CN107682411A - 一种大规模sdn控制器集群及网络*** - Google Patents
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Abstract
本发明属于通信技术领域，具体公开了一种大规模SDN控制器集群及网络***，该SDN控制器集群包括：SDN控制器组；以及缓存服务器组，用于存储SDN控制器组的控制数据，其中控制数据至少包括配置信息、控制规则、路由信息和拓扑数据。本发明提供的一种大规模SDN控制器集群及网络***，采用把SDN控制器的控制逻辑和数据存储分离，即将数据存储统一放在一个分布式缓存***上，每个SDN控制器只有控制逻辑而没有数据存储，这样当需要大规模的SDN控制器集群时，数据的冗余始终没有增加，还可以把不同的SDN控制数据存放在不同的缓存***上，实现数据存储的横向扩张。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种大规模SDN控制器集群及网络***。
背景技术
SDN控制器是SDN(Software Defined Network，软件定义网络)网络的核心，主要负责对整个SDN网络的集中化控制，对于把握全网资源视图、改善网络资源交付质量具有非常重要的作用。
现有的SDN控制器是把控制逻辑和数据(如配置信息、控制规则、路由信息等)放在一起进行存储的，也就是说每个SDN控制器都有自己独立的数据存储。当一个网络中只需要配置几个SDN控制器时，非常方便，只需要把这几个SDN控制器配置成集群即可，每个SDN控制器的数据都会相互复制，保证其高可用性。但是当需要大规模的SDN控制器集群时，每个SDN控制器的数据相互复制，就会导致非常大的数据冗余，有多少个SDN控制器，就有多少份冗余。
发明内容
本发明提供一种大规模SDN控制器集群及网络***，以解决现有技术中SDN网络中SDN控制器易出现较大数据冗余的问题。
第一方面，本发明提供一种大规模SDN控制器集群，包括：
SDN控制器组；以及
缓存服务器组，用于存储所述SDN控制器组的控制数据，其中所述控制数据至少包括配置信息、控制规则、路由信息和拓扑数据。
作为本发明第一方面的优选方式，还包括：
代理服务器组，用于根据所述SDN控制器组的请求查找相应的缓存服务器组，并按照配置的映射规则将所述SDN控制器组的控制数据对应存储在所述缓存服务器组中。
作为本发明第一方面的优选方式，所述代理服务器组包括一个主代理服务器和至少一个从代理服务器，其中所述主代理服务器与所述从代理服务器之间建立心跳连接。
作为本发明第一方面的优选方式，所述映射规则根据所述控制数据的数据量大小来设置，从而将一个或者多个所述SDN控制器组的控制数据对应存储在一个缓存服务器组中。
作为本发明第一方面的优选方式，所述SDN控制器组包括一个主SDN控制器和至少一个从SDN控制器，其中所述主SDN控制器与所述从SDN控制器之间建立心跳连接。
作为本发明第一方面的优选方式，所述缓存服务器组包括至少一个缓存服务器，其中所述缓存服务器之间通过集群方式建立连接。
作为本发明第一方面的优选方式，所述缓存服务器中配置硬盘，用于同步存储所述缓存服务器中存储的所述SDN控制器组的控制数据。
第二方面，本发明还提供一种SDN网络***，包括：
至少一个交换机组，其包括至少一个交换机；
至少一个SDN控制器组，用于控制所述交换机组；其包括一个主SDN控制器和至少一个从SDN控制器，其中所述主SDN控制器与所述从SDN控制器之间建立心跳连接；
至少一个缓存服务器组，用于存储所述SDN控制器组的控制数据，其中所述控制数据至少包括配置信息、控制规则、路由信息和拓扑数据；其包括至少一个缓存服务器，其中所述缓存服务器之间通过集群方式建立连接。
作为本发明第二方面的优选方式，还包括：
至少一个代理服务器组，用于根据所述SDN控制器组的请求查找相应的缓存服务器组，并按照配置的映射规则将所述SDN控制器组的控制数据对应存储在所述缓存服务器组中；其包括一个主代理服务器和至少一个从代理服务器，其中所述主代理服务器与所述从代理服务器之间建立心跳连接。
作为本发明第二方面的优选方式，所述缓存服务器中配置硬盘，用于同步存储所述缓存服务器中存储的所述SDN控制器组的控制数据。
本发明提供的一种大规模SDN控制器集群及网络***，采用把SDN控制器的控制逻辑和数据存储分离，即将数据存储统一放在一个分布式缓存***上，每个SDN控制器只有控制逻辑而没有数据存储，这样当需要大规模的SDN控制器集群时，数据的冗余始终没有增加，还可以把不同的SDN控制器的数据存放在不同的缓存***上，实现数据存储的横向扩张。
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为本发明实施例提供的一种大规模SDN控制器集群一个实施例的结构框图；
图2为本发明实施例提供的一种大规模SDN控制器集群又一个实施例的结构框图；
图3为本发明实施例提供的一种SDN网络***一个实施例的结构框图；
图4为本发明实施例提供的一种SDN网络***又一个实施例的结构框图；
图5为本发明实施例提供的一种SDN网络***一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种大规模SDN控制器集群，参照图1所示，其包括：
SDN控制器组101；
缓存服务器组102，用于存储SDN控制器组的控制数据，其中控制数据至少包括配置信息、控制规则、路由信息和拓扑数据。
在本实施例中，SDN控制器组中各个SDN控制器的控制逻辑和控制数据分离，包括配置信息、控制规则、路由信息和拓扑数据在内的控制数据统一存储在缓存服务器组中，SDN控制器中仅有控制逻辑。由于控制数据都是存储在缓存服务器组中的，各个SDN控制器之间不需要相互拷贝数据，这样当多个SDN控制器集群时，每个SDN控制器的数据不会相互复制，就不会导致出现数据冗余的情况。
优选地，SDN控制器组101包括一个主SDN控制器1011和至少一个从SDN控制器1012，其中主SDN控制器1011与从SDN控制器1012之间建立心跳连接。
心跳连接为一种连接机制，用于监控各个SDN控制器的通信状态。在该机制中，建立了心跳连接的两个SDN控制器每隔固定时间就会向对方发送一个“心跳”，所述“心跳”是一个自定义的结构体，可以为心跳包或心跳帧。建立了心跳连接的两个SDN控制器通过向对方发送“心跳”，告知对方自己仍正常工作，以确保各SDN控制器的有效性。
正常情况下，由主SDN控制器对外进行服务，主SDN控制器通过心跳机制报告自身的状况，并监听其他从SDN控制器的心跳信号以检测对方是否发生故障。当主SDN控制器发生故障时，从SDN控制器发出切换信号，切换输出，不影响整个设备的正常运行。
优选地，缓存服务器组102包括至少一个缓存服务器1021，其中缓存服务器1021之间通过集群方式建立连接。
各个缓存服务器之间采用这种连接方式，可以使缓存服务器组达到高可用。各个缓存服务器之间还可以分担负载，可以把请求分担到不同的缓存服务器中。
进一步优选地，缓存服务器1022中配置硬盘，用于同步存储缓存服务器中存储的SDN控制器组的控制数据。
将存储在缓存服务器中的SDN控制器组的控制数据进一步同步存储在硬盘中，可以得到持久化的数据，满足使用需要。
本发明又一实施例公开了一种大规模SDN控制器集群，参照图2所示，其包括：
SDN控制器组201；
代理服务器组202，用于根据SDN控制器组的请求查找相应的缓存服务器组，并按照配置的映射规则将SDN控制器组的控制数据对应存储在缓存服务器组中；
缓存服务器组203，用于存储SDN控制器组的控制数据，其中控制数据至少包括配置信息、控制规则、路由信息和拓扑数据。
在本实施例中，SDN控制器组中各个SDN控制器的控制逻辑和控制数据分离，包括配置信息、控制规则、路由信息和拓扑数据在内的控制数据统一存储在缓存服务器组中，SDN控制器中仅有控制逻辑。由于控制数据都是存储在缓存服务器组中的，各个SDN控制器之间不需要相互拷贝数据，这样当多个SDN控制器集群时，每个SDN控制器的数据不会相互复制，就不会导致出现数据冗余的情况。
此外，SDN控制器组中各个SDN控制器并不直接连接缓存服务器组存储和获取控制数据，而是通过一个代理服务器组来存储控制数据，SDN控制器组只需把请求交给代理服务器组，由代理服务器组根据缓冲路径去查找相应的缓存服务器组。代理服务器组按照配置的映射规则将SDN控制器组中的控制数据对应存储在缓存服务器组中，SDN控制器需要获取数据时也通过代理服务器组获取，代理服务器组从相应的缓存服务器组中获取到控制数据后再返回给SDN控制器组。
对于SDN控制器来说，代理服务器组跟缓存服务器组之间的动作是透明的。这样使得SDN控制器只依赖于代理服务器接口，不用依赖于具体的缓存服务器接口，例如需要把Redis缓存服务器换成memcached缓存服务器时，也不需要修改SDN控制器的代码，使用时非常方便。
代理服务器组可以进行数据的分片和路由，即把上层的数据按照配置的映射规则分别存储在不同的缓存服务器组里，各个缓存服务器组各自保证数据的高可用和读写分离。这样，整个***就可以实现横向扩张，一旦网络设备继续增加，可以通过新增SDN控制器组来管理这些设备，同时也要新增缓存服务器组，最后只需要在代理服务器组里重新配置一下映射规则即可。
优选地，上述映射规则根据控制数据的数据量大小来设置，从而将一个或者多个SDN控制器组的控制数据对应存储在一个缓存服务器组中。
需要说明的是，为了保证***的数据存储管理清晰性，，一般情况下，一个SDN控制器组的控制数据对应存储在一个缓存服务器组中。但是在某些情况下，在缓存服务器组的存储容量足够大的情况下，也可以将多个SDN控制器组的控制数据对应存储在一个缓存服务器组中，只需要在映射规则中配置即可。
优选地，代理服务器组202包括一个主代理服务器2021和至少一个从代理服务器2022，其中主代理服务器2021与从代理服务器2022之间建立心跳连接。
由于代理服务器存在单点故障，所以也需要设置从代理服务器保证其高可用性。当主代理服务器发生故障时，从代理服务器发出切换信号，切换输出，不影响整个设备的正常运行。
优选地，SDN控制器组201包括一个主SDN控制器2011和至少一个从SDN控制器2012，其中主SDN控制器与从SDN控制器之间建立心跳连接。其原理等与上述实施例中的基本相同，此处不做限定。
优选地，缓存服务器组203包括至少一个缓存服务器2031，其中缓存服务器之间通过集群方式建立连接。
进一步优选地，缓存服务器中配置硬盘，用于同步存储缓存服务器中存储的SDN控制器组的控制数据。其原理等与上述实施例中的基本相同，此处不做限定。
本发明实施例公开了一种SDN网络***，参照图3所示，包括：
至少一个交换机组301，其包括至少一个交换机；
至少一个SDN控制器组302，用于控制交换机组；其包括一个主SDN控制器和至少一个从SDN控制器，其中主SDN控制器与从SDN控制器之间建立心跳连接；
至少一个缓存服务器组303，用于存储SDN控制器组的控制数据，其中控制数据至少包括配置信息、控制规则、路由信息和拓扑数据；其包括至少一个缓存服务器，其中缓存服务器之间通过集群方式建立连接。
优选地，缓存服务器中配置硬盘，用于同步存储缓存服务器中存储的SDN控制器组中的控制数据。
本实施例中，交换机作为整个网络的网络交换设备，可以分成不同的区域，不同区域中的各个交换机都与一个SDN控制器组进行连接，来保证SDN控制器的高可用性。
SDN控制器组中的控制数据既包括各个交换机中的数据，比如配置信息、控制规则和路由信息等，又包括在交换机中数据的基础上计算出来的数据，比如拓扑数据等。
在本实施例中，将控制交换机组的SDN控制器组中的控制数据统一存储在缓存服务器组中，组内各个SDN控制器之间不需要相互拷贝数据，这样当多个SDN控制器集群时，每个SDN控制器的数据不会相互复制，就不会导致出现数据冗余的情况。从而，整个SDN网络***可以横向扩张，一旦如交换机等网络设备继续增加，可以新增SDN控制器来管理这些网络设备，并且把这些网络设备的数据存储到一个缓存服务器组里，大大提升了SDN网络的性能。
本发明又一实施例公开了一种SDN网络***，参照图4所示，包括：
至少一个交换机组401，其包括至少一个交换机；
至少一个SDN控制器组402，用于控制交换机组；其包括一个主SDN控制器和至少一个从SDN控制器，其中主SDN控制器与从SDN控制器之间建立心跳连接；
代理服务器组403，用于根据SDN控制器组的请求查找相应的缓存服务器组，并按照配置的映射规则将SDN控制器组的控制数据对应存储在缓存服务器组中；其包括一个主代理服务器和至少一个从代理服务器，其中主代理服务器与从代理服务器之间建立心跳连接；
至少一个缓存服务器组404，用于存储SDN控制器组的控制数据，其中控制数据至少包括配置信息、控制规则、路由信息和拓扑数据；其包括至少一个缓存服务器，其中缓存服务器之间通过集群方式建立连接。
本实施例中，SDN控制器组中各个SDN控制器并不直接连接缓存服务器组存储和获取控制数据，而是通过一个代理服务器组来存储控制数据，SDN控制器组只需把请求交给代理服务器组，由代理服务器组根据缓冲路径去查找相应的缓存服务器组。代理服务器组按照配置的映射规则将SDN控制器组中的控制数据对应存储在缓存服务器组中，SDN控制器需要获取数据时也通过代理服务器组获取，代理服务器组从相应的缓存服务器组中获取到控制数据后再返回给SDN控制器组。
对于SDN控制器来说，代理服务器组跟缓存服务器组之间的动作是透明的。这样使得SDN控制器只依赖于代理服务器接口，不用依赖于具体的缓存服务器接口，例如需要把Redis缓存服务器换成memcached缓存服务器时，也不需要修改SDN控制器的代码，使用时非常方便。
代理服务器组可以进行数据的分片和路由，即把上层的数据按照配置的映射规则分别存储在不同的缓存服务器组里，各个缓存服务器组各自保证数据的高可用和读写分离。这样，整个***就可以实现横向扩张，一旦网络设备继续增加，可以通过新增SDN控制器组来管理这些设备，同时也要新增缓存服务器组，最后只需要在代理服务器组里重新配置一下映射规则即可。
优选地，上述映射规则根据控制数据的数据量大小来设置，从而将一个或者多个SDN控制器组的控制数据对应存储在一个缓存服务器组中。根据需要，在代理服务器组中进行配置即可。
在本实施例中，将控制交换机的SDN控制器组中的控制数据统一存储在缓存服务器组中，组内各个SDN控制器之间不需要相互拷贝数据，这样当多个SDN控制器集群时，每个SDN控制器的数据不会相互复制，就不会导致出现数据冗余的情况。从而，整个SDN网络***可以横向扩张，一旦如交换机等网络设备继续增加，可以新增SDN控制器来管理这些网络设备，并且把这些网络设备的数据存储到一个缓存服务器组里，只需在代理服务器组中配置相应的映射规则，大大提升了SDN网络的性能。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的实施例中部分组件的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。
图5为本发明实施例提供的一种具体的SDN网络***的结构示意图，为了更好的理解上述实施例，下面将以一个SDN网络***的具体应用场景为例进行说明。
如图5所示，将整个网络***中的多个交换机分成不同的区域，每一个区域中的交换机均对应受控于一个SDN控制器组。每个SDN控制器组均分别设置一个主SDN控制器和一个从SDN控制器，其中主SDN控制器和从SDN控制器之间建立心跳连接，当检测到主SDN控制器发生故障时，从SDN控制器发出切换信号，切换输出。每个SDN控制器组均通过代理服务器组与一个缓存服务器组建立连接，通过代理服务器组将数据存储在缓存服务器组中或者从缓存服务器组中获取存储的数据。其中，代理服务器组设置一个主代理服务器和一个从代理服务器，同样地，主代理服务器和从代理服务器之间建立心跳连接，当主代理服务器发生故障时，从代理服务器发出切换信号，切换输出。缓存服务器组中也设置多个缓存服务器，各个缓存服务器之间通过集群方式建立连接。在代理服务器组中配置映射规则，即将区域1、区域2和区域3中的交换机中的数据分别间接存储在缓存服务器组1、缓存服务器组2和缓存服务器组3中，各个缓存服务器组各自保证数据的高可用性。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
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)
1.一种大规模SDN控制器集群，其特征在于，包括：
SDN控制器组；以及
缓存服务器组，用于存储所述SDN控制器组的控制数据，其中所述控制数据至少包括配置信息、控制规则、路由信息和拓扑数据。
2.根据权利要求1所述的大规模SDN控制器集群，其特征在于，还包括：
代理服务器组，用于根据所述SDN控制器组的请求查找相应的缓存服务器组，并按照配置的映射规则将所述SDN控制器组的控制数据对应存储在所述缓存服务器组中。
3.根据权利要求2所述的大规模SDN控制器集群，其特征在于，所述代理服务器组包括一个主代理服务器和至少一个从代理服务器，其中所述主代理服务器与所述从代理服务器之间建立心跳连接。
4.根据权利要求2所述的大规模SDN控制器集群，其特征在于，所述映射规则根据所述控制数据的数据量大小来设置，从而将一个或者多个所述SDN控制器组的控制数据对应存储在一个缓存服务器组中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的大规模SDN控制器集群，其特征在于，所述SDN控制器组包括一个主SDN控制器和至少一个从SDN控制器，其中所述主SDN控制器与所述从SDN控制器之间建立心跳连接。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的大规模SDN控制器集群，其特征在于，所述缓存服务器组包括至少一个缓存服务器，其中所述缓存服务器之间通过集群方式建立连接。
7.根据权利要求6所述的大规模SDN控制器集群，其特征在于，所述缓存服务器中配置硬盘，用于同步存储所述缓存服务器中存储的所述SDN控制器组的控制数据。
8.一种SDN网络***，其特征在于，包括：
至少一个交换机组，其包括至少一个交换机；
至少一个SDN控制器组，用于控制所述交换机组；其包括一个主SDN控制器和至少一个从SDN控制器，其中所述主SDN控制器与所述从SDN控制器之间建立心跳连接；
至少一个缓存服务器组，用于存储所述SDN控制器组的控制数据，其中所述控制数据至少包括配置信息、控制规则、路由信息和拓扑数据；其包括至少一个缓存服务器，其中所述缓存服务器之间通过集群方式建立连接。
9.根据权利要求8所述的SDN网络***，其特征在于，还包括：
至少一个代理服务器组，用于根据所述SDN控制器组的请求查找相应的缓存服务器组，并按照配置的映射规则将所述SDN控制器组的控制数据对应存储在所述缓存服务器组中；其包括一个主代理服务器和至少一个从代理服务器，其中所述主代理服务器与所述从代理服务器之间建立心跳连接。
10.根据权利要求9所述的SDN网络***，其特征在于，所述缓存服务器中配置硬盘，用于同步存储所述缓存服务器中存储的所述SDN控制器组的控制数据。
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| CN201710830157.0A CN107682411A (zh) | 2017-09-14 | 2017-09-14 | 一种大规模sdn控制器集群及网络*** |
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Publications (1)
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| CN107682411A true CN107682411A (zh) | 2018-02-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180209 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |