一种自治系统内sdn子网与ip子网的互连机制的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明是一套在自治系统内使用的新型的SDN子网与IP子网互连机制，主要使用 OSPF协议解决自治系统内SDN子网与IP子网的互连问题，属于计算机网络应用技术领域。
【背景技术】
[0002] 软件定义网络（SDN)被认为是未来网络的发展趋势。目前最主流的SDN架构由ONF 提出，分为基础设施层、控制层和应用层。运种体系结构具有W下=个特点：转发和控制的 物理分离；集中控制巧编程的网络和标准化的开放接口。在引入SDN技术后，会带来很多 好处：网络配置不再需要管理员逐一登录每台网络设备进行操作，而是通过应用层W软件 的方式指挥控制器进行配置，网络功能的调整和升级也只需要通过软件的更新来实现；网 络设备由封闭变为开放，成本和设备复杂度都得到降低；通过集中控制，SDN控制器能感知 整个网络的状态，实现整个网络的全局优化；网络将具备更多的灵活性，网络技术的发展将 更加具有创新性。
[000引虽然SDN具有众多优点，但由于其体系结构与传统网络体系结构具有非常大的差 异，目前SDN网络和传统网络并不能实现直接互连通信。对于SDN网络的推广，推翻现有网 络从头构建一个纯SDN的网络是不现实的，推广过程中必然出现SDN网络和传统IP网络共 存的现象。因此，SDN网络和传统IP网络的互连机制成为研究热点。目前针对SDN网络与 传统IP网络互连问题的解决方案主要有两个：RouteFlow和控制器BGP组件。RouteFlow 方案中，当SDN网络中的化enFlow交换机收到传统网络发来的路由协议报文时，该报文被 发送到控制器，最终报文被送到虚拟网络环境中由如agga按照传统网络的方式进行处理， 处理结果最后经由控制器转发给化enFlow交换机，然后发送给传统网络。运样，通过把传 统网络与SDN网络的交互转换为传统网络与RouteFlow中虚拟网络的交互，间接实现了传 统网络与SDN网络的互连。虽然思路很简单，但由于RouteFlow中每台化enFlow交换机都 必须对应一台虚拟机，当交换机数目较多时构建虚拟机的开销将变得很大，运大大限制了 RouteFlow的应用范围。控制器BGP组件方案通过给控制器添加一个BGP组件与传统网络 的路由器进行交互，使得整个SDN自治系统对外来说就像一个单独的路由器一样。但运种 方案一般用于规模较大的自治系统AS之间的互连，而AS内早期的SDN网络建设与实验规 模都较小，并不需要采用该方案。
[0004] 综上所述，现有解决方案并不能适用于所有应用场景，为此本发明针对自治系统 内的SDN子网与IP子网互连问题提出了一种新机制。 阳00引 参考文献
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【发明内容】
[0009] 本发明的目的是提供一种自治系统内SDN子网与IP子网的互连机制，W解决现有 的软件定义网络解决方案不能适用于所有应用场景的问题。
[0010] 为实现上述目的，本发明采用W下技术方案： W11] -种自治系统内SDN子网与IP子网的互连机制，按照OSPF协议规范将整个网络 划分为S个基本区域：由传统网络设备构成的骨干区域Area 0和子网区域Area 1;由转换 器、化enFlow交换机及控制器构成的SDN子网区域；所述子网区域Area 1通过区域边界路 由器、SDN区域通过转换器分别连接到Area 0 ;其中转换器是IP子网和SDN子网通信的唯 一中转站，包括OSPF协议守护进程、信息转换模块和转换器通信模块S部分；控制器包括 控制器通信模块、可达网络提取模块、SDN拓扑发现模块、ARP代理模块、SDN网络操作界面、 日志模块和流表项管理应用；整个系统的运作流程包括SDN网络与IP网络各自内部转发规 则的制定、IP网络连接信息向SDN网络的传递和SDN网络连接信息向IP网络的传递。
[0012] 所述的流表项管理应用计算转发路径时采用DUkstra算法。
[0013] 所述的SDN网络内部转发规则制定方法为：
[0014] (Ia)控制器的SDN拓扑发现模块进行链路发现；
[0015] (化）通过SDN网络操作界面添加SDN网络；
[0016] (Ic)通过SDN网络操作界面设定各链路的代价值；
[0017] (Id)遍历所有SDN网络信息，对每一条SDN网络信息，找出其直连的交换机，然后 使用DUkstra算法计算其他交换机到该直连交换机的最短路径，得到要到达该直连交换 机，其他交换机各自应从哪个端口发出；
[001引（Ie)下发流表项，使得目的地址是对应SDN网络的报文，从步骤（Id)中确定的端 口发出。
[0019] 所述的IP网络内部转发规则制定方法为：按照OSPF协议计算并安装路由项。
[0020] 所述的IP网络连接信息向SDN网络的传递过程如下：
[0021] (2a)转换器的OSPF协议守护进程与传统网络的区域边界路由器按照OSPF协议进 行交互，计算出从转换器到传统网络的转发路径，并添加到转换器的路由表中；
[0022] (2b)转换器的OSPF协议守护进程更新路由表时触发转换器信息转换模块执行IP 网络连接信息提取操作； 阳02引 （2c)将当前的IP网络连接信息与旧的IP网络连接信息做对比，找出IP网络的变 化，即传统网络添加或删除；
[0024] (2d)转换器通信模块向控制器通信模块发送指令告知变化；
[00巧](2e)控制器通信模块解析转换器通信模块发来的指令，如果是要添加一个传统网 络，则计算并下发流表项，使得目的地址为该传统网络的报文，先转发到边界化enFlow交 换机上，再经过转换器发送给传统网络的区域边界路由器，然后按照各路由器的路由表项 转发到目的主机；如果是要删除一个传统网络，则向所有交换机下发删除该传统网络相关 流表项的指令。
[00%] 所述的SDN网络连接信息向IP网络的传递过程如下：
[0027] (3a)当边界化enFlow交换机的流表项发生变化时，触发可达网络提取模块执行 传统网络可达的SDN网络连接信息提取操作：获取边界化enFlow交换机的流表项，并参照 系统存储的SDN网络连接信息，找出有对应流表项的SDN网络，运些网络加上边界化enFlow 交换机直连的网络就构成了当前传统网络可达的SDN网络连接信息；
[0028] (3b)将当前可达SDN网络连接信息与旧的可达SDN网络连接信息做对比，找出可 达SDN网络的变化，即SDN网络添加或删除；
[0029] (3c)控制器通信模块向转换器通信模块发送指令告知变化；
[0030] (3d)转换器通信模块解析控制器通信模块发来的指令，如果是要添加一个SDN网 络，则将其添加到SDN网络信息库中；如果是要删除一个SDN网络，则将其从SDN网络信息 库中删除；如果要求进行路由聚合计算，则遍历SDN网络信息库，首先将所有SDN网络信息 转换为网络地址形式，然后对所有网络地址进行一次路由聚合计算.
[0031] (3e)将最新计算得到的路由聚合结果与旧的路由聚合结果做对比，如果两者不一 致，且当前不是初始化阶段，则应删除转换器上与旧路由聚合结果相关的路由项，并由转换 器OSPF协议守护进程向传统网络区域边界路由器通告撤销原路由聚合结果；如果是初始 化阶段，则不需执行删除和撤销操作；再在转换器上添加与最新路由聚合结果相关的路由 项，并由转换器OSPF协议守护进程向传统网络的区域边界路由器发送OSPF协议类型号为 3的化twork Summary LSA，告知最新的路由聚合结果；
[0032] (3f)传统网络中的各路由器根据新收到的化twork Summary LSA感知到对端 SDN网络的变化，更新路由表项，使得目的地址为SDN网络的报文，先通过传统网络区域边 界路由器发送到转换器，然后由转换器按路由表项转发给边界化enFlow交换机，再按照各 化enFlow交换机中的流表项转发到目的主机。
[0033] 所述步骤（3a)中所述边界化