一種基于sdn的避免沖突的快速數(shù)據(jù)傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于SDN的避免沖突的快速數(shù)據(jù)傳輸方法。
【背景技術(shù)】
[0002]SDN(Software Defined Networks，軟件定義網(wǎng)絡(luò))是一種新型的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，通過(guò)將控制平面和數(shù)據(jù)平面分離，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制。SDN網(wǎng)絡(luò)由控制器和交換設(shè)備組成，其中，控制器收集網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔ⅲ?jì)算數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)發(fā)路徑并生成轉(zhuǎn)發(fā)流表，交換設(shè)備根據(jù)控制器下發(fā)的流表進(jìn)行數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)發(fā)。因此，SDN的概念一提出，就引起了國(guó)際上各方面的特別關(guān)注，更被認(rèn)為是新型網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)的最終實(shí)現(xiàn)方案。目前，YangWang,YimingYu等人在《Using SDN in Centralized Data Center in Power Communicat1n Networksfor Data and Network Reliability》中提出了一種基于SDN的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，用來(lái)優(yōu)化災(zāi)難恢復(fù)中心網(wǎng)絡(luò)的控制方法和數(shù)據(jù)調(diào)度方案，被稱(chēng)作SDRCN(Software-defined DisasterRecovery Center Networks，軟件定義災(zāi)難恢復(fù)中心網(wǎng)絡(luò))。SDRCN的任務(wù)之一，即按時(shí)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行迀移，但是需要足夠的帶寬才能開(kāi)始傳送，為了獲取帶寬不得不暫停一些正在運(yùn)行的任務(wù)。數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后DRCC(Disaster Recovery Centers Controller)會(huì)發(fā)送一個(gè)成功的消息給調(diào)度器，此時(shí)釋放帶寬同時(shí)繼續(xù)運(yùn)行被暫停的任務(wù)。針對(duì)快速傳輸數(shù)據(jù)的需求，目前已從多方面進(jìn)行了優(yōu)化，如:節(jié)點(diǎn)故障的快速定位，快速重建路由，虛擬網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，可靠的組播傳輸方法，基于性能的路由，源端可控?cái)?shù)據(jù)傳輸方法，等等。
[0003]但是以上情況均是在假設(shè)網(wǎng)絡(luò)只用來(lái)傳輸大數(shù)據(jù)的情況下，沒(méi)有考慮傳輸數(shù)據(jù)只是網(wǎng)絡(luò)的部分功能，還有許多實(shí)時(shí)性的信息數(shù)據(jù)需要處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于SDN的避免沖突的快速數(shù)據(jù)傳輸方法，旨在解決現(xiàn)有的快速傳輸數(shù)據(jù)的優(yōu)化方法存在假設(shè)網(wǎng)絡(luò)只用來(lái)傳輸大數(shù)據(jù)的情況下，沒(méi)有考慮傳輸數(shù)據(jù)只是網(wǎng)絡(luò)的部分功能，還有許多實(shí)時(shí)性信息數(shù)據(jù)需要處理的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于SDN的避免沖突的快速數(shù)據(jù)傳輸方法，所述基于SDN的避免沖突的快速數(shù)據(jù)傳輸方法包括:
[0006]當(dāng)遇到緊急情況必須重新占用該鏈路時(shí)，正在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流的交換設(shè)備立刻生成一個(gè)偽故障信息；
[0007]建立新的應(yīng)急鏈路時(shí)，控制器已知故障路段，對(duì)該傳輸路徑進(jìn)行備份，控制器根據(jù)該備份路徑生成源IP地址為起始交換設(shè)備IP地址，目的IP地址為終止交換設(shè)備IP地址的備份流表項(xiàng)，并向該備份路徑中的交換設(shè)備下發(fā)對(duì)應(yīng)的備份流表項(xiàng)；
[0008]當(dāng)應(yīng)急通信數(shù)據(jù)流行至偽故障路段，根據(jù)上述起始交換設(shè)備的IP地址和所述終止交換設(shè)備的IP地址對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行封裝，將封裝后的數(shù)據(jù)流根據(jù)備份路徑轉(zhuǎn)發(fā)；
[0009]到達(dá)目的交換機(jī)，當(dāng)確定該數(shù)據(jù)流的目的IP地址即為該交換機(jī)的IP地址時(shí)，對(duì)所述封裝的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解封裝，解封裝后的數(shù)據(jù)流按照本交換設(shè)備中的主流表項(xiàng)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；
[0010]由控制器向終止交換設(shè)備發(fā)出指令，由終止交換設(shè)備檢測(cè)到來(lái)的數(shù)據(jù)流，如果是應(yīng)急消息的數(shù)據(jù)流，則根據(jù)應(yīng)急消息的主流表項(xiàng)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，成功轉(zhuǎn)發(fā)之后，再根據(jù)大數(shù)據(jù)的主流表項(xiàng)對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā);反之，如果先檢測(cè)到大數(shù)據(jù)流到來(lái)，則選擇等待，直到應(yīng)急消息數(shù)據(jù)流的到來(lái)。
[0011 ]進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)發(fā)的方法如下:
[0012]由控制器向終止交換設(shè)備發(fā)出指令，由終止交換設(shè)備檢測(cè)到來(lái)的數(shù)據(jù)流，如果是應(yīng)急消息的數(shù)據(jù)流，則根據(jù)應(yīng)急消息的主流表項(xiàng)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，成功轉(zhuǎn)發(fā)之后，再根據(jù)大數(shù)據(jù)的主流表項(xiàng)對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā);反之，如果先檢測(cè)到大數(shù)據(jù)流到來(lái)，則選擇等待，直到應(yīng)急消息數(shù)據(jù)流的到來(lái)。
[0013]本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述基于SDN的避免沖突的快速數(shù)據(jù)傳輸方法的快速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，所述快速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要包括:
[0014]偽故障信息生成模塊，用于當(dāng)遇到緊急情況必須重新占用該鏈路時(shí)，正在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流的交換設(shè)備立刻生成一個(gè)偽故障信息；
[0015]備份模塊，用于建立新的應(yīng)急鏈路時(shí)，控制器已知故障路段，對(duì)該傳輸路徑進(jìn)行備份，控制器根據(jù)該備份路徑生成源IP地址為起始交換設(shè)備IP地址，目的IP地址為終止交換設(shè)備IP地址的備份流表項(xiàng)，并向該備份路徑中的交換設(shè)備下發(fā)對(duì)應(yīng)的備份流表項(xiàng)；
[0016]封裝模塊，用于當(dāng)應(yīng)急通信數(shù)據(jù)流行至偽故障路段，根據(jù)上述起始交換設(shè)備的IP地址和所述終止交換設(shè)備的IP地址對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行封裝，將封裝后的數(shù)據(jù)流根據(jù)備份路徑轉(zhuǎn)發(fā)；
[0017]解封裝模塊，用于到達(dá)目的交換機(jī)，當(dāng)確定該數(shù)據(jù)流的目的IP地址即為該交換機(jī)的IP地址時(shí)，對(duì)所述封裝的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解封裝，解封裝后的數(shù)據(jù)流按照本交換設(shè)備中的主流表項(xiàng)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；
[0018]數(shù)據(jù)流檢測(cè)模塊，用于由控制器向終止交換設(shè)備發(fā)出指令，由終止交換設(shè)備檢測(cè)到來(lái)的數(shù)據(jù)流，如果是應(yīng)急消息的數(shù)據(jù)流，則根據(jù)應(yīng)急消息的主流表項(xiàng)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，成功轉(zhuǎn)發(fā)之后，再根據(jù)大數(shù)據(jù)的主流表項(xiàng)對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā);反之，如果先檢測(cè)到大數(shù)據(jù)流到來(lái)，則選擇等待，直到應(yīng)急消息數(shù)據(jù)流的到來(lái)。
[0019]進(jìn)一步，所述備份模塊建議包括:
[0020]控制器，根據(jù)該備份路徑生成源IP地址為起始交換設(shè)備IP地址，目的IP地址為終止交換設(shè)備IP地址的備份流表項(xiàng)，并向該備份路徑中的交換設(shè)備下發(fā)對(duì)應(yīng)的備份流表項(xiàng)；
[0021]交換單元，用于向該備份路徑中的交換設(shè)備下發(fā)對(duì)應(yīng)的備份流表項(xiàng)。
[0022]進(jìn)一步，數(shù)據(jù)流檢測(cè)模塊進(jìn)一步包括:
[0023]控制單元，用于向終止交換設(shè)備發(fā)出指令，由終止交換設(shè)備檢測(cè)到來(lái)的數(shù)據(jù)流；
[0024]判斷單元，如果是應(yīng)急消息的數(shù)據(jù)流，則根據(jù)應(yīng)急消息的主流表項(xiàng)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，成功轉(zhuǎn)發(fā)之后，再根據(jù)大數(shù)據(jù)的主流表項(xiàng)對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā);反之，如果先檢測(cè)到大數(shù)據(jù)流到來(lái)，則選擇等待，直到應(yīng)急消息數(shù)據(jù)流的到來(lái)。
[0025]本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用=所述基于SDN的避免沖突的快速數(shù)據(jù)傳輸方法的智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)。
[0026]本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用=所述基于SDN的避免沖突的快速數(shù)據(jù)傳輸方法的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。
[0027]本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用所述基于SDN的避免沖突的快速數(shù)據(jù)傳輸方法的資源管理系統(tǒng)。
[0028]本發(fā)明提供的基于SDN的避免沖突的快速數(shù)據(jù)傳輸方法，提出了一種基于SDN的避免沖突的快速數(shù)據(jù)流傳輸方法，應(yīng)用于SDN的控制器和交換設(shè)備上，以避免因突發(fā)網(wǎng)絡(luò)危險(xiǎn)，系統(tǒng)在應(yīng)急時(shí)需重新占用鏈路來(lái)傳輸應(yīng)急信息數(shù)據(jù)，中止大數(shù)據(jù)傳輸而造成數(shù)據(jù)丟失或者數(shù)據(jù)重傳的情況;無(wú)需中斷已經(jīng)正在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，只需讓?xiě)?yīng)急鏈路繞著走即可。在智能電網(wǎng)通信網(wǎng)中，其數(shù)據(jù)分為硬實(shí)時(shí)、準(zhǔn)實(shí)時(shí)、非實(shí)時(shí)等多種類(lèi)型，其對(duì)應(yīng)的時(shí)延要求從8ms到5秒不等，尤其是對(duì)于時(shí)延敏感的數(shù)據(jù)來(lái)講，越是情況糟糕關(guān)鍵信息的實(shí)時(shí)性要求就越高、越嚴(yán)格。本發(fā)明既滿(mǎn)足了應(yīng)急通信對(duì)時(shí)效性和高效性的要求，又可提高數(shù)據(jù)傳輸效率，節(jié)省時(shí)間。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于SDN的避免沖突的快速數(shù)據(jù)傳輸方法流程圖。
[0030]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的SDN網(wǎng)絡(luò)示意圖。
[0031 ]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的選擇數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)的方法流程圖。
[0032]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的SDN應(yīng)急消息數(shù)據(jù)流的封裝示意圖。
[0033]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的SDN中應(yīng)急消息數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)裝置的基礎(chǔ)硬件示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0035]本發(fā)明提出了一種基于SDN的避免沖突的快速數(shù)據(jù)流傳輸方法，所述方法應(yīng)用于SDN的控制器和交換設(shè)備上，以避免因突發(fā)網(wǎng)絡(luò)危險(xiǎn)，系統(tǒng)在應(yīng)急時(shí)需重新占用鏈路來(lái)傳輸應(yīng)急信息數(shù)據(jù)，中止大數(shù)據(jù)傳輸而造成數(shù)據(jù)丟失或者數(shù)據(jù)重傳的情況。
[0036]本發(fā)明首先，當(dāng)正在傳輸數(shù)據(jù)的鏈路需要被重新占用時(shí)，正在轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)流的交換設(shè)備立刻生成一個(gè)偽故障信息。其次，當(dāng)建立應(yīng)急鏈路時(shí)，控制器已知故障路段，對(duì)該傳輸路徑進(jìn)行備份，控制器根據(jù)該備份路徑生成源IP地址為起始交換設(shè)備IP地址，目的IP地址為終止交換設(shè)備IP地址的備份流表項(xiàng)，并向該備份路徑中的交換設(shè)備下發(fā)對(duì)應(yīng)的備份流表項(xiàng)。由控制器向終止交換設(shè)備發(fā)出指令，由終止交換設(shè)備檢測(cè)到來(lái)的數(shù)據(jù)流，如果是應(yīng)急消息的數(shù)據(jù)流，則根據(jù)應(yīng)急消息的主流表項(xiàng)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，成功轉(zhuǎn)發(fā)之后，再根據(jù)大數(shù)據(jù)的主流表項(xiàng)對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā);反之，如果先檢測(cè)到大數(shù)據(jù)流到來(lái)，則選擇等待，直到應(yīng)急消息數(shù)據(jù)流的到來(lái)。即直到應(yīng)急信息數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)完畢，才釋放鏈路，專(zhuān)心傳輸大數(shù)據(jù)流。
[0037]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。
[0038]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的基于SDN的避免沖突的快速數(shù)據(jù)傳輸方法包括以下步驟:
[0039]SlOl:當(dāng)遇到緊急情況必須重新占用該鏈路時(shí)，正在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流的交換設(shè)備立刻生成一個(gè)偽故障信息；
[0040]S102:建立新的應(yīng)急鏈路時(shí)，控制器已知故障路段，，對(duì)該傳輸路徑進(jìn)行備份，控制器根據(jù)該備份路徑生成源IP地址為起始交換設(shè)備IP地址，目的IP地址為終止交換設(shè)備IP地址的備份流表項(xiàng)，并向該備份路徑中的交換設(shè)備下發(fā)對(duì)應(yīng)的備份流表項(xiàng)；
[0041]S103:當(dāng)應(yīng)急通信數(shù)據(jù)流行至偽故障路段，根據(jù)上述起始交換設(shè)備的IP地址和所述終止交換設(shè)備的IP地址對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行封裝。將封裝后的數(shù)據(jù)流根據(jù)備份路徑轉(zhuǎn)發(fā)；
[0042]S104:到達(dá)目的交換機(jī)，當(dāng)確定該數(shù)據(jù)流的目的IP地址即為該交換機(jī)的IP地址時(shí)，對(duì)所述封裝的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解封裝。解封裝后的數(shù)據(jù)流按照本交換設(shè)備中的主流表項(xiàng)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；
[0043]S105:由控制器向終止交換設(shè)備發(fā)出指令，由終止交換設(shè)備檢測(cè)到來(lái)的數(shù)據(jù)流，如果是應(yīng)急消息的數(shù)據(jù)流，則根據(jù)應(yīng)急消息的主流表項(xiàng)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，成功轉(zhuǎn)發(fā)之后，再根據(jù)大數(shù)據(jù)的主