[发明专利]现有网络向软件定义网络过渡的交换机部署与路由方法

说明书

技术领域

本发明属于网络交换机部署与路由技术领域，具体涉及一种在软件定义网络(Software Defined Network，SDN)中在现有网络向软件定义网络的过渡中增加性部署SDN交换机与相应的路由方法。

背景技术

由于现有网络架构的种种局限性，催生了SDN的产生。如果将网络中所有的网络设备视为被管理的资源，那么参考操作系统的原理，可以抽象出一个网络操作系统(Network OS)的概念-这个网络操作系统一方面抽象了底层网络设备的具体细节，同时还为上层应用提供了统一的管理视图和编程接口，这样，基于网络操作系统这个平台，用户可以开发各种应用程序，通过软件来定义逻辑上的网络拓扑，以满足对网络资源的不同需求，而无需关心底层网络的物理拓扑结构，这就是SDN。

SDN相对于传统的网络有很多优势。控制器可以掌握整个网络的状态、数据等拓扑信息，根据这些信息，可以实现很多功能，例如：(1)将开放式最短路径优先(Open Shortest Path First，OSPF)网络中的路径开销放在控制器中计算，比现有的计算方式快很多。(2)计算路由的速度会比原有的计算方式快很多。(3)可为一些问题预先提供解决方法，当问题出现时可以更快的解决。

由于软件定义网络的以上优势，SDN被用在越来越多的场景中。然而然后在现有网络向软件定义网络过渡升级的过程中，由于以下三点原因导致不能直接从现有网络完全转变成全软件定义网络。(1)现有网络中已经提供多种多样的服务，这些用户需求需要被保留，而如果我们完全放弃现有网络全部用软件定义网络设备会导致浪费或者降低用户体验。(2)由于SDN是一种新型的正在成长的技术，导致了大多数的软件和硬件还需要经过大量实际环境和长时间的尝试来进行检验这些软硬件的可靠性，比如在大规模的软件定义网络中OpenDayLight控制器就没有完全的得到支持，可靠性和稳定性都得不到保证。我们希望的是当这些SDN设备出现故障时，这个网络还是可以工作的，而混合软件定义网络恰恰是满足这一点的。(3)如果我们将网络中的设备完全替代为SDN设备时，那么需要的代价比替换部分的设备要大得多。(4)如果要完全替代的话，那么需要对现有网络中的软件和硬件进行重新的设计开发，导致的是工程量的大大上升。因此，从工程的难易度来考虑，我们希望能够降低难度。正是由于软件定义网络的完全替代更新带来了诸多的问题，我们希望能够增加部分的软件定义网络交换机，来降低难度，成本，保留原有服务，增加稳定性和可靠性。本发明增加性部署SDN交换机的目的由此而来。同时当部署了部分的SDN交换机之后，结果就是SDN控制器只能控制SDN交换机，因此对于再这样一个混合软件定义网络中，路由决策也是与全软件定义网络和现有分布式网路不一样的，这也是本发明混合SDN路由方法的出发点。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明目的是：提供了一种现有网络向软件定义网络过渡的交换机部署与路由方法，该方法根据实际的成本限制，增加性部署相应的SDN交换机，同时给出相应的路由策略。

本发明的技术方案是：

一种现有网络向软件定义网络过渡的交换机部署与路由方法，包括以下步骤：

S01：在现有网络中增加部署软件定义网络交换机，并确定部署软件定义网络交换机的个数k；；

S02：得到k个软件定义网络交换机的部署位置，并进行部署，部署的软件定义网络交换机与现有网络交换机共同组成整个网络；

S03：选择路由，通过控制层控制软件定义网络交换机的流表项，网络中的数据包经过软件定义网络交换机时，根据相应的流表项进行决策。

优选的，所述步骤S01中，部署软件定义网络交换机的个数由预算和实际难度确定。

优选的，所述软件定义网络交换机的部署位置通过对全网中可部署位置进行最大可控流的贪心选择得到。

优选的，所述步骤S03中，对于经过软件定义网络交换机的流，计算出多个可行的路径，利用贪心算法选取其中链路负载最轻的路径作为路由。

与现有技术相比，本发明的优点是：

(1)该方法主要适用于现有网络向软件定义网络的渐变过程中，根据现有网络无法一时完全替代为软件定义网络的实际状况，提出一种增加性部署的混合软件定义网络，并给出相应的部署方式和路由方法，如果在预算和实际条件的限制下，增加性的部署有限个软件定义网络交换机来达到网络中路由性能的组合和吞吐量的最高。