一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)回程網(wǎng)實(shí)現(xiàn)方法與系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)回程網(wǎng)實(shí)現(xiàn)方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)是目前一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，由于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(交換機(jī)、路由器)的固件是由設(shè)備制造商鎖定和管理，所以SDN希望將網(wǎng)絡(luò)管理與物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞蛛x，從而擺脫硬件對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的限制。這樣用戶便可以像升級、安裝軟件一樣對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行修改，滿足企業(yè)對整個(gè)網(wǎng)站架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整、擴(kuò)容或升級。而底層的數(shù)據(jù)層設(shè)備，如交換機(jī)、路由器等硬件則無需替換，節(jié)省大量的成本的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)迭代周期將大大縮短，為核心網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用的創(chuàng)新提供了良好的平臺。
[0003]回程網(wǎng)是在位于廣域網(wǎng)絡(luò)(Internet網(wǎng)絡(luò))和接入網(wǎng)絡(luò)(如無線傳感器網(wǎng)絡(luò))之間的傳輸網(wǎng)絡(luò)，一般覆蓋范圍為幾平方公里到十幾平方公里，屬于中等規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。如面向油田的工業(yè)回程網(wǎng)，一般架設(shè)在油田油井的監(jiān)控采集傳感器網(wǎng)絡(luò)和管理控制中心之間，解決傳感器網(wǎng)絡(luò)接入廣域網(wǎng)“最后幾公里”的傳輸問題。
[0004]Pub/Sub模式即發(fā)布/訂閱模式，在Pub/Sub傳輸模式的網(wǎng)絡(luò)中，發(fā)布者不需要知道什么樣的訂閱者訂閱其信息，只是將信息發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)中，由網(wǎng)絡(luò)根據(jù)訂閱者的訂閱請求，將訂閱者所需信息發(fā)送到訂閱者手中，同樣，訂閱者只接收感興趣的消息，而不需要知道什么樣的發(fā)布者發(fā)布的消息。這種Pub/Sub的網(wǎng)絡(luò)模式具有更強(qiáng)的靈活性和可擴(kuò)展性，已經(jīng)被用于如熱點(diǎn)推送等許多應(yīng)用場景，并取得不錯(cuò)的效果。
[0005]在工業(yè)回程網(wǎng)絡(luò)中，為保證傳輸?shù)陌踩?、Qos等性能，往往需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具備各種各樣的功能，而且如果需要支持Pub/Sub傳輸模式，數(shù)據(jù)傳輸功能要更加多樣(單播，多播，組播，聚合)且變化頻繁。在現(xiàn)有技術(shù)中，這些功能往往是固化在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，通過用戶指令對其進(jìn)行配置。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日新月異，應(yīng)用需求的不斷推陳出新，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能和技術(shù)的更新越來越頻繁。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量較多時(shí)，如果需要網(wǎng)絡(luò)更改或者添加新的功能時(shí)，需要人工通過配置命令，逐個(gè)設(shè)備進(jìn)行配置，操作起來十分困難。并且如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備本身并不支持新的功能時(shí)，還需要更換設(shè)備硬件或者重新燒寫固件，增加維護(hù)成本。而且由于各種設(shè)備的功能千差萬別，不能進(jìn)行批量化處理，這又為網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)增加了難度。因此本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要解決的技術(shù)問題是，如何能夠在無需大量手動(dòng)操作的前提下，靈活方便的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能更新和網(wǎng)絡(luò)配置更改，根據(jù)應(yīng)用需求更有針對性的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)回程網(wǎng)實(shí)現(xiàn)方法與系統(tǒng)，通過策略分配和模塊組合的形式，能夠動(dòng)態(tài)、靈活的對網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備功能進(jìn)行配置和更新，可以增加整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的靈活性，降低網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和更新成本。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)回程網(wǎng)實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟:
[0008]策略分配/更新階段，管理服務(wù)器的策略生成引擎根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息和用戶配置生成數(shù)據(jù)層設(shè)備的訂閱/發(fā)布策略并存儲在總策略庫中，同時(shí)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)層設(shè)備；所述數(shù)據(jù)層設(shè)備接收到服務(wù)器分配的策略后，將所述策略保存/更新到本地子策略庫中；
[0009]模塊加載/更新階段，所述數(shù)據(jù)層設(shè)備根據(jù)所述策略的功能模塊組成檢查所述本地子模塊庫中是否提供所需的模塊，如所需模塊缺失/更新，由第二模塊更新組件從管理服務(wù)器的總模塊庫下載所需模塊，并保存在本地子模塊庫中；
[0010]訂閱/發(fā)布數(shù)據(jù)傳輸階段，由策略執(zhí)行引擎依照所述策略的功能模塊組成從各個(gè)模塊庫中提取所需模塊，執(zhí)行操作。
[0011]所述策略分配/更新階段包括以下步驟:
[0012]策略生成引擎將管理服務(wù)器的決策結(jié)果以數(shù)據(jù)層設(shè)備為單位分解成一段段的子決策并將所述子策略編號，每段子決策對應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)設(shè)備的執(zhí)行過程和功能，將每個(gè)所述子決策轉(zhuǎn)化成策略的標(biāo)準(zhǔn)算術(shù)表達(dá)形式，再將其存儲在管理服務(wù)器的總策略庫中；
[0013]數(shù)據(jù)層設(shè)備接收到管理服務(wù)器分配的策略后，通過策略更新模塊提取子策略編號，查找本地子策略庫是否存在該編號的子策略，如果有則用新的子策略替換，如果沒有則將新的子策略存儲到子策略庫中。
[0014]所述策略是由一系列功能模塊、模塊版本和參數(shù)組成的有序操作鏈；其標(biāo)準(zhǔn)算術(shù)表達(dá)形式為:
[0015]模塊表達(dá)式I*/+模塊表達(dá)式2......
[0016]乘運(yùn)算*表不上一模塊的輸出作為下一模塊的輸入數(shù)據(jù)，為順序連接；
[0017]加運(yùn)算+表示兩模塊為并列關(guān)系，模塊應(yīng)并行執(zhí)行；
[0018]每個(gè)模塊的表達(dá)形式為:模塊編號V模塊版本號(模塊參數(shù))。
[0019]所述模塊加載/更新階段包括以下步驟:
[0020]在接收到管理層分配的子策略后，數(shù)據(jù)層設(shè)備解析所分配策略中所包含的功能模塊ID和版本信息，一一檢查本地子模塊庫中是否包含了所有子策略需要的功能模塊并且查看模塊的版本是否符合策略需求:如果所需模塊都具備，則進(jìn)入到下一階段進(jìn)行訂閱/發(fā)布數(shù)據(jù)的傳輸；如果所需模塊有缺失，或者需要更新，則需要從管理服務(wù)器下載所需模塊；
[0021]需要下載模塊時(shí)，第二模塊更新單元向管理服務(wù)器發(fā)送模塊更新請求，請求中包含設(shè)備ID、所需模塊ID和版本信息；
[0022]服務(wù)器接收到模塊更新請求后，根據(jù)請求中的信息，查找總模塊庫,將符合請求的模塊加入到模塊請求響應(yīng)中，然后發(fā)送給設(shè)備；
[0023]數(shù)據(jù)層設(shè)備接收到模塊更新響應(yīng)后，提取模塊內(nèi)容，并將該模塊連同模塊ID和版本信息存儲到其子模塊庫中，并告知子策略更新模塊，模塊更新完成。
[0024]所述訂閱/發(fā)布數(shù)據(jù)傳輸階段包括以下步驟:
[0025]當(dāng)有訂閱數(shù)據(jù)到來時(shí)，數(shù)據(jù)層設(shè)備提取出訂閱數(shù)據(jù)的Publicat1n ID，根據(jù)Publicat1n ID查找子策略庫與之對應(yīng)的策略，然后將該策略送入策略執(zhí)行單元；
[0026]策略執(zhí)行單元提取策略中各組成模塊的參數(shù)，調(diào)用子模塊庫中的模塊，依據(jù)執(zhí)行策略規(guī)定的操作，完成對發(fā)布數(shù)據(jù)的處理。
[0027]一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)回程網(wǎng)系統(tǒng)，包括:
[0028]管理服務(wù)器，用于管理域內(nèi)的數(shù)據(jù)層設(shè)備的管理和決策，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的具體狀態(tài)和用戶的配置，制定所有數(shù)據(jù)層設(shè)備的功能，以策略的形式發(fā)送給數(shù)據(jù)層設(shè)備，并對數(shù)據(jù)層設(shè)備提供功能模塊的下載支持；
[0029]數(shù)據(jù)層設(shè)備，用于根據(jù)管理服務(wù)器分配的策略進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和轉(zhuǎn)發(fā)，并且用于在缺少策略指定的功能模塊時(shí)從管理服務(wù)器中下載更新。
[0030]所述管理服務(wù)器，包括:
[0031]管理服務(wù)基本功能單元，用于提供網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾恚W(wǎng)絡(luò)設(shè)備注冊，通訊協(xié)議，路由算法，安全算法、Qos保障算法的功能。
[0032]用戶接口單元，用于管理服務(wù)器與用戶的交互，將管理服務(wù)器的信息以可視化形式顯示給本地用戶或接收用戶指令并將指令轉(zhuǎn)化成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠解讀的形式；
[0033]用戶配置單元，用于用戶對網(wǎng)絡(luò)功能、參數(shù)、狀態(tài)進(jìn)行手動(dòng)配置，并將配置結(jié)果保存供其他單元使用；
[0034]網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息庫單元，用于存儲網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息；
[0035]策略生成引擎單元，用于綜合用戶配置單元的具體配置和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息庫單元的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，利用管理服務(wù)器的管理服務(wù)基本功能單元，生成各數(shù)據(jù)層設(shè)備所需的功能方案，并將方案存入總策略庫單元中，同時(shí)將策略發(fā)送給第一策略更新單元；
[0036]總策略庫單元，用于存儲各個(gè)數(shù)據(jù)層設(shè)備對應(yīng)的策略；
[0037]總模塊庫單元，用于存儲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)層設(shè)備所能支持的所有功能模塊；
[0038]第一策略更新單元，用于與數(shù)據(jù)層設(shè)備進(jìn)行策略更新的交互；
[0039]第一模塊更新單元，用于與數(shù)據(jù)層設(shè)備進(jìn)行模塊更新的交互；
[0040]第一數(shù)據(jù)層接口單元，用于與數(shù)據(jù)層設(shè)備的交互。
[0041]所述總模塊庫單元包括:
[0042]轉(zhuǎn)發(fā)/聚合模塊庫，用于存儲發(fā)布/訂閱傳