本申請涉及sdn網(wǎng)絡技術，具體涉及一種用于sdn網(wǎng)絡的帶外控制系統(tǒng)。本申請同時涉及一種用于sdn網(wǎng)絡的控制面通信方法。

背景技術：

軟件定義網(wǎng)絡(softwaredefinednetwork—sdn)，是網(wǎng)絡虛擬化的一種實現(xiàn)方式，是為了解決傳統(tǒng)交換或基于路由網(wǎng)絡部署的瓶頸問題而發(fā)展起來的一種新型網(wǎng)絡架構，其核心技術openflow通過將控制平面功能從傳統(tǒng)交換機中分離出來、移入sdn控制器并集中化管理，使openflow交換機僅保留數(shù)據(jù)平面，從而實現(xiàn)了網(wǎng)絡流量的靈活控制，使網(wǎng)絡作為管道變得更加智能。

sdn控制器與openflow交換機之間的通信，通常不能使用openflow交換機自身的業(yè)務網(wǎng)絡，而需要在openflow業(yè)務網(wǎng)絡之外額外構建獨立的帶外控制通道，也稱為帶外管理網(wǎng)。在城域網(wǎng)或者廣域網(wǎng)中建立獨立的帶外控制通道是相對復雜的，通常采用以下兩種方法：1)利用運營商的電信基礎設施，架設長距離專線電路，并用交換機組成帶外控制通道；2)利用運營商無線網(wǎng)絡和運營商無線出口網(wǎng)關構建帶外控制通道，實現(xiàn)sdn控制器與openflow交換機之間的通信(詳細信息，可以參見201310400270.7號專利申請文獻中描述的技術方案)。

上述兩種方法的確可以為sdn網(wǎng)絡提供獨立的帶外控制通道，但是在具體應用中分別存在以下缺陷：第1)種方法，由于需要架設長距離的專線電路，因此成本比較高；第2)種方法，由于需要使用無線網(wǎng)絡，因此不可避免存在網(wǎng)絡傳輸時延大、在氣象條件惡劣時導致誤碼率增高的問題，特別是在同一基站下的用戶人數(shù)增多時網(wǎng)絡時延更不可控，而且無線網(wǎng)絡由于帶寬資源有限、也同樣存在成本高的缺陷。

由于上述缺陷導致在地理區(qū)域較廣的范圍內為sdn網(wǎng)絡構建帶外控制通道，需要付出較大的代價、卻可能無法取得滿意的效果，為sdn網(wǎng)絡技術的發(fā)展和應用帶來很大的阻力。

技術實現(xiàn)要素：

本申請實施例提供一種用于sdn網(wǎng)絡的帶外控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術存在的構建帶外控制通道成本高、以及帶外控制通道傳輸時延大、誤碼率高等問題。本申請實施例還提供一種用于sdn網(wǎng)絡的控制面通信方法。

本申請?zhí)峁┮环N用于sdn網(wǎng)絡的帶外控制系統(tǒng)，包括：

帶外交換機，與帶外交換機對應設置的openflow交換機和波分網(wǎng)絡中的波分設備，以及sdn控制器；所述帶外交換機通過上聯(lián)端口與相應openflow交換機的管理端口相連接、通過下聯(lián)端口分別與相應波分設備的osc模塊提供的用戶信道端口相連接，所述sdn控制器至少與一個帶外交換機的上聯(lián)端口相連接；

其中，所述sdn控制器，用于和與其相連接的帶外交換機傳遞控制面報文、以實現(xiàn)對所述系統(tǒng)中的openflow交換機的控制；

所述帶外交換機，用于根據(jù)接收到的控制面報文的目的地址查詢路由表，并根據(jù)查詢得到的端口轉發(fā)所述報文；

所述波分設備，用于從osc模塊的用戶信道端口接收帶外交換機轉發(fā)的控制面報文，并將所述osc模塊輸出的包含所述控制面報文信息的監(jiān)控光信號與業(yè)務光信號合波后、耦合至對應于所述用戶信道端口的線路光纖中傳輸；還用于從線路光纖接收光信號后執(zhí)行分波操作，并由osc模塊將從監(jiān)控光信號分離出的控制面報文通過對應于所述線路光纖的用戶信道端口轉發(fā)給相應的帶外交換機。

可選的，所述波分網(wǎng)絡為具有迂回傳輸路徑的波分網(wǎng)絡，包括：環(huán)形網(wǎng)、或者格形網(wǎng)。

可選的，所述帶外交換機還用于，通過運行動態(tài)路由協(xié)議維護所述路由表。

可選的，所述動態(tài)路由協(xié)議包括：ospf協(xié)議、或ibgp協(xié)議。

可選的，所述sdn控制器具體用于通過以下方式和與其相連接的帶外交換機傳遞控制面報文：

接收經由所述帶外交換機轉發(fā)的控制面報文；以及，

向所述帶外交換機發(fā)送指定目標openflow交換機地址的控制面報文。

可選的，所述控制面報文的種類包括：openflow報文、netconf報文、snmp報文、syslog報文、ssh報文、openconfig報文、bgp報文、或者pcep報文。

可選的，所述波分設備包括：光分叉和復用設備，或者光交叉連接設備。

可選的，所述用戶信道端口的類型包括：rj45端口。

可選的，所述目的地址包括：目的ip地址。

相應的，本申請還提供一種用于sdn網(wǎng)絡的控制面通信方法，包括：

sdn控制器與openflow交換機，利用由帶外交換機和波分網(wǎng)絡用戶信道構建的帶外控制通道進行通信。

可選的，所述sdn控制器與openflow交換機，利用由帶外交換機和波分網(wǎng)絡用戶信道構建的帶外控制通道進行通信，包括：

sdn控制器將采用tcp/ip協(xié)議封裝的控制面報文發(fā)送給與其連接的帶外交換機；

接收到所述控制面報文的帶外交換機，根據(jù)所述控制面報文的目的地址查詢路由表，并根據(jù)查詢結果執(zhí)行下述操作：

若所述目的地址對應于所述帶外交換機的上聯(lián)端口，則將所述控制面報文通過所述上聯(lián)端口發(fā)送給openflow交換機，并結束本方法的執(zhí)行；

否則，將所述控制面報文從相應的下聯(lián)端口發(fā)送給波分設備，以利用波分網(wǎng)絡提供的用戶信道將所述控制面報文轉發(fā)給相鄰的帶外交換機，并轉到所述接收到所述控制面報文的帶外交換機，根據(jù)所述控制面報文的目的地址查詢路由表的步驟執(zhí)行。

可選的，所述sdn控制器與openflow交換機，利用由帶外交換機和波分網(wǎng)絡用戶信道構建的帶外控制通道進行通信，包括：

openflow交換機將采用tcp/ip協(xié)議封裝的控制面報文發(fā)送給與其相連接的帶外交換機；

接收到所述控制面報文的帶外交換機，根據(jù)所述控制面報文的目的地址查詢路由表，并根據(jù)查詢結果執(zhí)行下述操作：

若所述目的地址對應于所述帶外交換機的上聯(lián)端口，則將所述控制面報文通過所述上聯(lián)端口發(fā)送給sdn控制器，并結束本方法的執(zhí)行；

否則，將所述控制面報文從相應的下聯(lián)端口發(fā)送給波分設備，以利用波分 網(wǎng)絡提供的用戶信道將所述報文轉發(fā)給相鄰的帶外交換機，并轉到所述接收到所述控制報文的帶外交換機，根據(jù)所述控制面報文的目的地址查詢路由表的步驟執(zhí)行。

可選的，所述控制面報文的種類包括：openflow報文、netconf報文、snmp報文、syslog報文、ssh報文、openconfig報文、bgp報文、或者pcep報文。

可選的，所述帶外控制系統(tǒng)中的波分網(wǎng)絡為具有迂回傳輸路徑的波分網(wǎng)絡，包括：環(huán)形網(wǎng)、或者格形網(wǎng)。

可選的，所述路由表是由帶外交換機通過運行動態(tài)路由協(xié)議維護的。

可選的，所述動態(tài)路由協(xié)議包括：ospf協(xié)議、或ibgp協(xié)議。

與現(xiàn)有技術相比，本申請具有以下優(yōu)點：

本申請?zhí)峁┑挠糜趕dn網(wǎng)絡的帶外控制系統(tǒng)，包括：帶外交換機，與帶外交換機對應設置的openflow交換機和波分網(wǎng)絡中的波分設備，以及sdn控制器；所述帶外交換機通過上聯(lián)端口與相應openflow交換機的管理端口相連接、通過下聯(lián)端口分別與相應波分設備的osc模塊提供的用戶信道端口相連接，所述sdn控制器至少與一個帶外交換機的上聯(lián)端口相連接；其中，所述sdn控制器，用于和與其相連接的帶外交換機傳遞控制面報文，所述帶外交換機，用于根據(jù)接收到的控制面報文的目的地址查詢路由表并轉發(fā)報文；所述波分設備，用于從osc模塊的用戶信道端口接收帶外交換機發(fā)送的控制面報文，并利用用戶信道將控制面報文傳輸給相鄰波分設備；還用于從線路光纖接收光信號后執(zhí)行分波操作，并將分離出的控制面報文通過對應于所述線路光纖的用戶信道端口發(fā)送給相應的帶外交換機。

由此可見，本申請?zhí)峁┑纳鲜黾夹g方案，充分利用了波分網(wǎng)絡的osc光監(jiān)控通道所提供的用戶信道，由所述用戶信道以及帶外交換機共同構建了獨立的帶外控制通道，提供了控制面報文的逐跳轉發(fā)功能，從而實現(xiàn)sdn控制器與openflow交換機之間的通信。采用上述方式構建sdn網(wǎng)絡的帶外控制通道，只需要添加具備基本的數(shù)據(jù)報文轉發(fā)功能的帶外交換機即可，成本很低，而且由于采用光纖作為傳輸介質，有效避免了采用無線網(wǎng)絡存在的誤碼率高、傳輸時延大等缺陷。

附圖說明

圖1是本申請的一種用于sdn網(wǎng)絡的帶外控制系統(tǒng)的實施例的示意圖；

圖2是本申請的一種用于sdn網(wǎng)絡的控制面通信方法的實施例的示意圖；

圖3是本申請實施例提供的sdn控制器向openflow交換機發(fā)送控制面報文的處理流程圖；

圖4是本申請實施例提供的openflow交換機向sdn控制器發(fā)送控制面報文的處理流程圖。

具體實施方式

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本申請。但是，本申請能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本申請內涵的情況下做類似推廣，因此，本申請不受下面公開的具體實施的限制。

在本申請中，提供了一種用于sdn網(wǎng)絡的帶外控制系統(tǒng)，以及一種用于sdn網(wǎng)絡的控制面通信方法。在下面的實施例中逐一進行詳細說明。在描述一種用于sdn網(wǎng)絡的帶外控制系統(tǒng)的實施例之前，先對本申請技術方案進行說明。

本申請技術方案的核心在于，充分利用了已有波分網(wǎng)絡的光監(jiān)控通道(opticalsupervisingchannel，簡稱osc)提供的用戶信道(userchannel)，由所述用戶信道以及帶外交換機共同完成控制面報文的逐跳轉發(fā)功能，實現(xiàn)sdn控制器與openflow交換機之間的通信，即：為sdn網(wǎng)絡提供了由波分網(wǎng)絡的用戶信道以及帶外交換機共同構建的帶外控制通道。

在波分網(wǎng)絡系統(tǒng)中，為了便于對波分網(wǎng)絡系統(tǒng)進行配置管理、故障管理、性能管理、以及安全管理，并與上層管理系統(tǒng)相配合，專門設置了一個用于管理的波長通道，這個波長通道就是通常所述的光監(jiān)控通道，承載光監(jiān)控通道的獨立波長可以為1490、1510或者1625nm。在實際應用中，針對osc光監(jiān)控信道一般選用stm-1速率的光模塊，而波分系統(tǒng)網(wǎng)管需要使用到的帶寬通常只有10m，剩余的帶寬可以用來組織一個由用戶自定義用途的通道，例如：帶寬為100m的fe通道，即為本實施例所述的用戶信道。

對應于上面描述的功能，在波分設備中通常設置有osc模塊(也稱為osc 監(jiān)控通道板卡)，該模塊提供與線路光纖相對應的用戶信道端口，一方面可以將波分設備從線路光纖接收并執(zhí)行分波操作后得到的osc監(jiān)控光信號進行光電轉換，并從中分離出用于波分系統(tǒng)網(wǎng)管的監(jiān)控信息和通過用戶信道傳輸?shù)挠脩糇远x信息，并將用戶自定義信息通過所述用戶信道端口轉發(fā)出去，以供相關設備進行處理；另一方面，對于從用戶信道端口接收到的用戶自定義信息，可以與波分系統(tǒng)網(wǎng)管監(jiān)控信息按照預設方式編碼后，通過光口輸出獨立波長的osc監(jiān)控光信號，由波分設備進行與業(yè)務光信號的合波處理后耦合至線路光纖中發(fā)送出去。osc模塊提供的用戶信道端口在物理上通常體現(xiàn)為rj45端口。

通常osc模塊可以針對一個方向的線路光纖提供一個用戶信道端口，也可以針對兩個方向的線路光纖分別提供相對應的兩個用戶信道端口，在具體波分設備中，可以根據(jù)線路光纖的情況，設置相應數(shù)量及類型的osc模塊。目前主流廠商提供的波分設備都具有osc監(jiān)控通道板卡，通常都能夠提供100m速率的用戶信道及相應的rj45端口。例如：cisco的15454設備的oscm板卡、華為的osn8800設備的st2板卡等。

由此可見，波分網(wǎng)絡系統(tǒng)都具備osc光監(jiān)控通道，其中用戶信道承載的信息可以在每個波分設備通過用戶信道端口實現(xiàn)上下路、并在波分網(wǎng)絡的相鄰設備間透明傳輸，而且在實際波分網(wǎng)絡系統(tǒng)的應用中，用戶信道通常都處于閑置狀態(tài)，基于上述背景，發(fā)明人提出了本技術方案：在既有波分網(wǎng)絡的基礎上增加帶外交換機，利用波分網(wǎng)絡osc通道中的用戶信道以及帶外交換機、組建sdn網(wǎng)絡的帶外控制通道，通過該帶外控制通道實現(xiàn)sdn控制器與openflow交換機之間的通信。

本申請的技術方案，為在地理分布較廣的區(qū)域中構建帶外控制網(wǎng)絡提供了一種新的思路，而且具有突出的有益效果：不需要架設長距離專線，成本低；有效避免了采用無線網(wǎng)絡存在的誤碼率高、傳輸時延大等缺陷；而且?guī)饪刂凭W(wǎng)絡是專有網(wǎng)絡，沒有與其他網(wǎng)絡拉通，不需要部署通信認證機制，可以簡化實施過程，從而對openflow交換機的應用推廣起到很大作用。

上面對本申請的技術方案進行了簡要的說明。其中，波分網(wǎng)絡可以是由wdm(wavelengthdivisionmultiplexing—波分復用)設備組建的波分網(wǎng)絡，也可以是dwdm(densewavelengthdivisionmultiplexing—密集波分復用)設備組建的波分網(wǎng)絡。所述波分網(wǎng)絡中的波分設備可以包括光分插和復用設備(oadm設備)、以及光交叉連接設備(oxc設備)等。由于dwdm網(wǎng)絡是 目前以及今后的發(fā)展方向，因此在下面提供的實施例中采用dwdm網(wǎng)絡為重點進行說明。

下面首先給出本申請的一種用于sdn網(wǎng)絡的帶外控制系統(tǒng)的實施例。

本實施例提供的所述系統(tǒng)，包括：帶外交換機，與帶外交換機對應設置的openflow交換機和波分網(wǎng)絡中的波分設備，以及sdn控制器；所述帶外交換機通過上聯(lián)端口與相應openflow交換機的管理端口相連接、通過下聯(lián)端口分別與相應波分設備的osc模塊提供的用戶信道端口相連接，所述sdn控制器至少與一個帶外交換機的上聯(lián)端口相連接。

其中，所述波分網(wǎng)絡可以采用不同的組網(wǎng)形式，例如：可以是鏈形網(wǎng)絡、環(huán)形網(wǎng)絡、或者格形網(wǎng)絡等。不管采用何種組網(wǎng)形式，由于都具備由osc監(jiān)控通道提供的用戶信道，因此都可以用于實施本申請的技術方案，其中環(huán)形網(wǎng)或者格形網(wǎng)等組網(wǎng)形式，由于具備迂回傳輸路徑，因此可以提供更為可靠的帶外控制通道，是本申請的優(yōu)選實施方式，在本實施例中以環(huán)狀網(wǎng)絡為例對本系統(tǒng)的具體實施方式進行描述。

請參考圖1，其為本實施例提供的一種用于sdn網(wǎng)絡的帶外控制系統(tǒng)的實施例的示意圖，在圖示系統(tǒng)中，包括：帶外交換機1、2、3；openflow交換機1、2、3；dwdm設備1、2、3；以及一個sdn控制器。其中，sdn控制器和每個openflow交換機分別預先配置了在本系統(tǒng)內具有唯一標識作用的地址信息，例如：ip地址。每個dwdm設備設置有一個osc模塊，所述osc模塊提供兩個用戶信道端口，分別與兩個方向的線路光纖相對應。

帶外交換機1通過上聯(lián)端口p1與相應openflow交換機1的管理端口(mgmt端口)相連接；與帶外交換機1對應的dwdm設備1的osc模塊提供兩個用戶信道端口：u1、u2，分別與dwdm設備1的兩個方向的線路光纖相對應；帶外交換機1通過下聯(lián)端口p3與dwdm設備1的u1端口相連接、通過下聯(lián)端口p4與dwdm設備1的u2端口相連接。帶外交換機2及帶外交換機3與相應openflow交換機和相應dwdm設備的連接方式也是類似的，此處不再贅述。在圖1所示系統(tǒng)中，sdn控制器與各openflow交換機之間的虛線，代表通過本系統(tǒng)提供的帶外控制通道可以實現(xiàn)sdn控制器對各openflow交換機的控制。

在圖1所示系統(tǒng)中，sdn控制器與帶外交換機1的上聯(lián)端口p2相連接，在 具體實施時，sdn控制器也可以與帶外交換機2、或者帶外交換機3的某一上聯(lián)端口相連接，也是可以的。

需要說明的是，帶外交換機1的4個端口：兩個上聯(lián)端口p1、p2，兩個下聯(lián)端p3、p4，在設備物理層面上看是對等的，都提供基本的報文發(fā)送接收功能，區(qū)別在于相連接的設備可能不同。為了便于描述，突出連接設備的差異性，在本實施例中將用于與openflow交換機或者sdn控制器相連接的端口稱為上聯(lián)端口，把用于與傳輸面波分設備相連接的端口稱為下聯(lián)端口。對于帶外交換機2和帶外交換機3也采用了同樣的描述方式。

在具體實施時，所述openflow交換機1、帶外交換機1、dwdm設備1、以及sdn控制器可以部署于小范圍區(qū)域內，例如：機房1內，彼此間采用雙絞線相連接，也可以采用其他方式連接，只要能夠實現(xiàn)彼此間的通信就都是可以的；同樣的道理，openflow交換機2、帶外交換機2、以及dwdm設備2可以部署于機房2內，openflow交換機3、帶外交換機3、以及dwdm設備3可以部署于機房3內。

上面對本實施例所涉及的各設備彼此之間的連接方式進行了說明，下面仍參考圖1中給出的系統(tǒng)，對sdn控制器、帶外交換機、以及波分設備的功能進行詳細的說明。

所述sdn控制器，用于和與其相連接的帶外交換機傳遞控制面報文、以實現(xiàn)對所述系統(tǒng)中的openflow交換機的控制。例如，在圖1所示系統(tǒng)中，sdn控制器向帶外交換機1發(fā)送指定目標openflow交換機地址的控制面報文(例如：所述控制面報文的目的ip地址設置為目標openflow交換機的ip地址)，所述控制面報文通過由各帶外交換機以及dwdm波分網(wǎng)絡的用戶信道構建的帶外控制通道，被傳輸給目標openflow交換機；同樣的道理，某一個openflow交換機從其管理端口發(fā)送出的控制面報文，也同樣通過所述帶外控制通道傳遞給與sdn控制器相連接的帶外交換機1，帶外交換機1通過上聯(lián)端口p2將所述控制面報文轉發(fā)給sdn控制器，sdn控制器可以根據(jù)接收到的控制面報文進行相應的處理。由此可見，sdn控制器通過和與其相連接的帶外交換機傳遞控制面報文，可以實現(xiàn)sdn控制器對系統(tǒng)中的openflow交換機的控制。

sdn控制器和與其相連接的帶外交換機之間傳遞的控制面報文通常采用tcp/ip協(xié)議封裝，所述控制面報文的類型包括：openflow報文、netconf報文(網(wǎng) 絡配置協(xié)議報文)、snmp報文(簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議報文)、syslog報文(系統(tǒng)日志協(xié)議報文)、ssh報文(安全外殼協(xié)議報文)、openconfig報文、bgp報文(邊界網(wǎng)關協(xié)議報文)、或者pcep報文(路徑計算單元通信協(xié)議報文)。

所述帶外交換機，用于根據(jù)接收到的控制面報文的目的地址查詢路由表，并根據(jù)查詢得到的端口轉發(fā)所述控制面報文，其中所述目的地址可以是目的ip地址，每個帶外交換機的路由表可以是預先配置好的，其中可以包含目的ip地址與轉發(fā)端口之間的對應關系。在具體實現(xiàn)時，帶外交換機在接收到控制面報文后，可以先通過解封裝操作，提取控制面報文的目的ip地址，然后再查詢其本地的路由表，獲取與所述目的ip地址對應的端口號，并從相應的端口將所述控制面報文轉發(fā)出去。具體包括兩種情況：若所述目的地址對應于所述帶外交換機的上聯(lián)端口，則將所述控制面報文通過所述上聯(lián)端口發(fā)送給與自己相連接的openflow交換機、或者sdn控制器；否則，將所述控制面報文從相應的下聯(lián)端口發(fā)送給波分設備。

所述波分設備，用于從osc模塊的用戶信道端口接收帶外交換機轉發(fā)的控制面報文，并將所述osc模塊輸出的包含所述控制面報文信息的監(jiān)控光信號與業(yè)務光信號合波后、耦合至對應于所述用戶信道端口的線路光纖中傳輸。例如，在圖1所示系統(tǒng)中，dwdm設備1從osc模塊的用戶信道端口u2接收到帶外交換機1轉發(fā)的控制面報文，由osc模塊將所述控制面報文信息與dwdm網(wǎng)絡自身的網(wǎng)管監(jiān)控信息采用預設編碼方式合成為監(jiān)控電信號，并由osc模塊的光口輸出獨立波長的監(jiān)控光信號，隨后經過dwdm設備1的合波器與業(yè)務光信號合波后，耦合至與u2端口相對應的線路光纖中(即：在圖示中位于dwdm設備1右側的線路光纖)傳輸。從而實現(xiàn)了控制面報文從某一dwdm設備上路、并傳遞給相鄰dwdm設備的功能。

所述波分設備，還用于從線路光纖接收光信號后執(zhí)行分波操作，并由osc模塊將從監(jiān)控光信號分離出的控制面報文通過對應于所述線路光纖的用戶信道端口轉發(fā)給相應的帶外交換機。例如，在圖1所示系統(tǒng)中，dwdm設備2從與dwdm1相連接的線路光纖接收光信號后，由分波器分離出osc監(jiān)控光信號，并將該監(jiān)控光信號輸出到osc模塊，osc模塊執(zhí)行光電轉換操作后，按照預設的編碼規(guī)則，從中分離出由用戶信道承載的控制面報文，并通過對應于所述線路光纖的用戶信道端口u3轉發(fā)給相應的帶外交換機2。從而實現(xiàn)了dwdm設備接收相鄰dwdm設備傳遞的控制面報文、并在本地下路的功能。

由此可見，在波分設備具備上述功能的基礎上，可以利用dwdm網(wǎng)絡提供的用戶信道實現(xiàn)控制面報文在各個dwdm設備之間的逐跳轉發(fā)，與帶外交換機的報文轉發(fā)功能相配合，可以進一步實現(xiàn)sdn控制器與openflow交換機之間的通信。

下面，仍沿用圖1示出的系統(tǒng)，給出兩個具體的例子，說明在本系統(tǒng)中如何利用由帶外交換機和dwdm網(wǎng)絡用戶信道構建的帶外控制通道(以下簡稱帶外控制通道)、實現(xiàn)sdn控制器與openflow交換機之間的通信。其中，帶外交換機1、帶外交換機2以及帶外交換機3，各自的路由表如下所示：

帶外交換機1：

sdn控制器的ip地址：端口p2

openflow交換機1的ip地址：端口p1

openflow交換機2的ip地址：端口p4

openflow交換機3的ip地址：端口p3

帶外交換機2：

sdn控制器的ip地址：端口p6

openflow交換機1的ip地址：端口p6

openflow交換機2的ip地址：端口p5

openflow交換機3的ip地址：端口p7

帶外交換機3：

sdn控制器的ip地址：端口p10

openflow交換機1的ip地址：端口p10

openflow交換機2的ip地址：端口p9

openflow交換機3的ip地址：端口p8

例一：sdn控制器向openflow交換機2發(fā)送控制面報文。

在本例中，sdn控制器為了配置openflow交換機2的流表，向帶外交換機1發(fā)送采用tcp/ip協(xié)議封裝的控制面報文，并在所述控制面報文中包含與配置流表相關的信息，所述控制面報文的目的ip地址設置為：openflow交換機2的ip地址。

帶外交換機1通過上聯(lián)端口p2接收到sdn控制器發(fā)送的控制面報文后，首先從所述控制面報文中提取目的ip地址，然后查找本地路由表，找到與目的ip地址對應的端口為下聯(lián)端口p4，則將所述控制面報文通過p4端口發(fā)送給 dwdm設備1。dwdm設備1通過用戶信道端口u2接收到所述控制面報文后，將相應osc模塊輸出的包含所述控制面報文信息的監(jiān)控光信號與業(yè)務光信號合波后、耦合至對應于u2端口的線路光纖中傳輸?shù)较噜彽膁wdm設備2。

dwdm設備2則針對接收到的光信號執(zhí)行分波操作，得到業(yè)務光信號和監(jiān)控光信號，并由相應的osc模塊將從監(jiān)控光信號中分離出的控制面報文通過用戶信道端口u3轉發(fā)給帶外交換機2。帶外交換機2通過下聯(lián)端口p6接收所述控制面報文后，查詢其本地路由表，找到與控制面報文目的ip地址對應的端口為上聯(lián)端口p5，因此通過p5端口將所述控制面報文轉發(fā)給openflow交換機2，從而openflow交換機2從其管理端口接收到了sdn控制器發(fā)送的所述控制面報文，并可以根據(jù)其中包含的流表信息執(zhí)行相應的配置操作。

由此可見，利用所述帶外控制通道、實現(xiàn)了sdn控制器向openflow交換機2發(fā)送控制面報文的功能。在具體實施中，sdn控制器可以利用所述帶外控制通道向本系統(tǒng)內任一openflow交換機發(fā)送控制面報文，所述控制面報文中可以包含待配置的流表信息，也可以包含用于控制管理openflow交換機的其他信息。通信過程與上面例子描述的過程是類似的，此處不再一一列舉。

例二：openflow交換機2向sdn控制器發(fā)送控制面報文。

在本例中，openflow交換機2為了向sdn控制器報告本地檢測到的故障信息(例如：報告本地端口故障)，通過其管理端口向帶外交換機2發(fā)送采用tcp/ip協(xié)議封裝的控制面報文，并在所述控制面報文中包含與檢測到的故障相關的信息，所述控制面報文的目的ip地址設置為：sdn控制器的ip地址。

帶外交換機2通過上聯(lián)端口p5接收到openflow交換機2發(fā)送的控制面報文后，首先從所述控制面報文中提取目的ip地址，然后查找本地路由表，找到與目的ip地址對應的端口為下聯(lián)端口p6，則將所述控制面報文通過p6端口發(fā)送給dwdm設備2。dwdm設備2通過用戶信道端口u3接收到所述控制面報文后，將相應osc模塊輸出的包含所述控制面報文信息的監(jiān)控光信號與業(yè)務光信號合波后、耦合至對應于u3端口的線路光纖中傳輸?shù)较噜彽膁wdm設備1。

dwdm設備1則針對接收到的光信號執(zhí)行分波操作，得到業(yè)務光信號和監(jiān)控光信號，并由相應的osc模塊將從監(jiān)控光信號中分離出的控制面報文通過用戶信道端口u2轉發(fā)給帶外交換機1。帶外交換機1通過下聯(lián)端口p4接收所述控制面報文后，查詢其本地路由表，找到與所述控制面報文目的ip地址對應的 端口為上聯(lián)端口p2，因此通過p2端口將所述控制面報文轉發(fā)給sdn控制器，從而sdn控制器接收到了openflow交換機2發(fā)送的所述控制面報文。

由此可見，利用所述帶外控制通道、實現(xiàn)了openflow交換機2向sdn控制器發(fā)送控制面報文的功能。在具體實施中，本系統(tǒng)內任一openflow交換機都可以利用所述帶外控制通道向sdn控制器發(fā)送控制面報文，所述控制面報文中可以包含故障相關的信息，也可以包含需要向sdn控制器上報或者應答的其他信息。通信過程與上面例子描述的過程是類似的，此處不再一一列舉。

至此，通過兩個具體的例子，對于利用本系統(tǒng)提供的帶外控制通道實現(xiàn)sdn控制器與openflow交換機之間的通信過程，進行了詳細的說明。

此外，如果在具體實施本系統(tǒng)時采用的波分網(wǎng)絡是具有迂回傳輸路徑的波分網(wǎng)絡，例如本實施例所述的環(huán)形網(wǎng)、或者是格形網(wǎng)，那么本系統(tǒng)提供的帶外控制通道，雖然與dwdm網(wǎng)絡中各波分設備使用的線路光纖一樣是分段組成的，但是從整個dwdm網(wǎng)絡的設計看，由于其拓撲架構包含迂回路由，因此所述帶外控制通道的可用性就非常高。

仍沿用上面的例子，sdn控制器與openflow交換機2通過本系統(tǒng)提供的帶外控制通道通信。如果dwdm設備1與dwdm設備2之間的線路光纖發(fā)生故障，例如：光纖斷開。那么通過更新帶外交換機1、帶外交換機2、以及帶外交換機3的路由表，即可保障sdn控制器與openflow交換機2之間的正常通信。在具體實施時，更新各帶外交換機路由表的操作，可以由帶外交換機的管理維護人員實施。

優(yōu)選地，為了提高本系統(tǒng)提供的帶外控制通道的可靠性，本系統(tǒng)中的帶外交換機還用于，通過運行動態(tài)路由協(xié)議維護各自本地的路由表，與運行動態(tài)路由協(xié)議相關的報文也通過所述帶外控制通道傳輸。從而在dwdm網(wǎng)絡發(fā)生線路光纖故障的情況下，無需人工干預即可快速實現(xiàn)帶外控制通道的迂回路由，從而提供具有電信級別可靠性保障的帶外控制通道。

所述動態(tài)路由協(xié)議包括：ospf協(xié)議(openshortestpathfirst—開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議)、或者ibgp協(xié)議(internalbordergatewayprotocol—內部bgp協(xié)議)等。通過啟用動態(tài)路由協(xié)議，各帶外交換機能夠自動地維護路由表、根據(jù)實際線路光纖情況的變化實時地對路由表進行調整。

以ospf為例，其基本原理為：某自治區(qū)域中的每個運行ospf協(xié)議的設備， 通過使用hello報文與其鄰居設備建立鄰接關系，每個設備向其鄰居設備發(fā)送鏈路狀態(tài)通告lsa(也稱為鏈路狀態(tài)報文lsp)，鄰居設備在收到lsp之后要依次向其鄰居設備轉發(fā)這些lsp(該過程稱為泛洪)，從而每個設備在其拓撲數(shù)據(jù)庫中保存所有接收到的lsa的備份，所有設備維護的拓撲數(shù)據(jù)庫通常都是相同的，每個設備根據(jù)拓撲數(shù)據(jù)庫中的信息使用dijkstra算法(spf算法)計算出到其他設備的最短路徑，并將結果輸出到路由表中。

基于上述基本原理，本系統(tǒng)中的每個帶外交換機，可以用lsa描述兩個相鄰帶外交換機之間的線路光纖，如果與兩個相鄰帶外交換機對應的波分設備之間的線路光纖發(fā)生中斷等故障，那么這兩個帶外交換機之間將無法發(fā)送相應的lsa，導致整個系統(tǒng)中的帶外交換機維護的拓撲數(shù)據(jù)發(fā)生變更，每個帶外交換機根據(jù)變更后的拓撲數(shù)據(jù)采用最短路徑算法更新各自維護的路由表，從而本系統(tǒng)中的sdn控制器與openflow交換機依然可以通過帶外控制通道中的迂回路由實現(xiàn)正常的通信功能，從而為sdn網(wǎng)絡的控制平面提供電信級別的可靠性保障。

需要說明的是，上文以ospf為例對動態(tài)路由過程進行了說明，在具體實施時，各帶外交換機也可以運行不同于ospf協(xié)議的其他動態(tài)路由協(xié)議，例如：ibgp協(xié)議、is-is協(xié)議(intermediatesystemtointermediatesystem—中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng))，以及其他此處未列出的動態(tài)路由協(xié)議，雖然各動態(tài)路由協(xié)議的細節(jié)可能存在差別，但是都可以根據(jù)線路光纖情況的變化實時地對路由表進行調整，因此同樣都可以實現(xiàn)本實施例描述的上述優(yōu)選實施方式。

仍沿用圖1示出的系統(tǒng)架構，如果dwdm設備1與dwdm設備2之間的線路光纖斷開，由于各帶外交換機運行動態(tài)路由協(xié)議，因此各帶外交換機的本地路由表會快速地更新，更新后的路由表如下所示：

帶外交換機1：

sdn控制器的ip地址：端口p2

openflow交換機1的ip地址：端口p1

openflow交換機2的ip地址：端口p3

openflow交換機3的ip地址：端口p3

帶外交換機2：

sdn控制器的ip地址：端口p7

openflow交換機1的ip地址：端口p7

openflow交換機2的ip地址：端口p5

openflow交換機3的ip地址：端口p7

帶外交換機3：

sdn控制器的ip地址：端口p10

openflow交換機1的ip地址：端口p10

openflow交換機2的ip地址：端口p9

openflow交換機3的ip地址：端口p8

因此，在dwdm設備1與dwdm設備2之間線路光纖斷開的情況下，sdn控制器向openflow交換機2發(fā)送的控制面報文，將經過以下設備間傳遞過程到達openflow交換機2：sdn控制器—>帶外交換機1—>dwdm設備1—>dwdm設備3—>帶外交換機3—>dwdm設備3—>dwdm設備2—>帶外交換機2—>openflow交換機2。從而利用帶外控制通道中的迂回路由，實現(xiàn)了sdn控制器向openflow交換機2發(fā)送控制面報文的功能。

同樣的道理，openflow交換機2向sdn控制器發(fā)送的控制面報文，將經過以下設備間傳遞過程到達sdn控制器：openflow交換機2—>帶外交換機2—>dwdm設備2—>dwdm設備3—>帶外交換機3—>dwdm設備3—>dwdm設備1—>帶外交換機1—>sdn控制器。從而利用帶外控制通道中的迂回路由，實現(xiàn)了openflow交換機2向sdn控制器發(fā)送控制面報文的功能。

上面給出了在dwdm設備1與dwdm設備2之間的光纖斷開的情況下，sdn控制器與openflow交換機2通過帶外控制通道的迂回路由進行通信的例子。在具體實施時，只要本系統(tǒng)內的波分網(wǎng)絡具有迂回傳輸路徑、且本系統(tǒng)內的帶外交換機啟用了動態(tài)路由協(xié)議，那么當本系統(tǒng)中任意兩個波分設備之間出現(xiàn)光纖斷開等故障時，sdn控制器與本系統(tǒng)內任一openflow交換機之間，都依然可以通過帶外控制通道的迂回路由進行通信，從而為sdn網(wǎng)絡的控制面通信機制提供了電信級別的可靠性保障。

綜上所述，本實施例提供的用于sdn網(wǎng)絡的帶外控制系統(tǒng)，充分利用了波分網(wǎng)絡的osc光監(jiān)控通道所提供的用戶信道，由所述用戶信道以及帶外交換機共同構建了獨立的帶外控制通道，提供了控制面報文的逐跳轉發(fā)功能，從而實現(xiàn)sdn控制器與openflow交換機之間的通信。采用上述方式構建sdn網(wǎng)絡的帶外控制通道，只需要添加具備基本的數(shù)據(jù)報文轉發(fā)功能的帶外交換機即可，成本很低，而且由于采用光纖作為傳輸介質，有效避免了采用無線網(wǎng)絡存在的誤碼率高、傳輸時延大等缺陷。

在上述實施例中提供了一種用于sdn網(wǎng)絡的帶外控制系統(tǒng)，在此基礎上，本申請還提供一種用于sdn網(wǎng)絡的控制面通信方法，所述方法在上述實施例描述的用于sdn網(wǎng)絡的帶外控制系統(tǒng)中實施。

請參考圖2，其為本申請?zhí)峁┑囊环N用于sdn網(wǎng)絡的控制面通信方法的實施例的示意圖，本實施例與之前提供的用于sdn網(wǎng)絡的帶外控制系統(tǒng)的實施例內容相同的部分不再贅述，下面重點描述不同之處。本申請?zhí)峁┑挠糜趕dn網(wǎng)絡的控制面通信方法包括：

步驟201、sdn控制器與openflow交換機，利用由帶外交換機和波分網(wǎng)絡用戶信道構建的帶外控制通道進行通信。

sdn控制器與openflow交換機之間的通信，包括sdn控制器向openflow交換機發(fā)送控制面報文，以及openflow交換機向sdn控制器發(fā)送控制面報文，下面從這兩個方面分別進行說明。為了便于描述，在下文中將由帶外交換機和波分網(wǎng)絡用戶信道構建的帶外控制通道，簡稱帶外控制通道。

(一)sdn控制器向openflow交換機發(fā)送控制面報文。該通信過程包括步驟201-1-1至201-1-4，下面結合圖3進行說明。

步驟201-1-1、sdn控制器將采用tcp/ip協(xié)議封裝的控制面報文發(fā)送給與其連接的帶外交換機。

所述控制面報文的種類包括：openflow報文、netconf報文、snmp報文、syslog報文、ssh報文、openconfig報文、bgp報文、或者pcep報文。所述控制面報文的目的ip地址通常設置為接收所述控制面報文的目標openflow交換機的ip地址。

步驟201-1-2、接收到所述控制面報文的帶外交換機，根據(jù)所述控制面報文的目的地址查詢路由表，并根據(jù)查詢結果執(zhí)行不同操作：若所述目的地址對應于所述帶外交換機的上聯(lián)端口，則執(zhí)行步驟201-1-3，否則執(zhí)行步驟201-1-4。

其中，所述控制面報文的目的地址通常是指目的ip地址。

步驟201-1-3、將所述控制面報文通過所述上聯(lián)端口發(fā)送給openflow交換機，并結束本方法的執(zhí)行。

執(zhí)行到本步驟，說明所述控制面報文是發(fā)送給與當前帶外交換機(接收所述控制報文的帶外交換機)相連接的openflow交換機的，因此所述帶外交換機 通過相應的上聯(lián)端口轉發(fā)所述控制面報文即可。

步驟201-1-4、將所述控制面報文從相應的下聯(lián)端口發(fā)送給波分設備，以利用波分網(wǎng)絡提供的用戶信道將所述控制面報文轉發(fā)給相鄰的帶外交換機，并轉到步驟201-1-2執(zhí)行。

執(zhí)行到本步驟，說明所述控制面報文不是發(fā)送給與當前帶外交換機相連接的openflow交換機的，因此所述帶外交換機可以從查詢得到的下聯(lián)端口將所述控制面報文轉發(fā)給與其對應的波分設備，由所述波分設備利用波分網(wǎng)絡提供的用戶信道(即：osc監(jiān)控通道中的用戶信道)將所述控制面報文轉發(fā)給相鄰的波分設備，并由相鄰的波分設備轉發(fā)給對應的帶外交換機，然后轉到步驟201-1-2執(zhí)行。

通過執(zhí)行上述步驟，實現(xiàn)了對所述控制面報文的逐跳轉發(fā)，并最終將所述控制面報文發(fā)送給目標openflow交換機。

(二)openflow交換機向sdn控制器發(fā)送控制面報文。該通信過程包括步驟201-2-1至201-2-4，下面結合圖4進行說明。

步驟201-2-1、openflow交換機將采用tcp/ip協(xié)議封裝的控制面報文發(fā)送給與其相連接的帶外交換機。

所述控制面報文的種類包括：openflow報文、netconf報文、snmp報文、syslog報文、ssh報文、openconfig報文、bgp報文、或者pcep報文。所述控制面報文的目的ip地址通常設置為sdn控制器的ip地址。

步驟201-2-2、接收到所述控制面報文的帶外交換機，根據(jù)所述控制面報文的目的地址查詢路由表，并根據(jù)查詢結果執(zhí)行不同操作：若所述目的地址對應于所述帶外交換機的上聯(lián)端口，則執(zhí)行步驟201-2-3，否則執(zhí)行步驟201-2-4。

其中，所述控制面報文的目的地址通常是指目的ip地址。

步驟201-2-3、將所述控制面報文通過所述上聯(lián)端口發(fā)送給sdn控制器，并結束本方法的執(zhí)行。

執(zhí)行到本步驟，說明當前帶外交換機(接收所述控制報文的帶外交換機)是與sdn控制器相連接的帶外交換機，因此所述帶外交換機通過相應的上聯(lián)端口轉發(fā)所述控制面報文即可。

步驟201-2-4、將所述控制面報文從相應的下聯(lián)端口發(fā)送給波分設備，以利用波分網(wǎng)絡提供的用戶信道將所述控制面報文轉發(fā)給相鄰的帶外交換機，并轉 到步驟201-2-2執(zhí)行。

執(zhí)行到本步驟，說明當前帶外交換機不是與sdn控制器相連接的帶外交換機，因此所述帶外交換機可以從查詢得到的下聯(lián)端口將所述控制面報文轉發(fā)給與其對應的波分設備，由所述波分設備利用波分網(wǎng)絡提供的用戶信道(即：osc監(jiān)控通道中的用戶信道)將所述控制面報文轉發(fā)給相鄰的波分設備，并由相鄰的波分設備轉發(fā)給對應的帶外交換機，然后轉到步驟201-2-2執(zhí)行。

通過執(zhí)行上述步驟，實現(xiàn)了對所述控制面報文的逐跳轉發(fā)，并最終將所述控制面報文發(fā)送給sdn控制器。

至此，通過步驟201-1-1至步驟201-1-4，以及步驟201-2-1至步驟201-2-4，利用帶外控制通道，實現(xiàn)了sdn控制器與openflow交換機之間的通信，從而實現(xiàn)了sdn網(wǎng)絡的控制面功能。

優(yōu)選地，實施本方法的帶外控制系統(tǒng)中的波分網(wǎng)絡為具有迂回傳輸路徑的波分網(wǎng)絡，例如：環(huán)形網(wǎng)、或者格形網(wǎng)。當波分網(wǎng)絡中出現(xiàn)線路光纖斷開等故障時，通過重新設置各帶外交換機的路由表，依然可以利用帶外控制通道的迂回路由保證控制面的正常通信，從而提高帶外控制通道的可用性。

進一步地，在波分網(wǎng)絡具有迂回傳輸路徑的基礎上，本實施例還提供基于動態(tài)路由協(xié)議維護路由表的優(yōu)選實施方式。即：在上述步驟描述的通信過程中使用的路由表，是由各帶外交換機通過運行動態(tài)路由協(xié)議維護的。所述動態(tài)路由協(xié)議包括：ospf協(xié)議、或者ibgp協(xié)議等。

采用這種優(yōu)選實施方式，由于提供了具有電信級別可靠性保障的帶外控制通道，在dwdm網(wǎng)絡發(fā)生光纖故障的情況下，無需人工干預即可快速實現(xiàn)帶外控制通道的迂回路由，從而保證sdn網(wǎng)絡的控制面通信依然可以正常進行。

綜上所述，本實施例提供的用于sdn網(wǎng)絡的控制面通信方法，利用由帶外交換機和波分網(wǎng)絡用戶信道構建的帶外控制通道，實現(xiàn)sdn控制器與openflow交換機之間的通信。本實施例所采用的帶外控制通道不僅成本低、沒有無線網(wǎng)絡存在的傳輸時延大、誤碼率高等問題，而且可以保證sdn網(wǎng)絡控制面的正常通信功能，有助于推動sdn網(wǎng)絡技術的發(fā)展和應用。

本申請雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本申請，任何本領域技術人員在不脫離本申請的精神和范圍內，都可以做出可能的變動和修改， 因此本申請的保護范圍應當以本申請權利要求所界定的范圍為準。

在一個典型的配置中，計算設備包括一個或多個處理器(cpu)、輸入/輸出接口、網(wǎng)絡接口和內存。

內存可能包括計算機可讀介質中的非永久性存儲器，隨機存取存儲器(ram)和/或非易失性內存等形式，如只讀存儲器(rom)或閃存(flashram)。內存是計算機可讀介質的示例。

1、計算機可讀介質包括永久性和非永久性、可移動和非可移動媒體可以由任何方法或技術來實現(xiàn)信息存儲。信息可以是計算機可讀指令、數(shù)據(jù)結構、程序的模塊或其他數(shù)據(jù)。計算機的存儲介質的例子包括，但不限于相變內存(pram)、靜態(tài)隨機存取存儲器(sram)、動態(tài)隨機存取存儲器(dram)、其他類型的隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、電可擦除可編程只讀存儲器(eeprom)、快閃記憶體或其他內存技術、只讀光盤只讀存儲器(cd-rom)、數(shù)字多功能光盤(dvd)或其他光學存儲、磁盒式磁帶，磁帶磁磁盤存儲或其他磁性存儲設備或任何其他非傳輸介質，可用于存儲可以被計算設備訪問的信息。按照本文中的界定，計算機可讀介質不包括非暫存電腦可讀媒體(transitorymedia)，如調制的數(shù)據(jù)信號和載波。

2、本領域技術人員應明白，本申請的實施例可提供為方法、系統(tǒng)或計算機程序產品。因此，本申請可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本申請可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限于磁盤存儲器、cd-rom、光學存儲器等)上實施的計算機程序產品的形式。