí)間的報(bào)文格式為:轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備編號(hào)報(bào)文類型編號(hào)I流表更新條目數(shù)I流表更新條目Il...1流表更新條目η。
[0040]d、轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備向集中控制器報(bào)送流表更新系統(tǒng)時(shí)間；
[0041]轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備向集中控制器報(bào)送流表更新時(shí)間的報(bào)文格式為:轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備編號(hào)報(bào)文類型編號(hào)I系統(tǒng)時(shí)間，其中系統(tǒng)時(shí)間用字符串形式表達(dá)。
[0042]e、集中控制器根據(jù)各轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備報(bào)送的流表更新時(shí)間計(jì)算網(wǎng)絡(luò)整體流表更新閾值，并發(fā)送至各轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備；
[0043]集中控制器向各轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備發(fā)送整體流表更新時(shí)間閾值報(bào)文格式為:轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備編號(hào)I報(bào)文類型編號(hào)I整體流表更新時(shí)間閾值，其中整體流表更新時(shí)間閾值用字符串形式表達(dá)。
[0044]f、各轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備更新流表，并在集中控制器設(shè)定的閾值時(shí)間啟用新的流表。
[0045]本發(fā)明提供的一種快速無損電力軟件定義網(wǎng)絡(luò)流表一致更新方法，集中控制器與轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備經(jīng)過信息交互，統(tǒng)一各個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備的流表更新閾值，保障各個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備流表更新的一致性，大幅度降低電力軟件定義網(wǎng)絡(luò)在流表更新時(shí)出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)丟包率。
[0046]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種無損電力軟件定義網(wǎng)絡(luò)流表一致更新方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟: a、在轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備空閑時(shí)，按照設(shè)定的頻率向集中控制器申請(qǐng)系統(tǒng)時(shí)間； b、集中控制器向轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備發(fā)送系統(tǒng)時(shí)間，且轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備更新系統(tǒng)時(shí)間； c、詢問轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備流表更新系統(tǒng)時(shí)間； d、轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備向集中控制器報(bào)送流表更新系統(tǒng)時(shí)間； e、集中控制器發(fā)送網(wǎng)絡(luò)整體流表更新閾值； f、轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備更新流表，并在集中控制器設(shè)定的閾值時(shí)間內(nèi)啟用新的流表。
2.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)流表一致更新方法，其特征在于，所述步驟a中的向集中控制器申請(qǐng)系統(tǒng)時(shí)間的報(bào)文格式為:轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備編號(hào)|報(bào)文類型編號(hào)|申請(qǐng)頻率；轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備空閑時(shí)指的是處理器單元負(fù)荷小于設(shè)定閾值；所述設(shè)定的頻率不低于每秒20次。
3.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)流表一致更新方法，其特征在于，所述步驟b中，集中控制器在轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備空閑時(shí)，如果收到的轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備申請(qǐng)系統(tǒng)時(shí)間報(bào)文的頻率符合設(shè)定值，向轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備發(fā)送系統(tǒng)時(shí)間，轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備根據(jù)收到的系統(tǒng)時(shí)間報(bào)文修改自己的系統(tǒng)時(shí)間； 集中控制器向轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備發(fā)送系統(tǒng)時(shí)間的報(bào)文格式為:轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備編號(hào)I報(bào)文類型編號(hào)I系統(tǒng)時(shí)間，其中系統(tǒng)時(shí)間用字符串形式表達(dá)。
4.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)流表一致更新方法，其特征在于，所述步驟C中，集中控制器將需要更新的流表按照轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備對(duì)象分組，詢問轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備流表更新時(shí)間； 集中控制器向轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備詢問更新時(shí)間的報(bào)文格式為:轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備編號(hào)I報(bào)文類型編號(hào)I流表更新條目數(shù)I流表更新條目I1...1流表更新條目η。
5.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)流表一致更新方法，其特征在于，所述步驟d中，轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備向集中控制器報(bào)送流表更新系統(tǒng)時(shí)間的報(bào)文格式為:轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備編號(hào)I報(bào)文類型編號(hào)I系統(tǒng)時(shí)間，其中系統(tǒng)時(shí)間用字符串形式表達(dá)。
6.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)流表一致更新方法，其特征在于，所述步驟e中，集中控制器根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備報(bào)送的流表更新時(shí)間計(jì)算網(wǎng)絡(luò)整體流表更新閾值，并發(fā)送至轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備； 集中控制器向轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備發(fā)送整體流表更新時(shí)間閾值報(bào)文格式為:轉(zhuǎn)發(fā)交換設(shè)備編號(hào)I報(bào)文類型編號(hào)I整體流表更新時(shí)間閾值，其中整體流表更新時(shí)間閾值用字符串形式表達(dá)。
【文檔編號(hào)】H04L12/741GK104468360SQ201410771969
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】于鵬飛, 張小建, 陳偉, 喻強(qiáng), 任杰, 鄧輝, 吳鵬, 王瑋, 沈文, 陶靜, 劉川, 陳磊, 吳軍民, 張剛, 黃輝, 黃在朝, 于海, 虞躍, 姚啟桂, 李春龍, 王向群, 黃治, 張?jiān)鋈A, 孫曉艷, 夏仕俊, 林亦雷 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)上海市電力公司