CN104184663B - 基于软件定义网络和一体化标识网络的通信方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信方法和装置，属于网络技术领域。方法包括：当控制器与接入转发设备已建立连接时，接收接入转发设备的设备信息；根据每个已连接的接入转发设备的设备信息，生成全网拓扑结构；根据全网拓扑结构，生成路由表；向接入转发设备发送路由表，使得接入转发设备在接收到数据包时，根据数据包的目的路由标识查询路由表，确定转发路径，基于目的路由标识和转发路径转发数据包。本发明通过在一体化标识网络中引入控制器，将控制平面与数据平面分离，无需该接入转发设备运行路由协议，减小了计算量，节省了时间，提高了查询效率，实现了对全网的灵活控制。

Description

基于软件定义网络和一体化标识网络的通信方法和装置

技术领域

本发明涉及网络技术领域，特别涉及一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信方法和装置。

背景技术

传统的互联网针对固定终端设计，IP(Internet Protocol，网络互连协议)地址可以同时用于表示固定终端用户的身份和位置等属性，但随着互联网规模的日益膨胀以及移动终端的普及，IP地址的双重属性引起了路由可扩展性问题、移动性问题、安全性问题等诸多问题。为此，提出了一体化标识网络的体系结构，引入了接入标识和路由标识的概念，在接入网中采用接入标识表示用户的身份，在核心网中采用路由标识表示用户的位置，将移动终端的身份和位置分离，从根本上解决了IP地址双重属性的问题，提高了网络服务质量，提升了网络性能。

在一体化标识网络中，接入转发设备接收终端发送的数据包，该数据包携带源接入标识和目的接入标识，则该接入转发设备根据接入标识与路由标识之间的映射关系，获取该源接入标识对应的源路由标识，以及该目的接入标识对应的目的路由标识，再运行路由协议，获取与该接入转发设备相邻的接入转发设备的路由信息，以进一步获取其他所有接入转发设备的路由信息，根据获取到的路由信息，确定该接入转发设备与该目标路由标识所属的目的接入转发设备之间的转发路径，基于该转发路径，向该目的接入转发设备转发该数据包。

在运行路由协议的过程中，每个接入转发设备只能获取相邻接入转发设备的路由信息，则在查找与该目的接入转发设备之间的转发路径时，需要逐级获取相邻接入转发设备的设备信息，直至获取到该目的接入转发设备的设备信息，计算量很大，耗费时间过多，查询效率很低。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信方法和装置。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信方法，所述方法包括：

当控制器与接入转发设备已建立连接时，所述控制器接收所述接入转发设备上传的设备信息；

根据每个已连接的接入转发设备的设备信息，生成全网拓扑结构；

根据所述全网拓扑结构，生成路由表，所述路由表用于表示所述接入转发设备与所述全网拓扑结构中其他接入转发设备之间的转发路径；

向所述接入转发设备发送所述路由表，使得所述接入转发设备在接收到数据包时，根据所述数据包的目的路由标识查询所述路由表，确定转发路径，基于所述目的路由标识和所述转发路径转发所述数据包。

第二方面，提供了一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信方法，所述方法包括：

当接入转发设备与控制器已建立连接时，所述接入转发设备向所述控制器发送设备信息，使得所述控制器接收到所述设备信息时，根据每个已连接的接入转发设备的设备信息生成全网拓扑结构，根据所述全网拓扑结构生成路由表，发送给所述接入转发设备；

所述接入转发设备接收所述路由表，所述路由表用于表示所述接入转发设备与所述全网拓扑结构中其他接入转发设备之间的转发路径；

当接收到数据包时，获取与所述数据包的目的接入标识对应的目的路由标识；

根据所述目的路由标识查询所述路由表，确定转发路径；

基于所述转发路径和所述目的路由标识，转发所述数据包。

第三方面，提供了一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信装置，所述装置位于控制器，所述装置包括：

设备信息接收模块，用于当与接入转发设备已建立连接时，接收所述接入转发设备上传的设备信息；

拓扑结构生成模块，用于根据每个已连接的接入转发设备的设备信息，生成全网拓扑结构；

路由表生成模块，用于根据所述全网拓扑结构，生成路由表，所述路由表用于表示所述接入转发设备与所述全网拓扑结构中其他接入转发设备之间的转发路径；

路由表发送模块，用于向所述接入转发设备发送所述路由表，使得所述接入转发设备在接收到数据包时，根据所述数据包的目的路由标识查询所述路由表，确定转发路径，基于所述目的路由标识和所述转发路径转发所述数据包。

第四方面，提供了一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信装置，所述装置包括：

设备信息发送模块，用于当与控制器已建立连接时，向所述控制器发送设备信息，使得所述控制器接收到所述设备信息时，根据每个已连接的接入转发设备的设备信息生成全网拓扑结构，根据所述全网拓扑结构生成路由表，发送给所述接入转发设备；

路由表接收模块，用于接收所述路由表，所述路由表用于表示所述接入转发设备与所述全网拓扑结构中其他接入转发设备之间的转发路径；

目的路由标识获取模块，用于当接收到数据包时，获取与所述数据包的目的接入标识对应的目的路由标识；

查询模块，用于根据所述目的路由标识查询所述路由表，确定转发路径；

转发模块，用于基于所述转发路径和所述目的路由标识，转发所述数据包。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的方法和装置，通过在一体化标识网络中引入控制器，将控制平面与数据平面分离，由控制器获取每个已连接的接入转发设备的设备信息，生成全网拓扑结构，根据该全网拓扑结构，生成路由表，发送给该接入转发设备，则当该接入转发设备接收到数据包时，可以直接查询该路由表，确定转发路径，而无需运行路由协议，减小了计算量，节省了时间，提高了查询效率，实现了对全网的灵活控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信***的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信装置结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于说明本发明实施例中涉及到的相关内容，首先对软件定义网络进行说明：

软件定义网络是一种新型网络架构，核心技术为OpenFlow网络，OpenFlow网络主要由OpenFlow交换机和控制器两部分组成，OpenFlow交换机用于数据平面的转发，控制器用于对网络进行集中控制，实现控制平面的功能，OpenFlow交换机与控制器在安全通道中基于OpenFlow协议进行通信。OpenFlow网络通过将网络设备的控制平面与数据平面分离开来，实现了网络流量的灵活控制。

图1是本发明实施例提供的一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信方法的流程图。该发明实施例的执行主体为控制器，参见图1，该方法包括：

101、当控制器与接入转发设备已建立连接时，该控制器接收该接入转发设备上传的设备信息。

102、根据每个已连接的接入转发设备的设备信息，生成全网拓扑结构。

103、根据该全网拓扑结构，生成路由表，该路由表用于表示该接入转发设备与该全网拓扑结构中其他接入转发设备之间的转发路径。

104、向该接入转发设备发送该路由表，使得该接入转发设备在接收到数据包时，根据该数据包的目的路由标识查询该路由表，确定转发路径，基于该目的路由标识和该转发路径转发该数据包。

本发明实施例提供的方法，通过在一体化标识网络中引入控制器，将控制平面与数据平面分离，由控制器获取每个已连接的接入转发设备的设备信息，生成全网拓扑结构，根据该全网拓扑结构，生成路由表，发送给该接入转发设备，则当该接入转发设备接收到数据包时，可以直接查询该路由表，确定转发路径，而无需运行路由协议，减小了计算量，节省了时间，提高了查询效率，实现了对全网的灵活控制。

可选地，该方法还包括：

该控制器接收该接入转发设备发送的路由标识查询请求，该路由标识查询请求携带该数据包的目的接入标识；

根据每个接入转发设备的接入标识与路由标识之间的映射关系，确定该目的接入标识对应的目的路由标识；

向该接入转发设备发送该目的路由标识，使得该接入转发设备根据该目的路由标识查询该路由表，确定该转发路径，基于该目的路由标识和该转发路径转发该数据包。

可选地，该方法还包括：

该控制器为该接入转发设备分配路由标识池，该路由标识池中包括多个路由标识；

向该接入转发设备发送该路由标识池，使得该接入转发设备根据该路由标识池，为接入标识分配路由标识，建立接入标识与路由标识之间的映射关系，当接收到该数据包时，根据该映射关系，确定该数据包的源接入标识对应的源路由标识，基于该源路由标识、和该目的路由标识和该转发路径，转发该数据包。

可选地，该根据该全网拓扑结构，生成路由表包括：

对于第一接入转发设备和第二接入转发设备，该控制器根据该全网拓扑结构，确定该第一接入转发设备与该第二接入转发设备之间的转发路径；

根据该第一接入转发设备的第一路由标识池、该第二接入转发设备的第二路由标识池以及该转发路径，生成路由表，该路由表用于以该第一路由标识池和该第二路由标识池为索引，查询该转发路径。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。

图2是本发明实施例提供的一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信方法的流程图。该发明实施例的执行主体为接入转发设备，参见图2，该方法包括：

201、当接入转发设备与控制器已建立连接时，该接入转发设备向该控制器发送设备信息，使得该控制器接收到该设备信息时，根据每个已连接的接入转发设备的设备信息生成全网拓扑结构，根据该全网拓扑结构生成路由表，发送给该接入转发设备。

202、该接入转发设备接收该路由表，该路由表用于表示该接入转发设备与该全网拓扑结构中其他接入转发设备之间的转发路径。

203、当接收到数据包时，获取与该数据包的目的接入标识对应的目的路由标识。

204、根据该目的路由标识查询该路由表，确定转发路径。

205、基于该转发路径和该目的路由标识，转发该数据包。

本发明实施例提供的方法，通过在一体化标识网络中引入控制器，将控制平面与数据平面分离，由控制器获取每个已连接的接入转发设备的设备信息，生成全网拓扑结构，根据该全网拓扑结构，生成路由表，发送给该接入转发设备，则当该接入转发设备接收到数据包时，可以直接查询该路由表，确定转发路径，而无需运行路由协议，减小了计算量，节省了时间，提高了查询效率，实现了对全网的灵活控制。

可选地，该路由表用于以两个接入转发设备的路由标识池为索引，查询该两个接入转发设备之间的转发路径，

相应的，该根据该目的路由标识查询该路由表，确定转发路径包括：

该接入转发设备判断该路由表中除该接入转发设备的路由标识池以外的每个路由标识池中是否包括该目的路由标识；

当指定路由标识池中包括该目的路由标识时，以该接入转发设备的路由标识池和该指定路由标识池为索引，查询该路由表，确定转发路径。

可选地，该获取与该数据包的目的接入标识对应的目的路由标识包括：

该接入转发设备向该控制器发送路由标识查询请求，该路由标识查询请求携带该数据包的目的接入标识，使得该控制器根据每个接入转发设备的接入标识与路由标识之间的映射关系，确定该目的接入标识对应的目的路由标识，返回给该接入转发设备；

该接入转发设备接收该目的路由标识。

可选地，该方法还包括：

该接入转发设备获取该数据包的源接入标识；

根据接入标识与路由标识之间的映射关系，确定该源接入标识对应的源路由标识；

基于该源路由标识、该目的路由标识和该转发路径，转发该数据包。

可选地，该根据接入标识与路由标识之间的映射关系，确定该源接入标识对应的源路由标识之前，该方法还包括：

该接入转发设备接收该控制器分配的路由标识池，该路由标识池中包括多个路由标识；

根据该路由标识池，为每个接入标识分配路由标识，建立接入标识与路由标识之间的映射关系。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。

图3是本发明实施例提供的一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信方法的流程图。该发明实施例的交互主体为控制器和接入转发设备，参见图3，该方法包括：

301、当接入转发设备与控制器已建立连接时，该接入转发设备向该控制器发送设备信息。

其中，该接入转发设备可以为网关或者路由器，如ASR(Access Switch Router，接入交换路由器)等，该接入转发设备的设备信息包括地址信息、硬件配置信息、当前负载信息和端口信息等，本实施例对此不做限定。该接入转发设备可以与控制器建立连接，该控制器可以根据每个已连接的接入转发设备的设备信息，生成全网拓扑结构。

可选地，该控制器与该接入转发设备基于OpenFlow协议进行信息交互，即当该控制器向该接入转发设备发送数据包时，先根据OpenFlow协议，对该数据包进行封装，向该接入转发设备发送封装后的数据包，当该接入转发设备接收到该控制器发送的数据包时，根据OpenFlow协议对该数据包进行解封装后，得到原始的数据包。其中，该控制器可以在该数据包的头部添加OpenFlow协议定义的包头，以对该数据包进行封装。该接入转发设备基于OpenFlow协议向该控制器发送数据包的过程与此类似，在此不再赘述。

302、当该控制器接收到该设备信息时，为该接入转发设备分配路由标识池，该路由标识池中包括多个路由标识。

一体化标识网络中，该接入转发设备为终端的接入标识分配路由标识，以便当该接入转发设备接收到数据包时，将该数据包的接入标识映射为路由标识，基于该路由标识进行路由转发。在本发明实施例中，由该控制器统一生成多个路由标识，并为每个接入转发设备分配路由标识池，每个路由标识池中包括多个路由标识，以便该接入转发设备从该路由标识池中选取路由标识，分配给终端。

可选地，该路由标识池中的多个路由标识连续，具体可以为多个路由标识的编号连续或者名称连续等。则该控制器可以为该接入转发设备分配起始路由标识和终止路由标识，则该起始路由标识和该终止路由标识确定的路由标识范围内的多个连续的路由标识均分配给该接入转发设备。

303、该控制器根据每个已连接的接入转发设备的设备信息，生成全网拓扑结构，根据该全网拓扑结构，生成路由表。

在本发明实施例中，该控制器可以与多个接入转发设备建立连接，获取每个已连接的接入转发设备的设备信息，该控制器根据获取到的设备信息，可以生成该全网拓扑结构，该全网拓扑结构中包括任两个相邻接入转发设备之间的路径。

可选地，该控制器动态地根据每个已连接的接入转发设备的设备信息，生成该全网拓扑结构。即，该控制器生成该全网拓扑结构之后，每当该控制器与一个新接入转发设备建立了连接时，该控制器根据该新接入转发设备的设备信息，更新该全网拓扑结构，在该全网拓扑结构中添加该新接入转发设备；而每当该控制器断开与一个接入转发设备之间建立的连接时，根据该断开连接的接入转发设备的设备信息，更新该全网拓扑结构，从该全网拓扑结构中删除该断开连接的接入转发设备。

在本发明实施例中，该路由表用于表示该接入转发设备与该全网拓扑结构中其他接入转发设备之间的转发路径。该控制器根据该全网拓扑结构，可以生成任一接入转发设备对应的路由表，发送给相应的接入转发设备。当然，该控制器还可以仅生成一个全局路由表，该全局路由表中包括该全网拓扑结构中的任两个接入转发设备之间的转发路径，该控制器可以将该全局路由表发送给每个接入转发设备。

可选地，对于该全网拓扑结构中的第一接入转发设备和第二接入转发设备来说，该控制器根据该全网拓扑结构，确定该第一接入转发设备与该第二接入转发设备之间的转发路径，根据该第一接入转发设备的第一路由标识池、该第二接入转发设备的第二路由标识池以及该转发路径，生成路由表，该路由表中包括该第一路由标识池、该第二路由标识池与该转发路径之间的映射关系，且该路由表用于以该第一路由标识池和该第二路由标识池为索引，查询该转发路径。

OpenFlow交换机对于数据包的转发是基于流表进行的，该流表需要匹配12元组，不同的源地址和目的地址都要配置不同的流表项，因此，流表中的流表项十分冗长，难以聚合。而本发明实施例中，该路由表将路由标识进行聚合，以路由标识池为索引，而没有以路由标识为索引，极大地简化了路由表中表项的数量。

进一步可选地，该控制器根据该第一接入转发设备和该第二接入转发设备之间的每个接入转发设备的硬件配置信息和当前负载信息，确定该转发路径。在该全网拓扑结构中，该第一接入转发设备与该第二接入转发设备之间的转发路径可能有多个，则该控制器可以根据该多个转发路径上每个接入转发设备的硬件配置信息和当前负载信息，确定包括的多个接入转发设备的当前处理能力最高的转发路径，以便后续在基于该转发路径转发数据包时，提高数据包传输速度，实现了接入转发设备的负载均衡。另外，在该第一接入转发设备与该第二接入转发设备相互传输数据包的过程中，为了降低转发路径上接入转发设备的负担，该第一接入转发设备到该第二接入转发设备的转发路径与该第二接入转发设备到该第一接入转发设备的转发路径可以不同。

例如，该控制器为接入转发设备A分配的路由标识池为{A1，A2，A3，A4}，为接入转发设备B分配的路由标识池为{B1，B2，B3，B4}，该控制器所确定的接入转发设备A到接入转发设备B之间的转发路径为“A-C-D-B”，接入转发设备B到接入转发设备A之间的转发路径为“B-D-E-A”，则该控制器生成的路由表可以如下表1所示，

表1

源路由标识池	目的路由标识池	转发路径
			{A1，A2，A3，A4}	{B1，B2，B3，B4}	A-C-D-B
{B1，B2，B3，B4}	{A1，A2，A3，A4}	B-D-E-A

304、该控制器向该接入转发设备发送该路由表和该路由标识池。

305、当该接入转发设备接收到该路由表和该路由标识池时，存储该路由表和该路由标识池。

该控制器向该接入转发设备发送该路由标识池，该接入转发设备存储该路由标识池，以便根据该路由标识池分配路由标识。该控制器向该接入转发设备发送该路由表，该接入转发设备存储该路由表，以便当接收到数据包时，根据该路由表确定该数据包的转发路径。

306、该接入转发设备根据该路由标识池，为每个接入标识分配路由标识，建立接入标识与路由标识之间的映射关系。

在本发明实施例中，该接入转发设备为每个终端分配接入标识，则当该接入转发设备接收到路由标识池时，即可根据该路由标识池，为已分配的每个接入标识分配路由标识，建立接入标识与路由标识之间的映射关系。或者，该接入转发设备先存储该路由标识池，当该接入转发设备接收到数据包，并确定还未给该数据包的接入标识分配路由标识时，从该路由标识池中剩余的多个路由标识中，选取一个路由标识分配给该接入标识，并建立该接入标识与该路由标识之间的映射关系。

307、当该接入转发设备接收到终端的数据包时，获取该数据包的源接入标识和目的接入标识，根据该映射关系，获取该源接入标识对应的源路由标识。

在本发明实施例中，当源终端希望向目的终端发送数据包时，可以先确定目的终端的目的接入标识，向该接入转发设备发送该数据包，该数据包携带该源终端的源接入标识和该目的终端的目的接入标识，当该接入转发设备接收到该数据包时，对该数据包中各个字段的信息进行解析，可以获取到该源接入标识和该目的接入标识。

其中，该源终端与该接入转发设备连接，该接入转发设备为该源接入标识分配源路由标识，则该接入转发设备可以根据该映射关系，直接获取到该源接入标识对应的源路由标识。而该目的终端可能并未与该接入转发设备连接，该接入转发设备不能获知该目的接入标识对应的目的路由标识，此时，该接入转发设备需要从该控制器查询该目的路由标识。当然，当该接入转发设备丢失了该映射关系，查询不到该源接入标识对应的源路由标识时，也可以从该控制器查询该源路由标识。

需要说明的是，本发明实施例仅以源终端向目的终端发送的数据包为例进行说明，实际上，该源终端也可能希望向目的服务器发送数据包，则该接入转发设备向该目的服务器所连接的目的接入转发设备转发该数据包，转发过程与本发明实施例中的转发过程类似。

308、该接入转发设备向该控制器发送路由标识查询请求，该路由标识查询请求携带该目的接入标识。

309、当该控制器接收到该路由标识查询请求时，根据每个接入转发设备的接入标识与路由标识之间的映射关系，确定该目的接入标识对应的目的路由标识。

在本发明实施例中，每个接入转发设备在建立了接入标识与路由标识之间的映射关系时，均向该控制器发送建立的映射关系，则该控制器可以存储每个接入转发设备所建立的映射关系。当该接入转发设备未获取到该目的路由标识时，可以向该控制器发送路由标识查询请求，该路由标识查询请求携带该目的接入标识，则当该控制器接收到该路由标识查询请求时，即可根据每个接入转发设备所建立的映射关系，确定该目的接入标识对应的目的路由标识。

另外，该接入转发设备还可以直接向该控制器发送该数据包，该数据包携带该目的接入标识，当该控制器接收到该数据包时，根据每个接入转发设备所建立的映射关系，确定该目的接入标识对应的目的路由标识。进一步地，当该控制器接收到该数据包时，对该数据包进行认证，认证通过时，根据每个接入转发设备所建立的映射关系，确定该目的接入标识对应的目的路由标识。

由于该控制器接收到的路由标识查询请求已封装，则该控制器无法确定该接入转发设备发送的请求中携带的标识是接入标识还是路由标识，该控制器无法确定应该查询的是接入标识对应的路由标识，还是路由标识对应的接入标识。为此，该接入转发设备对本地的端口进行分类，将端口划分为接入口和路由口，从该接入口接收到的数据包携带的是接入标识，从该路由口接收到的数据包携带的是路由标识。该接入转发设备将每个端口的类型信息发送给该控制器，该控制器记录该接入转发设备的每个端口的类型信息，当该接入转发设备无法查询到数据包的路由标识所对应的接入标识，或者无法查询到接入标识所对应的路由标识时，均可以向该控制器发送该数据包，以及接收该数据包的端口的类型信息，该控制器接收到该数据包和该类型信息时，获取该数据包携带的标识，并根据该类型信息确定该标识是接入标识还是路由标识，当确定该标识是接入标识时，该控制器根据该映射关系确定该标识对应的路由标识，当确定该标识是路由标识时，该控制器根据该映射关系确定该标识对应的接入标识。

310、该控制器向该接入转发设备发送该目的路由标识。

311、当该接入转发设备接收到该目的路由标识时，根据该目的路由标识查询该路由表，确定转发路径。

在本发明实施例中，该路由表用于以两个接入转发设备的路由标识池为索引，查询该两个接入转发设备之间的转发路径，则相应的，当该接入转发设备接收到该目的路由标识时，判断该路由表中除该接入转发设备的路由标识池以外的每个路由标识池中是否包括该目的路由标识，当指定路由标识池中包括该目的路由标识时，以该接入转发设备的路由标识池和该指定路由标识池为索引，查询该路由表，确定转发路径，也即是，确定该接入转发设备的路由标识池和该指定路由标识池对应的转发路径。

参见表1，假设该数据包的源路由标识为A1，目的路由标识为B2，则该接入转发设备根据该路由表判断该源路由标识A1属于路由标识池{A1，A2，A3，A4}，该目的路由标识B2属于路由标识池{B1，B2，B3，B4}，则该接入转发设备以路由标识池{A1，A2，A3，A4}、{B1，B2，B3，B4}为索引，确定转发路径为“A-C-D-B”。

312、该接入转发设备基于该源路由标识、该目的路由标识和该转发路径，转发该数据包。

该接入转发设备根据该转发路径，向该目的路由标识所属的目的接入转发设备发送该数据包，该数据包携带该源路由标识和该目的路由标识，当该目的接入转发设备接收到该数据包时，可以获取该目的路由标识对应的目的接入标识，基于该目的接入标识，向该目的终端发送该数据包。

可选地，该数据包中的源标识字段中存储该源接入标识，该数据包中的目的标识字段中存储该目的接入标识，则该接入转发设备将该源路由标识写入该源标识字段中，替换该源接入标识，将该目的路由标识写入该目的标识字段中，替换该目的接入标识，则该数据包中携带该源路由标识和该目的路由标识。

后续过程中，当该目的接入转发设备接收到该目的终端发送的响应数据包时，可以将该源路由标识作为本次转发过程的目的路由标识，将该目的路由标识作为本次转发过程的源路由标识，向该接入转发设备转发该响应数据包。其中该目的接入转发设备确定转发路径的步骤与该接入转发设备确定转发路径的步骤类似，在此不再赘述。

需要说明的是，本发明实施例仅以一个控制器为例进行说明，实际上，在全网中可以配置多个控制器，该多个控制器之间可以通过接口进行交互，该多个控制器分别连接多个接入转发设备，每个控制器生成一个全域拓扑结构。在全网中还可以配置一个总控制器，该总控制器获取每个控制器上传的全域拓扑结构，生成全网拓扑结构，并下发至每个控制器，每个控制器可以根据该全网拓扑结构确定转发路径。

本发明实施例提供的方法，通过在一体化标识网络中引入控制器，将控制平面与数据平面分离，由控制器获取每个已连接的接入转发设备的设备信息，生成全网拓扑结构，根据该全网拓扑结构，生成路由表，发送给该接入转发设备，则当该接入转发设备接收到数据包时，可以直接查询该路由表，确定转发路径，而无需运行路由协议，减小了计算量，节省了时间，提高了查询效率，且该控制器实现了对全网的灵活控制，实现了接入转发设备的负载均衡，提高了网络资源利用率。进一步地，由该控制器为每个已连接的接入转发设备分配路由标识池，实现了路由标识的统一管理，且该路由表以两个路由标识池为索引，极大地简化了表项的数量。

图4是本发明实施例提供的一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信***的结构示意图，参见图4，该控制器根据每个已连接的接入转发设备的设备信息，生成全网拓扑结构，并根据该全网拓扑结构，生成路由表，发送给接入转发设备。终端向接入转发设备发送数据包，该接入转发设备接收到该数据包时，获取该数据包的源接入标识和目的接入标识，获取该源接入标识对应的源路由标识以及该目的接入标识对应的目的路由标识，根据该目的路由标识查询该路由表，确定转发路径，基于该源路由标识、该目的路由标识和该转发路径，转发该数据包。

图5是本发明实施例提供的一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信装置结构示意图，参见图5，该装置位于控制器，该装置包括：

设备信息接收模块501，用于当与接入转发设备已建立连接时，接收该接入转发设备上传的设备信息；

拓扑结构生成模块502，用于根据每个已连接的接入转发设备的设备信息，生成全网拓扑结构；

路由表生成模块503，用于根据该全网拓扑结构，生成路由表，该路由表用于表示该接入转发设备与该全网拓扑结构中其他接入转发设备之间的转发路径；

路由表发送模块504，用于向该接入转发设备发送该路由表，使得该接入转发设备在接收到数据包时，根据该数据包的目的路由标识查询该路由表，确定转发路径，基于该目的路由标识和该转发路径转发该数据包。

本发明实施例提供的装置，通过在一体化标识网络中引入控制器，将控制平面与数据平面分离，由控制器获取每个已连接的接入转发设备的设备信息，生成全网拓扑结构，根据该全网拓扑结构，生成路由表，发送给该接入转发设备，则当该接入转发设备接收到数据包时，可以直接查询该路由表，确定转发路径，而无需运行路由协议，减小了计算量，节省了时间，提高了查询效率，实现了对全网的灵活控制。

可选地，该装置还包括：

查询请求接收模块，用于接收该接入转发设备发送的路由标识查询请求，该路由标识查询请求携带该数据包的目的接入标识；

路由标识确定模块，用于根据每个接入转发设备的接入标识与路由标识之间的映射关系，确定该目的接入标识对应的目的路由标识；

路由标识发送模块，用于向该接入转发设备发送该目的路由标识，使得该接入转发设备根据该目的路由标识查询该路由表，确定该转发路径，基于该目的路由标识和该转发路径转发该数据包。

可选地，该装置还包括：

分配模块，用于为该接入转发设备分配路由标识池，该路由标识池中包括多个路由标识；

路由标识池发送模块，用于向该接入转发设备发送该路由标识池，使得该接入转发设备根据该路由标识池，为接入标识分配路由标识，建立接入标识与路由标识之间的映射关系，当接收到该数据包时，根据该映射关系，确定该数据包的源接入标识对应的源路由标识，基于该源路由标识、和该目的路由标识和该转发路径，转发该数据包。

可选地，该路由表生成模块503包括：

路径确定单元，用于对于第一接入转发设备和第二接入转发设备，根据该全网拓扑结构，确定该第一接入转发设备与该第二接入转发设备之间的转发路径；

路由表生成单元，用于根据该第一接入转发设备的第一路由标识池、该第二接入转发设备的第二路由标识池以及该转发路径，生成路由表，该路由表用于以该第一路由标识池和该第二路由标识池为索引，查询该转发路径。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。

图6是本发明实施例提供的一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信装置结构示意图，参见图6，该装置包括：

设备信息发送模块601，用于当与控制器已建立连接时，向该控制器发送设备信息，使得该控制器接收到该设备信息时，根据每个已连接的接入转发设备的设备信息生成全网拓扑结构，根据该全网拓扑结构生成路由表，发送给该接入转发设备；

路由表接收模块602，用于接收该路由表，该路由表用于表示该接入转发设备与该全网拓扑结构中其他接入转发设备之间的转发路径；

目的路由标识获取模块603，用于当接收到数据包时，获取与该数据包的目的接入标识对应的目的路由标识；

查询模块604，用于根据该目的路由标识查询该路由表，确定转发路径；

转发模块605，用于基于该转发路径和该目的路由标识，转发该数据包。

本发明实施例提供的装置，通过在一体化标识网络中引入控制器，将控制平面与数据平面分离，由控制器获取每个已连接的接入转发设备的设备信息，生成全网拓扑结构，根据该全网拓扑结构，生成路由表，发送给该接入转发设备，则当该接入转发设备接收到数据包时，可以直接查询该路由表，确定转发路径，而无需运行路由协议，减小了计算量，节省了时间，提高了查询效率，实现了对全网的灵活控制。

可选地，该路由表用于以两个接入转发设备的路由标识池为索引，查询该两个接入转发设备之间的转发路径，

相应的，该查询模块604包括：

判断单元，用于判断该路由表中除该接入转发设备的路由标识池以外的每个路由标识池中是否包括该目的路由标识；

查询单元，用于当指定路由标识池中包括该目的路由标识时，以该接入转发设备的路由标识池和该指定路由标识池为索引，查询该路由表，确定转发路径。

可选地，该目的路由标识获取模块603包括：

查询请求发送单元，用于向该控制器发送路由标识查询请求，该路由标识查询请求携带该数据包的目的接入标识，使得该控制器根据每个接入转发设备的接入标识与路由标识之间的映射关系，确定该目的接入标识对应的目的路由标识；

目的路由标识接收单元，用于接收该目的路由标识。

可选地，该装置还包括：

源接入标识获取模块，用于获取该数据包的源接入标识；

映射模块，用于根据接入标识与路由标识之间的映射关系，确定该源接入标识对应的源路由标识；

标识转发模块，用于基于该源路由标识、该目的路由标识和该转发路径，转发该数据包。

可选地，该装置还包括：

路由标识池接收模块，用于接收该控制器分配的路由标识池，该路由标识池中包括多个路由标识；

映射关系建立模块，用于根据该路由标识池，为每个接入标识分配路由标识，建立接入标识与路由标识之间的映射关系。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。

需要说明的是：上述实施例提供的基于软件定义网络和一体化标识网络的通信装置在进行通信时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将控制器和接入转发设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的基于软件定义网络和一体化标识网络的通信装置与基于软件定义网络和一体化标识网络的通信方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信方法，其特征在于，应用于控制器中，所述方法包括：

当与接入转发设备已建立连接时，接收所述接入转发设备上传的设备信息；

为所述接入转发设备分配路由标识池，所述路由标识池中包括多个路由标识；

根据每个已连接的接入转发设备的设备信息，生成全网拓扑结构；

对于所述全网拓扑结构中的第一接入转发设备和第二接入转发设备，根据所述全网拓扑结构，确定所述第一接入转发设备与所述第二接入转发设备之间的转发路径；

根据所述第一接入转发设备的第一路由标识池、所述第二接入转发设备的第二路由标识池以及所述转发路径，生成路由表，所述路由表用于以所述第一路由标识池和所述第二路由标识池为索引，查询所述转发路径；

向所述每个已连接的接入转发设备发送所述路由表和所述路由标识池，使得所述接入转发设备根据所述路由标识池，为每个接入标识分配路由标识，建立所述每个接入标识与分配的路由标识之间的映射关系，在接收到数据包时，根据所述映射关系，确定所述数据包的源接入标识对应的源路由标识，以及目的接入标识对应的目的路由标识，根据所述数据包的目的路由标识查询所述路由表，确定转发路径，通过核心网基于所述源路由标识、所述目的路由标识和所述转发路径转发所述数据包。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收所述接入转发设备发送的路由标识查询请求，所述路由标识查询请求携带所述数据包的目的接入标识；

根据每个接入转发设备的接入标识与路由标识之间的映射关系，确定所述目的接入标识对应的目的路由标识；

向所述接入转发设备发送所述目的路由标识，使得所述接入转发设备根据所述目的路由标识查询所述路由表，确定所述转发路径，基于所述目的路由标识和所述转发路径转发所述数据包。

3.一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信方法，其特征在于，应用于接入转发设备中，所述方法包括：

当与控制器已建立连接时，向所述控制器发送设备信息，使得所述控制器接收到所述设备信息时，为所述接入转发设备分配路由标识池，所述路由标识池中包括多个路由标识，根据每个已连接的接入转发设备的设备信息生成全网拓扑结构，根据所述全网拓扑结构生成路由表，所述路由表用于以两个接入转发设备的路由标识池为索引，查询所述两个接入转发设备之间的转发路径，将所述路由表和所述路由标识池发送给所述接入转发设备；

所述接入转发设备接收所述路由表和所述路由标识池，所述路由表用于表示所述接入转发设备与所述全网拓扑结构中其他接入转发设备之间的转发路径；

根据所述路由标识池，为每个接入标识分配路由标识，建立所述每个接入标识与分配的路由标识之间的映射关系；

当接收到数据包时，根据所述映射关系，确定所述数据包的源接入标识对应的源路由标识，以及目的接入标识对应的目的路由标识，获取与所述数据包的目的接入标识对应的目的路由标识；

判断所述路由表中除所述接入转发设备的路由标识池以外的每个路由标识池中是否包括所述目的路由标识；

当指定路由标识池中包括所述目的路由标识时，以所述接入转发设备的路由标识池和所述指定路由标识池为索引，查询所述路由表，确定转发路径；

通过核心网基于所述源路由标识、所述转发路径和所述目的路由标识，转发所述数据包。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取与所述数据包的目的接入标识对应的目的路由标识包括：

所述接入转发设备向所述控制器发送路由标识查询请求，所述路由标识查询请求携带所述数据包的目的接入标识，使得所述控制器根据每个接入转发设备的接入标识与路由标识之间的映射关系，确定所述目的接入标识对应的目的路由标识，返回给所述接入转发设备；

所述接入转发设备接收所述目的路由标识。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述接入转发设备获取所述数据包的源接入标识；

根据接入标识与路由标识之间的映射关系，确定所述源接入标识对应的源路由标识；

基于所述源路由标识、所述目的路由标识和所述转发路径，转发所述数据包。

6.一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信装置，其特征在于，所述装置位于控制器，所述装置包括：

设备信息接收模块，用于当与接入转发设备已建立连接时，接收所述接入转发设备上传的设备信息；

分配模块，用于为所述接入转发设备分配路由标识池，所述路由标识池中包括多个路由标识；

拓扑结构生成模块，用于根据每个已连接的接入转发设备的设备信息，生成全网拓扑结构；

路由表生成模块，包括：

路径确定单元，用于对于所述全网拓扑结构中的第一接入转发设备和第二接入转发设备，根据所述全网拓扑结构，确定所述第一接入转发设备与所述第二接入转发设备之间的转发路径；

路由表生成单元，用于根据所述第一接入转发设备的第一路由标识池、所述第二接入转发设备的第二路由标识池以及所述转发路径，生成路由表，所述路由表用于以所述第一路由标识池和所述第二路由标识池为索引，查询所述转发路径；

路由表发送模块，用于向所述每个已连接的接入转发设备发送所述路由表，使得所述接入转发设备，在接收到数据包时，根据所述数据包的目的路由标识查询所述路由表，确定转发路径，基于所述目的路由标识和所述转发路径转发所述数据包；

路由标识池发送模块，用于向所述接入转发设备发送所述路由标识池，使得所述接入转发设备根据所述路由标识池，为每个接入标识分配路由标识，建立所述每个接入标识与分配的路由标识之间的映射关系，当接收到所述数据包时，根据所述映射关系，确定所述数据包的源接入标识对应的源路由标识，以及目的接入标识对应的目的路由标识，通过核心网基于所述源路由标识、和所述目的路由标识和所述转发路径，转发所述数据包。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

查询请求接收模块，用于接收所述接入转发设备发送的路由标识查询请求，所述路由标识查询请求携带所述数据包的目的接入标识；

路由标识确定模块，用于根据每个接入转发设备的接入标识与路由标识之间的映射关系，确定所述目的接入标识对应的目的路由标识；

路由标识发送模块，用于向所述接入转发设备发送所述目的路由标识，使得所述接入转发设备根据所述目的路由标识查询所述路由表，确定所述转发路径，基于所述目的路由标识和所述转发路径转发所述数据包。

8.一种基于软件定义网络和一体化标识网络的通信装置，其特征在于，应用于接入转发设备中，所述装置包括：

设备信息发送模块，用于当与控制器已建立连接时，向所述控制器发送设备信息，使得所述控制器接收到所述设备信息时，为所述接入转发设备分配路由标识池，所述路由标识池中包括多个路由标识，根据每个已连接的接入转发设备的设备信息生成全网拓扑结构，根据所述全网拓扑结构生成路由表，所述路由表用于以两个接入转发设备的路由标识池为索引，查询所述两个接入转发设备之间的转发路径，将所述路由表和所述路由标识池发送给所述接入转发设备；

路由表接收模块，用于接收所述路由表，所述路由表用于表示所述接入转发设备与所述全网拓扑结构中其他接入转发设备之间的转发路径；

路由标识池接收模块，用于接收所述控制器分配的路由标识池，所述路由标识池中包括多个路由标识；

映射关系建立模块，用于根据所述路由标识池，为每个接入标识分配路由标识，建立所述每个接入标识与分配的路由标识之间的映射关系；

目的路由标识获取模块，用于当接收到数据包时，根据所述映射关系，确定所述数据包的源接入标识对应的源路由标识，以及目的接入标识对应的目的路由标识；

查询模块，用于根据所述目的路由标识查询所述路由表，确定转发路径；

转发模块，用于通过核心网基于所述源路由标识、所述转发路径和所述目的路由标识，转发所述数据包；

所述查询模块包括：

判断单元，用于判断所述路由表中除所述接入转发设备的路由标识池以外的每个路由标识池中是否包括所述目的路由标识；

查询单元，用于当指定路由标识池中包括所述目的路由标识时，以所述接入转发设备的路由标识池和所述指定路由标识池为索引，查询所述路由表，确定转发路径。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述目的路由标识获取模块包括：

查询请求发送单元，用于向所述控制器发送路由标识查询请求，所述路由标识查询请求携带所述数据包的目的接入标识，使得所述控制器根据每个接入转发设备的接入标识与路由标识之间的映射关系，确定所述目的接入标识对应的目的路由标识；

目的路由标识接收单元，用于接收所述目的路由标识。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

源接入标识获取模块，用于获取所述数据包的源接入标识；

映射模块，用于根据接入标识与路由标识之间的映射关系，确定所述源接入标识对应的源路由标识；

标识转发模块，用于基于所述源路由标识、所述目的路由标识和所述转发路径，转发所述数据包。