CN110865993B - 一种sdn控制器集群*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种SDN控制器集群***，包括SDN控制器集群和数据库服务器集群；所述SDN控制器集群中的每一个SDN控制器均包含本地缓存和Zookeeper数据库，所述SDN控制器集群中包括一个主SDN控制器和若干备用SDN控制器；所述数据库服务器集群包括若干本地DB；所述主SDN控制器的本地缓存与数据库服务器集群的本地DB进行数据通信，所述主SDN控制器的Zookeeper数据库与其他备用SDN控制器的Zookeeper数据库进行数据通讯实现数据同步。本发明采用数据库服务器集群代替所有SDN控制器的本地数据库，SDK控制器无需操作数据库，缓解SDN控制处理数据的压力；主备切换后，同步数据源发生变化，保证数据的一致性，避免由于数据的差异导致业务的中断。

Description

一种SDN控制器集群***
技术领域
本发明属于网络架构设计技术领域，尤其是涉及一种SDN控制器集群***。
背景技术
SDN(Software Defined Network，软件定义网络)网络是一种新型网络架构，集中化控制全网的资源，对改善网络资源交付有非常重要的意义。有些厂商采用单一的SDN控制器，它的优点是控制简单。但是存在致命的缺点，当前控制器宕机，导致整个网络处于无管理状态。有些厂商采用主备控制器技术，一定程度上缓解了单个SDN控制器的压力，但是主备容易产生脑裂的状况，导致环境中可能出现双leader控制器，引起网络控制风暴。
多数厂商采用集群SDN控制器解决控制器稳定性及控制效率不佳的问题。集群控制器的模型如图1所示。
SDN控制器的个数为基数，3,5,7...N。基数个控制器的目的是为了快速选举主控制器。SDN控制器数据同步的方式如下。对外提供数据的是本地缓存的数据，这样做的目的是提高控制器的性能。SDN控制器采用负载均衡的模式，不同的SDN控制器控制不同的设备。
通过Zookeeper(ZK)实现集群数据的同步。当接收到数据时，将数据存入到本地的缓存。本地的数据库(DB)，以及ZK的数据库(DB)。ZK的数据库变化会通知其他控制器有数据的变化。其他的控制器处理这个数据的变化，将数据写入到本地缓存和本地的数据库。集群发生主备切换时，将ZK DB中的数据同步给其他的控制器。实现集群的数据同步。
此集群***存在如下缺点：
1.本地缓存提供对外的数据，虽然可以保证性能，但是集群之间的本地缓存数据很难保持一致，SDN主备服务器切换，则可能会引起某些业务的异常。
2.本地DB仅用于持久化数据，利用率低，而且每个控制器都会有一个本地数据库，数据库的数量与控制器的个数成正比，造成数据库数量的浪费。集群间数据库数据可能不一致，若从数据库恢复数据，可能造成某些业务的异常。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种SDN控制器集群***，优化处理数据的过程，保证SDN控制器之间的一致性，避免由于数据的差异导致业务的中断。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种SDN控制器集群***，包括SDN控制器集群和数据库服务器集群；
所述SDN控制器集群中的每一个SDN控制器均包含本地缓存和Zookeeper数据库，所述SDN控制器集群中包括一个主SDN控制器和若干备用SDN控制器；所述数据库服务器集群包括若干本地DB；
所述主SDN控制器的本地缓存与数据库服务器集群的本地DB进行数据通信，所述主SDN控制器的Zookeeper数据库与其他备用SDN控制器的Zookeeper数据库进行数据通讯实现数据同步。
进一步的，所述SDN控制器集群***处理数据变化的方法，包括如下步骤：
1)主SDN控制器接收数据的变化；
2)主SDN控制器对数据进行合法性校验；
3)主SDN控制器处理数据，将数据存入到其本地缓存及数据库服务器集群的本地DB；
4)主SDN控制器将数据存入其Zookeeper数据库，用于数据的同步；
5)每一个备用SDN控制器接收到所述主SDN控制器的Zookeeper数据库的数据变化后，首先将数据写入到Zookeeper数据库，然后将数据写入到其本地缓存中。
进一步的，所述SDN控制器集群***进行集群主备切换的方法，包括如下步骤：
1)新的主SDN控制器从所述数据库服务器集群中获取数据；
2)新的主SDN控制器将数据存入到本地缓存；
3)新的主SDN控制器将数据存入到Zookeeper数据库，Zookeeper数据库中的数据发生变化，并通知其他备用SDN控制器处理数据的变化；
4)备用SDN控制器将数据存入到Zookeeper数据库；
5)备用SDN控制器将数据存入到本地缓存。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
(1)本发明采用数据库服务器集群代替所有SDN控制器的本地数据库，SDK控制器无需操作数据库，缓解SDN控制处理数据的压力；
(2)优化SDN控制器处理数据的步骤，提高SDN控制器的性能，SDN控制器数据的迁移更加灵活；主备切换后，同步数据源发生变化，保证数据的一致性，避免由于数据的差异导致业务的中断；
(3)将SDN处理器处理数据的层面剥离出来，SDN控制器专注于控制层面，提高控制器的效率；
(4)本发明对于SDN控制器集群的扩展，数据库的数量不会增加，且获取数据的稳定性得以保证。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有的SDN控制器集群架构示意图；
图2为本发明实施例所述SDN控制器集群***的架构图；
图3为本发明实施例所述SDN控制器集群***处理数据变化的流程图；
图4为本发明实施例所述SDN控制器集群***主备切换的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明实施例一种SDN控制器集群***，如图2所示，包括SDN控制器集群和数据库服务器集群；
所述SDN控制器集群中的每一个SDN控制器均包含本地缓存和Zookeeper数据库，所述SDN控制器集群中包括一个主SDN控制器和若干备用SDN控制器；所述数据库服务器集群包括若干本地DB；
所述主SDN控制器的本地缓存与数据库服务器集群的本地DB进行数据通信，所述主SDN控制器的Zookeeper数据库与其他备用SDN控制器的Zookeeper数据库进行数据通讯实现数据同步。
本发明增加新的数据库服务器，用于提供数据库的服务。数据库采用集群模式，增加数据库的稳定性。
如图3所示，所述SDN控制器集群***处理数据变化的方法，包括如下步骤：
1)主SDN控制器接收数据的变化；
2)主SDN控制器对数据进行合法性校验；
3)主SDN控制器处理数据，将数据存入到其本地缓存及数据库服务器集群的本地DB；
4)主SDN控制器将数据存入其Zookeeper数据库，用于数据的同步；
5)每一个备用SDN控制器接收到所述主SDN控制器的Zookeeper数据库的数据变化后，首先将数据写入到Zookeeper数据库，然后将数据写入到其本地缓存中。
如图4所示，所述SDN控制器集群***进行集群主备切换的方法，包括如下步骤：
1)新的主SDN控制器从所述数据库服务器集群中获取数据；
2)新的主SDN控制器将数据存入到本地缓存；
3)新的主SDN控制器将数据存入到Zookeeper数据库，Zookeeper数据库中的数据发生变化，并通知其他备用SDN控制器处理数据的变化；
4)备用SDN控制器将数据存入到Zookeeper数据库；
5)备用SDN控制器将数据存入到本地缓存。
本发明当SDN控制器集群发生主备切换时，通过本地数据库进行数据的同步，将本地的数据写入到本地缓存和ZK DB(Zookeeper数据库)，保证数据的一致性，从而确保业务的持续性。新的主SDN控制器中的数据来源是数据库服务器中的数据，进而将此数据同步给其他的SDN控制器，保证了数据的一致性。因此，SDN控制器的数据同步得以保证，SDN控制器的性能可以提高。具体的，SDK控制器无需操作数据库，缓解SDN控制处理数据的压力；优化SDN控制器处理数据的步骤，提高SDN控制器的性能；保证SDN控制器之间的一致性，避免由于数据的差异导致业务的中断；对于SDN控制器集群的扩展，数据库的数量不会增加，且获取数据的稳定性得以保证；SDN控制器数据的迁移更加灵活。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (3)

1.一种SDN控制器集群***，其特征在于：包括SDN控制器集群和数据库服务器集群；
所述SDN控制器集群中的每一个SDN控制器均包含本地缓存和Zookeeper数据库，所述SDN控制器集群中包括一个主SDN控制器和若干备用SDN控制器；所述数据库服务器集群包括若干本地DB；
所述主SDN控制器的本地缓存与数据库服务器集群的本地DB进行数据通信，所述主SDN控制器的Zookeeper数据库与其他备用SDN控制器的Zookeeper数据库进行数据通讯实现数据同步。
2.一种基于权利要求1中的SDN控制器集群***处理数据变化的方法，其特征在于：所述SDN控制器集群***处理数据变化的方法，包括如下步骤：
1)主SDN控制器接收数据的变化；
2)主SDN控制器对数据进行合法性校验；
3)主SDN控制器处理数据，将数据存入到其本地缓存及数据库服务器集群的本地DB；
4)主SDN控制器将数据存入其Zookeeper数据库，用于数据的同步；
5)每一个备用SDN控制器接收到所述主SDN控制器的Zookeeper数据库的数据变化后，首先将数据写入到Zookeeper数据库，然后将数据写入到其本地缓存中。
3.一种基于权利要求1中的SDN控制器集群***进行集群主备切换的方法，其特征在于：所述SDN控制器集群***进行集群主备切换的方法，包括如下步骤：
1)新的主SDN控制器从所述数据库服务器集群中获取数据；
2)新的主SDN控制器将数据存入到本地缓存；
3)新的主SDN控制器将数据存入到Zookeeper数据库，Zookeeper数据库中的数据发生变化，并通知其他备用SDN控制器处理数据的变化；
4)备用SDN控制器将数据存入到Zookeeper数据库；
5)备用SDN控制器将数据存入到本地缓存。
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基于多控制器的SDN研究;郭东东;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 (基础科学辑)》;20170228;全文 *

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