一种SPTN网络控制平面和转发平面配置同步方法技术

本发明专利技术公开了一种SPTN网络控制平面和转发平面配置同步方法，该方法通过SPTN网络配置分类、配置定义及时间设置、配置内容序列化及压缩编码、配置下发RPC（远程过程调用）接口、心跳探测RPC接口、管控授权和监测RPC接口、以及自定义配置同步处理规则等方面的设计，使得SDN控制器自动发现并处理网元的配置冗余、缺失、和冲突等不一致问题，同时校验机制和配置内容压缩编码的应用使配置同步消耗的网络带宽更少。使用该方法的SDN控制器能够适应各种导致控制器和网元配置不一致的网络异常，并简化SDN控制器配置管理设计，例如，SDN控制器不需要维护网元的配置重传队列、网元上线后重新全量同步减少了中间状态配置的增量更新，配置同步效率得到提升。同步效率得到提升。同步效率得到提升。

【技术实现步骤摘要】
一种SPTN网络控制平面和转发平面配置同步方法


[0001]本专利技术涉及SPTN（软件定义的分组传送网）网络控制和转发平面配置同步技术，具体是一种能够适应各种网络异常、完全自动化、可扩展的SPTN网络控制平面和转发平面配置同步方法。

技术介绍

[0002]SPTN网络由SDN（软件定义网络）控制器和网元（PTN，分组传输设备）组成，SDN控制器作为网络的控制平面，网元作为网络的转发平面，采用软件定义网络集中式控制、转发控制分离和开放可编程的理念，解决传统PTN网络配置静态、配置复杂、灵活性差的缺陷，大幅提升网络开通和故障自愈速度。SDN控制器是SPTN网络的大脑，掌握整个网络的资源，管控所有的网元，统一规划业务和路径，动态调整每个网元的配置，并通过南向可编程接口发送给每个网元，最终由网元将配置转换成对应的硬件转发表项。因此，SDN控制器必须将所有网元的配置完整正确的下发成功，才能保证网络正确转发流量，否则如果发生网元配置错误，例如，业务配置缺失或内容冲突、路径配置缺失或内容冲突、MPLS标签冲突等，网络不能正常转发流量。实际应用中，多种网络异常可能导致网元的配置出现错误，例如，下发超时、网元长时间脱管、网元故障重启或等效替换、控制器集群分裂合并等，需要SDN控制器和网元协同设计才能解决。
[0003]SPTN网络控制转发平面配置同步是指控制平面SDN控制器根据业务和路径规划结果生成转发平面所有网元配置，下发给所有网元，并校验网元配置的完整性和正确性，保证控制和转发平面的配置一致性，是软件定义网络架构的一项关键技术。现有的SDN网络控制转发平面配置同步技术主要通过定时批量更新网元流表配置、静态上载网元流表配置校验等方法。存在实时性不高、增加不必要的带宽消耗、无法处理全部异常因素、自动化程度不高、不适用SPTN网络配置等缺陷。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种能够适应各种网络异常、自动化、可扩展的SPTN网络控制平面和转发平面配置同步方法。
[0005]实现本专利技术目的的技术方案是：一种SPTN网络控制平面和转发平面配置同步方法，其特征在于，包括如下步骤：1）编排器通过配置同步规则编排模块将设计好的配置同步规则下发给控制器接口，通过控制器接口下发给SDN控制器；2）控制平面SDN控制器的配置同步功能实现，包括如下步骤：2
‑
1）生成配置：根据业务和路径规划结果生成所有网元的配置并记录到配置库；2
‑
2）下发配置：对配置进行序列化和压缩编码，通过RPC接口下发配置给网元，若网元响应超时，并且重新下发也超时，则将该网元状态设置成离线，同时将该网元配置同步状态设置成未同步，重新达到同步状态前，不向该网元增量下发配置；
2
‑
3）检测网元心跳：通过RPC接口判定网元离线后，将该网元状态设置成离线，同时将该网元配置同步状态设置成未同步，重新达到同步状态前，不向该网元增量下发配置；通过RPC接口判定网元重新上线后，将该网元状态设置成在线，触发该网元配置同步，成功应用配置同步规则之后，将网元的配置同步状态设置成同步；2
‑
4）管控授权及检测：针对控制器多机主从部署发生分裂，导致网元管控控制器发生切换，控制器主从合并后新的主控制器需要通过RPC接口检测网元当前实际管控控制器是否是自身；若不是自身，则先给该网元下发管控授权指令，再触发配置同步；2
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5）配置同步：通过RPC接口分别查询指定网元的当前所有类型的配置集合A，将配置集合A与配置库中当前该网元的所有类型的配置集合B进行比较；对集合C=A∩B中的配置，校验配置时间，时间不同触发控制器应用配置同步规则；对集合D=A
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C和E=B
‑
C中的配置，触发控制器应用配置同步规则；完成配置下发；2
‑
6）安装配置同步规则：根据网元对各种类型配置之间的下发顺序及依赖性要求，通过编排软件设计配置同步规则，下发安装到SDN控制器的配置同步规则库；3）转发平面网元的配置同步功能实现，包括如下步骤：3
‑
1）执行配置：接收SDN控制器下发的配置并执行，通过RPC接口将配置结果返回给SDN控制器，将配置存入配置表；3
‑
2）查询配置：接收SDN控制器的指定类型配置查询请求后，序列化和压缩编码该类型的所有配置标识和时间，作为查询结果通过RPC接口返回给SDN控制器；3
‑
3）心跳应答：通过RPC接口响应SDN控制器的心跳探测；3
‑
4）管控授权应答：接收SDN控制器下发的管控授权指令，判定是否满足授权条件，通过RPC接口返回结果给SDN控制器，并记录管控SDN控制器；3
‑
5）管控检测应答：接收SDN控制器的管控检测指令，将当前管控SDN控制器作为结果通过RPC接口发送给SDN控制器；经过上述步骤，完成SPTN网络控制平面和转发平面配置同步。
[0006]步骤2）中，所述的控制平面SDN控制器的配置同步功能实现，是通过采用L2VPN业务模块、MPLS隧道模块、配置库、配置分发模块、网元管理模块、网元代理模块、配置同步规则库、RPC接口模块、北向接口模块、主从管理模块实现，具体是：
ⅰ
）北向接口模块接收编排软件下发的业务意图，发送消息给L2VPN业务模块；
ⅱ
）L2VPN业务模块收到北向接口模块的业务意图消息执行业务规划，生成各个网元的业务配置项，放入配置库，并发送给配置分发模块，再发送隧道创建请求消息给MPLS隧道模块；
ⅲ
）MPLS隧道模块收到L2VPN业务模块发送的隧道创建请求消息后，为“起始网元”和“末端网元”创建对应业务的隧道，生成各个网元的隧道配置项，放入配置库，同时发送给配置分发模块；
ⅳ
）配置分发模块收到L2VPN业务模块和MPLS隧道模块发送的配置项消息后，分别将消息发送给对应的网元代理模块；
ⅴ
）网元代理模块收到增量配置下发消息后，应用配置同步规则库中的规则，封装成网元的RPC接口消息，并调用RPC接口模块逐条发送配置项给网元，前一条配置项消息应答成功后再发送下一条配置项消息；
ⅵ
）发生异常网元离线后，网元代理模块检测到网元离线，将网元配置同步状态标记为未同步状态，发送消息给网元管理模块；
ⅶ
）异常恢复网元上线后，网元代理模块检测到网元上线，发送消息给网元管理模块，由网元管理模块转发至L2VPN业务模块和MPLS隧道模块；
ⅷ
）L2VPN业务模块和MPLS隧道模块收到网元管理模块的网元上线消息后，从配置库取出该网元的当前全部配置项发送给配置分发模块，后者转发网元代理模块；
ⅸ
）网元代理模块收到全量配置同步消息后，应用配置同步规则库中的规则，封装成网元的RPC接口消息，并调用RPC接口模块逐条发送配置项给网元，前一条配置项消息应答成功后再发送下一条配置项消息；
ⅹ<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SPTN网络控制平面和转发平面配置同步方法，其特征在于，包括如下步骤：1）编排器通过配置同步规则编排模块将设计好的配置同步规则下发给控制器接口，通过控制器接口下发给SDN控制器；2）控制平面SDN控制器的配置同步功能实现，包括如下步骤：2
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1）生成配置：根据业务和路径规划结果生成所有网元的配置并记录到配置库；2
‑
2）下发配置：对配置进行序列化和压缩编码，通过RPC接口下发配置给网元，若网元响应超时，并且重新下发也超时，则将该网元状态设置成离线，同时将该网元配置同步状态设置成未同步，重新达到同步状态前，不向该网元增量下发配置；2
‑
3）检测网元心跳：通过RPC接口判定网元离线后，将该网元状态设置成离线，同时将该网元配置同步状态设置成未同步，重新达到同步状态前，不向该网元增量下发配置；通过RPC接口判定网元重新上线后，将该网元状态设置成在线，触发该网元配置同步，成功应用配置同步规则之后，将网元的配置同步状态设置成同步；2
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4）管控授权及检测：针对控制器多机主从部署发生分裂，导致网元管控控制器发生切换，控制器主从合并后新的主控制器需要通过RPC接口检测网元当前实际管控控制器是否是自身；若不是自身，则先给该网元下发管控授权指令，再触发配置同步；2
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5）配置同步：通过RPC接口分别查询指定网元的当前所有类型的配置集合A，将配置集合A与配置库中当前该网元的所有类型的配置集合B进行比较；对集合C=A∩B中的配置，校验配置时间，时间不同触发控制器应用配置同步规则；对集合D=A
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C和E=B
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C中的配置，触发控制器应用配置同步规则；完成配置下发；2
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6）安装配置同步规则：根据网元对各种类型配置之间的下发顺序及依赖性要求，通过编排软件设计配置同步规则，下发安装到SDN控制器的配置同步规则库；3）转发平面网元的配置同步功能实现，包括如下步骤：3
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1）执行配置：接收SDN控制器下发的配置并执行，通过RPC接口将配置结果返回给SDN控制器，将配置存入配置表；3
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2）查询配置：接收SDN控制器的指定类型配置查询请求后，序列化和压缩编码该类型的所有配置标识和时间，作为查询结果通过RPC接口返回给SDN控制器；3
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3）心跳应答：通过RPC接口响应SDN控制器的心跳探测；3
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4）管控授权应答：接收SDN控制器下发的管控授权指令，判定是否满足授权条件，通过RPC接口返回结果给SDN控制器，并记录管控SDN控制器；3
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5）管控检测应答：接收SDN控制器的管控检测指令，将当前管控SDN控制器作为结果通过RPC接口发送给SDN控制器；经过上述步骤，完成SPTN网络控制平面和转发平面配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：高荣亮，陈鹏，周雪莹，谭绍锋，李侦，王为亮，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十四研究所，
类型：发明
国别省市：