[发明专利]面向复杂地形下高抗毁专网的SDN受控转发回落方法

说明书

本发明公开了一种面向复杂地形下高抗毁专网的SDN受控转发回落方法，所述的方法包括如下：针对采用混合转发机制的系统，采用基于流表激活的回落机制和基于邻居状态的流表回落触发机制实现故障下的转发路径回落，使在SDN控制器失效或链路断开的情况下，流表转发平稳回落到路由转发；其中，基于流表激活的回落机制用于首节点检测SDN控制器是否失效，并在SDN控制器失效时，各节点启动本地流表删除过程，转发路径回落，重新采用路由转发；基于邻居状态的流表回落触发机制用于判断链路是否断开，当链路断开时，在无需SDN控制器进行信息传输的前提下，使各节点进行流表老化，并通知SDN控制器，使其重新进行路径规划；若SDN控制器已重新规划路径，下发新流表，则采用流表转发，否则，转发路径回落，采用路由转发。

技术领域

本发明涉及网络交换技术领域，更具体的，涉及一种面向复杂地形下高抗毁专网的SDN受控转发回落方法。

背景技术

SDN是网络虚拟化的一种实现方式，它将控制面从传统的路由交换设备中剥离出来，可通过网络操作系统采用软件编程控制网络，使转发与控制分离。SDN网络为集中式的网络控制，包括SDN控制器和SDN交换机，其组网通过控制器控制内部交换节点之间的流表转发完成。SDN打破了传统电信设备软硬件一体化的封闭模式，简化和加速网络的部署、管理、升级、自动化，具有控制灵活、有效降低设备负载等优点。

民用SDN网络技术得到了较好的发展，日益成熟，但其为集中式的、宽带的、准静态的网络架构，无法应用于专网，尤其是复杂地形、对抗毁要求较高的专网。该专网具有以下特点：

(1)需要在复杂地形下组网，条件受限，缺乏基础设施；

(2)网络整体移动性强，拓扑变化剧烈；

(3)避免集中式结构，对抗毁和自愈能力要求高；

(4)链路带宽较窄。

因此，为了适应带宽不足、网络拓扑变化频繁、抗毁要求较高的专网，SDN技术应进行相应的改进。如考虑混合转发机制，即同时采用流表转发和路由转发，针对部分要求较高的业务，采用流表按需转发，其余业务采用传统的路由转发。该转发机制一方面能实现按需转发，另一方面在SDN控制器被毁时，依然能够基于路由转发，保障业务正常进行。

在基于混合转发机制的专网中实现SDN网络的重难点之一是对SDN控制器失效和链路断开进行判断，并在SDN控制器失效或链路断开的情况下，一方面，考虑流表老化处理，从而提升网络流表变化快速感知能力；另一方面，在SDN控制器失效，或SDN控制器未成功重新规划路径时，转发路径回落，采用路由转发，从而保证业务正常进行。

SDN控制器故障诊断可采用其他控制器对当前控制器进行故障判断，或采用交换机对其进行故障感知。部分研究通过其他SDN控制器对其进行故障感知；北京市云盛科技有限公司、华南理工大学和浙江工商大学采用另一个SDN控制器，通过心跳检测技术或改进心跳检测技术等方法，对当前SDN控制器进行故障诊断(如中国专利：CN106610878A、朱兴浩.多域SDN中控制器的快速故障切换机制研究[D].重庆邮电大学,2017)；瑞典爱立信有限公司针对集群中的控制器，提出集群中的控制器在带外网络上彼此通信，从而使第一控制器监视第二控制器(CN112262549A)。此外，还能采用交换机对控制器进行故障诊断。杭州华三通信技术有限公司针对所有控制器通过集群接入交换机互联的情况，对各集群接入交换机上连接控制器的端口状态进行检测(CN104243289A)。针对其他接入情况，当其中一个交换设备与控制器的连接失败时，连接于该控制器上所有其他交换设备确认各自与控制器的连接状态(CN106878080A)。显然，上述方法求SDN网络要求带外通信，没有考带宽不足、动态拓扑、低功耗，实现复杂度高，维护开销极大，不适用于带宽不足、网络拓扑变化频繁、抗毁要求较高的专网。

在进行故障诊断并在故障时进行流表老化处理时，传统的方法是由SDN控制器和SDN交换机完成如下功能：