[发明专利]基于SDN与边缘计算技术的分布式网络控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种基于SDN与边缘计算技术的分布式网络控制系统及控制方法，该分布式网络控制系统包括：顺次链接的一级网络总控层、二级站点分控层和边缘感知层；其中，一级网络总控层用于全局资源调度管理和全局网络视图管理；二级站点分控层用于局部数据资源计算管理和局部网络视图管理；边缘感知层用于终端数据采集管理和边缘计算管理。该分布式网络控制系统及控制方法解决了传统网络在处理大容量、高带宽、庞杂数据时存在的难以承载的问题。

技术领域

本发明涉及基于SDN与边缘计算技术的分布式网络控制系统及控制方法。

背景技术

在传统环境下，数据资源的整合、归集、处理、调度完全依赖于云计算中心强大的计算处理能力，这对网络的承载提出了严峻的挑战，随着物联网应用的加速推进，管理与运维手段更趋于智能化、自动化，终端侧应用服务器及各种类型传感器会大规模的部署应用，单一依靠集中式的云计算服务是远远无法满足海量数据上传对网络传输带宽及云计算中心对数据实时性处理的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于SDN与边缘计算技术的分布式网络控制系统及控制方法，该分布式网络控制系统及控制方法解决了传统网络在处理大容量、高带宽、庞杂数据时存在的难以承载的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于SDN与边缘计算技术的分布式网络控制系统，该分布式网络控制系统包括：顺次链接的一级网络总控层、二级站点分控层和边缘感知层；其中，所述一级网络总控层用于全局资源调度管理和全局网络视图管理；所述二级站点分控层用于局部数据资源计算管理和局部网络视图管理；所述边缘感知层用于终端数据采集管理和边缘计算管理。

优选地，所述一级网络总控层包括：SDN总控制器和一级OpenFlow交换机；其中，所述SDN总控制器通过OpenFlow标准协议支持的服务抽象层提供的Flow Programmer、Statistic Manager服务组件控制一级OpenFlow交换机数据转发、路由选择和流量分发选择，实现对二级站点分控层所上传数据资源的计算、存储以及调度，和对数据资源的归类及按需分配，以实现全局资源调度管理。

优选地，所述SDN总控制器还通过OpenFlow标准协议支持的服务抽象层提供的Topology Manager服务组件和通过REST API接口扩展OpenFlow模块提供的API接口扩展MPLS标签管理以及LSP路径，实现一级OpenFlow交换机的MPLS标签交换功能、下发探测报文计算网络拓扑和获取网络状态，以及通过SDN总控制器拓展的多种WEB UI组件，显示实时流量状态和网络拓扑状态并在前端展示，以实现全局网络视图管理。

优选地，所述二级站点分控层包括：SDN分控制器和二级OpenFlow交换机；其中，局域网中的SDN分控制器通过OpenFlow标准协议及其拓展协议进行资源管理调度控制二级OpenFlow交换机转发，实现局域网数据资源的数据计算、存储、身份鉴别和服务请求排队处理，以实现局部数据资源计算管理。

优选地，所述SDN分控制器还通过OpenFlow标准协议支持的服务抽象层提供的Topology Manager服务组件和通过REST API接口扩展OpenFlow模块提供的API接口拓展隧道管理、L3VPN APP及其WEB UI组件控制二级OpenFlow交换机实现局域网网络控制，以及业务隔离及拓扑状态的前端展示，以实现局部网络视图管理。

优选地，所述边缘感知层由各类传感器模块、MEC网关、应用服务器、二层交换机和边缘计算节点组成；传感器模块负责即时感知各终端设备的状态信息，并将各类信息传送给MEC网关，MEC网关负责汇总归集各传感器模块上传的状态信息，MEC网关将汇总归集的状态数据通过二层交换机接入到边缘计算节点中；各类应用服务器通过接入二层交换机将数据传送至边缘计算节点，边缘计算节点对各类数据进行数据清洗、阈值比对、状态分发及状态告警，并对清洗后的数据上传至二层站点分控制层中的SDN分控制器。