Sdn架構中基于價格的差異化vtn實現(xiàn)方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及通信技術領域，尤其涉及一種SDN架構中基于價格的差異化VTN實現(xiàn)方法。
【背景技術】
[0002]隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，無論是在基礎網(wǎng)絡還是IT支撐架構上，傳統(tǒng)的電信網(wǎng)都開始面臨著越來越多的挑戰(zhàn)和壓力。當前階段必須面對三大挑戰(zhàn):首先是流量模型快速增長導致局部鏈路擁塞，其次是靜態(tài)網(wǎng)絡對復雜流量的變化手段和效果有限，最后是網(wǎng)絡保障能力難以滿足各類業(yè)務差異化。
[0003]正是要解決這些問題，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)界提出了軟件定義網(wǎng)絡(Software DefinedNetworking，簡稱SDN)的概念，旨在通過對網(wǎng)絡的抽象推動網(wǎng)絡業(yè)務的創(chuàng)新，并從用戶的角度調(diào)度網(wǎng)絡資源改進網(wǎng)絡，通過北向接口，軟件定義網(wǎng)絡的開發(fā)者可以運用軟件編程的方式實現(xiàn)對不同網(wǎng)絡資源和能力的調(diào)用。軟件定義網(wǎng)絡是一種新型的網(wǎng)絡架構及技術，起源于2006年斯坦福大學的Clean Slate研究課題，由McKeown教授于2009年正式提出SDN的概念。其主要特征在于控制平面和轉發(fā)平面分離，開放接口和集中控制。將轉發(fā)平面和控制平面分離能夠把網(wǎng)絡看成一個邏輯或虛擬的實體，將轉發(fā)行為抽象，通過集中控制器中的軟件平臺實現(xiàn)可編程化控制底層硬件，實現(xiàn)對網(wǎng)絡資源靈活的按需調(diào)配;提供標準化的開放接口，能夠?qū)崿F(xiàn)應用和網(wǎng)絡的無縫集成;集中控制則可以獲取網(wǎng)絡資源(eg.流、功能、鏈路、VTN)的全局信息并根據(jù)業(yè)務需求對資源進行全局調(diào)度和優(yōu)化。在SDN網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡設備只單純地負責數(shù)據(jù)的轉發(fā)，可以采用通用的硬件;而在傳統(tǒng)網(wǎng)絡中負責控制的操作系統(tǒng)則成為SDN網(wǎng)絡中獨立的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，負責不同業(yè)務特性的適配，并且網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和業(yè)務特性以及硬件設備之間可以采用編程方式實現(xiàn)通信。
[0004]當前主流的SDN主體框架有從用戶角度提出的0NF(0pen NetworkingFoundat1n，開放網(wǎng)絡基金會)SDN架構，從網(wǎng)絡運營商角度提出的ETSI (EuropeanTelecommunicat1ns Standards Institute，歐洲電信標注化協(xié)會)NFVCNetworkFunct1ns Virtualizat1n，網(wǎng)絡功能虛擬化)架構和為具體實現(xiàn)SDN架構由業(yè)界巨頭Cisco、IBM、Microsoft等聯(lián)合提出的OpenDayIigh開源SDN項目。電信業(yè)界在互聯(lián)網(wǎng)業(yè)界提出的SDN理念基礎之上，發(fā)展出了NFV，將SDN的理念引入到電信行業(yè)中來。SDN和NFV的主要目的都是希望網(wǎng)絡能夠開放、智能化、軟件化。從運營商的角度上來看，SDN/NFV目前已經(jīng)形成了幾個典型的應用場景。一個是對骨干網(wǎng)邊緣流量基于SDN進行調(diào)優(yōu)，原來的鏈路都是固定的，運營商主要是通過這些不同鏈路來做均衡，這導致網(wǎng)絡對擁塞的感知能力較差，無法確保實時的負載均衡效果。SDN引入之后帶來明顯好處，通過SDN控制器的精細化調(diào)整，實時疏導流量。
[0005]虛擬租戶網(wǎng)絡(OpenDaylightVirtual Tenant Network，簡稱VTN)是一種基于SDN控制器提供多租戶虛擬網(wǎng)絡的應用。VTN的誕生旨在解決繁瑣的安裝系統(tǒng)工作以及龐大的網(wǎng)絡系統(tǒng)和操作費用的支出問題。VTN的特別之處在于邏輯抽象平臺。使邏輯平臺從物理平臺中完全分離出來，用戶可以在不必知道物理網(wǎng)絡拓撲或帶寬限制情況下自定義、部署網(wǎng)絡。其次，VTN允許用戶定義類似于傳統(tǒng)L2/L3網(wǎng)絡的網(wǎng)絡。并且一旦L2/L3網(wǎng)絡在VTN中設計成功，該網(wǎng)絡會自動被映射到下層物理網(wǎng)絡，然后利用SDN控制協(xié)議對各個交換機進行配置。VTN中的邏輯平臺不僅能夠隱藏下層網(wǎng)絡的復雜性，而且能夠更好地管理網(wǎng)絡資源，減少了網(wǎng)絡服務的重配置時間并降低了網(wǎng)絡配置錯誤率。
[0006]用戶定義一個VTN，用戶映射VTN到物理網(wǎng)絡，此物理網(wǎng)絡能根據(jù)VTN定義來啟用網(wǎng)絡通信。且隨著VTN的定義，L2/3層傳輸功能和基于流的流量控制功能(過濾和重定向)將被實現(xiàn)。
[0007]隨著網(wǎng)絡的抽象化，VTN能夠通過多個SDN控制器配置虛擬網(wǎng)絡，提供很高的彈性網(wǎng)絡系統(tǒng)。VTN能在每個SDN控制器中被創(chuàng)建。如果用戶想在一個策略里管理多個VTNs，這些VTNs能被集成到一個單一的VTN中。作為一個案列，此功能將被部署到多數(shù)據(jù)中心環(huán)境，SP使這些數(shù)據(jù)中心在地理上是分開的，并被不同的控制器控制，單一策略虛擬網(wǎng)絡仍可以通過VTN實現(xiàn)。
[0008]VTN項目中主要分為兩個組件:VTN Manager和VTN Coordinator。其中VTNManager是OpenDaylight控制器的一個插件，提供了一個REST的接口，以便創(chuàng)建、更新或刪除VTN組件;VTN Coordinator則是一個提供REST接口使用戶使用VTN虛擬化的外部應用，它和VTN Manager插件協(xié)同工作完成用戶配置的實施，也具有多控制器編制的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種SDN架構中基于價格的差異化VTN實現(xiàn)方法，該方法包括如下步驟:
1)將網(wǎng)絡通信方式所使用的物理手段抽象化為具有不同特性的VTN;
2)根據(jù)VTN的物理特性與運作機制，構建量化模型，量化它的服務質(zhì)量與使用成本；
3)將量化后的VTN映射為差異化的服務，并封裝為API，供上層SDN網(wǎng)絡業(yè)務調(diào)用；
4)VTN控制器協(xié)商VTN內(nèi)物理設備集合的通信協(xié)議，并根據(jù)上層SDN調(diào)用接口加載業(yè)務的實時狀態(tài)，協(xié)調(diào)管理VTN內(nèi)物理設備集合的協(xié)議模式與運行狀況。
[0010]進一步地，所述的網(wǎng)絡通信方式是包括通信網(wǎng)絡中所有能夠交互信息與數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡資源的集合。
[0011]進一步地，所述的物理手段是能夠?qū)崿F(xiàn)信息與數(shù)據(jù)交互的所有網(wǎng)絡資源中的硬件系統(tǒng)和模塊的集合，此集合包括電子學范疇內(nèi)的FM模塊、AM模塊、藍牙模塊、WIFI模塊，物流范疇內(nèi)的快遞手段。
[0012]進一步地，所述的量化模型是根據(jù)VTN的特性，對抽象屬性使用計量尺度進行定義，得到的可描述可調(diào)用的VTN模型。
[0013]進一步地，所述的VTN的特性是將不同網(wǎng)絡通信手段的服務質(zhì)量與代價抽象化的集合，包括信息在網(wǎng)絡中傳輸?shù)臅r延/吞吐量/可靠性/使用成本/通信范圍/設備功耗/并發(fā)數(shù)量/數(shù)據(jù)流方向。
[0014]進一步地，所述的API是提供SDN控制器進行分配調(diào)度的業(yè)務調(diào)用接口，把SDN的業(yè)務需求轉換為對VTN的配置。
[0015]本發(fā)明采用VTN構造方法讓用戶無需關心底層的物理手段就可以根據(jù)業(yè)務對VTN進行選擇與組合。本發(fā)明可以由下自上對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)通信手段進行整合，抽象出用戶可見的VTN接口，用戶可以通過SDN網(wǎng)絡提供的服務API，以價格為依托選擇協(xié)調(diào)最經(jīng)濟合理的VTN組合方式來滿足用戶數(shù)據(jù)通信的需求。利用該發(fā)明可以解決以下問題:
I)在傳統(tǒng)網(wǎng)絡中，由于業(yè)務與網(wǎng)絡通信資源是緊耦合的關系，人們對業(yè)務特征參數(shù)的分析方法大都采用“一步到位”的映射方式，即直接將業(yè)務需求映射為網(wǎng)絡設備上的相關參數(shù)，如鏈路的MTU、數(shù)據(jù)流一致性算法(Traffic Conformance Algorithm)等。這種方式加劇了業(yè)務與網(wǎng)絡資源間的耦合:一方面這種方式提供的業(yè)務參數(shù)充滿了用戶不熟悉的網(wǎng)絡專業(yè)術語，不利于業(yè)務的開放和開發(fā);另一方面，用戶無法根據(jù)實際需求對網(wǎng)絡資源進行合理的組合與切分，不能有效經(jīng)濟地協(xié)調(diào)網(wǎng)絡通信資源。
[0016]2)業(yè)務與具體的物理手段相耦合，不利于業(yè)務和網(wǎng)絡通信手段的各自演進，比如，當網(wǎng)絡更新?lián)Q代時，這種耦合的存在可能導致因新生通信方式的內(nèi)部實現(xiàn)技術不同而影響業(yè)務正常運行的情況。
[0017]本發(fā)明提供的一種SDN架構中基于價格的差異化VTN實現(xiàn)方法，已經(jīng)被實際系統(tǒng)使用證明是切實可行的，滿足了面向“互聯(lián)網(wǎng)+”的新一代網(wǎng)絡對網(wǎng)絡業(yè)務差異化服務的需求。
【附圖說明】
[0018]圖1為基于價格的差異化VTN的分層模型；
圖2為基于價格的差異化VTN的架構框圖；
圖3為SDN架構中基于價格的差異化VTN實現(xiàn)方法流程的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明提供的一種SDN架構中基于價格的差異化VTN實現(xiàn)方法，包括如下步驟:
I)將網(wǎng)絡通信方式所使用的物理手段抽象化為具有不同特性的VTN;
所述的網(wǎng)絡通信方式是包括通信網(wǎng)絡中所有能夠交互信息與數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡資源的集合。所述的物理手段是能夠?qū)崿F(xiàn)信息與數(shù)據(jù)交互的所有網(wǎng)絡資源中的硬件系統(tǒng)和模塊的集合，此集合包括電子學范疇內(nèi)的FM模塊、AM模塊、藍牙模塊、WIFI模塊，物流范疇內(nèi)的快遞手段。所述的VTN的特性是將不同網(wǎng)絡通信手段的服務質(zhì)量與代價抽象化的集合，包括信息在網(wǎng)絡中傳輸?shù)臅r延/吞吐量/可靠性/使用成本/通信范圍/設備功耗/并發(fā)數(shù)量/數(shù)據(jù)流方向。
[0020]2)根據(jù)VTN的物理特性與運作機制，構建量化模型，量化它的服務質(zhì)量與使用成本;所述的量化模型是根據(jù)VTN的特性，對抽象屬性使用計量尺度進行定義，得到的可描述可調(diào)用的VTN模型。
[0021]3)將量化后的VTN映射為差異化的服務，并封裝為API，供上層SDN網(wǎng)絡