[发明专利]一种基于SDN的发布订阅系统及消息转发方法

权利要求书

1.一种基于SDN的发布订阅系统，其特征在于，包括：接口层、路由层和转发层；

所述接口层，用于提供发布接口和订阅接口，所述发布接口用于为用户提供一个调用发布访问点，所述订阅接口用于为用户提供订阅访问点；

所述路由层，用于根据网络拓扑信息，利用基于Steiner树的最优路径算法计算从发布节点至订阅节点的最优路径；

所述转发层，用于根据流表的信息，对发布消息或订阅消息进行不同优先级的消息队列的匹配与转发。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述路由层包括路由计算模块、网络拓扑维护模块、发布订阅管理模块和消息队列管理模块；

所述发布订阅管理模块，用于在接收到订阅消息时，更新本地订阅表，并通过LSA形式对所述订阅信息进行全网同步；在接收到发布消息时将所述发布消息传递至路由计算模块；

所述网络拓扑维护模块，用于通过集群内控制器构建并更新集群内的拓扑结构，通过同步LSA消息构建并更新集群间的拓扑结构；其中，所述集群内控制器，为专属一个集群的SDN控制器，用于对所属的集群内的所有物理设备进行管理；

所述路由计算模块，用于在接收到发布消息后，根据网络拓扑信息和路由层各节点的本地订阅表，利用基于Steiner树的最优路径算法计算最优路径,并根据所述最优路径将所述发布消息接入转发层；

所述消息队列管理模块，用于在交换机端口上配置多个消息队列，为不同优先级的订阅主题指定不同的消息队列进行转发，以对不同优先级的订阅主题进行Qos保障。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述转发层，进一步用于：

根据转发层节点在本集群路径上的节点位置下发对应流表或推送订阅消息，所述节点位置包括路径末尾节点和路径中间节点；

若所述转发层节点为路径的末尾节点，则按照集群内组播形式将订阅消息推送至订阅节点；

若所述转发层节点为路径的中间节点，则根据路径信息及本地邻居关系表将对应的包含IPv6地址匹配域的流表下发至下一跳节点。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述接口层包括发布接口和订阅接口；

所述发布接口，用于接收用户的发布消息，将所述发布消息转发至路由层的发布订阅管理模块；所述发布消息的参数包括：发布的消息主题、消息内容和发包频率；

所述订阅接口，用于接收用户的订阅消息，将所述订阅消息以Web-Service服务调用的形式发送至路由层的发布订阅管理模块，并接收所述发布订阅管理模块发送的订阅结果；所述订阅消息的参数包括：订阅的消息主题、对时延的要求和接收消息的地址。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述发布订阅管理模块，还用于：

根据订阅消息或发布消息的主题、优先级和订阅策略生成IPv6地址，将所述IPv6地址作为流表的匹配域同时作为所述订阅消息或发布消息的目的地址；

在接收到本集群的订阅消息后，查阅本地订阅表，将所述订阅消息对应的订阅结果反馈至订阅节点；

在接收到发布消息后，将所述发布消息对应的IPv6地址作为目的地址封装到数据包中进行转发。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述转发层，进一步用于：若订阅者节点为本集群节点，则下发集群内广播流表，在集群内广播订阅消息；若订阅者节点非本集群节点，则根据所述最优路径和本地的邻居集群对应的端口信息下发过路流表，所述过路流表使得由所述最优路径上一跳转发的订阅消息能够经过本集群节点转发至所述最优路径的下一跳。

7.根据权利要求3或5所述的系统，其特征在于，所述IPv6地址共128比特，依次包括8bit的IPv6前缀、4bit的标志位、4bit的地址范围、2bit的消息类型、7bit的订阅主题长度、3bit的订阅主题优先级和100bit的订阅主题唯一编码；

所述流表的匹配项中定义了消息类型和不同优先级的订阅主题对应的消息队列的编号；所述订阅主题为树形结构，每个订阅主题具有唯一编码。