[发明专利]SDN控制平面故障应急系统及方法

说明书

本发明公开了一种SDN控制平面故障应急系统及方法，其中，系统包括：单控制平面多控制器，用于在控制器出现单点故障时，控制应急系统进入单控制平面多控制器模式；双平面混合带内传输器，用于在部分交换机与控制器出现直连连接故障时，控制应急系统进入双平面混合带内传输模式；单数据平面自主学习器，用于在控制平面失效时，控制应急系统进入单数据平面自主学习模式，并且将分布式路由协议以兼容OpenFlow协议的形式扩展于交换机中，且将协议数据包的解析扩展为OpenFlow协议支持的动作，以配合流表项完全以OpenFlow通道处理数据包进行转发。该系统可以提高整体网络的可控性，提高了SDN网络的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及网络架构技术领域，特别涉及一种SDN(Software DefinedNetworking，软件定义网络)控制平面故障应急系统及方法。

背景技术

SDN(Software Defined Networking，软件定义网络)作为一种新型的网络架构，有效解决了传统网络功能扩展受限的弊端，极大提高了网络的可编程性与管控能力。

但是，SDN集中式控制的架构使控制器的地位在网络中极为特殊，数据平面交换机一旦与控制器失去连接，将会影响底层网络的数据传输，而且SDN网络大多采用单一控制器带外模式部署，部署示意如图1所示，整个网络仅由一个控制器进行管控(所有交换机均由同一个控制器进行管控)，且交换机与控制器间均有直连链路。在这种部署模式下，交换机与控制器失联主要分为两种情况：控制器单点故障或者交换机与控制器间连接故障(包括链路长时间拥塞、链路物理故障以及链路端口故障等)。

在发生控制器单点故障时，控制器故障将会导致所有交换机均与控制器失去连接，交换机无法主动生成底层转发所需要的流表项，并且在控制器恢复之前，网络的所有数据传输受阻，整个网络彻底瘫痪；

在发生交换机与控制器间连接故障时，可能出现部分交换机与控制器连接故障的情况，失联交换机辖下的数据传输受阻，最极端的情况下是所有交换机与控制器连接故障，此时与发生控制器单点故障类似。

无论何种故障情况，在交换机失联阶段网络将会受到极大的波动，底层主机可能无法通信，整个网络甚至于彻底瘫痪，这对于商用网络是难以接受的，亟待解决。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种SDN控制平面故障应急系统，该系统可以降低SDN控制平面故障对底层网络的影响，提高了SDN网络的稳定性和可靠性。

本发明的另一个目的在于提出一种SDN控制平面故障应急方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种SDN控制平面故障应急系统，包括：单控制平面多控制器，用于在控制器出现单点故障时，控制应急系统进入单控制平面多控制器模式，并且通过冗余备份在控制平面部署多控制器，以解决所述控制平面的所述控制器单点故障；双平面混合带内传输器，用于在部分交换机与控制器出现直连连接故障时，控制所述应急系统进入双平面混合带内传输模式，并且通过数据平面其他交换机传输控制流，且所述控制流的传输过程受所述控制器的控制，以通过所述控制器下发流表管理控制流的路径，使网络中所有的流量均受所述控制器进行直接管控；单数据平面自主学习器，用于在控制平面失效时，控制所述应急系统进入单数据平面自主学习模式，并且将分布式路由协议以兼容OpenFlow协议的形式扩展于所述交换机中，且将协议数据包的解析扩展为所述OpenFlow协议支持的动作，以配合所述流表项完全以OpenFlow通道处理数据包进行转发。