[发明专利]适用于异构工业网络的功能型SDN北向接口系统及实现方法

说明书

本发明涉及一种适用于异构工业网络的功能型SDN北向接口系统及实现方法，属于工业网络技术领域。本发明在充分考虑工业网络业务特征的基础上，将工业无线网络的网络资源集中抽象到虚拟资源池，并通过资源编排单元对工业无线网络和工业回程网的虚拟化资源进行统一编排和融合管理，以此为北向接口的功能开放提供基础。本发明设计的功能型SDN北向接口系统，能够灵活地向上层网络管理者提供工业无线网络功能接口和融合管理接口两种层次的功能型北向接口，同时，在接入新网络时，系统只需做出软件层面的修改，具有较高的可扩展性。

技术领域

本发明属于工业网络技术领域，涉及一种适用于异构工业网络的功能型SDN北向接口系统及实现方法。

背景技术

随着无线网络通信技术的日益成熟，工业无线网络正在逐渐向工业领域渗透，呈现出从信息采集到生产控制，从局部方案到全网方案的发展趋势。但由于工业现场环境复杂、工业无线网络的覆盖范围有限、对网络的可靠性和稳定性要求严苛等原因，在一个厂区通常需要部署着多个工业无线网络和各类有线网络来实现全厂区的网络覆盖，这使得异构工业网络之间的融合管理成为难题。

SDN(Software Defined Network，软件定义网络)是互联网领域一种新兴的网络架构，是网络虚拟化的一种实现方式。其定义了标准的南向接口用于对网络基础设施层的交换机、路由器等设备进行抽象建模，从而把每台单独的网络设备中的控制平面集中抽取到控制层中，实现底层转发设备的“去智能化”和网络资源的虚拟化。同时，控制平面可以通过南向接口实时配置底层网络资源，实现了交换机的可编程化，增强了网络灵活性。

北向接口作为应用层和控制层之间的重要衔接，主要是为了便于上层应用灵活实时地配置底层网络，同时达到屏蔽复杂的网络配置流程和网络差异性的目的，以实现对底层网络和控制器能力的进一步开放。但是，面向工业无线网络和工业回程网络等组成的异构工业网络，当前的北向接口还难以做到对底层工业网络的灵活配置。因此，设计一种高扩展性、灵活性的功能型SDN北向接口系统，实现异构工业网络基础功能和融合管理功能的开放，对工业网络的业务升级、部署以及进一步的网络创新都具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于异构工业网络的功能型SDN北向接口系统及其实现方法，面向跨域、跨厂区的工业无线网络实现网络资源虚拟化，并对各域的网络资源统一整合、编排，打破异构工业网络之间的数据资源隔阂，实现异构网络资源的融合管理。同时，在此基础上为网络管理者开放两类北向接口：面向工业无线网络的功能管理接口和面向异构工业网络的融合管理接口。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

适用于异构工业网络的功能型SDN北向接口系统，该系统在充分考虑工业网络业务特征和接口开放能力的基础上，设计基于网络资源虚拟化和SDN集中式管理的北向接口系统；该系统包括三个部分：工业无线网络虚拟资源池、工业回程网络虚拟资源和北向接口资源编排单元；北向接口资源编排单元包含事件模块和北向接口功能管理模块，上述模块和单元有如下关系：

(1)工业无线网络虚拟资源池是对底层同类型工业无线网络中的路由信息、链路信息、超帧信息、虚拟通信关系和设备状态等网络资源的一种集中化处理，使每类工业无线网络均集中映射到一个独立的虚拟网络资源池中；

(2)北向接口资源编排单元对工业无线网络和工业回程网的虚拟资源进行整合、编排，并按照业务类别将其归纳为各类北向接口功能管理模块；

(3)北向接口功能管理模块负责对网络管理者发起的北向接口请求进行业务分析、决策和响应，按照业务功能类型分为5种：工业无线网络资源管理模块、设备信息管理模块、网络信息管理模块、跨网调度管理模块和流量调度管理模块。

基于所述系统，工业无线网络功能管理接口的具体实现流程包括以下步骤：

S101：资源编排单元接收到网络管理者发送的北向接口调用请求；