一種sdn控制器資源池的實現方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種SDN控制器資源池（SDN?Controller?Pool）的實現方法，將多個SDN控制器組成一個資源池，池中的每個控制器都處于負荷分擔的工作狀態(tài)，其中任何一個控制器故障，池中的其他控制器均可無損接管，通過選舉出來的主節(jié)點向其他節(jié)點同步狀態(tài)和動態(tài)數據，在有節(jié)點故障時進行無損接管，主要包括資源池構建，數據同步，建立SDN交換機連接，故障檢測，故障接管。
【專利說明】一種SDN控制器資源池的實現方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及網絡通信領域，特別涉及到一種SDN控制器資源池(SDN ControllerPool)的實現方法。
【背景技術】
[0002]軟件定義網絡(Software Defined Network, SDN ),是一種新型網絡創(chuàng)新架構，其通過OpenFlow實現網絡設備控制面與數據面的分離，為核心網絡及應用創(chuàng)新提供開放平臺，它主要是由控制器和SDN交換機組成，大型組網中存在多個控制器，為了提高系統(tǒng)的可靠性，往往是通過控制器的主備方式實現1+1的備份，但這種方式的可靠性和資源的使用率不高，本發(fā)明專利關注到了這方面的問題，發(fā)明了一種SDN控制器資源池的實現方法，將多個SDN控制器組成一個資源池，池中的每個控制器都處于負荷分擔的工作狀態(tài)，其中任何一個控制器故障，池中的其他控制器均可無損接管，達到1+N的備份效果。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的主要目的是提供SDN控制器資源池的實現方法，通過將多個SDN控制器組成一個Controller Pool，池中的所有控制器互為備份，SDN交換機可以選擇其中的一個控制器也可以根據業(yè)務的不同使用多個控制器同時控制，其中一個控制器故障，另外的控制器實時感知故障并無損接管，由于各個控制器正常時均承擔了業(yè)務，在提高可靠性的同時，也提高了控制器的使用效率。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案包括:構建資源池，系統(tǒng)將多個控制器劃為分為多個Domain,每個Domain為一個資源池；主節(jié)點選舉，從池中選舉一個控制器作為主節(jié)點，該節(jié)點負責向其他節(jié)點同步狀態(tài)和動態(tài)數據；故障檢測，由主節(jié)點與池中的控制器實時握手檢測，發(fā)現故障后通知其他節(jié)點；故障接管，當檢測出故障后，主節(jié)點根據負載均衡選擇合適的控制器，由選中的控制器啟動接管。
[0005]本發(fā)明的有益效果是，通過SDN控制器資源池實現1+N的備份，也可以實現1+N的負荷分擔，在提高可靠性的同時，也提高了控制器的使用效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]下面結合附圖與實施例對本發(fā)明進一步說明
圖1為本發(fā)明一種SDN控制器資源池的實現方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0007]本發(fā)明實施主要是通過選舉出來的主節(jié)點向其他節(jié)點同步狀態(tài)和動態(tài)數據，在有節(jié)點故障時進行無損接管，主要包括資源池構建，數據同步，建立SDN交換機連接，故障檢測，故障接管。
[0008]參照圖1，本發(fā)明一種SDN控制器資源池的實現方法實施步驟包括: 步驟SlOl，資源池構建，系統(tǒng)將SDN控制器分為多個Domain，每個Domain的SDN控制器構成一個資源池，資源池的ID與Domain ID 一致，每個控制器配置一個資源池ID，同時每個控制器表示一個節(jié)點，每個節(jié)點有唯一的ID，構建Controller Pool表，其字段包括PoolID，節(jié)點ID序列，主節(jié)點ID。系統(tǒng)選舉主節(jié)點，根據各個SDN控制器的MAC地址來選擇，MAC地址小的優(yōu)先選為主節(jié)點，同時主節(jié)點建立和資源池其他節(jié)點的狀態(tài)監(jiān)測通道和數據同步通道。
[0009]步驟S102，數據同步，主節(jié)點和池中其他節(jié)點建立數據同步通道，其他任何節(jié)點收到SDN交換機的請求或者是自己的狀態(tài)發(fā)生改變時，通過數據通道將數據同步到主節(jié)點，主節(jié)點收到信息及時同步到資源池的其他控制器，同步采用TCP連接，并使用消息確認機制。
[0010]步驟S103，建立SDN交換機連接，SDN交換機通過Openflow協議建立和資源池中所有節(jié)點的通道，但只有其中一個SDN控制器為Master，其他均為Slave，只有連接Master的通道狀態(tài)為激活，其他均未去激活。Master的選擇由主節(jié)點根據業(yè)務和各個節(jié)點的負荷來決定，并通過擴展Openflow協議在建立Openflow連接通道時告知SDN交換機，SDN交換機也可以主動選擇Master,以同樣方式告知主節(jié)點。
[0011]步驟S104，故障檢測，主節(jié)點和資源池的其他節(jié)點啟動毫秒定時器，當200毫秒內沒有收到對端的握手的Hello報文，則認為對端疑似故障，同時啟動相鄰節(jié)點向對端節(jié)點的檢測，在100毫秒內沒有收到回應，則確認對端狀態(tài)故障，否則狀態(tài)一直為對端疑似故障，故障檢測采用私有協議，也可以使用類似BFD的機制，當主節(jié)點檢測出資源池中的某個節(jié)點故障時，該故障信息將通過主節(jié)點同步到其他正常的節(jié)點。
[0012]步驟S105，故障接管，通過步驟S104的故障檢測，在存在節(jié)點故障的情況，如果是主節(jié)點故障，則資源池中的其他節(jié)點按照主節(jié)點選舉原則確定新的主節(jié)點，啟動新主節(jié)點的數據同步和故障檢測機制，同時新的主節(jié)點根據當前各個節(jié)點的負荷選擇能夠接管故障主節(jié)點的備份節(jié)點，如果是非主節(jié)點故障，同樣由主節(jié)點根據當前各個節(jié)點的負荷選擇能夠接管故障節(jié)點的備份節(jié)點；備份節(jié)點通過擴展的Openflow協議，向SDN交換機請求切換，SDN交換機收到切換請求后，激活與新SDN控制器的連接通道，完成故障接管過程。
[0013]通過以上步驟的資源池構建，數據同步，建立SDN交換機連接，故障檢測，故障接管，就實現了 SDN控制器資源池的系統(tǒng)功能，其中任何一個故障，池中的其他控制器均可無損接管，達到1+N的備份效果。
[0014]與現有的實現技術相比，本發(fā)明方法能夠快速同步數據，快速和可靠的檢測故障，能夠快速接管故障，而且實現無損接管，比傳統(tǒng)的1+1備份模式可靠性更高，池中的每個控制器都處于負荷分擔的工作狀態(tài)，資源的使用率更高。
[0015]以上對本發(fā)明實施例所提供的技術方案進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實施例的原理；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發(fā)明實施例，在【具體實施方式】以及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發(fā)明的限制。
【權利要求】
1.一種SDN控制器資源池的實現方法，其特征是:將多個SDN控制器組成一個資源池，池中的每個控制器都處于負荷分擔的工作狀態(tài)，通過選舉出來的主節(jié)點向其他節(jié)點同步狀態(tài)和動態(tài)數據，在有節(jié)點故障時進行無損接管，主要包括資源池構建，數據同步，建立SDN交換機連接，故障檢測，故障接管。
2.根據權利要求1所述的資源池構建，其特征是:系統(tǒng)將SDN控制器分為多個Domain，每個Domain的SDN控制器構成一個資源池,資源池的ID與Domain ID 一致,每個控制器配置一個資源池ID，同時每個控制器表示一個節(jié)點，每個節(jié)點有唯一的ID，構建ControllerPool表，其字段包括Pool ID，節(jié)點ID序列，主節(jié)點ID。
3.根據權利要求1所述的數據同步,其特征是:主節(jié)點和池中其他節(jié)點建立數據同步通道，其他任何節(jié)點收到SDN交換機的請求或者是自己的狀態(tài)發(fā)生改變時，通過數據通道將數據同步到主節(jié)點，主節(jié)點收到信息及時同步到資源池的其他控制器，同步采用TCP連接，并使用消息確認機制。
4.根據權利要求3所述的數據通道，其特征是:數據通道基于TCP的協議，該消息的格式包括不限于發(fā)送節(jié)點ID，接收節(jié)點ID，消息體長度，消息體；其消息體使用XML的文本發(fā)送，包括不限于狀態(tài)數據，ACL策略數據，Openflow流表數據，節(jié)點能力數據，QoS數據，SDN交換機的配置文件數據。
5.根據權利要求1所述的建立SDN交換機連接,其特征是:SDN交換機通過Openflow協議建立和資源池中所有節(jié)點的通道，但只有其中一個SDN控制器為Master，其他均為Slave,只有連接Master的通道狀態(tài)為激活,其他均未去激活；Master的選擇由主節(jié)點根據業(yè)務和各個節(jié)點的負荷來決定，并通過Openflow協議在建立Openflow連接通道時告知SDN交換機，SDN交換機也可以主動選擇Master，以同樣方式告知主節(jié)點。
6.根據權利要求1所述的故障檢測，其特征是:主節(jié)點和資源池的其他節(jié)點啟動毫秒定時器，當定時器如200毫秒超時沒有收到對端的握手的Hello報文，則認為對端疑似故障，同時啟動相鄰節(jié)點向對端節(jié)點的檢測，啟動另外一個較小定時器如100毫秒內沒有收到回應，則確認對端狀態(tài)故障，否則狀態(tài)一直為對端疑似故障，當主節(jié)點檢測出資源池中的某個節(jié)點故障時，該故障信息將通過主節(jié)點同步到其他正常的節(jié)點。
7.根據權利要求1所述的故障接管，其特征是:如果是主節(jié)點故障，則資源池中的其他節(jié)點按照主節(jié)點選舉原則確定新的主節(jié)點，啟動新主節(jié)點的數據同步和故障檢測機制，同時新的主節(jié)點根據當前各個節(jié)點的負荷選擇能夠接管故障主節(jié)點的備份節(jié)點，如果是非主節(jié)點故障，同樣由主節(jié)點根據當前各個節(jié)點的負荷選擇能夠接管故障節(jié)點的備份節(jié)點；備份節(jié)點通過Openflow協議，向SDN交換機請求切換，SDN交換機收到切換請求后，激活與新SDN控制器的連接通道，完成故障接管過程。
【文檔編號】H04L12/24GK103929333SQ201410192339
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權日:2014年5月8日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:陳桂芳