一种基于sdn的避免冲突的快速数据传输方法
一种基于sdn的避免冲突的快速数据传输方法
【技术领域】
[0001]本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法。
【背景技术】
[0002]SDN(Software Defined Networks，软件定义网络)是一种新型的网络创新架构，通过将控制平面和数据平面分离，实现网络流量的灵活控制。SDN网络由控制器和交换设备组成，其中，控制器收集网络拓扑信息，计算数据流的转发路径并生成转发流表，交换设备根据控制器下发的流表进行数据流的转发。因此，SDN的概念一提出，就引起了国际上各方面的特别关注，更被认为是新型网络体系架构的最终实现方案。目前，YangWang,YimingYu等人在《Using SDN in Centralized Data Center in Power Communicat1n Networksfor Data and Network Reliability》中提出了一种基于SDN的网络架构，用来优化灾难恢复中心网络的控制方法和数据调度方案，被称作SDRCN(Software-defined DisasterRecovery Center Networks，软件定义灾难恢复中心网络)。SDRCN的任务之一，即按时对生产数据进行迀移，但是需要足够的带宽才能开始传送，为了获取带宽不得不暂停一些正在运行的任务。数据传送结束后DRCC(Disaster Recovery Centers Controller)会发送一个成功的消息给调度器，此时释放带宽同时继续运行被暂停的任务。针对快速传输数据的需求，目前已从多方面进行了优化，如:节点故障的快速定位，快速重建路由，虚拟网络的优化，可靠的组播传输方法，基于性能的路由，源端可控数据传输方法，等等。
[0003]但是以上情况均是在假设网络只用来传输大数据的情况下，没有考虑传输数据只是网络的部分功能，还有许多实时性的信息数据需要处理。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法，旨在解决现有的快速传输数据的优化方法存在假设网络只用来传输大数据的情况下，没有考虑传输数据只是网络的部分功能，还有许多实时性信息数据需要处理的问题。
[0005]本发明是这样实现的，一种基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法，所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法包括:
[0006]当遇到紧急情况必须重新占用该链路时，正在转发数据流的交换设备立刻生成一个伪故障信息；
[0007]建立新的应急链路时，控制器已知故障路段，对该传输路径进行备份，控制器根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项；
[0008]当应急通信数据流行至伪故障路段，根据上述起始交换设备的IP地址和所述终止交换设备的IP地址对数据流进行封装，将封装后的数据流根据备份路径转发；
[0009]到达目的交换机，当确定该数据流的目的IP地址即为该交换机的IP地址时，对所述封装的数据流进行解封装，解封装后的数据流按照本交换设备中的主流表项进行转发；
[0010]由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。
[0011 ]进一步，所述数据流的转发的方法如下:
[0012]由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。
[0013]本发明的另一目的在于提供一种所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法的快速数据传输系统，所述快速数据传输系统主要包括:
[0014]伪故障信息生成模块，用于当遇到紧急情况必须重新占用该链路时，正在转发数据流的交换设备立刻生成一个伪故障信息；
[0015]备份模块，用于建立新的应急链路时，控制器已知故障路段，对该传输路径进行备份，控制器根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项；
[0016]封装模块，用于当应急通信数据流行至伪故障路段，根据上述起始交换设备的IP地址和所述终止交换设备的IP地址对数据流进行封装，将封装后的数据流根据备份路径转发；
[0017]解封装模块，用于到达目的交换机，当确定该数据流的目的IP地址即为该交换机的IP地址时，对所述封装的数据流进行解封装，解封装后的数据流按照本交换设备中的主流表项进行转发；
[0018]数据流检测模块，用于由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。
[0019]进一步，所述备份模块建议包括:
[0020]控制器，根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项；
[0021]交换单元，用于向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项。
[0022]进一步，数据流检测模块进一步包括:
[0023]控制单元，用于向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流；
[0024]判断单元，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。
[0025]本发明的另一目的在于提供一种应用=所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法的智能电网通信系统。
[0026]本发明的另一目的在于提供一种应用=所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法的网络控制系统。
[0027]本发明的另一目的在于提供一种应用所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法的资源管理系统。
[0028]本发明提供的基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法，提出了一种基于SDN的避免冲突的快速数据流传输方法，应用于SDN的控制器和交换设备上，以避免因突发网络危险，系统在应急时需重新占用链路来传输应急信息数据，中止大数据传输而造成数据丢失或者数据重传的情况;无需中断已经正在进行数据传输任务，只需让应急链路绕着走即可。在智能电网通信网中，其数据分为硬实时、准实时、非实时等多种类型，其对应的时延要求从8ms到5秒不等，尤其是对于时延敏感的数据来讲，越是情况糟糕关键信息的实时性要求就越高、越严格。本发明既满足了应急通信对时效性和高效性的要求，又可提高数据传输效率，节省时间。
【附图说明】
[0029]图1是本发明实施例提供的基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法流程图。
[0030]图2是本发明实施例提供的SDN网络示意图。
[0031 ]图3是本发明实施例提供的选择数据流转发的方法流程图。
[0032]图4是本发明实施例提供的SDN应急消息数据流的封装示意图。
[0033]图5是本发明实施例提供的SDN中应急消息数据流转发装置的基础硬件示意图。
【具体实施方式】
[0034]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0035]本发明提出了一种基于SDN的避免冲突的快速数据流传输方法，所述方法应用于SDN的控制器和交换设备上，以避免因突发网络危险，系统在应急时需重新占用链路来传输应急信息数据，中止大数据传输而造成数据丢失或者数据重传的情况。
[0036]本发明首先，当正在传输数据的链路需要被重新占用时，正在转发该数据流的交换设备立刻生成一个伪故障信息。其次，当建立应急链路时，控制器已知故障路段，对该传输路径进行备份，控制器根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项。由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。即直到应急信息数据流转发完毕，才释放链路，专心传输大数据流。
[0037]下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
[0038]如图1所示，本发明实施例的基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法包括以下步骤:
[0039]SlOl:当遇到紧急情况必须重新占用该链路时，正在转发数据流的交换设备立刻生成一个伪故障信息；
[0040]S102:建立新的应急链路时，控制器已知故障路段，，对该传输路径进行备份，控制器根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项；
[0041]S103:当应急通信数据流行至伪故障路段，根据上述起始交换设备的IP地址和所述终止交换设备的IP地址对数据流进行封装。将封装后的数据流根据备份路径转发；
[0042]S104:到达目的交换机，当确定该数据流的目的IP地址即为该交换机的IP地址时，对所述封装的数据流进行解封装。解封装后的数据流按照本交换设备中的主流表项进行转发；
[0043]S105:由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主 流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。
[0044]本发明的具体步骤如下:
[0045]当遇到紧急情况必须重新占用该链路时，正在转发数据流的交换设备立刻生成一个伪故障信息。
[0046]管理员通过控制器选取数据传输的最佳路由，例如，选取SW1—SW2—SW3为最佳路由，此时传输数据可达最大速率。假设在经由SW2到达SW3的路段，突然遇到紧急情况需要占用链路。那么SW2—SW3段即为伪故障路段。
[0047]建立新的应急链路时，控制器已知故障路段，对该传输路径进行备份，控制器根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项。
[0048]已经指定SW2—SW3段为伪故障路段，控制器为两个端点交换设备选择备份路径，有很多备份路径可选，假设此处根据路由最短的原则选取了 SW2—SW8—SW3为备份路径，其中SW2为起始交换设备，SW3为终止交换设备。控制器根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项。
[0049]当应急通信数据流行至伪故障路段，根据上述起始交换设备的IP地址和所述终止交换设备的IP地址对数据流进行封装。将封装后的数据流根据备份路径转发。
[0050]控制器下发备份流项的目的是为了遇到故障路段时，立刻指引数据流通过备份路径转发，以保证及时高效。在通过备份路径转发之前，起始交换设备根据备份流表项中的起始交换设备的IP地址和终止交换设备的IP地址对数据流进行封装，即在数据流原有封装的基础上再增加一层封装，该新增封装的源IP地址为起始交换设备的IP地址，目的IP地址为终止交换设备的IP地址，以使备份路径中的其他设备在接收到封装后的数据流后，根据数据流的外层封装匹配备份表项的源、目的IP地址，从而按照备份流表项转发数据流，如图5所示。SDN中数据流转发装置的实施例可以应用在控制器上;装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现；以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的CPU运行存储器中对应的计算机程序指令形成的。从硬件层面而言，如图5所示，为本发明SDN中数据流转发装置所在设备的一种硬件结构图，除了图5所示的CPU、存储器之外，实施例中装置所在的设备通常还可以包括其他硬件。
[0051]到达目的交换机，当确定该数据流的目的IP地址即为该交换机的IP地址时，对所述封装的数据流进行解封装。解封装后的数据流按照本交换设备中的主流表项进行转发。
[0052]终止交换设备通过判断外层封装的目的IP地址是否为本交换机的IP地址，如果是，则对数据流进行解封装，还原数据流。解封装后数据流的源、目的IP地址为数据流发送方和接收方的IP地址，可以按照主流表项转发。通过对应急数据流的加、解封装，实现了应急数据流通过备份路径转发的目的，确保了源数据流的正常传输。
[0053]由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。
[0054]图2所示为SDN网络示意图。该SDN网络包括控制器、交换设备(SW1-SW8)以及主机(PCl和PC2)，其中，控制器负责网络拓扑的收集以及数据流转发路径的计算，并根据计算结果生成转发路径中各个交换设备的流表项，下发给对应的交换设备，交换设备根据收到的流表项转发数据流。
[0055]图3是基于SDN选择数据流转发的方法流程图，该实施例从终止交换设备侧对SDN中应急消息数据流转发的处理过程进行描述。
[0056]由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。
[0057]图5是一种SDN中紧急通信数据流转发装置的基础硬件示意图。
[0058]本发明SDN中应急通信数据流转发装置的实施例可以应用在控制器、起始交换设备或终止交换设备上。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在模块的CPU运行存储器中对应的计算机程序指令形成的。从硬件层面而言，如图5本发明一种SDN中紧急通信数据流转发装置的基础硬件示意图。在大数据传输的过程中若偶遇突发情况，控制器需要重新占用高效的数据传输链路来进行应急通信，使用上述方法，无需中断已经正在进行数据传输任务，只需让应急链路绕着走，这样既满足了应急通信对时效性和高效性的要求，又可提高数据传输效率，节省时间。
[0059]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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法，其特征在于，所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法包括: 当遇到紧急情况必须重新占用该链路时，正在转发数据流的交换设备立刻生成一个伪故障信息； 建立新的应急链路时，控制器已知故障路段，对该传输路径进行备份，控制器根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项； 当应急通信数据流行至伪故障路段，根据上述起始交换设备的IP地址和所述终止交换设备的IP地址对数据流进行封装，将封装后的数据流根据备份路径转发； 到达目的交换机，当确定该数据流的目的IP地址即为该交换机的IP地址时，对所述封装的数据流进行解封装，解封装后的数据流按照本交换设备中的主流表项进行转发； 由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。2.如权利要求1所述的基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法，其特征在于，所述数据流的转发的方法如下: 由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。3.—种如权利要求1所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法的快速数据传输系统，其特征在于，所述快速数据传输系统主要包括: 伪故障信息生成模块，用于当遇到紧急情况必须重新占用该链路时，正在转发数据流的交换设备立刻生成一个伪故障信息； 备份模块，用于建立新的应急链路时，控制器已知故障路段，对该传输路径进行备份，控制器根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项；封装模块，用于当应急通信数据流行至伪故障路段，根据上述起始交换设备的IP地址和所述终止交换设备的IP地址对数据流进行封装，将封装后的数据流根据备份路径转发；解封装模块，用于到达目的交换机，当确定该数据流的目的IP地址即为该交换机的IP地址时，对所述封装的数据流进行解封装，解封装后的数据流按照本交换设备中的主流表项进行转发； 数据流检测模块，用于由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。4.如权利要求3所述的快速数据传输系统，其特征在于，所述备份模块建议包括: 控制器，根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项； 交换单元，用于向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项。5.如权利要求3所述的基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法，其特征在于，数据流检测模块进一步包括: 控制单元，用于向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流； 判断单元，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。6.—种应用如权利要求1-2任意一项所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法的智能电网通信系统。7.—种应用如权利要求1-2任意一项所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法的网络控制系统。8.—种应用如权利要求1-2任意一项所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法的资源管理系统。
【专利摘要】本发明公开了一种基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法，当正在传输数据的链路需要被重新占用时，正在转发该数据流的交换设备立刻生成一个伪故障信息；当建立应急链路时，控制器已知故障路段，对该传输路径进行备份，控制器根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项，直到应急信息数据流转发完毕，才释放链路，专心传输大数据流。本发明避免了因突发网络危险，中止了大数据传输而造成数据丢失或者数据重传的情况；无需中断已经正在进行数据传输任务，满足了应急通信对时效性和高效性的要求，提高了数据传输效率，节省了时间。
【IPC分类】H04L12/711
【公开号】CN105490936
【申请号】CN201510922433
【发明人】王圣达, 丛犁, 隋吉生, 陈鹤, 陈晨, 赵力强
【申请人】国网吉林省电力有限公司信息通信公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月14日
【技术领域】
[0001]本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法。
【背景技术】
[0002]SDN(Software Defined Networks，软件定义网络)是一种新型的网络创新架构，通过将控制平面和数据平面分离，实现网络流量的灵活控制。SDN网络由控制器和交换设备组成，其中，控制器收集网络拓扑信息，计算数据流的转发路径并生成转发流表，交换设备根据控制器下发的流表进行数据流的转发。因此，SDN的概念一提出，就引起了国际上各方面的特别关注，更被认为是新型网络体系架构的最终实现方案。目前，YangWang,YimingYu等人在《Using SDN in Centralized Data Center in Power Communicat1n Networksfor Data and Network Reliability》中提出了一种基于SDN的网络架构，用来优化灾难恢复中心网络的控制方法和数据调度方案，被称作SDRCN(Software-defined DisasterRecovery Center Networks，软件定义灾难恢复中心网络)。SDRCN的任务之一，即按时对生产数据进行迀移，但是需要足够的带宽才能开始传送，为了获取带宽不得不暂停一些正在运行的任务。数据传送结束后DRCC(Disaster Recovery Centers Controller)会发送一个成功的消息给调度器，此时释放带宽同时继续运行被暂停的任务。针对快速传输数据的需求，目前已从多方面进行了优化，如:节点故障的快速定位，快速重建路由，虚拟网络的优化，可靠的组播传输方法，基于性能的路由，源端可控数据传输方法，等等。
[0003]但是以上情况均是在假设网络只用来传输大数据的情况下，没有考虑传输数据只是网络的部分功能，还有许多实时性的信息数据需要处理。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法，旨在解决现有的快速传输数据的优化方法存在假设网络只用来传输大数据的情况下，没有考虑传输数据只是网络的部分功能，还有许多实时性信息数据需要处理的问题。
[0005]本发明是这样实现的，一种基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法，所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法包括:
[0006]当遇到紧急情况必须重新占用该链路时，正在转发数据流的交换设备立刻生成一个伪故障信息；
[0007]建立新的应急链路时，控制器已知故障路段，对该传输路径进行备份，控制器根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项；
[0008]当应急通信数据流行至伪故障路段，根据上述起始交换设备的IP地址和所述终止交换设备的IP地址对数据流进行封装，将封装后的数据流根据备份路径转发；
[0009]到达目的交换机，当确定该数据流的目的IP地址即为该交换机的IP地址时，对所述封装的数据流进行解封装，解封装后的数据流按照本交换设备中的主流表项进行转发；
[0010]由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。
[0011 ]进一步，所述数据流的转发的方法如下:
[0012]由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。
[0013]本发明的另一目的在于提供一种所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法的快速数据传输系统，所述快速数据传输系统主要包括:
[0014]伪故障信息生成模块，用于当遇到紧急情况必须重新占用该链路时，正在转发数据流的交换设备立刻生成一个伪故障信息；
[0015]备份模块，用于建立新的应急链路时，控制器已知故障路段，对该传输路径进行备份，控制器根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项；
[0016]封装模块，用于当应急通信数据流行至伪故障路段，根据上述起始交换设备的IP地址和所述终止交换设备的IP地址对数据流进行封装，将封装后的数据流根据备份路径转发；
[0017]解封装模块，用于到达目的交换机，当确定该数据流的目的IP地址即为该交换机的IP地址时，对所述封装的数据流进行解封装，解封装后的数据流按照本交换设备中的主流表项进行转发；
[0018]数据流检测模块，用于由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。
[0019]进一步，所述备份模块建议包括:
[0020]控制器，根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项；
[0021]交换单元，用于向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项。
[0022]进一步，数据流检测模块进一步包括:
[0023]控制单元，用于向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流；
[0024]判断单元，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。
[0025]本发明的另一目的在于提供一种应用=所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法的智能电网通信系统。
[0026]本发明的另一目的在于提供一种应用=所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法的网络控制系统。
[0027]本发明的另一目的在于提供一种应用所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法的资源管理系统。
[0028]本发明提供的基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法，提出了一种基于SDN的避免冲突的快速数据流传输方法，应用于SDN的控制器和交换设备上，以避免因突发网络危险，系统在应急时需重新占用链路来传输应急信息数据，中止大数据传输而造成数据丢失或者数据重传的情况;无需中断已经正在进行数据传输任务，只需让应急链路绕着走即可。在智能电网通信网中，其数据分为硬实时、准实时、非实时等多种类型，其对应的时延要求从8ms到5秒不等，尤其是对于时延敏感的数据来讲，越是情况糟糕关键信息的实时性要求就越高、越严格。本发明既满足了应急通信对时效性和高效性的要求，又可提高数据传输效率，节省时间。
【附图说明】
[0029]图1是本发明实施例提供的基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法流程图。
[0030]图2是本发明实施例提供的SDN网络示意图。
[0031 ]图3是本发明实施例提供的选择数据流转发的方法流程图。
[0032]图4是本发明实施例提供的SDN应急消息数据流的封装示意图。
[0033]图5是本发明实施例提供的SDN中应急消息数据流转发装置的基础硬件示意图。
【具体实施方式】
[0034]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0035]本发明提出了一种基于SDN的避免冲突的快速数据流传输方法，所述方法应用于SDN的控制器和交换设备上，以避免因突发网络危险，系统在应急时需重新占用链路来传输应急信息数据，中止大数据传输而造成数据丢失或者数据重传的情况。
[0036]本发明首先，当正在传输数据的链路需要被重新占用时，正在转发该数据流的交换设备立刻生成一个伪故障信息。其次，当建立应急链路时，控制器已知故障路段，对该传输路径进行备份，控制器根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项。由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。即直到应急信息数据流转发完毕，才释放链路，专心传输大数据流。
[0037]下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
[0038]如图1所示，本发明实施例的基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法包括以下步骤:
[0039]SlOl:当遇到紧急情况必须重新占用该链路时，正在转发数据流的交换设备立刻生成一个伪故障信息；
[0040]S102:建立新的应急链路时，控制器已知故障路段，，对该传输路径进行备份，控制器根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项；
[0041]S103:当应急通信数据流行至伪故障路段，根据上述起始交换设备的IP地址和所述终止交换设备的IP地址对数据流进行封装。将封装后的数据流根据备份路径转发；
[0042]S104:到达目的交换机，当确定该数据流的目的IP地址即为该交换机的IP地址时，对所述封装的数据流进行解封装。解封装后的数据流按照本交换设备中的主流表项进行转发；
[0043]S105:由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主 流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。
[0044]本发明的具体步骤如下:
[0045]当遇到紧急情况必须重新占用该链路时，正在转发数据流的交换设备立刻生成一个伪故障信息。
[0046]管理员通过控制器选取数据传输的最佳路由，例如，选取SW1—SW2—SW3为最佳路由，此时传输数据可达最大速率。假设在经由SW2到达SW3的路段，突然遇到紧急情况需要占用链路。那么SW2—SW3段即为伪故障路段。
[0047]建立新的应急链路时，控制器已知故障路段，对该传输路径进行备份，控制器根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项。
[0048]已经指定SW2—SW3段为伪故障路段，控制器为两个端点交换设备选择备份路径，有很多备份路径可选，假设此处根据路由最短的原则选取了 SW2—SW8—SW3为备份路径，其中SW2为起始交换设备，SW3为终止交换设备。控制器根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项。
[0049]当应急通信数据流行至伪故障路段，根据上述起始交换设备的IP地址和所述终止交换设备的IP地址对数据流进行封装。将封装后的数据流根据备份路径转发。
[0050]控制器下发备份流项的目的是为了遇到故障路段时，立刻指引数据流通过备份路径转发，以保证及时高效。在通过备份路径转发之前，起始交换设备根据备份流表项中的起始交换设备的IP地址和终止交换设备的IP地址对数据流进行封装，即在数据流原有封装的基础上再增加一层封装，该新增封装的源IP地址为起始交换设备的IP地址，目的IP地址为终止交换设备的IP地址，以使备份路径中的其他设备在接收到封装后的数据流后，根据数据流的外层封装匹配备份表项的源、目的IP地址，从而按照备份流表项转发数据流，如图5所示。SDN中数据流转发装置的实施例可以应用在控制器上;装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现；以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的CPU运行存储器中对应的计算机程序指令形成的。从硬件层面而言，如图5所示，为本发明SDN中数据流转发装置所在设备的一种硬件结构图，除了图5所示的CPU、存储器之外，实施例中装置所在的设备通常还可以包括其他硬件。
[0051]到达目的交换机，当确定该数据流的目的IP地址即为该交换机的IP地址时，对所述封装的数据流进行解封装。解封装后的数据流按照本交换设备中的主流表项进行转发。
[0052]终止交换设备通过判断外层封装的目的IP地址是否为本交换机的IP地址，如果是，则对数据流进行解封装，还原数据流。解封装后数据流的源、目的IP地址为数据流发送方和接收方的IP地址，可以按照主流表项转发。通过对应急数据流的加、解封装，实现了应急数据流通过备份路径转发的目的，确保了源数据流的正常传输。
[0053]由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。
[0054]图2所示为SDN网络示意图。该SDN网络包括控制器、交换设备(SW1-SW8)以及主机(PCl和PC2)，其中，控制器负责网络拓扑的收集以及数据流转发路径的计算，并根据计算结果生成转发路径中各个交换设备的流表项，下发给对应的交换设备，交换设备根据收到的流表项转发数据流。
[0055]图3是基于SDN选择数据流转发的方法流程图，该实施例从终止交换设备侧对SDN中应急消息数据流转发的处理过程进行描述。
[0056]由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。
[0057]图5是一种SDN中紧急通信数据流转发装置的基础硬件示意图。
[0058]本发明SDN中应急通信数据流转发装置的实施例可以应用在控制器、起始交换设备或终止交换设备上。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在模块的CPU运行存储器中对应的计算机程序指令形成的。从硬件层面而言，如图5本发明一种SDN中紧急通信数据流转发装置的基础硬件示意图。在大数据传输的过程中若偶遇突发情况，控制器需要重新占用高效的数据传输链路来进行应急通信，使用上述方法，无需中断已经正在进行数据传输任务，只需让应急链路绕着走，这样既满足了应急通信对时效性和高效性的要求，又可提高数据传输效率，节省时间。
[0059]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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法，其特征在于，所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法包括: 当遇到紧急情况必须重新占用该链路时，正在转发数据流的交换设备立刻生成一个伪故障信息； 建立新的应急链路时，控制器已知故障路段，对该传输路径进行备份，控制器根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项； 当应急通信数据流行至伪故障路段，根据上述起始交换设备的IP地址和所述终止交换设备的IP地址对数据流进行封装，将封装后的数据流根据备份路径转发； 到达目的交换机，当确定该数据流的目的IP地址即为该交换机的IP地址时，对所述封装的数据流进行解封装，解封装后的数据流按照本交换设备中的主流表项进行转发； 由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。2.如权利要求1所述的基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法，其特征在于，所述数据流的转发的方法如下: 由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。3.—种如权利要求1所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法的快速数据传输系统，其特征在于，所述快速数据传输系统主要包括: 伪故障信息生成模块，用于当遇到紧急情况必须重新占用该链路时，正在转发数据流的交换设备立刻生成一个伪故障信息； 备份模块，用于建立新的应急链路时，控制器已知故障路段，对该传输路径进行备份，控制器根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项；封装模块，用于当应急通信数据流行至伪故障路段，根据上述起始交换设备的IP地址和所述终止交换设备的IP地址对数据流进行封装，将封装后的数据流根据备份路径转发；解封装模块，用于到达目的交换机，当确定该数据流的目的IP地址即为该交换机的IP地址时，对所述封装的数据流进行解封装，解封装后的数据流按照本交换设备中的主流表项进行转发； 数据流检测模块，用于由控制器向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。4.如权利要求3所述的快速数据传输系统，其特征在于，所述备份模块建议包括: 控制器，根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项； 交换单元，用于向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项。5.如权利要求3所述的基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法，其特征在于，数据流检测模块进一步包括: 控制单元，用于向终止交换设备发出指令，由终止交换设备检测到来的数据流； 判断单元，如果是应急消息的数据流，则根据应急消息的主流表项进行转发，成功转发之后，再根据大数据的主流表项对大数据进行转发;反之，如果先检测到大数据流到来，则选择等待，直到应急消息数据流的到来。6.—种应用如权利要求1-2任意一项所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法的智能电网通信系统。7.—种应用如权利要求1-2任意一项所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法的网络控制系统。8.—种应用如权利要求1-2任意一项所述基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法的资源管理系统。
【专利摘要】本发明公开了一种基于SDN的避免冲突的快速数据传输方法，当正在传输数据的链路需要被重新占用时，正在转发该数据流的交换设备立刻生成一个伪故障信息；当建立应急链路时，控制器已知故障路段，对该传输路径进行备份，控制器根据该备份路径生成源IP地址为起始交换设备IP地址，目的IP地址为终止交换设备IP地址的备份流表项，并向该备份路径中的交换设备下发对应的备份流表项，直到应急信息数据流转发完毕，才释放链路，专心传输大数据流。本发明避免了因突发网络危险，中止了大数据传输而造成数据丢失或者数据重传的情况；无需中断已经正在进行数据传输任务，满足了应急通信对时效性和高效性的要求，提高了数据传输效率，节省了时间。
【IPC分类】H04L12/711
【公开号】CN105490936
【申请号】CN201510922433
【发明人】王圣达, 丛犁, 隋吉生, 陈鹤, 陈晨, 赵力强
【申请人】国网吉林省电力有限公司信息通信公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月14日
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