基于SDN的住宅小区网络控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于SDN的住宅小区网络控制系统，具体包括：家庭网络服务终端，用于代替家庭中现有的路由器，接收SDN控制器的指令；小区交换机，接收所述SDN控制器的指令，直接为不同的家庭网络服务终端提供QoS保障；虚拟化服务器，用于向小区内家庭用户提供虚拟化PC桌面服务，该虚拟化服务器接收所述SDN控制器的指令，为不同的虚拟化桌面连接提供QoS保障；SDN控制器，是整和小区网络的控制中心，根据小区网络的当前状况动态地向家庭网络服务终端、小区交换机和虚拟化服务器下发流表，自上而下地为用户的每一个网络连接分配网络带宽资源，并提供QoS保障，实现为用户提供精细的QoS管理机制的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机网络组网和控制领域，具体地，涉及一种基于SDN的住宅小区网络控制系统。
技术介绍
软件定义网络(Software Defined Network, SDN)，是由美国斯坦福大学的研究人员提出的一种新型网络创新架构，其可以将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。近年来，SDN的思想已经应用到了各种不同的应用场景中，帮助人们更灵活，更方便地控制网络。目前，住宅小区的网络部署方案多是传统机制，由电信运营商向用户提供一定带宽的网络线路，该线路的转发方式，QoS保障等通常都是固定在交换机和路由器当中的，不能针对不同的业务和访问场景动态适应。在访问低峰，小区中不同用户之间的带宽不能共享，在访问高峰，小区中不同用户之间又要竞争提供的以太网出口，使得带宽资源的利用效率比较低。同时，传统的QoS服务是基于端口，或者说是基于业务的，不同用户或者用户组的相同业务数据包同等对待，无法为用户提供更精细的QoS。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述问题，提出一种基于SDN的住宅小区网络控制系统，以实现为用户提供精细的QoS管理机制的优点。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是: 一种基于SDN的住宅小区网络控制系统，包括家庭网络服务终端、小区交换机、虚拟化服务器和SDN控制器， 所述家庭网络服务终端，用于代替家庭中现有的路由器，其包含两个WAN 口，一个用于连接家庭内现有的宽带网络，另一个用于连接虚拟化服务器，该家庭网络服务终端接收所述SDN控制器的指令，为家庭内部的网络连接分配带宽资源，提供QoS保障； 所述小区交换机，接收所述SDN控制器的指令，直接为不同的家庭网络服务终端提供QoS保障； 所述虚拟化服务器，用于向小区内家庭用户提供虚拟化PC桌面服务，该虚拟化服务器接收所述SDN控制器的指令，为不同的虚拟化桌面连接提供QoS保障； 所述SDN控制器，是整个小区网络的控制中心，根据小区网络的当前状况动态地向家庭网络服务终端、小区交换机和虚拟化服务器下发流表，自上而下地为用户的每一个网络连接分配网络带宽资源，并提供QoS保障。优选的，还包括楼栋交换机，所述楼栋交换机，用于连接不同的家庭网络服务终端，该楼栋交换机接收所述SDN控制器的指令，为不同的家庭网络服务终端提供不同的QoS保障。优选的，还包括用户组交换机，所述用户组交换机，将具有相同属性的用户连接到一起，为他们提供相同的QoS服务，该用户组交换机接收所述SDN控制器的指令，为不同的家庭网络服务终端提供不同的QoS保障。优选的，所述SDN控制器，根据小区网络的当前状况动态地向楼栋交换机下发流表。优选的，所述SDN控制器，根据小区网络的当前状况动态地向用户组交换机下发流表。优选的，所述家庭网络服务终端、楼栋交换机、小区交换机和虚拟化服务器均支持OpenFlow 协议。优选的，所述家庭网络服务终端、用户组交换机、小区交换机和虚拟化服务器均支持OpenFlow协议。优选的，每个所述虚拟化服务器，能虚拟出多个虚拟主机，不同的虚拟主机具有不同的IP地址，不同的家庭网络服务终端通过IP地址来访问指定的虚拟主机，以便提供桌面虚拟化服务，所述虚拟化服务器安装Open vSwitch, OpenvSwitch支持OpenFlow协议。本专利技术的技术方案具有以下有益效果: 本专利技术的技术方案基于软件定义网络的思想，为住宅小区内的用户提供一种自上而下的全局化，层次化网络QoS保障，可以精细地控制用户的每一路网络连接。同时，本专利技术所公开的方案可以为用户提供虚拟化桌面服务的同时平滑地集成用户原有的网络部署。实现从用户家庭路由器，楼栋交换机，用户组交换机到小区交换机(0LT)的联动控制，同时，加入虚拟化PC桌面服务专用线路，使用一个“大脑”(SDN控制器)实现住宅小区内各个网络设备的全局控制，采用层次化的QoS策略，在网络全局范围内实现资源的分配和调度，为用户提供精细的QoS管理机制，真正做到“按需分配，保证质量”。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。【附图说明】图1为本专利技术实施例所述的基于SDN的住宅小区网络控制系统的网络拓扑图； 图2为家庭网络服务终端的功能模块图； 图3为家庭网络服务终端中网络连接模块的功能结构图； 图4为OpenFlow交换机的流表示例； 图5为数据包在交换机内的处理流程图。【具体实施方式】以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，一种基于SDN的住宅小区网络控制系统，包括家庭网络服务终端、楼栋交换机、小区交换机(0LT)、虚拟化服务器和SDN控制器。图1中的1、2、3……η表示不同的使用终端。家庭网络服务终端可用于代替家庭中现有的路由器，其包含两个WAN 口，一个用于连接家庭内现有的宽带网络，另一个用于连接虚拟化服务器。家庭网络服务终端支持OpenFlow协议，接收所述SDN控制器的指令，为家庭内部的网络连接分配带宽资源，提供QoS保障。楼栋交换机是可选设备，在规模较小的小区中可能不需要楼栋交换机，而是直接由小区交换机完成楼栋交换机的功能。楼栋交换机主要用于连接不同的家庭网络服务终端。楼栋交换机支持OpenFlow协议，接收所述SDN控制器的指令，为不同的家庭网络服务终端提供不同的QoS保障。更进一步，如果不是从用户所在的位置考虑，而是根据用户的属性考虑，可以将楼栋交换机改造为用户组交换机。用户组是指由具有相同属性的用户组成的一个群体，比如，定制了相同资费套餐的用户属于同一个用户组。小区交换机是住宅小区内最靠近骨干网的设备，其出口直接连接到运营商的局端设备。在目前主流的光纤网络环境下，根据小区的规模，小区交换机既可以是一般的网络交换机，还可以是光线路终端(Optical Line Terminal，0LT)。小区交换机支持OpenFlow协议，接收SDN控制器的指令，为不同的楼栋交换机提供不同的QoS保障，在不存在楼栋交换机的情况下，则直接为不同的家庭网络服务终端提供QoS保障。虚拟化服务器用于向小区内家庭用户提供虚拟化桌面服务，虚拟化服务器连接专门的网络线路。家庭网络服务终端配合其工作，将用户发出的虚拟桌面连接请求通过该专用网络线路传输。虚拟化服务器安装Open vSwitch，支持OpenFlow协议，接收所述SDN控制器的指令，为不同的虚拟化桌面连接提供QoS保障。SDN控制器是整个小区网络的控制中心，其根据小区网络的当前状况动态地向家庭网络服务终端、楼栋交换机、小区交换机和虚拟化服务器下发流表，自上而下地为用户的每一个网络连接分配网络带宽资源，并提供QoS保障。为每一个家庭用户提供一个家庭网络服务终端，该终端至少应包含图2所示的功能模块。在本专利技术中，只关注网络部署和控制部分，所以将终端简单地抽象为一个网络设备连接模块和一个虚拟化桌面服务模块。其中，虚拟化桌面服务模块用于向用户提供虚拟化桌面服务，包括虚拟桌面的显示和用户的交互等。网络设备连接模块用于为虚拟化桌面服务模块提供网络连接支持。在本专利技术所公开的方案中，由于虚拟桌面服务终端是用户端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于SDN的住宅小区网络控制系统，其特征在于，包括家庭网络服务终端、小区交换机、虚拟化服务器和SDN控制器，所述家庭网络服务终端，用于代替家庭中现有的路由器，其包含两个WAN口，一个用于连接家庭内现有的宽带网络，另一个用于连接虚拟化服务器，该家庭网络服务终端接收所述SDN控制器的指令，为家庭内部的网络连接分配带宽资源，提供QoS保障；所述小区交换机，接收所述SDN控制器的指令，直接为不同的家庭网络服务终端提供QoS保障；所述虚拟化服务器，用于向小区内家庭用户提供虚拟化PC桌面服务，该虚拟化服务器接收所述SDN控制器的指令，为不同的虚拟化桌面连接提供QoS保障；所述SDN控制器，是整个小区网络的控制中心，根据小区网络的当前状况动态地向家庭网络服务终端、小区交换机和虚拟化服务器下发流表，自上而下地为用户的每一个网络连接分配网络带宽资源，并提供QoS保障。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁珂，李晶晶，
申请(专利权)人：成都电科致远网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51