Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

CN110035012A - 基于sdn的vpn流量调度方法以及基于sdn的vpn流量调度系统 - Google Patents

基于sdn的vpn流量调度方法以及基于sdn的vpn流量调度系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110035012A
CN110035012A CN201811589642.4A CN201811589642A CN110035012A CN 110035012 A CN110035012 A CN 110035012A CN 201811589642 A CN201811589642 A CN 201811589642A CN 110035012 A CN110035012 A CN 110035012A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vpn
sdn
address
traffic
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811589642.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110035012B (zh
Inventor
袁航
祖立军
吴金坛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Unionpay Co Ltd
Original Assignee
China Unionpay Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Unionpay Co Ltd filed Critical China Unionpay Co Ltd
Priority to CN201811589642.4A priority Critical patent/CN110035012B/zh
Priority to US17/043,237 priority patent/US11296997B2/en
Priority to PCT/CN2019/094985 priority patent/WO2020134017A1/zh
Priority to TW108125094A priority patent/TWI715107B/zh
Publication of CN110035012A publication Critical patent/CN110035012A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110035012B publication Critical patent/CN110035012B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4641—Virtual LANs, VLANs, e.g. virtual private networks [VPN]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4633—Interconnection of networks using encapsulation techniques, e.g. tunneling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/08—Configuration management of networks or network elements
    • H04L41/0803—Configuration setting
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/08—Configuration management of networks or network elements
    • H04L41/0803—Configuration setting
    • H04L41/0806—Configuration setting for initial configuration or provisioning, e.g. plug-and-play
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/08—Configuration management of networks or network elements
    • H04L41/0895—Configuration of virtualised networks or elements, e.g. virtualised network function or OpenFlow elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/38—Flow based routing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/64—Routing or path finding of packets in data switching networks using an overlay routing layer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/74—Address processing for routing
    • H04L45/745—Address table lookup; Address filtering
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/20—Traffic policing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/50—Queue scheduling
    • H04L47/60—Queue scheduling implementing hierarchical scheduling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/70—Admission control; Resource allocation
    • H04L47/82—Miscellaneous aspects
    • H04L47/825—Involving tunnels, e.g. MPLS
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/14—Network analysis or design
    • H04L41/145—Network analysis or design involving simulating, designing, planning or modelling of a network

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于SDN的VPN流量调度方法及其调度系统。该方法包括：配置所述SDN交换设备以实现所述CE设备和所述PE设备之间的通信链路构建；在控制器上进行VPN的配置；所述控制器向所述SDN交换设备下发相流表，其中，流表用于进行VPN内重复地址到一个不冲突空间地址的转换以区分不同的VPN流量；控制器按照预先设定的流量调度策略，对不同的VPN流量配置不同的流量调度路径；以及控制器将流量调度路径下发到PE设备。根据本发明，通过SDN交换设备把VPN流量映射到IP不冲突的地址空间，PE设备之间流量调度不需要考虑VPN从而可以灵活采用策略路由等多种引流方式实现跨数据中心流量的灵活调度。

Description

基于SDN的VPN流量调度方法以及基于SDN的VPN流量调度系统
技术领域
本发明涉及通信技术，尤其涉及基于SDN的VPN流量调度方法以及基于SDN的VPN流量调度系统。
背景技术
在一个跨数据中心基础网络上承载多个不同用户，不同用户之间的流量严格隔离。当不同用户的流量在网络上传输时，使用VPN技术进行区分，控制器支持在边缘路由器上通过VPN隔离出不同租户的路由区域，并通过路由器端口与VPN实例的映射实现VPN实例的动态管理。
为实现流量工程，跨中心网络常常采用建立隧道的方式进行流量路径的规划。当前用户对网络流量的要求越来越精细化，往往会具体到对某个应用流进行操作。在这种情况下，在VPN内部基于五元组的引流手段越来越重要。
那么当前在VPN环境中，其引流只能通过隧道策略引流、路由染色和服务等级进行引流。其中隧道策略引流和静态路由引流只能对整个VPN的流量实现整体引流，而路由染色也仅能基于目的IP进行引流，虽然服务等级可以精细化到五元组，但其数量只有8个，完全不能满足实际使用需求。
传统非VPN环境下，可通过策略路由的手段实现基于五元组的引流。但在VPN环境下，该手段经验证发现不适用：在经策略路由引流后，报文会丢失VPN相关信息，导致对端无法接收。
公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
鉴于此，针对上述问题旨在提供一种基于SDN的VPN流量调度方法
本发明的一方面的基于SDN的VPN流量调度方法，其特征在于，利用SDN交换设备以及控制器实现CE设备和PE设备之间的VPN流量调度，包括下述步骤：
初始化步骤，配置所述SDN交换设备以实现所述CE设备和所述PE设备之间的通信链路构建；
VPN配置步骤，在所述控制器上进行VPN的配置；
地址转换流表下发步骤，所述控制器向所述SDN交换设备下发相流表，其中，所述流表用于进行VPN内重复地址到一个不冲突空间地址的转换以区分不同的VPN流量；
VPN流量调度步骤，所述控制器按照预先设定的流量调度策略，对不同的VPN流量配置不同的流量调度路径；以及
配置下发步骤，所述控制器将所述流量调度路径下发到PE设备。
可选地，所述流表采用不冲突的空间地址进行VPN内的空间地址的转换。
可选地，所述空间地址包括下述的一项或者多项的组合：
源IP地址、源MAC地址、目的MAC地址、源端口、目的端口、目的IP地址。
可选地，在所述VPN配置步骤中，在所述控制器上管理VPN与SDN交换设备的接口之间的映射关系并且基于不同的VPN分配空间地址，其中所述映射关系是指不同的CE设备属于不同的VPN，不同的CE设备连接到SDN交换设备的接口收到的是不同的VPN流量。
可选地，所述地址转换流表下发步骤包括：
控制器获取报文进入SDN交换设备的端口信息，然后根据所述映射关系得知该报文属于哪个VPN；
获取VPN的IP地址池，顺序或随机获取一个IP地址，并且将该获取的IP地址标记为不可用；
根据获取到的IP，生成相应流表下发到SDN交换设备。
本发明一方面的基于SDN的VPN流量调度系统，其特征在于，具备：
第一类型的路由设备；
第二类型的路由设备，与所述第一类型的路由设备分离设置；
SDN交换设备，设置在所述第一类型的路由设备和所述第二类型的路由设备之间，用于实现所述第一类型的设备和所述第二类型的设备之间的通信链路构建；以及
控制器，用于根据规定协议对于SDN交换设备进行集中控制一实现对VPN流量的调度。
可选地，所述第一类型的路由设备是CE设备，
所述第二类型的路由设备PE设备。
可选地，所述控制器通过Openflow协议和NETCONF协议对于SDN交换设备进行集中控制。
可选地，所述控制器向所述SDN交换设备下发相流表，其中，所述流表用于进行VPN内重复地址到一个不冲突空间地址的转换以区分不同的VPN流量。
可选地，所述空间地址包括下述的一项或者多项的组合：
源IP地址、源MAC地址、目的MAC地址、源端口、目的端口、目的IP地址。
可选地，所述SDN交换设备构建所述第一类型的路由设备和所述第二类型的路由设备之间的一一对应的通信链路。
可选地，所述控制器具备：
VPN管理模块，用于实现VPN信息管理、端口映射关系管理、以及IP地址池管理；
转发策略管理模块，用于实现交换机请求处理、转发策略生成以及转发策略下发；以及
引流管理模块，用于实现引流策略管理以及引流配置下发。
本发明的计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，
该计算机程序被处理器执行时实现上述的基于SDN的VPN流量调度方法。
本发明的计算机 设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的基于SDN的VPN流量调度方法。
根据本发明，通过在CE设备和PE设备之间接入了SDN交换设备，能够对流量在进入PE设备之前和离开PE设备之后的修改源空间地址（例如IP地址），使得在PE设备之间的流量调度可以不用考虑VPN的存在，从而可以基于策略路由等实现对流量的灵活调度，而且可以兼容大多数厂商设备并突破服务质量等级所带来的引流数量的限制。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的基于SDN的VPN流量调度系统的结构框图。
图2是表示本发明的第一实施方式的基于SDN的VPN流量调度方法的流程示意图。
图3是表示SDN交换设备端口与VPN的关系映射图。
图4是表示多VPN管理模型的示意图。
图5是表示发明一个示例的VPN流量调度系统的构造示意图。
具体实施方式
下面介绍的是本发明的多个实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解。并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。
在说明本发明之前，先对本发明中出现的若干技术用语进行简单说明。
（1）SDN
软件定义网络（Software Defined Network）。
（2）VPN
虚拟专用网络（virtual private network），是Emulex网络一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式，其核心技术OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，使网络作为管道变得更加智能。
（3）隧道技术
隧道类似于点到点的连接。这种方式能够使来自许多信息源的网络业务在同一个基础设施中通过不同的隧道进行传输。
（4）策略路由
策略路由是转发层面的行为，操作的对象是数据包，匹配的是数据流，具体是指数据包中的各个字段，常用五元组：源IP、目标IP、协议、源端口、目标端口。
（5）PE(Provider Edge)
即，Provide的边缘设备，服务提供商骨干网的边缘路由器，它相当于标签边缘路由器（LER）。VPN概念中，把整个网络中的路由器分为三类：用户边缘路由器（CE）、运营商边缘路由器（PE）和运营商骨干路由器（P）；其中，PE充当IP VPN接入路由器，PE路由器连接CE路由器和P路由器，是最重要的网络节点。用户的流量通过PE路由器流入用户网络，或者通过PE路由器流到MPLS骨干网。
（6）CE(Customer Edge)
用户边缘设备，服务提供商所连接的用户端路由器。CE路由器通过连接一个或多个PE路由器，为用户提供服务接入。CE路由器通常是一台IP路由器，它与连接的PE路由器建立邻接关系。
（7）VPN 实例（VPN-INSTANCE）
VPN 实例的原理是将一台物理设备虚拟成多个虚拟设备，并将相应的物理接口分配至虚拟设备中使用，从而实现每个虚拟设备之间以及和根物理设备之间完全隔离。并且每一个逻辑设备之间都是相互独立的，使用自己独立的路由表、独立进程、独立进出接口。
图1是表示本发明的第一实施方式的基于SDN的VPN流量调度系统的结构框图。
如图1所示，在本发明的第一实施方式的基于SDN的VPN流量调度系统中，PE设备20连接CE设备10和P设备30之间，本发明的特征在于，在CE设备10和PE设备20之间进一步加入SDN交换设备40实现对VPN流量的调度，同时，在VPN流量调度控制器50（在后文中简称为“控制器”）的集中控制下，通过SDN交换设备40把VPN流量映射到IP不冲突的空间地址。图1中的“多根线”表示互联的撰线可以不止一条。
进一步，在本发明中，PE设备20之间的流量调度不需要考虑VPN，从而可以灵活采用策略路由等多种引流方式实现对跨数据中心流量的灵活引流调度。
其中，特别地在于，设置在CE设备10和PE设备20之间的SDN交换设备40是本发明的一个关键因素，其主要有如下两个作用：
（1）充当CE设备10和PE设备30之间的数据转发通道。它到CE设备10和PE设备30之间的连线数量是相同的，因此可以构建CE设备10和PE设备30之间的一一对应的通信链路，从而透明转发他们之间的BGP等网络协议数据包，对于CE设备10和PE设备30来说SDN交换设备40是感知不到的。
（2）把VPN内IP地址重复的数据包映射到不冲突的一个空间地址内：对于从CE设备10到PE设备30的数据包是把原有IP1修改为不冲突的IP2，而对于从PE设备30到CE设备10的数据包则是把IP2重新还原为IP1。
图2是表示本发明的第一实施方式的基于SDN的VPN流量调度方法的流程示意图。
以下参照图1和图2一起说明本发明的第一实施方式的基于SDN的VPN流量调度方法。
如图2所示，本发明的第一实施方式的基于SDN的VPN流量调度方法包括下述步骤：
初始化步骤S100：配置SDN交换设备40以实现CE设备10和PE设备20之间的通信链路构建；
VPN配置步骤S200：在控制器50上配置VPN，包括每个VPN对应的CE端口、SDN控制器端口、IP地址池；
地址转换流表下发步骤S300：控制器50在SDN交换设备40上下发相应的流表进行VPN内重复地址到一个不冲突空间地址的转换；
VPN流量调度步骤S400：在控制器50上对VPN的特定流量配置转发路径；
配置下发步骤S500：在PE设备20之间下发针对转换后的地址的路由规则进行流量的灵活调度。
接着，这些步骤进行具体说明。
（1）初始化步骤S100
在通过SDN交换设备40连接CE设备10和PE设备20之间并和控制器50建立管理通道之后，控制器50会对SDN交换设备40建立控制关系。由于SDN交换设备40不运行任何三层协议，因此可以构建一条对于CE设备10和PE设备20来说透明的通信链路。
（2）VPN配置步骤S200
在该步骤中进行VPN的配置工作。VPN的配置工作主要有三个，具体如下：
①管理VPN数据
控制器50管理网络中所有的VPN信息。该信息为基础数据，所有上层功能都基于该数据来进行实现。
②管理VPN与SDN交换设备接口的映射关系。
该映射关系是在与CE设备的连接接口上产生的。因为不同的CE设备属于不同的VPN，所以不同CE设备10连接到的SDN交换设备40的物理口，收到是不同VPN的流量。
图3是表示SDN交换设备端口与VPN的关系映射图。
如图3所示，作为CE设备10图示了第一CE设备、第二CE设备以及第三CE设备，其中，第一CE设备属于VPN1，第二CE设备属于VPN2，第三CE设备属于VPN3，另一方面，第一CE设备连接到SDN交换设备40的P1端口（即收到VPN1的流量），第二CE设备连接到SDN交换设备40的P2端口（即收到VPN2的流量），第三CE设备连接到SDN交换设备40的P3端口（即收到VPN3的流量）。
在控制器50中能够对这些关系数据进行管理，这样后面就知道不同端口收到的数据是属于哪个VPN的。
③为不同VPN分配映射IP地址池图4是表示多VPN管理模型的示意图。图4是为了说明多VPN下的管理方式。如图4所示，在一个VPN主控下面具有多个VPN实例。其中，每个VPN实例分别具备VPN服务、IP地址以及租户。因为存在多个VPN实例，所以在划分IP地址池的时候要保证各VPN实例之间的地址池不冲突，每个VPN都有自己独立的ip资源。
在本发明中，所谓映射IP地址池，就是不同VPN报文经过SDN交换设备40后，会将报文的源IP地址根据一定规则映射到不同的IP地址池中。各VPN的IP地址池都是连续的，且不与其它VPN的IP地址池重叠，IP地址池数量由管理员配置设定。
（3）地址转换流表下发步骤S300
当SDN交换设备40接收到来自VPN的数据报文时，由于一开始SDN交换设备40内并无转发流表逻辑，因此交换设备会将报文转发至控制器50，请求相关转发策略。控制器50接收到相关报文后，进行如下计算处理：
①首先，控制器50读取报文，获取其进入SDN交换设备40的端口信息，然后根据端口与VPN的映射关系，得知该报文属于哪个VPN；
②获取VPN的IP地址池，顺序或随机获取一个IP地址，获取该IP地址后，将该IP地址标记为不可用。如此后续报文将不会采用该IP进行地址转换。
③根据获取到的IP，生成相应流表下发到SDN交换设备40。流表内容如下：
ip, in_port=i, nw_src=IP1, actions= mod_nw_src=IP2, output:j
其中，端口i为与CE设备10连接的端口，j为与PE设备20之间的连接端口, IP1为原始报文IP地址，IP2为从IP地址池中取出的转换后的地址。
同时，在对端的SDN交换设备40上，也会下发一条对应的反转换流表，将IP地址复原，内容如下：
ip, in_port=m, nw_src=IP2 , actions= mod_nw_src=IP1, output:n
其中端口m和n为PE设备20和CE设备10之间的连线端口。
经过下发这样两个流表之后，就可以实现在PE设备20之间只需要针对空间地址中的地址进行操作即可，而不需要考虑VPN的存在。
（4）VPN流量调度步骤S400
由于在PE设备20之间没有VPN的存在，且不同VPN的流量已通过划分IP地址池的方式进行了切分，因此可以采用策略路由方式进行引流，至此做到了基于五元组引流的目的。
（5）配置下发步骤S500
在该步骤中，针对步骤S400中配置的流量调度策略，控制器50生成相关配置，下发流量调度配置，其中使用的IP地址为转换之后的空间地址中的地址。
接着，对于本发明的一个示例的VPN流量调度系统以及VPN流量调度方法进行说明。
图5是表示发明一个示例的VPN流量调度系统的构造示意图。
如图5所示，在该示例的VPN流量调度系统中，作为CE设备示例有第一CE设备 101、第二CE设备 102、第三CE设备 103、第四CE设备 104，作为PE设备示例有第一PE设备201、第二PE设备202、第三PE设备203以及第四PE设备204，作为SDN交换设备示例有第一SDN交换设备301以及第二SDN交换设备302。
其中，在第一CE设备 101、第二CE设备 102和第一PE设备201、第二PE设备202之间设置第一SDN交换设备301，在第三CE设备103、第四CE设备104和第三PE 203、第四PE设备204之间设置第二SDN交换设备302，利用第一SDN交换设备301、第二SDN交换设备302以及控制器400对VPN流量的调度。
同时，VPN流量调度控制器400（在后文中也简称为“控制器”）通过Openflow协议和NETCONF协议对于第一SDN交换设备301以及第二SDN交换设备302进行集中控制。具体地，在VPN流量调度控制器400具备：VPN管理模块410，用于实现VPN信息管理、端口映射关系管理、以及IP地址池管理；转发策略管理模块420，用于实现交换机请求处理、转发策略生成以及转发策略下发；以及引流管理模块430，用于实现引流策略管理以及引流配置下发。
该示例的VPN流量调度方法包括以下步骤：
（1）初始化步骤S100
配置第一SDN交换设备 301以实现第一CE设备 101、第二CE设备 102与第一PE设备201、第二PE设备202之间的通信链路构建以及配置第一SDN交换设备302以实现第三CE设备103、第四CE设备 104与第三PE设备203、第四PE设备204之间的通信链路构建。
（2）VPN配置步骤
如图5所示，在该示例中，在控制器40上配置VPN，包括每个VPN对应的CE端口、SDN控制器端口、IP地址池。
具体地，在本示例中配置两个VPN：VPN1、VPN2。VPN1的第一CE设备 101和第三CE设备 103分别连接第一SDN交换设备301和第二SDN交换设备302的P1端口，VPN2的第二CE设备102和第四CE设备104分别连接第一SDN交换设备301和第二SDN交换设备302的P2端口。第一SDN交换设备301和第二SDN交换设备302与第一PE设备201~第四PE设备的连接口分别为P3，P4。
进一步，管理员分别为VPN1和VPN2分配IP地址池，VIP1：1.1.1.1-1.1.1.254；VIP2：2.2.2.1-2.2.2.254。
（3）地址转换流表下发步骤
当第一CE设备101的有源IP为192.168.1.1，目的IP为192.168.2.1，端口号为100的数据包发送到第一SDN交换设备301上时，由于第一SDN交换设备301无转发策略，此时第一SDN交换设备301会向控制器400发出请求。
控制器400收到请求后，首先根据入口p1判断该报文属于VPN1，然后去VIP1中按照一定逻辑（随机、顺序等）取出一个映射IP：1.1.1.1，然后将该IP标记为已用。
随后控制器400中的转发策略管理模块410中，利用转发策略生成功能生成Openflow流表如下：
第一SDN交换设备301:
ip, in_port=p1, nw_src=192.168.1.1, actions= mod_nw_src=1.1.1.1, output:p3
第二SDN交换设备302:
ip, in_port=p3, nw_src=1.1.1.1, actions= mod_nw_src=192.168.1.1, output:p1；
ip, in_port=p4, nw_src=1.1.1.1, actions= mod_nw_src=192.168.1.1, output:p1
随后下发到第一SDN交换设备301和第二SDN交换设备302上。
第一SDN交换设备301和第二SDN交换设备302接收到该转发策略后，对数据包进行转发，由于Openflow流表作用，第一PE设备201和第二设备 202接收到的数据包的源IP已变为1.1.1.1。
数据包穿过PE设备，发送到第二SDN交换机302后，由于openflow流表作用，数据包源IP地址会进行反转换，还原至原始的IP地址192.168.1.1后发送到第三CE设备103，至此完成VPN内部的数据包在企业跨中心网络中的透传。
由于PE节点中没有设置VPN，其发送的流量全部为全局状态下的流量，因此在PE节点的区域内可通过基于SR的五元组引流的手段完成在企业广域网中的流量调度。
此时，第二CE设备102也有相同IP元素的数据包发来，源IP为192.168.1.1，目的IP为192.168.2.1，端口号为100。同样由于第一SDN交换设备301无转发策略，此时第一SDN交换设备301会向控制器400发出请求。
控制器400收到请求后，同样首先根据入口p2判断该报文属于VPN2，然后去VIP2中按照一定逻辑（随机、顺序等）取出一个映射IP：2.2.2.1，然后将该IP标记为已用。
控制器400的转发策略管理模块410中，利用转发策略生成功能成Openflow流表如下：
第一SDN交换设备301:
ip, in_port=p2, nw_src=192.168.1.1, actions= mod_nw_src=2.2.2.1, output:p3
第二SDN交换设备302:
ip, in_port=p3, nw_src=2.2.2.1, actions= mod_nw_src=192.168.1.1, output:p2；
ip, in_port=p4, nw_src=2.2.2.1, actions= mod_nw_src=192.168.1.1, output:p2
随后下发到第一SDN交换设备301和第二SDN交换设备302上。
第一SDN交换设备301和第二SDN交换设备302接收到该转发策略后，对数据包进行转发，由于Openflow流表作用，第三PE设备203和第四二设备 204接收到的数据包的源IP已变为2.2.2.1。
（4）VPN流量调度步骤
如上述这样，，第一PE设备201和第二设备 202和第三PE设备203和第四二设备 204接收到的两个数据包，已经不再是同一IP元素的报文了。由于其源地址已经发生改变，因此两数据包在传输的时候不会发生冲突。此时管理员就可采用策略路由的方式，对数据包进行基于五元组的引流，策略表示如下：
If 源IP=1.1.1.1 目的IP=192.169.2.1 端口=100
Then 数据包从隧道1转发
If 源IP=2.2.2.1 目的IP=192.169.2.1 端口=100
Then 数据包从隧道2转发
这样即完成对于不同VPN内部基于五元组进行的引流能力。
（5）配置下发步骤
在第一PE设备201~第四PE设备204之间下发针对转换后的地址的路由规则进行流量的灵活调度。
如此，在本示例中，通过VPN流量调度控制器400的集中控制下，通过第一SDN交换设备301和第二SDN交换设备302把VPN流量映射到IP不冲突的空间地址，而且，在第一PE设备201~第四PE设备204之间的流量调度不需要考虑VPN，从而可以灵活采用策略路由等多种引流方式实现对跨数据中心流量的灵活引流调度。
如此，在本示例中，通过VPN流量调度控制器400的集中控制下，通过第一SDN交换设备301和第二SDN交换设备302把VPN流量映射到IP不冲突的空间地址，而且，在第一PE设备201~第四PE设备204之间的流量调度不需要考虑VPN，从而可以灵活采用策略路由等多种引流方式实现对跨数据中心流量的灵活引流调度。
以上例子主要说明了本发明的VPN流量调度系统以及VPN流量调度方法。尽管只对其中一些本发明的具体实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (14)

1.一种基于SDN的VPN流量调度方法，其特征在于，利用SDN交换设备以及控制器实现CE设备和PE设备之间的VPN流量调度，包括下述步骤：
初始化步骤，配置所述SDN交换设备以实现所述CE设备和所述PE设备之间的通信链路构建；
VPN配置步骤，在所述控制器上进行VPN的配置；
地址转换流表下发步骤，所述控制器向所述SDN交换设备下发相流表，其中，所述流表用于进行VPN内重复地址到一个不冲突空间地址的转换以区分不同的VPN流量；
VPN流量调度步骤，所述控制器按照预先设定的流量调度策略，对不同的VPN流量配置不同的流量调度路径；以及
配置下发步骤，所述控制器将所述流量调度路径下发到PE设备。
2.如权利要求1所述的基于SDN的VPN流量调度方法，其特征在于，
所述流表采用不冲突的空间地址进行VPN内的空间地址的转换。
3.如权利要求1所述的基于SDN的VPN流量调度方法，其特征在于，
所述空间地址包括下述的一项或者多项的组合：
源IP地址、源MAC地址、目的MAC地址、源端口、目的端口、目的IP地址。
4.如权利要求1所述的基于SDN的VPN流量调度方法，其特征在于，
在所述VPN配置步骤中，在所述控制器上管理VPN与SDN交换设备的接口之间的映射关系并且基于不同的VPN分配空间地址，其中所述映射关系是指不同的CE设备属于不同的VPN，不同的CE设备连接到SDN交换设备的接口收到的是不同的VPN流量。
5.如权利要求4所述的基于SDN的VPN流量调度方法，其特征在于，
所述地址转换流表下发步骤包括：
控制器获取报文进入SDN交换设备的端口信息，然后根据所述映射关系得知该报文属于哪个VPN；
获取VPN的IP地址池，顺序或随机获取一个IP地址，并且将该获取的IP地址标记为不可用；
根据获取到的IP，生成相应流表下发到SDN交换设备。
6.一种基于SDN的VPN流量调度系统，其特征在于，具备：
第一类型的路由设备；
第二类型的路由设备，与所述第一类型的路由设备分离设置；
SDN交换设备，设置在所述第一类型的路由设备和所述第二类型的路由设备之间，用于实现所述第一类型的设备和所述第二类型的设备之间的通信链路构建；以及
控制器，用于根据规定协议对于SDN交换设备进行集中控制一实现对VPN流量的调度。
7.如权利要求6所述的基于SDN的VPN流量调度系统，其特征在于，
所述第一类型的路由设备是CE设备，
所述第二类型的路由设备PE设备。
8.如权利要求6所述的基于SDN的VPN流量调度系统，其特征在于，
所述控制器通过Openflow协议和NETCONF协议对于SDN交换设备进行集中控制。
9.如权利要求6所述的基于SDN的VPN流量调度系统，其特征在于，
所述控制器向所述SDN交换设备下发相流表，其中，所述流表用于进行VPN内重复地址到一个不冲突空间地址的转换以区分不同的VPN流量。
10.如权利要求9所述的基于SDN的VPN流量调度系统，其特征在于，
所述空间地址包括下述的一项或者多项的组合：
源IP地址、源MAC地址、目的MAC地址、源端口、目的端口、目的IP地址。
11.如权利要求6所述的基于SDN的VPN流量调度系统，其特征在于，
所述SDN交换设备构建所述第一类型的路由设备和所述第二类型的路由设备之间的一一对应的通信链路。
12.如权利要求6所述的基于SDN的VPN流量调度系统，其特征在于，所述控制器具备：
VPN管理模块，用于实现VPN信息管理、端口映射关系管理、以及IP地址池管理；
转发策略管理模块，用于实现交换机请求处理、转发策略生成以及转发策略下发；以及
引流管理模块，用于实现引流策略管理以及引流配置下发。
13.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，
该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~5中任意一项所述的基于SDN的VPN流量调度方法。
14.一种计算机 设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1~5中任意一项所述的基于SDN的VPN流量调度方法。
CN201811589642.4A 2018-12-25 2018-12-25 基于sdn的vpn流量调度方法以及基于sdn的vpn流量调度系统 Active CN110035012B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811589642.4A CN110035012B (zh) 2018-12-25 2018-12-25 基于sdn的vpn流量调度方法以及基于sdn的vpn流量调度系统
US17/043,237 US11296997B2 (en) 2018-12-25 2019-07-08 SDN-based VPN traffic scheduling method and SDN-based VPN traffic scheduling system
PCT/CN2019/094985 WO2020134017A1 (zh) 2018-12-25 2019-07-08 基于sdn的vpn流量调度方法以及基于sdn的vpn流量调度系统
TW108125094A TWI715107B (zh) 2018-12-25 2019-07-16 基於ｓｄｎ的ｖｐｎ流量調度方法以及基於ｓｄｎ的ｖｐｎ流量調度系統

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811589642.4A CN110035012B (zh) 2018-12-25 2018-12-25 基于sdn的vpn流量调度方法以及基于sdn的vpn流量调度系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110035012A true CN110035012A (zh) 2019-07-19
CN110035012B CN110035012B (zh) 2021-09-14

Family

ID=67235394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811589642.4A Active CN110035012B (zh) 2018-12-25 2018-12-25 基于sdn的vpn流量调度方法以及基于sdn的vpn流量调度系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11296997B2 (zh)
CN (1) CN110035012B (zh)
TW (1) TWI715107B (zh)
WO (1) WO2020134017A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112468325A (zh) * 2020-11-11 2021-03-09 广州鲁邦通物联网科技有限公司 一种可复用的vpn架构和vpn调度方法
CN114019442A (zh) * 2021-10-21 2022-02-08 深圳市科陆电子科技股份有限公司 电能计量误差校准检定方法、装置及存储介质

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12068955B2 (en) 2020-10-21 2024-08-20 Huawei Technologies Co., Ltd. Method for controlling traffic forwarding, device, and system
CN114039917A (zh) * 2021-11-26 2022-02-11 中国电信集团系统集成有限责任公司 一种网络流量调度综合判定方法及系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1507230A (zh) * 2002-12-10 2004-06-23 ��Ϊ�������޹�˾ 一种多协议标签交换虚拟专用网的实现方法
CN102394828A (zh) * 2011-11-11 2012-03-28 杭州华三通信技术有限公司 一种跨vpn访问时的报文传输方法和设备
CN104253751A (zh) * 2014-09-04 2014-12-31 杭州华三通信技术有限公司 一种基于多角色主机的报文传输方法和设备
CN105791153A (zh) * 2014-12-24 2016-07-20 中国电信股份有限公司 业务流量调度方法和系统及流量控制器和网络边缘设备
US9407544B1 (en) * 2013-04-30 2016-08-02 Cisco Technology, Inc. Network virtualization using IP map and encapsulation
CN106713137A (zh) * 2015-11-13 2017-05-24 中国电信股份有限公司 基于分段路由和sdn技术的vpn方法、装置及系统
US20170289027A1 (en) * 2016-03-30 2017-10-05 Juniper Networks, Inc. ROUTING INTER-AS LSPs WITH CENTRALIZED CONTROLLER

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8873398B2 (en) 2011-05-23 2014-10-28 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Implementing EPC in a cloud computer with openflow data plane
US8955112B2 (en) 2011-08-18 2015-02-10 At&T Intellectual Property I, L.P. Dynamic traffic routing and service management controls for on-demand application services
US9680870B2 (en) * 2012-12-28 2017-06-13 Verizon Patent And Licensing Inc. Software-defined networking gateway
CN104158745B (zh) * 2013-05-13 2018-11-06 南京中兴新软件有限责任公司 一种实现数据包转发的方法及系统
EP3863233B1 (en) * 2013-05-24 2024-07-10 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and device used for ethernet virtual private network
US11063814B2 (en) * 2014-09-16 2021-07-13 CloudGenix, Inc. Methods and systems for application and policy based network traffic isolation and data transfer
CN107026791B (zh) * 2016-01-29 2021-02-12 华为技术有限公司 虚拟专用网络vpn业务优化方法和设备
US10341379B2 (en) 2016-02-12 2019-07-02 Time Warner Cable Enterprises Llc Apparatus and methods for mitigation of network attacks via dynamic re-routing
CN107360089B (zh) 2016-05-10 2021-03-19 新华三技术有限公司 一种路由建立方法、业务数据转换方法及装置
US10079805B2 (en) * 2016-06-13 2018-09-18 Fujitsu Limited Bypassing a firewall for authorized flows using software defined networking
CN108322391B (zh) * 2017-12-29 2020-08-25 中国银联股份有限公司 基于流表的数据传送方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1507230A (zh) * 2002-12-10 2004-06-23 ��Ϊ�������޹�˾ 一种多协议标签交换虚拟专用网的实现方法
CN102394828A (zh) * 2011-11-11 2012-03-28 杭州华三通信技术有限公司 一种跨vpn访问时的报文传输方法和设备
US9407544B1 (en) * 2013-04-30 2016-08-02 Cisco Technology, Inc. Network virtualization using IP map and encapsulation
CN104253751A (zh) * 2014-09-04 2014-12-31 杭州华三通信技术有限公司 一种基于多角色主机的报文传输方法和设备
CN105791153A (zh) * 2014-12-24 2016-07-20 中国电信股份有限公司 业务流量调度方法和系统及流量控制器和网络边缘设备
CN106713137A (zh) * 2015-11-13 2017-05-24 中国电信股份有限公司 基于分段路由和sdn技术的vpn方法、装置及系统
US20170289027A1 (en) * 2016-03-30 2017-10-05 Juniper Networks, Inc. ROUTING INTER-AS LSPs WITH CENTRALIZED CONTROLLER

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112468325A (zh) * 2020-11-11 2021-03-09 广州鲁邦通物联网科技有限公司 一种可复用的vpn架构和vpn调度方法
CN112468325B (zh) * 2020-11-11 2023-07-11 广州鲁邦通物联网科技股份有限公司 一种可复用的vpn架构和vpn调度方法
CN114019442A (zh) * 2021-10-21 2022-02-08 深圳市科陆电子科技股份有限公司 电能计量误差校准检定方法、装置及存储介质
CN114019442B (zh) * 2021-10-21 2024-07-23 深圳市科陆电子科技股份有限公司 电能计量误差校准检定方法、装置及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN110035012B (zh) 2021-09-14
WO2020134017A1 (zh) 2020-07-02
US20210021537A1 (en) 2021-01-21
TWI715107B (zh) 2021-01-01
TW202025813A (zh) 2020-07-01
US11296997B2 (en) 2022-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102546351B (zh) openflow网络和现有IP网络互联的系统和方法
CN106487695B (zh) 一种数据传输方法、虚拟网络管理装置及数据传输系统
JP6491241B2 (ja) クラウドベースのサービス交換
EP2995067B1 (en) A direct connect virtual private interface for a one to many connection with multiple virtual private clouds
CN106936777B (zh) 基于OpenFlow的云计算分布式网络实现方法、系统
US11451634B2 (en) Systems and method for using DCI-ESI to build highly scalable EVPN DCI networks
CN108111383B (zh) 一种基于sdn的跨域容器虚拟网络组建方法
CN103227843B (zh) 一种物理链路地址管理方法及装置
TWI715107B (zh) 基於ｓｄｎ的ｖｐｎ流量調度方法以及基於ｓｄｎ的ｖｐｎ流量調度系統
WO2021007963A1 (zh) 路由分发方法及控制器、信息路由方法及网络节点设备
CN109716717A (zh) 从软件定义的网络控制器管理虚拟端口信道交换机对等体
US20120131216A1 (en) Active-Active Multi-Homing Support for Overlay Transport Protocol
CN101047636B (zh) 端到端伪线仿真虚拟租用线接入虚拟专用网的方法及系统
CN107770062A (zh) 一种数据包发送方法、装置及网络架构
WO2017032300A1 (zh) 一种数据传输方法、虚拟网络管理装置及数据传输系统
CN109039703A (zh) 一种复杂网络模拟环境下业务场景网络快速构建的方法及系统
CN102739501B (zh) 二三层虚拟私有网络中的报文转发方法和系统
CN110022262B (zh) 一种基于sdn网络实现平面分离的方法、系统和装置
CN103326940A (zh) 在网络中转发报文的方法和运营商边缘设备
CN103905325B (zh) 二层网络数据传送方法及网络节点
WO2019184653A1 (zh) 链路配置方法和控制器
CN114172865B (zh) 一种云网络下IPv6双栈的实现方法
CN106789748A (zh) 一种分布式接入复用器dam叠加网络系统及其装置
CN107204907A (zh) 云数据中心互联方法及装置
CN112671650A (zh) Sd-wan场景下的端到端sr控制方法、系统和可读存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 40011536

Country of ref document: HK

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant