一种基于转发与控制分离协议的虚拟网络节点的创建方法.pdf

本发明公开一种基于转发与控制分离协议的虚拟网络节点的创建方法。网络虚拟化技术可根据用户需求的变化,实现底层网络资源的合理分配,让网络资源得到动态配置以及实现可管理性。每个虚拟网络是底层网络的一资源片，由虚拟网络节点、虚拟链路组成。创建以及配置虚拟网络节点是网络虚拟化的关键。本发明虚拟网络节点创建通过将特定应用的需求转化为创建虚拟节点所需的集合，并将该集合下发给虚拟网络节点代理逻辑功能块实例，让该代理逻辑功能块实例来创建虚拟节点。本发明弥补了具体创建虚拟网络节点的空白，且基于转发与控制分离协议所特有的以逻辑功能块组合实现完整的网络节点功能，为实现虚拟网映射时虚拟网络节点的构建提供了完整性。

1.  一种基于转发与控制分离协议的虚拟网络节点的创建方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤（1）：控制器根据特定应用的需求确定表征所需创建虚拟网络节点的特征集合Ι；
所述的特征集合Ι内容包括：虚拟网络节点ID号、虚拟网络节点内逻辑功能块信息表、虚拟网络节点内逻辑功能块实例的拓扑连接关系；其中所述的逻辑功能块信息表中每条索引项的内容，包含逻辑功能块ID号、逻辑功能块名称；
步骤（2）：控制器将步骤（1）所需创建的虚拟网络节点特征集合Ι使用转发与控制分离协议中配置消息的SET操作设置待创建虚拟网络节点的物理网络节点中的虚拟网络节点代理逻辑功能块实例属性；
    所述的虚拟网络节点代理逻辑功能块实例属性包括：当前所在的物理网络节点中可创建虚拟网络节点个数上限值、当前所在的物理网络节点中已创建的虚拟网络节点总个数、虚拟网络节点信息表；其中所述的虚拟网络节点信息表包括已创建的虚拟网络节点信息表和待创建的虚拟网络节点信息表，上述两信息表中每条索引项的内容均包含步骤（1）中的虚拟网络节点特征集合内容I；
步骤（3）：虚拟网络节点代理逻辑功能块实例查询当前已创建的虚拟网络节点个数是否已达到可创建虚拟网络节点个数上限值；若已达到个数上限，则在转发与控制分离协议中配置消息的SET-RESPONSE消息中填充创建失败原因信息，并跳转到步骤（7）；若未达到个数上限，则继续执行步骤（4）；
步骤（4）：虚拟网络节点代理逻辑功能块实例判断当前待创建虚拟网络节点的物理网络节点是否支持所有步骤（1）虚拟网络节点特征集合Ι中逻辑功能块信息表的所有逻辑功能块,若存在不支持的逻辑功能块，则在SET-RESPONSE消息中填充失败原因信息，并跳转到步骤（7）；若支持全部逻辑功能块，则继续执行步骤（5）；
步骤（5）：根据当前虚拟网络节点特征集合Ι中逻辑功能块实例拓扑连接关系，虚拟网络节点代理逻辑功能块实例创建一个新的虚拟网络节点,若创建过程产生异常，则系统回滚至创建前状态（即步骤（2）），并在SET-RESPONSE消息中填充失败原因信息，跳转到步骤（7）；若创建成功，则继续执行步骤（6）；
步骤（6）：将虚拟网络节点代理逻辑功能块实例中的当前已创建的虚拟网络节点总个数属性值加1，并在SET-RESPONSE消息中填充创建成功信息；
步骤（7）：当前所在的物理网络节点向控制器发送SET-RESPONSE消息，创建结束。

一种基于转发与控制分离协议的虚拟网络节点的创建方法
技术领域  
本发明属于网络通信领域，具体涉及一种基于转发与控制分离协议的虚拟网络节点的创建方法。
背景技术
随着互联网商业进程的发展，传统互联网在创新性、扩展性、管理性等方面面临空前的挑战，互联网的现有架构无法解决网络性能和网络扩展性之间的矛盾，无法适应网络新兴技术和架构扩展研究的需要，无法很好地满足业务发展的多样化、网络运营和社会需求的可持续化。网络虚拟化的出现解决了传统网络的上述问题，其本质是在一个公共物理网络上支持多个虚拟网络（Virtual Network），各个虚拟网络可以使用相互独立的协议体系，并能够根据动态变化的用户需求对整个网络中的节点资源和链路资源进行合理分配。每一个虚拟网络是底层网络的一份资源片，它由虚拟网络节点和虚拟链路组成。虚拟网络节点进行数据包的转发功能，而物理网络节点的功能是提供一个物理场所。网络虚拟化的目标就是要实现底层基础设施资源的共享，未来网络环境中，资源隶属于不同的基础设施提供商（Infrastructure Provider，InP），资源会随着网络扩展而增加，随着局部失效而减少；随着虚拟网络构建与拆除请求到达以及虚拟网络中业务需求的变化，资源的被占用与释放也随之动态变化。
    在国内外掀起研究热潮的、代表新型网络体系结构的SDN（Software Defined Network，SDN）技术充分利用了网络虚拟化技术，其核心思想之一就是逻辑上对底层网络资源进行分片或者整合，实现资源的优化利用和调度，满足各种应用对于网络的不同需求。转发与控制分离协议（Forwarding and Control Element Separation，ForCES）灵活的架构设计，强调网络设备内部控制件（Control Element，CE）和转发件（Forwarding  Element，FE）之间的松耦合关系，这和网络虚拟化研究中的节点虚拟化在思想上不谋而合。在网络虚拟化过程中，转发与控制分离协议所特有的以逻辑功能块组合实现完整的网络节点功能，为实现虚拟网映射时虚拟网络节点的构建提供了一种新的可能。
发明内容
    本发明的目的是针对现有技术条件下尚未解决的问题，提供一种基于转发与控制分离协议的虚拟网络节点的创建方法。
本发明方法包括如下步骤：
步骤（1）：控制器根据特定应用的需求确定表征所需创建虚拟网络节点的特征集合Ι；
所述的特征集合Ι内容包括：虚拟网络节点ID号、虚拟网络节点内逻辑功能块信息表、虚拟网络节点内逻辑功能块实例的拓扑连接关系；其中所述的逻辑功能块信息表中每条索引项的内容，包含逻辑功能块ID号、逻辑功能块名称；
步骤（2）：控制器将步骤（1）所需创建的虚拟网络节点特征集合Ι使用转发与控制分离协议中配置消息的SET操作设置待创建虚拟网络节点的物理网络节点中的虚拟网络节点代理逻辑功能块实例属性；
    所述的虚拟网络节点代理逻辑功能块实例属性包括：当前所在的物理网络节点中可创建虚拟网络节点个数上限值、当前所在的物理网络节点中已创建的虚拟网络节点总个数、虚拟网络节点信息表；其中所述的虚拟网络节点信息表包括已创建的虚拟网络节点信息表和待创建的虚拟网络节点信息表，上述两信息表中每条索引项的内容均包含步骤（1）中的虚拟网络节点特征集合内容I；
步骤（3）：虚拟网络节点代理逻辑功能块实例查询当前已创建的虚拟网络节点个数是否已达到可创建虚拟网络节点个数上限值；若已达到个数上限，则在转发与控制分离协议中配置消息的SET-RESPONSE消息中填充创建失败原因信息，并跳转到步骤（7）；若未达到个数上限，则继续执行步骤（4）；
步骤（4）：虚拟网络节点代理逻辑功能块实例判断当前待创建虚拟网络节点的物理网络节点是否支持所有步骤（1）虚拟网络节点特征集合Ι中逻辑功能块信息表的所有逻辑功能块,若存在不支持的逻辑功能块，则在SET-RESPONSE消息中填充失败原因信息，并跳转到步骤（7）；若支持全部逻辑功能块，则继续执行步骤（5）；
步骤（5）：根据当前虚拟网络节点特征集合Ι中逻辑功能块实例拓扑连接关系，虚拟网络节点代理逻辑功能块实例创建一个新的虚拟网络节点,若创建过程产生异常，则系统回滚至创建前状态（即步骤（2）），并在SET-RESPONSE消息中填充失败原因信息，跳转到步骤（7）；若创建成功，则继续执行步骤（6）；
步骤（6）：将虚拟网络节点代理逻辑功能块实例中的当前已创建的虚拟网络节点总个数属性值加1，并在SET-RESPONSE消息中填充创建成功信息；
步骤（7）：当前所在的物理网络节点向控制器发送SET-RESPONSE消息，创建结束。
本发明有益效果如下：采用本发明方法来进行虚拟网络节点的创建方法优势在于弥补了具体创建虚拟网络节点的空白，并且基于转发与控制分离协议所特有的以逻辑功能块组合实现完整的网络节点功能，为实现虚拟网映射时虚拟网络节点的构建提供了完整性。
附图说明
图1为物理网络节点内部虚拟网络节点结构；
图2为基于转发与控制分离协议的虚拟网络节点创建方法流程图；
图3为特定应用举例。
具体实施方式
    下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步的分析。
实施例
图 1 表示了物理网络节点内部虚拟网络节点结构。图3所示的一个特定应用例子为在一个物理网中存在a,b,c,d,e,f等物理网络节点。刚开始已经存在一个由物理网络节点创建的虚拟网络节点A1，B1，C1。A1，B1，C1构成一个虚拟网VN1，如图3所示。在这个基础上创建另外一个虚拟网络VN2，它由虚拟节点B2，C2，D1，E1，F1构成，而这些虚拟节点分别是由物理网络节点b,c,d,e,f映射出来的。图3表示物理网络节点b如何创建虚拟网络节点B2。图2表示基于FoeCES协议的虚拟网络节点创建方法流程图。下面将详细说明该过程。控制器表征出创建虚拟节点B2的特征集合Ι={虚拟网络节点ID号，虚拟网络节点内LFB信息表（LFB即为逻辑功能块），虚拟网络节点内LFB实例的拓扑连接关系}。B2的虚拟网络节点ID号为5。LFB信息表中每条索引项的内容包含LFB的ID号、LFB名，B2内包含的LFB的ID号为{7,15,50,80}，LFB名为{lfb7,lfb15,lfb50,lfb80}。其中B2内LFB实例的拓扑连接关系为{lfb7→lfb15→lfb50→lfb80}。LFB实例的拓扑连接关系图可参考图1中虚拟节点1中的LFB连接图。控制器将特征集合Ι填充到FoeCES协议中的配置消息，并使用SET操作设置物理网络节点b中的虚拟网络节点代理LFB实例(该模块如图1中的代理模块)。其中虚拟网络节点代理LFB实例的属性包括：可创建虚拟网络节点个数上限值maxnum、当前所创建的虚拟网络节点总个数num、虚拟网络节点信息表。其中的虚拟网络节点信息表包括已创建的虚拟网络节点信息表和待创建的虚拟网络节点信息表，每条索引项的内容包含虚拟网络节点特征集合内容I。虚拟网络节点代理LFB实例查询当前的虚拟网络节点个数num是否已达到可创建虚拟网络节点个数上限值maxnum。如果已达到个数上限值maxnum，则在SET-RESPONSE消息中填充创建失败原因信息，物理网络节点b向控制器发送SET-RESPONSE消息，创建结束。如果还没有超过个数上限值maxnum，那么虚拟网络节点代理LFB实例就判断当前物理网络节点b是否支持所有SET消息中特征集合I中的LFB信息表中的所有LFB,若存在不支持的LFB，则在SET-RESPONSE消息中填充失败原因信息，物理网络节点b向控制器发送SET-RESPONSE消息，创建结束。如果都支持，那么虚拟网络节点代理LFB实例根据当前特征集合Ι中的LFB实例连接关系创建一个新的虚拟网络节点vnode1,若创建过程产生异常(异常情况如LFB3的输入输出端口同时为LFB4)，则系统回滚至创建前状态，并在SET-RESPONSE消息中填充失败原因信息，物理网络节点b向控制器发送SET-RESPONSE消息，创建结束。
将虚拟网络节点代理LFB实例中的当前所创建的虚拟网络节点总个数num属性值加1，并在SET-RESPONSE消息中填充创建成功信息。物理网络节点b向控制器发送SET-RESPONSE消息，创建结束。自此物理网络节点b就创建一个新的虚拟网络节点B2。其中C2，D1，E1，F1的创建和B2相同。那么创建新的虚拟网VN2所需的虚拟节点就全部创建成功。
上述实施例并非是对于本发明的限制，本发明并非仅限于上述实施例，只要符合本发明要求，均属于本发明的保护范围。