混合型网络生成树建立方法、备援方法与其控制系统与流程

本发明涉及网络技术领域，尤其涉及一种应用在相互连线的异质网络中一旦发生网络异常时能立即重建生成树的方法、备援方法与其控制系统。

背景技术：

软件定义网络(Software-Defined Networks，SDN)为一种新一代的网络架构，其利用集中式的控制器(controller)取代过往分散式网络系统中交换机(switch)的控制平面(control plane)，软件定义网络让其中的交换机只需负责数据平面(data plane)的部分，使得集中式的控制器可以达到对控制需求的优化。

软件定义网络采用的集中式控制器可以实现拓扑(topology)的优化与较佳的路径规划等。此外通过一种封包转送的开放流(OpenFlow)协定使得控制器和交换机之间的沟通有一个标准且公开的准则，如此一来就不用受限于各家开发厂商自订的规范，进而使得网络管理者可以撰写或是优化自己想要的控制器的各种应用(applications)，进而达到具多功能性的应用模块。

因此，软件定义网络显然有强大的功能以及优势，在未来势必能够统领整个网络系统，然而，将所有传统网络(legacy network)以软件定义网络取代时，无法于短时间内将所有的传统交换机(legacy switch)全部置换成软件定义网络的交换机。理由包括，软件定义网络的交换机价钱昂贵、替换的过程中也需要大量时间测试，因此无法快速普及。再者，软件定义网络所采用的集中式管理的机制使其规模受限，因此当要置换传统网络时，软件定义网络以目前的技术来看，势必还要再做出许多调整，需要一段过渡期，这表示这段时间内的网络极有可能会出现软件定义网络和传统网络共同存在的情况，这类的网络我们称为混合网络(hybrid network)。

由于软件定义网络(SDN)在完全取代传统网络前需要一段过渡期，在此过渡期会有软件定义网络与传统网络共存的情况。实体网络拓扑因为容错 (fault tolerance)的缘故通常都具有回圈，但在具有回圈的实体网络拓扑上会产生著名的封包广播风暴(packet broadcast storm)的严重问题，因此需要执行用来产生生成树的通信协定。适用软件定义网络(SDN)生成树的机制和适用传统网络的生成树的机制有很大差异，因此传统网络中用来产生生成树的通信协定无法运用于软件定义网络，因此无法在此混合网络中产生出一个涵盖整个网络拓扑的生成树，因此在具有回圈的实体混合网络拓扑上就会产生著名的封包广播风暴(packet broadcast storm)的严重问题。

技术实现要素：

为解决异质网络连接时可能产生的封包广播风暴，以及解决异质网络间生成树的管理，本发明提出一种混合型网络生成树建立方法、备援方法与相关系统，其主要应用于由至少一软件定义网络与至少一非软件定义网络建立的混合型网络系统上。

根据实施例，在此混合型网络生成树建立方法中，应用于由至少一软件定义网络与至少一非软件定义网络建立的一混合型网络系统，提供一控制器，用以收集至少一软件定义网络与至少一非软件定义网络的网络封包，在此混合型网络系统中，软件定义网络中具有至少一节点，与非软件定义网络中的至少一节点连线。接着，经查询网络封包内识别信息，可以获得混合型网络系统的网络拓扑的信息，据以建立一虚拟网络拓扑。之后，经取得混合型网络系统中软件定义网络的封包的路径延迟与路径频宽信息，以及非软件定义网络的路径延迟与路径频宽信息，可以建立此混合型网络上的所有或部分生成树，每个生成树具有一平均路径延迟与一平均路径频宽，产生一对应价值。

于一实施例中，该控制器为原本用于该软件定义网络中的控制器。

于一实施例中，在此生成树建立方法中，软件定义网络以一开放流(OpenFlow)的命令收集软件定义网络中的拓扑信息和每条线路的路径延迟与路径频宽信息。

于一实施例中，该控制器根据一链路层发现协议定时取得软件定义网络的网络拓扑的信息。

于一实施例中，软件定义网络控制器会从收到的网桥协议数据单元(BPDU)网络封包中取得识别数据，以判别软件定义网络和非软件定义网络 各网段彼此间的连接状况。再结合上述控制器取得的软件定义网络拓扑信息，可获得混合型网络系统整体拓扑的信息。

于一实施例中，该非软件定义网络根据网桥协议数据单元的封包内部所携带的路径消耗资源估算该非软件定义网络内部的终端节点与该软件定义网络的交换器端口之间的路径距离。

于一实施例中，还包括根据每一生成树的对应价值进行排序，以取得一最佳的生成树。

于一实施例中，还对各生成树所具有的该平均路径延迟与该平均路径频宽制定一加权，以设定对该平均路径延迟与该平均路径频宽这两个数值效能指标的相对重视程度。

在应用于混合型网络生成树建立方法的备援技术中，建立该混合型网络上的所有或部分生成树，其中每个生成树的对应价值为依据平均路径延迟与平均路径频宽得出，，对所有或部分生成树排序，自所取得的网络封包侦测混合型网络系统有异常时，可以根据排序切换另一生成树。

于一实施例中，根据网络封包所携带的路径信息判断是否有线路频宽过小、延迟过长，或断线。

于一实施例中，还对各生成树所具有的该平均路径延迟与该平均路径频宽制定一加权，以设定对该平均路径延迟与该平均路径频宽这两个数值效能指标的相对重视程度。而在混合型网络生成树的控制系统的实施例中，相关的功能模块主要包括一封包取得模块，用以收集至少一软件定义网络以及至少一非软件定义网络的网络封包，其中该软件定义网络中具有至少一节点，与该非软件定义网络中的至少一节点连线；一封包分析模块，自封包取得模块取得的网络封包解析得出其中的识别信息与路径信息；一拓扑形成模块，经封包分析模块解析的信息，藉其中识别信息获得混合型网络系统的网络拓扑的信息，以建立混合型网络系统的拓扑；以及一生成树建立模块，藉路径信息估算出混合型网络系统的一平均路径延迟与一平均路径频宽，建立混合型网络系统的所有或部分生成树，并取得每个生成树对应价值。

于一实施例中，还包括一输出入模块，连接该至少一软件定义网络的交换器。

于一实施例中，还包括一端口控制模块，当该混合型网络系统运行于特 定生成树时，该端口控制模块根据生成树的路径进行端口控制。

于一实施例中，还包括一管理界面模块，为提供管理者通过一管理电脑管理该控制系统。

通过本发明，在混合网络中产生可以涵盖整个网络拓扑的生成树，解决现有技术中在具有回圈的混合网络拓扑上产生封包广播风暴问题。

为了能更进一步了解本发明为实现既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明、附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而附图说明书附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1A显示软件定义网络与传统网络连接形成的混合型网络系统的实施态样示意图之一；

图1B显示软件定义网络与传统网络连接形成的混合型网络系统的实施态样示意图之二；

图1C显示软件定义网络与传统网络连接形成的混合型网络系统的实施态样示意图之三；

图2A显示混合型网络架构示意图之一；

图2B显示在2A混合型网络架构上产生的一种可能生成树示意图；

图3A显示混合型网络拓扑示意图之二；

图3B显示在3A混合型网络拓扑上产生的一种可能生成树示意图；

图3C显示在3A混合型网络拓扑上产生的另一种可能的生成树示意图；

图4显示本发明混合型网络生成树建立方法的实施例流程图；

图5显示实现本发明混合型网络生成树建立方法的控制系统的功能模块实施例图之一；

图6显示实现本发明混合型网络生成树建立方法的控制系统的功能模块实施例图之二；

图7显示应用本发明混合型网络生成树建立方法的生成树重建流程实施例图；

图8显示应用本发明混合型网络生成树建立方法的生成树备援流程实施 例图。

附图标记说明：

软件定义网络一11 软件定义网络二13

传统网络12 网络连线101,102

节点111,112,113,114

节点115,116 网络连线103

新增传统网络14 网络连线104,105

节点115,117,118,119

控制器20 软件定义网络SDN1,SDN2

传统网络N1

节点2011,2012,2013,2014,2015,2016,2017,2018,2019

节点2111,2112,2113,2114

第一终端节点201 第二终端节点202

软件定义网络31,33,35,36,37

传统网络32,34,38,39 控制器30

终端节点301,302,303,304,305,306,307,308,309

封包取得模块501 封包分析模块503

拓扑形成模块505 生成树建立模块507

交换器621,622,623管理电脑615

控制器60 输出入模块601

封包取得模块603 封包分析模块605

管理界面模块607 侦测模块609

端口控制模块611 拓扑形成模块613

生成树建立模块615 存储模块617

步骤S401～S413混合型网络生成树建立流程

步骤S701～S707生成树重建流程

步骤S801～S805生成树备援流程

具体实施方式

由于软件定义网络(SDN)在完全取代传统网络前需要一段过渡期，在 此过渡期会有软件定义网络与传统网络共存的情况，两者生成树的机制有很大差异，使得传统网络中用来产生生成树的通信协定无法用于软件定义网络，也难以解决因为回圈形成在实体网络拓扑上的封包广播风暴(packet broadcast storm)的问题，本发明公开书所公开的技术即对此提出解决方案，关于应用在相互连线的异质网络中一旦发生网络异常时能立即重建生成树的方法、备援方法与其控制系统。

根据本发明公开书所载实施例之一，所提出的混合型网络生成树建立方法，就是应用在相互连接的两种以上异质网络(heterogeneous networks)的网络系统中，混合异质网络的网络系统例如软件定义网络(SDN)与非软件定义网络(non-SDN)，其中应用在软件定义网络中的控制系统能够从收集到各网段上的封包分析出的信息产生新的生成树，以停用(disable)多余的网络线路(links)的方式来解决两个以上异质网络中的广播风暴问题。

先参考图1A显示软件定义网络(11,13)与传统网络(12)连接形成的混合型网络系统的实施态样示意图，此例在软件定义网络一11与如传统网络12的非软件定义网络之间仅有一条网络连线101，界接着两个网段中的节点(111,112)；软件定义网络二13与传统网络12之间同样也仅有一条网络连线102，界接着两个网段中的节点(113,114)。如此在这两个网络之间并不会有造成封包广播风暴的回圈，使得此类网络拓扑可以顺利运行。

然而如图1B所示的另一实施态样，此例显示，除了如图1A所示软件定义网络一11与传统网络12中节点111,112之间的连线101之外，还在分别坐落于软件定义网络一11与传统网络12的节点115,116之间具有另一网络连线103。如此，在这两个网段(11,12)之间有两个会造成回圈的网络连线101,103，在一般机制下无法避免封包广播风暴的问题。

接着如图1C所示的混合型网络系统的实施态样，其中显示在软件定义网络一11与软件定义网络二13之间具有两个传统网络12,14，如此复杂度增加的网络连线中，如果稍不注意，就有可能产生网络回圈，例如本例就是在不同的网段之间产生的网络回圈，如此也是无法避免封包广播风暴。

此例显示，软件定义网络一11、传统网络12与软件定义网络二13之间的网络连线(101,102)如图1A所示，彼此之间可能不会形成网络回圈。除此之外，此例另设新增传统网络14，同样连接在两个软件定义网络(11,13) 之间，不过连接关新增包括软件定义网络11节点115与新增传统网络14节点117之间的网络连线104；另一端，新增传统网络14节点118与软件定义网络二13节点119之间的网络连线105。这个网络拓扑因为网络连线101,102,104与105形成了回圈，即便分别来看，不同网段之间并未形成网络回圈，但整体网络系统却形成了网络回圈，同样使得广播封包在整个拓扑中不断绕行，无法避免封包广播风暴的问题。

针对以上几种可能会形成网络回圈的网络拓扑，本发明公开书所提出的混合型网络生成树建立方法中，其目的之一即提供在混合型网络中建构出一个生成树，并在特定实施例中，可以依照网络管理者的需求，让这个生成树的形状可以依照网络管理者重视生成树的平均网络路径频宽或平均网络路径延迟等的需求来修正为不同的生成树。

接着如图2A所示的混合型网络的架构示意图，其中示意表示当软件定义网络(SDN1、SDN2)与传统网络(N1)连接时，软件定义网络的交换机将与传统网络的交换机连接。其中节点数量以及所呈现的拓扑都非限制本发明实施范围。

常见软件交换网络采用一种开放流(OpenFlow)标准所定义的信息沟通协定，但却与传统交换机无法直接信息沟通，因此软件定义网络中的交换机会先以广播(broadcast)的方式传送封包，如此一来，当封包进入传统网络时，如果软件定义网络与传统网络之间的路径形成回圈，就有封包广播风暴的问题，于是本发明公开书所提出的混合型网络生成树建立方法将通过演算法，找到多余的线路，并停用这些多余的线路，破坏掉网络回圈，因此可以避免封包广播风暴。

图2A示意显示左方有个软件定义网络SDN1，右方则有另一软件定义网络SDN2，两个软件定义网络SDN1,SDN2都连接如中间部分的传统网络N1，其中每个圆圈显示各网段内的节点(如交换机)。比如软件定义网络SDN1由节点2011,2012,2013与2014组成，软件定义网络SDN2由节点2015,2016,2017,2018与2019组成，传统网络N1则以节点2111,2112,2113与2114组成。软件定义网络SDN1,SDN2的特性就是由一个控制器20以集中式的拓扑连线到软件定义网络SDN1,SDN2中的各节点(2011,2012,2013,2014,2015,2016,2017,2018,2019)。而非软件定义网络则一般为分散式管理，每个节点装置(如 交换器)彼此交换信息，建立封包路由表，依此转送封包，没有集中管理的机制。

从此图例中可知，不同网段(SDN1,SDN2,N1)之间形成回圈，整个拓扑也形成一个大的回圈。列举一情境，附图左边有第一终端节点201，连接着软件定义网络SDN1的节点2012，右方有第二终端节点202，连接软件定义网络SDN2的节点2016。当第一终端节点201欲发送封包(如ping封包)至第二终端节点202时，在没有回避回圈的情况下，因为途经每一个节点都会在网络协定下产生广播封包，经过模拟将瞬间产生封包广播风暴，几乎瘫痪掉整个网络系统。

于是，在实施本发明所提出的混合型网络生成树建立方法下时，示意显示如图2B，根据此拓扑产生的生成树会将其中多余的线路停用，以破除回圈，于是，如图2B所示，封包在传送时会顺着单一的路径直接传送到目的地，也就是有第一终端节点201传递到有第二终端节点202的封包可沿着其中各网段的节点(顺序为：2012,2014,2112,2114,2018,2016)传送封包，而不会产生封包广播风暴而在整个网络中蔓延。

此例的网络拓扑显示第一终端节点201到第二终端节点202之间的线路可有多种路径，根据本发明公开书所提出的混合型网络生成树建立方法，其中软件定义网络的控制器20可以根据所收集各网段的封包信息得到传输延迟与频宽等的信息，并据此运算建立两个节点之间的生成树，其中自然排除多余的线路，可以在最有效率的状态下传递封包，并同时避免封包广播风暴。此例显示所停用的网络连线有软件定义网络SDN1的节点2011与传统网络N1的节点2111的线路；软件定义网络SDN1的节点2013与传统网络N1的节点2114的线路；软件定义网络SDN2的节点2015与传统网络N1的节点2111的线路；以及软件定义网络SDN2的节点2019与传统网络N1的节点2113的线路。

此外由于网络可能会发生线路断线的情况，本发明所提出的生成树建立方法中，可预先计算当每一个线路断线时的最佳备用生成树，如此，在需要转换生成树时，可以迅速切换至事先产生好的最佳备用生成树，让网络使用者几乎无察觉到网络生成树的切换。相关实施例可参考图8所描述的流程。

根据以上实施方式，本发明所提出的方法不仅将网络系统中多余的线路 停用，还可以在全部的网络拓扑上(包含软件定义网络和传统网络)形成一个最佳的生成树，这个最佳化是依照网络管理者的需求，针对生成树的平均路径频宽还有平均路径延迟的相对要求所建构出来的。

相关实施例可参考图3A、图3B以及图3C。

在如图3A所示的混合型网络系统下，当中的软件定义网络(31,33,35,36,37)则是直接连线到控制器30，也受控于控制器30的集中式管理，而控制器30则是采用开放流(Open Flow)标准所定义的信息沟通协定，将原本存在于如交换器(Switch)的节点中的控制平面(control plane)自数据平面(data plane)分离出来，也就是将封包路由的机制转由控制器30处理，规范网络节点(如交换器)和控制器30之间的沟通协议，负责计算网络的最佳路径，再通过Open Flow协定控制交换器对数据流的转送。

图3A示意显示一个混合了软件定义网络(实线圆圈：31,33,35,36,37)与传统网络(虚线圆圈：32,34,38,39)的网络系统的拓扑，其中每个圆圈都表示一个网段，每个网段都包括多个交换机(未示于图中)，每个网段之间可以一或多条连线与邻近的网段连线。附图中，实线圆圈表示的软件定义网络31,33,35,36,37都连线到控制器30，处理各软件定义网络之间的封包转送与建立生成树，期间还混合了虚线圆圈表示的传统网络32,34,38,39。

每个网段都设有一或多个终端节点，如软件定义网络31,33,35,36与37分别设有代表性的终端节点301,303,305,306与307；传统网络32,34,38与39也分别设有代表性的终端节点302,304,308与309。在此网络系统运行下，控制器30除了处理软件定义网络31,33,35,36,37各节点之间的封包转送与路径管理，还在本发明生成树建立方法的机制下，处理异质网络之间的生成树管理。

此混合型网络系统运行中，每个终端节点301,302,303,304,305,306,307,308,309都会产生网络流量，并可能相互影响封包传递效能，本发明公开书所公开的混合型网络生成树方法会依照网络系统中的几个参数值进行评估，建立不同条件下的最佳生成树。从网络上收集的封包可以至少可以得到该封包的往来信息(来源与目的地)、估计网络系统中的路径频宽与路径延迟，特别可运算得到平均路径频宽与平均路径延迟。示意图可参考图3B与图3C，分别示意表示在不同的需求下根据平均路径频宽与平均路径延迟形成不同的生 成树。

举例来说，根据管理者的设定，网络系统的生成树建立可以同时强调生成树的平均路径频宽要大且平均路径延迟要小，这是一个较为平衡的需求，所产生的生成树可能是一种，如图3B，其中描绘出多个终端节点之间的路径规划，此图忽略每个网段内节点之间的绕行路径。图3C则显示不同于图3B的生成树，理由主要是对于平均路径频宽与平均路径延迟有不同的权重设定，比如只强调生成树的平均路径频宽要高，而忽略平均路径延迟；或是只强调生成树平均路径延迟要小，却又忽略了平均路径频宽。这可能发生在各种网络功能的需求有所不同的情况下，如以影音通信为主的网络系统，对网络延迟要求较高，因此可能较为强调平均路径延迟要小；若以数据传输为主要目的网络系统，则对网络频宽要求较高，因此较强调平均路径频宽要高；若是在综合需求的网络系统中，则可能采用较为平衡的设定。网络管理者可以根据实际需求调整平均路径频宽与平均路径延迟的比例、权重。

以上，根据混合型网络系统中的路径频宽与延迟信息而建立异质网络之间生成树的技术可实作在管理整个网络系统中封包转送的控制主机中，特别是软件定义网络中的控制器(controller)，相关流程可参考图4显示本发明混合型网络生成树建立方法的实施例流程图。

首先，如步骤S401，提供一控制器，如原本用于软件定义网络中的控制器，用以收集网络封包，其中实施方式可以根据一链路层发现协议(Link Layer Discovery Protocol，LLDP)定时取得网络系统中各种节点的网络界面所传送的信息，如步骤S403，经查询网络封包内识别信息，以获得整个网络拓扑的信息，如步骤S405，据以建立一虚拟网络拓扑。

以上链路层发现协议(LLDP)是一种网络数据连结的协议，允许设备向网络相邻(直连)设备取得设备信息，如网络位址(IP)、设备描述和功能等。此例则是能够取得整个网络系统中各节点传送的封包内识别数据，并配合软件定义网络中的协定以及传统网络中的协定取得其他信息，如延迟与频宽信息等，如步骤S407。

举例来说，控制器通过前述开放流(Open Flow)的命令收集软件定义网络(SDN)中每条线路(link)的延迟(delay)与频宽(bandwidth)信息；另外，针对本身执行数据传输以及执行指令的交换机形成的非软件定义网络 (如所称的传统网络)，则是取得传统交换机发送给软件定义网络的交换机的网桥协议数据单元(Bridge Protocol Data Unit，BPDU)的网络封包。这种封包是一种生成树协议问候封包，定时发出信息，用来在网络的网桥(bridge)间进行信息交换。据此，控制器可以收集到传统交换机内部在建构生成树时的信息，并利用网桥协议数据单元(BPDU)封包中的识别数据(如Root ID)，以判别所有软件定义网络网段与所有非软件定义网络网段彼此间的连接状况。接着，通过BPDU封包取得的网段之间的信息，再结合控制器根据LLDP所取得的软件定义网络拓扑信息，可获得混合型网络系统整体拓扑的信息。

于是，控制器可以取得网络系统中软件定义网络上的封包延迟与频宽信息，还可以取得通过BPDU封包中的识别信息得到各网段信息，再如步骤S409，于是建立此生成树。

前述通过BPDU封包中识别数据可以得到封包所属网段的信息，当识别数据相同，可判断为来自同一个网段，因此软件定义网络的控制器即可判断出软件定义网络与传统网络的连接状况。并且，由于软件定义网络的控制器无法探索传统网络中的信息，因此可以利用BPDU封包内部所携带的路径消耗资源(path cost)估算传统网络内部的终端节点(host)与收到此BPDU封包的软件定义网络的交换器端口(port)之间的路径距离。同时，因为软件定义网络的交换器也会利用前述链路层发现协议(LLDP)去探索网络拓扑，定时取得软件定义网络的网络拓扑的信息，软件定义网络中的控制器同样也可利用LLDP去计算由不同路径经过每个传统网络所需要的延迟信息。

为了得到此混合式网络系统的最佳生成树以停用多余的线路，本发明所提出的方法先根据以上异质网络混合形成的拓扑以及之间的连接信息得到所有可能或部分的生成树，再于其中设定一个价值函数(utility function)，对每一生成树评分，如步骤S411，包括计算每一个生成树的对应价值，根据每一生成树的对应价值进行排序，如步骤S413，除了可以就此得到最佳的生成树，还可以根据此排序执行备援，达到本发明目的之一。

在此所述的价值函数的制定和叙述如下。首先，通过软件定义网络的控制器当中的演算方式先找出拓扑中所有的生成树。其中可采用现有技术中的生成树协议，这是是一基于OSI(开放系统互联)网络模型的数据链路层(第二层)通信协定，用作确保一个无回圈的区域网络环境。接着，软件定义网 络中控制器所运行的演算方法赋予每一个生成树对应价值，其中参考的数值例如：平均路径延迟和平均路径频宽，这些信息如前述分别根据OpenFlow协定以及BPDU封包取得混合型网络系统每条线路上的路径延迟与路径频宽，如此每一个生成树都可以依照这两个数值其中之一或是组合来评分。然而，就细节来看，由于这两个数值的单位不一样因此可通过一个转换(如正规化)将两个数值规范在相同的评分标准下。

例如：可先将平均路径频宽的数值最高定为一百，最低定为零，再将剩下的以等比例算出，就可以使得每个数值都是介于零到一百的数值；相同的方式应用在平均路径延迟上，可将数值最低的定为一百，最高的定为零，其余以等比例算出，这样一来每个生成树就会有两个介于零到一百之间的数值，分别表示平均路径延迟和平均路径频宽的分数。

此外，还可通过制定加权(weight)设定对这两个数值效能指标的相对重视程度。系统可以让网络管理者通过其中管理界面进行权重设定，如软件定义网络中控制器的应用程序接口(API)对软件定义网络的控制器下达参数，让系统得到管理者设定的权重比例。例如，x％为权重比例，最后的价值函数分数是：(x％*平均路径延迟分数+(100-x)％*平均路径频宽分数)，最后再经排序后取得分数最高者，也就可以得到最佳生成树。

对此，可参考图5，其中显示实现本发明混合型网络生成树建立方法的控制系统的主要功能模块，此可为软件、固件或是硬体所实现的功能模块，至少包括收集软件定义网络以及非软件定义网络(如所称的传统网络)的网络封包的封包取得模块501，封包信息将经封包分析模块503解析，以取得其中的识别信息、路径信息等；经查询网络封包内识别信息，可藉其中信息获得混合型网络系统的网络拓扑的信息，通过拓扑形成模块505建立混合型网络系统的拓扑；藉其中路径信息可以估算出路径延迟与频宽，于是生成树建立模块507可以根据这些路径信息建立此网络系统的生成树，并取得每个生成树对应价值。

图6接着显示实现本发明混合型网络生成树建立方法的控制系统的功能模块的另一实施例图。

此例显示实现前述方法的控制器60，此主要以软件定义网络中的控制器实现，其中包括以软件、固件或硬体实现的多功能模块，其一端以输出入模 块601连线交换器621,622,623；封包取得模块603可以从所界接的网段的各交换器621,622,623收集产生的网络封包，除了收集软件定义网络上的封包信息外，特别是取得非软件定义网络的BPDU封包；通过封包分析模块605，可以解析出网络封包内的信息，如root ID栏位等识别信息，其中各封包内的识别数据可以经探索后取得整个网络系统的拓扑；通过拓扑形成模块613建构出一个虚拟的网络拓扑，目的是提供生成树建立模块615藉此拓扑建立生成树，特别是能建立出整个网络系统内的所有生成树。这些信息可以先暂存于存储模块617中。存储模块617可以记录拓扑信息、生成树、每个连线的延迟与频宽等信息，其中的生成树信息是连结着平均路径延迟、平均路径频宽以及权重等信息，这些信息可以运算出每个生成树的对应价值，也是提供排序与取得在特定需求下最佳生成树的依据。

当网络系统运行于特定生成树时，其中端口控制模块611将根据生成树的路径进行端口控制，比如根据所实施的生成树启闭特定端口，指控制器60可以管理到的软件定义网络上的网络节点的端口(port)，藉此可以停用多余的网络线路，避免回圈产生。控制器60另可设有管理界面模块607，为提供管理者通过管理电脑615存取此控制器60的管道，管理者可以经由身份认证后，以管理电脑615管理此控制器60所建构的控制系统，包括设定建立生成树的权重(生成树建立模块615)。

由于网络有可能会发生一些突发状况，比如说线路故障等，使得网络可能会突然断讯，因此本发明所提出的方法具有备援的功能，例如，可以通过软件定义网络的控制器去侦测拓扑的变化，一旦发生网络连线断线或甚至是网络壅塞的情况，可以事先已经计算好备用生成树的方式，将原先正在使用的生成树拓扑快速转换至目前最佳的备用生成树。

实施例如，控制器60可设有一侦测模块609，侦测模块609的主要目的根据封包取得模块603所取得的网络封包侦测是否网络系统中有任何线路异常。此时，可配合图8所示应用本发明混合型网络生成树建立方法的生成树备援流程实施例图，可以通过封包所携带的路径信息侦测连线状态，如延迟、频宽、断线等信息(步骤S801)，并以此判断是否有任何异常(步骤S803)。包括可以比对存储模块617中或是其他储存媒体中的记录，或是设定的门槛值，以判断是否有线路频宽过小、延迟过长，甚至是断线等异常改变？若是 经比对过去记录或是门槛值尚在正常范围内，则继续前述侦测步骤(如步骤S801)；反之，表示经比对后发现异常，特别是断线，将如步骤S805，根据之前估算各生成树的价值的排序切换生成树。此处的侦测步骤为持续或定时进行。

此外，控制器60亦可根据所侦测得到的线路延迟与频宽信息进行重建生成树的步骤，如图7的实施例流程。

当如前述控制器60内侦测模块609侦测连线延迟、频宽信息时，如步骤S701，同时将同样可比对存储模块617或其他储存媒体中的记录(步骤S703)，判断网络系统的整体平均路径延迟与平均路径频宽是否有改变(步骤S705)，若没有改变，将延续先前建立的生成树继续运作，并持续侦测；否则，将如步骤S707，系统将要求重新建立生成树，以维持系统持续以最佳的生成树运作。

是以，本发明公开书提出一种混合型网络生成树建立方法、备援方法以及控制系统，特别是应用一种软件定义网络(SDN)中的控制器(controller)以原本软件定义网络的特性，将与此软件定义网络连接的所有网络信息都汇整起来，其中通过移除多余的网络连线可以排除异质网络之间的回圈，进而避免封包广播风暴的问题；还通过参考网络上的路径延迟与路径频宽等参数，建立异质网络系统中各节点之间的生成树，可以在混合如软件定义网络与传统网络的网络系统中建构最佳生成树，能在不需要修改目前系统以及传统交换机的设定下，建立混合型网络系统中的生成树。

而以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此即局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及附图内容所为的等效结构变化，均同理包含于本发明的范围内，合予陈明。