一种sdn网络和ip网络互联通信系统、通信方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及互联网技术领域，具体地说，涉及一种SDN网络和IP网络互联通信系统和方法。
【背景技术】
[0002]目前，随着以Openflow为基础的软件定义网络(Software Defined Networking，SDN)技术的发展，已在实际应用中局部范围的SDN网络。例如，在企业或者校园的局域网、数据中心网络中独立部署使用。现有技术中的方案是整体使用SDN的自治域网络和传统IP技术的自治域网络互通的解决方法。但是如何在自治域内，部分部署的SDN网络和传统IP网络的互联互通仍然存在问题。
[0003]由于当前互联网中主要是基于IP协议的传统网络，为了推动SDN网络在当前互联网上部署使用，需要对现有的IP协议的传统网络设备进行少量更改，实现现有网络与SDN网络的过渡。但是，针对SDN网络与传统IP网络共存在同一自治域内的场景，尚未有研究公开如何使SDN网络与传统IP网络进行互联通信。
[0004]因此，亟需一种SDN网络和IP网络互联通信系统和方法来实现在传统网络中以增量方式部署SDN网络。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于解决现有技术中在同一个自治域内，SDN网络和现有IP网络不能互联互通的缺陷。
[0006]本发明提供一种SDN网络和IP网络互联通信系统，包括:
[0007]IP网络，其包括BGP边缘路由器；
[0008]SDN网络，其包括SDN控制器、OpenFlow边缘交换机和OpenFlow内部交换机，其中，OpenFlow边缘交换机和OpenFlow内部交换机分别连接SDN控制器，OpenFlow边缘交换机连接IP网络的BGP边缘路由器，SDN控制器与IP网络的BGP边缘路由器交换路由信息；
[0009]其中，SDN控制器工作为SDN网络的网关，通过ARP代理和MAC地址重写实现SDN网络与IP网络的报文互传。
[0010]在一个实施例中，所述SDN控制器通过OpenFlow边缘交换机与IP网络的BGP边缘路由器建立至少一条BGP会话连接，SDN控制器模拟eBGP路由器向BGP边缘路由器发送SDN网络的路由信息，并从BGP边缘路由器获得IP网络的路由信息。
[0011 ] 在一个实施例中，所述SDN控制器设置至少一个网口，与所述BGP边缘路由器的至少一个接口——对应地连接，使得所述SDN控制器与BGP边缘路由器建立至少一条BGP会话连接，用于交换路由信息。
[0012]在一个实施例中，所述SDN控制器设置ARP学习模块，用于向IP网络发送ARP报文，学习到由IP网络中主机和BGP路由器的IP地址和MAC地址组成的ARP表。
[0013]在一个实施例中，对于BGP边缘路由器向SDN网络内目标主机发送的数据包，
[0014]BGP边缘路由器将数据包的目的MAC地址修改为SDN控制器的至少一个网口的MAC地址；
[0015]SDN控制器根据自身网口的MAC地址将数据包调度到转发路径，使得数据包通过转发路径到达目标主机；其中，
[0016]在各条转发路径上，SDN控制器向OpenFlow边缘交换机或者OpenFlow内部交换机下发流表，使得OpenFlow边缘交换机或者OpenFlow内部交换机将SDN控制器的至少一个网口的MAC地址改写为目标主机的MAC地址。
[0017]在一个实施例中，SDN控制器可以根据负载均衡或故障规避的原则将数据包分别调度到不同的转发路径。
[0018]在一个实施例中，对于SDN网络中主机发送的，且目的IP地址为SDN网络外部的数据包，
[0019]将SDN控制器的一个网口设定为主机的默认网关；
[0020]SDN控制器根据数据包的目的IP地址和/或源IP地址将数据包调度到转发路径，使得数据包通过转发路径到达BGP边缘路由器的接口 ；其中，
[0021]在各条转发路径上，SDN控制器向SDN网络中的OpenFlow边缘交换机或者OpenFlow内部交换机下发流表，使得OpenFlow边缘交换机或者OpenFlow内部交换机将数据包的目的MAC地址改写为BGP边缘路由器接口的MAC地址。
[0022]本发明还提供一种SDN网络和IP网络互联通信的方法，包括:
[0023]在一个实施例中，使SDN网络的OpenFlow边缘交换机连接IP网络的BGP边缘路由器，SDN控制器与IP网络的BGP边缘路由器交换路由信息；
[0024]SDN控制器工作为SDN网络的网关，通过ARP代理和MAC地址重写实现SDN网络与IP网络的报文互传。
[0025]在一个实施例中，在SDN控制器与IP网络的BGP边缘路由器交换路由信息的步骤中，
[0026]所述SDN控制器通过OpenFlow边缘交换机与IP网络的BGP边缘路由器建立至少一条BGP会话连接，SDN控制器模拟eBGP路由器向BGP边缘路由器发送SDN网络的路由信息，并从BGP边缘路由器获得IP网络的路由信息，其中
[0027]所述SDN控制器设置至少一个网口，与所述BGP边缘路由器的至少一个接口一一对应地连接，使得所述SDN控制器与BGP边缘路由器建立至少一条BGP会话连接，用于交换路由信息。
[0028]在一个实施例中，在通过ARP代理和MAC地址重写实现SDN网络与IP网络的报文互传的步骤中包括:
[0029]对于BGP边缘路由器向SDN网络内目标主机发送的数据包，
[0030]BGP边缘路由器将数据包的目的MAC地址修改为SDN控制器的至少一个网口的MAC地址；SDN控制器根据自身网口的MAC地址将数据包调度到转发路径，使得数据包通过转发路径到达目标主机；
[0031]对于SDN网络中主机发送的，且目的IP地址为SDN网络外部的数据包，
[0032]将SDN控制器的一个网口设定为主机的默认网关；SDN控制器根据数据包的目的IP地址和/或源IP地址将数据包调度到转发路径，使得数据包通过转发路径到达BGP边缘路由器的接口。
[0033]本发明的实施例不需要修改已有IP自治域的边缘BGP (Border GatewayProtocol，边界网关协议)路由器，也不需要修改报文头部格式，可以在互联网上逐个自治域(Autonomous System，后面缩写为AS，自治系统)实现渐增部署。运用本发明实施例的方案，可以兼容现有的BGP路由设备，来实现在同一个自治域内，SDN网络与传统IP网络的过渡。极大程度的利用现有网络设备，大大减少部署的开销与花费。简化在现有IP网络中部署SDN网络的操作，不需要对现有的BGP路由器进行修改，快速实现SDN与传统IP网络的互通互联。
[0034]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0035]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0036]图1为本发明实施例的SDN网络和IP网络互联通信系统的结构示意图；
[0037]图2为本发明实施例的SDN网络和IP网络互联通信的方法的步骤流程图；
[0038]图3为本发明实施例的SDN网络和IP网络设置多条互联通信路径的原理图；
[0039]图4为本发明实施例的SDN网络中主机发送至外部网络的数据包的转发路径的一个示意图；
[0040]图5为本发明实施例的SDN网络中主机发送至外部网络的数据包的转发路径的另一个示意图。
【具体实施方式】
[0041]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明实施例作进一步地详细说明。
[0042]本发明的实施例实现在同一个自治域内传统IP网络和SDN网络的互相通信，具体的，是在传统IP网络自治域内实现渐增部署SDN网络。其基本思想为，在控制层面，通过在SDN控制器上运行eBGP (External Border Gateway Protocol)外部边界网关协议，获得传统网络的路由信息，并向外发布SDN网络的路由；在数据层面，运用ARP(AddreSSResolut1n Protocol，地址解析协议)代理和MAC重写实现SDN网络与传统IP网络的报文互传，并且通过SDN控制器下发相应的流表管控SDN管理域和传统IP网络之间的流量路径选择。
[0043]实施例
[0044]如图1所示，本实施例提供一种在AS域内实现SDN网络和IP网络互联通信的系统。该系统包括IP网络和SDN网络。其中，IP网络包括BGP边缘路由器(路由器B和路由器C)，BGP边缘路由器运行eBGP协议与因特网进行通信。
[0045]SDN网络包括SDN控制器、OpenFlow边缘交换机S (η)和S (k)、OpenFlow内部交换机SI和S2，OpenFlow