一種ForCES網(wǎng)絡(luò)配置層中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及基于轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離（Forward ing and Contro 1 E1 ement Separation，F(xiàn)orCES)的SDN(Software Defined Network，軟件定義網(wǎng)絡(luò)）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具體涉 及一種ForCES網(wǎng)絡(luò)配置層中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著新穎網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的涌現(xiàn)，云服務(wù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的全面崛起，網(wǎng)絡(luò)變得越來(lái)越復(fù) 雜。以硬件為中心的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)顯然已不能適應(yīng)設(shè)備制造商、運(yùn)營(yíng)商、用戶和企業(yè)的需 求，網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)發(fā)展遭遇到了巨大的挑戰(zhàn)。針對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)暴露出的問題，越來(lái)越多的學(xué) 者開始對(duì)現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行改革和創(chuàng)新，解決當(dāng)前單一不可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)體系與網(wǎng)絡(luò)功能的 需求多樣性之間的矛盾刻不容緩。軟件定義網(wǎng)絡(luò)是解決上述矛盾的重要方法，是下一代網(wǎng) 絡(luò)所關(guān)注的重要研究領(lǐng)域之一。
[0003] 在SDN成為新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究熱點(diǎn)時(shí)，各個(gè)組織與公司開始考慮用其他各種技 術(shù)來(lái)嘗試對(duì)SDN的實(shí)現(xiàn)，在這個(gè)過(guò)程中，F(xiàn)orCES技術(shù)尤為突出，它對(duì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的網(wǎng) 絡(luò)資源進(jìn)行了更全面和有效的定義，將一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)部的控制部分和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)部分進(jìn)行 分離。在這種情況下，面對(duì)物理硬件的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，F(xiàn)orCES可以靈活地與控制軟件進(jìn)行組合， 打破傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的封閉性，對(duì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以進(jìn)行快速地升級(jí)和適應(yīng)新的應(yīng)用需求。
[0004] 根據(jù)SDN的三層典型架構(gòu)，F(xiàn)orCES的SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到控制層的特點(diǎn)， 即在整個(gè)架構(gòu)中ForCES協(xié)議肯定是用于控制層與基礎(chǔ)設(shè)施層之間通信的南向接口，因此在 控制層中一定存在一個(gè)或多個(gè)CE，像ForCES網(wǎng)絡(luò)件中一樣來(lái)集中控制底層FE (Forwarding Element，轉(zhuǎn)發(fā)單元）。另外，由于控制器層中的CE(Control Element，控制單元)主要任務(wù)就 是對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施層眾多的FE進(jìn)行調(diào)度控制和集中管理，其執(zhí)行過(guò)程中涉及到的很多服務(wù)資源 無(wú)法暴露給應(yīng)用，作為一個(gè)執(zhí)行控制者并不能面對(duì)底層資源進(jìn)行策略性地調(diào)控，因此，在控 制層上加入了配置層。
[0005] 配置層主要功能是通過(guò)北向接口接收到用戶粗顆粒度的業(yè)務(wù)請(qǐng)求并分析細(xì)化之 后，轉(zhuǎn)化成細(xì)顆粒度的數(shù)據(jù)模型，下發(fā)到控制層執(zhí)行，但是轉(zhuǎn)化過(guò)程中，需要符合ForCES協(xié) 議特點(diǎn)來(lái)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的數(shù)據(jù)，在配置層中，主要由REST北向接口服務(wù)器、虛擬網(wǎng)映射模塊、 LFB鏈構(gòu)建模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊以及數(shù)據(jù)庫(kù)這五個(gè)模塊構(gòu)成。從應(yīng)用層開始到控制層執(zhí)行， 配置層的轉(zhuǎn)化作用在整個(gè)架構(gòu)中起到承上啟下的重要作用。同時(shí)配置層內(nèi)部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊 的高低層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法更是具體將數(shù)據(jù)下發(fā)到基礎(chǔ)設(shè)施層的重要技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為最終構(gòu)建基于ForCES的SDN網(wǎng)絡(luò)提供支持。提出在SDN三層架構(gòu) 中增加配置層，形成基于ForCES的SDN四層架構(gòu)，即應(yīng)用層、配置層、控制層與基礎(chǔ)設(shè)施層。 同時(shí)分析了配置層整個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部模塊以及高層數(shù)據(jù)和低層數(shù)據(jù)。最后提出了一種ForCES 網(wǎng)絡(luò)配置層中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法。該方法是在配置層中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊上實(shí)現(xiàn)。
[0007] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案包括如下步驟：
[0008] -種ForCES網(wǎng)絡(luò)配置層中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法，具體包含如下步驟：
[0009] 步驟(1):定義高層數(shù)據(jù)。對(duì)高層數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模并設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0010] 所述數(shù)據(jù)庫(kù)是指存儲(chǔ)各模塊中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及保存已知數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，這些數(shù)據(jù) 統(tǒng)稱為高層數(shù)據(jù)。
[0011] 所述高層數(shù)據(jù)主要包括兩種數(shù)據(jù):一種是虛擬網(wǎng)數(shù)據(jù)，另一種是LFB數(shù)據(jù)。前者包 括虛擬網(wǎng)請(qǐng)求信息、物理網(wǎng)拓?fù)湫畔⑴c虛擬網(wǎng)拓?fù)湫畔?；后者包括LFB庫(kù)、LFB集合與LFB鏈 數(shù)據(jù)。
[0012] 步驟(2):定義低層數(shù)據(jù)。對(duì)低層數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模。
[0013] 所述低層數(shù)據(jù)是指在CE(Control Element，控制單元）對(duì)FE(Forwarding Element,轉(zhuǎn)發(fā)單元)進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)所需的ForCES形式的數(shù)據(jù)，包括已創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)數(shù)、可創(chuàng)建 節(jié)點(diǎn)上限、虛擬節(jié)點(diǎn)ID、LFB信息、LFB拓?fù)溥B接關(guān)系。
[0014] 步驟(3):數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊連接高層數(shù)據(jù)庫(kù)，按照CE中所需的低層數(shù)據(jù)內(nèi)容在高層數(shù) 據(jù)庫(kù)查找對(duì)應(yīng)的高層數(shù)據(jù);若找到且該高層數(shù)據(jù)為直接可轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)則進(jìn)入步驟(4);若找到 且該高層數(shù)據(jù)需要進(jìn)一步處理再轉(zhuǎn)換則進(jìn)行步驟(5)。
[0015] 步驟(4):從高層數(shù)據(jù)庫(kù)中取得所需的高層數(shù)據(jù)之后，將其具體的取值內(nèi)容按照 ForCES中的數(shù)據(jù)形式進(jìn)行封裝，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換成低層數(shù)據(jù)后執(zhí)行步驟(6)。
[0016] 步驟(5):從高層數(shù)據(jù)庫(kù)取得要處理的數(shù)據(jù)，將其存放在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊中，然后調(diào) 用具有處理功能的函數(shù)，將該函數(shù)返回的結(jié)果數(shù)據(jù)利用ForCES的數(shù)據(jù)形式封裝，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換 成低層數(shù)據(jù)后執(zhí)行步驟(6)。
[0017] 所述處理功能的函數(shù)是指對(duì)函數(shù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的統(tǒng)計(jì)與操作，例如求和等， 最后返回一個(gè)結(jié)果數(shù)據(jù)的函數(shù)。
[0018] 步驟(6):若所有低層數(shù)據(jù)還未完成轉(zhuǎn)換，則返回到步驟(3);若所有低層數(shù)據(jù)都已 轉(zhuǎn)換完成，則調(diào)用CE中的配置屬性函數(shù)將轉(zhuǎn)換完成后的低層數(shù)據(jù)下發(fā)到基礎(chǔ)設(shè)施層FE中。
[0019] 所述的配置屬性函數(shù)是指在通過(guò)CE對(duì)FE中LFB進(jìn)行屬性配置的函數(shù)，且該函數(shù)是 利用低層數(shù)據(jù)對(duì)LFB屬性的具體內(nèi)容進(jìn)行配置。
[0020]所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊所在的配置層包含五個(gè)部分：REST (Representational State Transfer，表述性狀態(tài)傳遞）北向接口服務(wù)器、虛擬網(wǎng)映射模塊、LFB (Logical Function Block，邏輯功能塊)鏈構(gòu)建模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0021] 所述ForCES網(wǎng)絡(luò)是指將原本局限于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的ForCES技術(shù)擴(kuò)展到全網(wǎng)從而 實(shí)現(xiàn)SDN的網(wǎng)絡(luò)，F(xiàn)orCES網(wǎng)絡(luò)在SDN三層架構(gòu)的基礎(chǔ)上增加配置層，所以是四層架構(gòu)，分別是 應(yīng)用層、配置層、控制層與基礎(chǔ)設(shè)施層。
[0022] 所述配置層是指收到應(yīng)用層的用戶粗顆粒度的業(yè)務(wù)請(qǐng)求并分析細(xì)化之后，轉(zhuǎn)化成 細(xì)顆粒度的數(shù)據(jù)模型，下發(fā)到控制層執(zhí)行，轉(zhuǎn)化過(guò)程中，需要符合ForCES協(xié)議特點(diǎn)來(lái)轉(zhuǎn)化成 相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
[0023]所述REST北向接口服務(wù)器是指能與REST北向接口客戶端進(jìn)行通信，并接收來(lái)自客 戶端的用戶對(duì)虛擬網(wǎng)的請(qǐng)求數(shù)據(jù)，同時(shí)將該請(qǐng)求數(shù)據(jù)下發(fā)到虛擬網(wǎng)映射模塊，同時(shí)存入到 數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0024]所述的REST北向接口客戶端是指提供應(yīng)用層的接口，即給用戶的操作界面，用戶 可在此界面上自定義虛擬網(wǎng)請(qǐng)求。
[0025] 所述虛擬網(wǎng)請(qǐng)求是指用戶指定對(duì)虛擬網(wǎng)的操作數(shù)據(jù)，包括創(chuàng)建、修改、查看、刪除； 同時(shí)包括指定的該虛擬網(wǎng)的名稱與類型的請(qǐng)求。
[0026] 所述虛擬網(wǎng)映射模塊是指對(duì)下發(fā)的虛擬網(wǎng)請(qǐng)求進(jìn)行虛擬網(wǎng)映射的操作;本模塊將 根據(jù)物理網(wǎng)拓?fù)湫畔ⅰ⑻摂M網(wǎng)拓?fù)湫畔⒉⒔Y(jié)合一定的映射策略進(jìn)行虛擬網(wǎng)映射，并將最終 映射完成的虛擬網(wǎng)結(jié)果數(shù)據(jù)存入到數(shù)據(jù)庫(kù)中；同時(shí)將具體的虛擬節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)請(qǐng)求下發(fā)到LFB 鏈構(gòu)建模塊的模塊。
[0027] 所述LFB鏈構(gòu)建模塊是指根據(jù)節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)請(qǐng)求按照一定的組合算法構(gòu)建出一條完整 的LFB鏈來(lái)對(duì)虛擬網(wǎng)中的虛擬節(jié)點(diǎn)進(jìn)行功能配置;同時(shí)將構(gòu)建好的LFB鏈數(shù)據(jù)存入到數(shù)據(jù)庫(kù) 中的模塊。
[0028] 所述LFB是指邏輯功能塊，是網(wǎng)絡(luò)設(shè)施節(jié)點(diǎn)中細(xì)粒度的功能抽象。
[0029]所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊是指從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取對(duì)應(yīng)的高層數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為ForCES形式的 低層數(shù)據(jù)，進(jìn)而調(diào)用CE中的函數(shù)將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)下發(fā)到基礎(chǔ)設(shè)施層的模塊。
[0030]所述CE是For CES網(wǎng)絡(luò)中的控制層中的實(shí)體。
[0031 ] 所述FE是ForCES網(wǎng)絡(luò)中的基礎(chǔ)設(shè)施層中實(shí)體。
[0032]本發(fā)明有益效果如下：
[0033]本發(fā)明提供的ForCES網(wǎng)絡(luò)中的配置層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為具體實(shí)現(xiàn)ForCES網(wǎng)絡(luò)提供了技 術(shù)前提。同時(shí)確定了配置層中高層數(shù)據(jù)和低層數(shù)據(jù)的具體內(nèi)容，基于該數(shù)據(jù)提出了數(shù)一種 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法。本發(fā)明是在構(gòu)建基于ForCES的SDN網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中的一次創(chuàng)新性的探索，為 ForCES網(wǎng)絡(luò)中配置層的數(shù)據(jù)下發(fā)到基礎(chǔ)設(shè)施層提供了可行性方案，實(shí)現(xiàn)了兩層之間的對(duì) 接，為ForCES的SDN網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。
【附圖說(shuō)明】
[0034] 圖1為本發(fā)明ForCES的SDN網(wǎng)絡(luò)示意圖；
[0035] 圖2為本發(fā)明配置層工作流程示意圖；
[0036] 圖3為本發(fā)明高層數(shù)據(jù)內(nèi)容示意圖；
[0037] 圖4為本發(fā)明低層數(shù)據(jù)內(nèi)容示意圖；
[0038] 圖5為本發(fā)明數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0040]如圖1、2、3和4所示，本發(fā)明提供的一種ForCES網(wǎng)絡(luò)配置層中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法，該 方法是配置層中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊上實(shí)現(xiàn)，該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊所在的配置層包含五個(gè)部分:REST (Representational State Transfer，表述性狀態(tài)傳遞）北向接口服務(wù)器、虛擬網(wǎng)映射模 塊、LFB(Logical Function Block，邏輯功能塊)鏈構(gòu)建模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)。
[00411 所述ForCES網(wǎng)絡(luò)是指將原本局限于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的ForCES技術(shù)擴(kuò)展到全網(wǎng)從而 實(shí)現(xiàn)SDN的網(wǎng)絡(luò)，F(xiàn)orCES網(wǎng)絡(luò)在SDN三層架構(gòu)的基礎(chǔ)上增加配置層，所以是四層架構(gòu)，分別是 應(yīng)用層、配置層、控制層與基礎(chǔ)設(shè)施層。
[0042]所述配置層是指接收到應(yīng)用層的用戶粗顆粒度的業(yè)務(wù)請(qǐng)求并分析細(xì)化之后，轉(zhuǎn)化 成細(xì)顆粒度的數(shù)據(jù)模型，下發(fā)到控制層執(zhí)行，轉(zhuǎn)化過(guò)程中，需要符合ForCES協(xié)議特點(diǎn)來(lái)轉(zhuǎn)化 成相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
[0043]所述REST北向接口服務(wù)器是指能與REST北向接口客戶端進(jìn)行通信，并接收來(lái)自客 戶端的用戶對(duì)虛擬網(wǎng)的請(qǐng)求數(shù)據(jù)，同時(shí)將該請(qǐng)求數(shù)據(jù)下發(fā)到虛擬網(wǎng)映射模塊，同時(shí)存入到 數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0044]所述的REST北向接口客戶端是指提供應(yīng)用層的接口，即給用戶的操作界面，用戶 可在此界面上自定義虛擬網(wǎng)請(qǐng)求。
[0045] 所述虛擬網(wǎng)請(qǐng)求是指用戶指定對(duì)虛擬網(wǎng)的操作數(shù)據(jù)，包括創(chuàng)建、修改、查看、刪除； 同時(shí)包括指定的該虛擬網(wǎng)的名稱與類型的請(qǐng)求。
[0046] 所述虛擬網(wǎng)映射模塊是指對(duì)下發(fā)的虛擬網(wǎng)請(qǐng)求進(jìn)行虛擬網(wǎng)映射的操作;本模塊將 根據(jù)物理網(wǎng)拓?fù)湫畔?、虛擬網(wǎng)拓?fù)湫畔⒉⒔Y(jié)合一定的映射策略進(jìn)行虛擬網(wǎng)映射，并將最終 映射完成的虛擬網(wǎng)結(jié)果數(shù)據(jù)存入到數(shù)據(jù)庫(kù)中；同時(shí)將具體的虛擬節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)請(qǐng)求下發(fā)到LFB 鏈構(gòu)建模塊的模塊。
[0047] 所述LFB鏈構(gòu)建模塊是指根據(jù)節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)請(qǐng)求按照一定的組合算法構(gòu)建出一條完整 的LFB鏈來(lái)對(duì)虛擬網(wǎng)中的虛擬節(jié)點(diǎn)進(jìn)行功能配置;同時(shí)將構(gòu)建好的LFB鏈數(shù)據(jù)存入到數(shù)據(jù)庫(kù) 中的模塊