[发明专利]面向工业SDN网络中动态实时应用的中间件服务系统和方法

权利要求书

1.面向工业SDN网络中动态实时应用的中间件服务系统，其特征在于，在基于SDN的工业网络架构上搭建基于混合pub/sub的中间件服务：

在SDN控制器之上扩展控制器管理平台，通过pub/sub中间件服务适配接口将工业场景中不同的实时应用映射到SDN的L2/L3层中。

2.根据权利要求1所述面向工业SDN网络中动态实时应用的中间件服务系统，其特征在于，所述混合pub/sub中间件服务模型分类包括：

基于主题的模型，消息按主题构成组，即订阅者声明对某主题感兴趣，并且接收该主题的所有事件，每个主题对应于一个逻辑通道；

基于内容的模型，订阅者根据其想要接收的消息中包含设定的内容来表达感兴趣程度，订阅约束条件依赖于属性类型和订阅语言。

3.根据权利要求1所述的面向工业SDN网络中动态实时应用的中间件服务系统，其特征在于，所述控制器管理平台包括：

处理器：用于连接应用，通过pub/sub中间件服务适配接口映射不同应用的QoS需求，并将该需求传递到规划器中；

网络监测器：用于使用SDN控制器北向接口来收集网络底层信息，同时负责激活流的监测数据；

规划器：用于根据网络监测器获得的监测数据，得出网络资源的最优集合，同时满足数据流的QoS请求；

执行器：用于将规划器计算出的结果应用到网络中，即通过控制器北向接口API来执行openflow协议的相应规则，配置交换机；

Pub/sub中间件服务适配接口：用于连接应用和处理器的通用接口，为不同pub/sub中间件服务提供通用的接口。

4.根据权利要求3所述的面向工业SDN网络中动态实时应用的中间件服务系统，其特征在于，规划器执行以下步骤：

在保障延时需求的前提下，在汇聚节点将数据流拆分成点到多点的流，通过整形流速率或者负载均衡流量到不同的路径上，得到网络资源的最优集合，该集合包括用于完成此次pub/sub中间件服务的各节点及其构成的网络链路、路由路径，为不同应用提供合适的发布速率完成订阅端的需求。

5.面向工业SDN网络中动态实时应用的中间件服务方法，其特征在于，在SDN控制器之上扩展控制器管理平台，通过pub/sub中间件服务适配接口将工业场景中不同的实时应用映射到SDN的L2/L3层中。

6.根据权利要求5所述的面向工业SDN网络中动态实时应用的中间件服务方法，其特征在于，所述通过pub/sub中间件服务适配接口将工业场景中不同的实时应用映射到SDN的L2/L3层中包括以下步骤：

步骤1：当应用层的应用启动时，相当于注册了一个订阅请求，该请求通过pub/sub中间件服务适配接口下发到控制器管理平台；

步骤2：控制器管理平台中的处理器将QoS参数解析为能够被SDN网络架构实现的消息命令；

步骤3：该消息命令传送到规划器中，规划器在满足QoS需求的前提下，根据网络监控器提供的监测数据得到网络资源的最优集合；

步骤4：规划器将该网络资源最优集合传输到执行器，执行器通过北向接口下发流表到openflow交换机中。

7.根据权利要求6所述的面向工业SDN网络中动态实时应用的中间件服务系统，其特征在于，QoS参数包括：

传输误差：误码率、误包率、丢包率、前向纠错；

传输延迟：端到端延迟、抖动、排队延迟、首个数据包到达时延；

传输吞吐量：带宽、包传输成功率。