基于Openflow技术的网络广播方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络广播技术领域，特别是涉及一种基于Openflow技术的网络广播方法及系统。
【背景技术】
[0002]在传统的数据中心服务器区网络设计中，通常将二层网络的范围限制在网络接入层以下，避免出现大范围的二层广播域。随着虚拟化技术的发展，虚拟化给数据中心带来的不仅是服务器利用率的提高，还有网络架构的变化。具体的说，虚拟化技术的一项伴生技术-虚拟机动态迁移在数据中心得到了广泛的应用。但是虚拟机迁移要求虚拟机迁移前后的IP和MAC地址不变，这就需要虚拟机迁移前后的网络处于同一个二层域内部。由于客户要求虚拟机迁移的范围越来越大，甚至是跨越不同地域、不同机房之间的迁移，所以使得数据中心二层网络的范围越来越大，出现了专业的网络广播这一新领域专题。
[0003]网络广播通过大规模二层网络和VLAN延伸，实现虚拟机在数据中心内部的大范围迁移，数据中心内的网络广播需要覆盖多个接入交换机和核心交换机，随着数据中心多中心的部署，虚拟机的跨数据中心迁移、灾备，跨数据中心业务负载分担等需求，使得二层网络的扩展不仅是在数据中心的边界为止，还需要考虑跨越数据中心机房的区域，延伸到同城备份中心、远程灾备中心。因此，在网络广播中数据传输更加频繁且数据量大。
[0004]传统二层网络由于收敛时间长、交换机需要学习整网MAC等缺点，不适合构建大规模的二层网络，因此产生了数据中心大二层组网的技术，如TRILL/FabricPath、SPB等。但是这些技术仍然采用分布式路由协议计算路径，导致收敛时间过长，而且其寻址方式仍为全网广播寻址，造成传输延迟较长，无法对网络资源有效部署、配置和利用。
[0005]因此，在网络广播中如何控制广播开销，减小大范围广播带来的网络资源浪费，减少收敛时间，降低数据传输的延迟，已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于Openflow技术的网络广播树建立方法及系统，用于解决现有技术中网络交换设备间的广播范围大，全局广播带来占用链路、利用率低等的问题。
[0007]本发明的另一目的在于提供一种网络广播系统及方法，以实现在基于Openflow技术的网络中的信息广播。
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于Openf low技术的网络广播树建立方法，其至少包括:获取网络中所有交换机信息和各交换机之间的连接信息；基于所述各交换机之间的连接信息、建树策略、建树算法及待广播的广播包信息来生成包含所需交换机的广播树；以及基于所生成的广播树来配置各所需交换机各自的流表信息，并将各流表信息发送给各对应的交换机。
[0009]本发明还提供一种基于Openflow技术的网络广播树建立系统，其至少包括:拓扑模块，用于获取网络中所有交换机信息和各交换机之间的连接信息；广播树模块，用于基于所述各交换机之间的连接信息、建树策略、建树算法及待广播的广播包信息来生成包含所需交换机的广播树；以及流表更新模块，用于基于所生成的广播树来配置各所需交换机各自的流表信息，并将各流表信息发送给各对应的交换机。
[0010]优选地，所述网络广播树建立系统设置在网络中的控制器中。
[0011]本发明还提供一种网络广播系统，其至少包括:控制器，其配置有前述的基于Openflow技术的网络广播树建立系统；以及与所述控制器连接的多个交换机，各交换机各自基于所述控制器所下发的流表信息来对各自接收到的广播包进行相应处理，以便来自源终端的广播包能发送至各目的终端。
[0012]本发明还提供一种网络广播方法，其至少包括:控制器基于所获取的网络中所有交换机信息和各交换机之间的连接信息、建树策略、建树算法及待广播的广播包信息来生成包含所需交换机的广播树，并基于所生成的广播树来配置各所需交换机各自的流表信息，并将各流表信息发送给各对应的交换机；以及各交换机各自基于所述控制器所下发的流表信息来对各自接收到的广播包进行相应处理，以便来自源终端的广播包能发送至各目的终端。
[0013]如上所述，本发明的基于Openflow技术的网络广播方法及系统，具有以下有益效果:相对于传统的广播而言范围减小，降低网络和交换节点负载，减小网络资源占用；可以根据广播树所包含的交换机数量控制广播所覆盖的范围，同时可以规定广播的路径、方向；当网络拓扑发生变化时，只需要控制器同步更新广播树即可做到新增网络节点收发广播消肩、Ο
【附图说明】
[0014]图1显示为本发明的基于Openflow技术的网络广播树建立方法的流程图。
[0015]图2显示为本发明的基于Openflow技术的网络广播树建立系统示意图。
[0016]图3显示为本发明的网络广播系统示意图。
[0017]图4显示为本发明的网络广播方法的流程图。
[0018]元件标号说明
[0019]1网络广播树建立系统
[0020]11拓扑模块
[0021]12广播树模块
[0022]13流表更新模块
[0023]2网络广播系统
[0024]21控制器
[0025]22交换机
[0026]S11 ?S13、S21 ?S23 步骤
【具体实施方式】
[0027]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0028]请参阅图1至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0029]如图1所示，本发明提供一种基于Openflow技术的网络广播树建立方法。其中，根据本发明的方法主要通过网络广播树建立系统来完成，该网络广播树建立系统包括但不限于设置在控制器中且能够实现本发明方案的应用模块等。其中，该控制器包括但不限于设置在基于Openflow技术的网络中。
[0030]所述基于Openflow技术的网络广播树建立方法至少包括步骤S11至S13。
[0031]在步骤S11中，所述网络广播树建立系统获取网络中所有交换机信息和各交换机之间的连接信息。
[0032]具体地，所述网络广播树建立系统通过自身所属的控制器下发相关指令，以使各交换机将各自的身份信息(例如，ID)及端口连接信息予以上传，由此，所述网络广播树建立系统获取到网络中所有交换机信息及各交换机之间的连接信息。
[0033]接着，在步骤S12中，所述网络广播树建立系统基于所述各交换机之间的连接信息、建树策略、建树算法及待广播的广播包信息来生成包含所需交换机的广播树。
[0034]其中，所述建树策略包括任何能用于生成网络广播树的策略，优选地，包括但不限于:1)预设的广播策略，例如，基于全局拓扑图的策略、基于部分拓扑图的策略等等；2)基于需要所确定的广播树选择策略，例如，基于需要所形成的拓扑图的策略等等。
[0035]其中，所述建树算法包括任何一种能用于生成广播树的算法，优选地，包括但不限于:基于跳数、距离及吞吐率中的一个或多个最小等的Prim算法等。
[0036]具体地，所述网络广播树建立系统先基于建树策略及所述各交换机之间的连接信息确定拓扑图，再基于所述拓扑图及建树算法及待广播的广播包信息来生成包含所需交换机的广播树来生成相应的广播树。
[0037]其中，所述待广播的广播包信息包括来源信息，例如，所述待广播的广播包所来自的源终端的MAC地址以及与该源终端连接的交换机的身份信息等。
[0038]例如，所述网络广播树建立系统先基于预设的广播策略及所有交换机之间的连接信息确定拓扑图为全局拓扑图，随后再基于跳数最小的Prim算法生成跳数最小广播树。
[0039]又例如，所述网络广播树建立系统先基于需要所确定的广播树选择策略及所有交换机之间的连接信息确定拓扑图为由各需要的交换机之间的连接信息构成的拓扑图，随后再基于吞吐率最小的Prim算法生成吞吐率最小广播树。
[0040]接着，在步骤S13中，所述网络广播树建立系统基于所生成的广播树来配置各所需交换机各自的流表信息，并将各流表信息发送给各对应的交换机。
[0041]具体地，所述网络广播树建立系统在源交换机的流表中写入目的交换机的ID信息以及在匹配的广播包中加入所述目的交换机的ID信息的指令信息、在其他交换机的流表中分别写入将匹配的广播包由相应的端口转发的指令信息，由此当交换机收到广播包后，根据广播包的类型信息以及广播包内所包含的目的交换机ID信息查询流表信息中对应的流表项，如果所述交换机为目的交换机则根据流表项中的端口信息将广播包通过所述端口转发给与所述交换机相连的主机；如果所述交换机不是目的交换机则根据流表项中的端口信息将所述广播包通过所述端口转发给其他交换机；如果根据所述广播包信息查询不到对应流表项则对所述广播包进行丢包处理，从而使得匹配的广播包能被转发到所述目的交换机的相应端口。
[0042]如图2所示，本发明提供一种基于Openflow技术的网络广播树建立系统。该网络广播树建立系统1至少包括:拓扑模块11、广播树模块12以及流表更新模块13。
[0043]所述拓扑模块11获取网络中所有交换机信息和各交换机之间的连接信息。
[0044]具体地，所述拓扑模块11通过自身所属的控制器下发相关指令，以使各交换机将各自的身份信息(例如，ID)及端口连接信息予以上传，由此，所述拓扑模块11获取到网络中所有交换机信息及各交换机之间的连接信息。
[0045]接着，所述广播树模块12基于所述各交换机之间