通过自动生成的且物理上不同的通信路径在网络中进行流量路由的制作方法

本公开涉及用于在软件定义网络(“sdn”)内自动路由流量的系统和方法。更具体地但非排它地，本公开涉及通过经由物理上不同的通信路径路由流量来减少配置sdn的用户负担并增加sdn的可靠性。

附图简述

参照附图对本公开的非限制性和非穷举性实施例进行了描述，包括本公开的各个实施例，在附图中：

图1图示了与本公开的实施例一致的电力传输和配电系统的简化的单线图，其中多个通信设备可以促进软件定义网络中的通信。

图2图示了与本公开的实施例一致的包括可以部署在电力输送和配电系统中的控制面、数据面以及多个数据消耗者/产生者设备的sdn架构的概念表示。

图3a图示了与本公开的实施例一致的不同主机之间的第一优先级流量流和第二优先级流量流的概念表示，其中第一优先级流量流和第二优先级流量流通过物理上不同的特定通信路径来路由。

图3b图示了与本公开的实施例一致的两个主机之间的主流量流和故障转移流量流的概念表示，其中主路径和故障转移路径通过物理上不同的路径来路由。

图4图示了与本公开的实施例一致的用于接收第一流量流和第二流量流并使用配置工具自动生成通过sdn的对应的通信路由的方法的流程图。

图5图示了与本公开的实施例一致的被配置为接收多个流量流并生成通过sdn的对应的特定通信路径的系统的框图。

详细描述

现代的配电和传输系统可以纳入可用于监视和保护系统的各种通信技术。通信装备可以被配置成和用于促进对电力系统上的状况进行监视并实施控制动作以维持电力系统的稳定性的各种设备之间的数据交换。通信网络携带用于对电力系统状况进行适当评估并用于基于这些状况实施控制动作的信息。由于电力传输和配电系统中的状况可能发生快速变化，这些消息可能受时间限制。换句话说，如果消息被延迟，消息中的数据可能对接收设备来说不再是准确的或不再有用。

一些电力传输和配电系统可以纳入利用控制器在网络上进行配置和监视的软件定义网络(“sdn”)技术。sdn技术提供了在电力系统中可能是有利的各种功能(例如，默认拒绝安全、较好的延迟控制、对称传输能力、冗余和故障转移计划等)。

sdn允许程序化的变更控制平台，其允许将整个通信网络作为单一资产进行管理，简化对网络的理解，并能够对网络进行持续监视。在sdn中，决定将流量发送到哪里的系统(即，控制面)与执行流量在网络中的转发的系统(即，数据面)是分开的。

控制面可以用于通过通信网络创建特定的流量流来实现网络资源的最佳使用。本文使用的术语“流量流(trafficflow)”是指用于基于网络分组内容匹配和采取动作的一组参数。流量流可以准许基于各种标准的特定路径，这些标准为网络运营商提供显著的控制和精确性。相比之下，在大型传统网络中，尝试使网络发现路径与应用期望的数据路径匹配可能是涉及改变许多设备中的配置的具有挑战性的任务。为了解决这个问题，很多设备上使用的管理接口和功能集都不是标准化的。更进一步，网络管理员经常需要重新配置网络以避免循环，获得路由收敛速度，并优先考虑某一类应用。

在电力传输和配电系统的背景下管理传统网络的显著复杂性是由于每个网络设备(例如，交换机或路由器)具有集成在一起的控制逻辑和数据转发逻辑的事实。例如，在传统的网络路由器中，诸如路由信息协议(rip)或开放式最短路径优先(ospf)的路由协议构成确定应该如何转发分组的控制逻辑。由路由协议确定的路径被编码在路由表中，其然后用于转发分组。类似地，在诸如网桥(或网络交换机)的第2层设备中，配置参数和/或生成树算法(sta)构成确定分组路径的控制逻辑。因此，传统网络中的控制面被分布在交换结构(网络设备)中，因而，改变网络的转发行为涉及改变许多(也许是全部)网络设备的配置。

在sdn中，控制器体现控制面并确定分组(或帧)应该如何在网络中流动(或转发)。控制器通过在设备中设置转发表，将该信息传送给构成数据面的网络设备。这实现了对网络的集中化配置和管理。这样，sdn中的数据面由相对简单的分组转发设备组成，该分组转发设备具有到控制器的通信接口以接收转发信息。除了简化网络的管理之外，sdn架构还可以实现可能有益于在配电系统中使用的监视和故障排除功能，包括但不限于：镜像选定的流量流而不是镜像整个端口；当接近饱和时，在带宽上报警；为指定流提供度量(例如，用于服务质量、分组计数、误差、丢失或超限等的计数器和计量表)；准许监视指定的应用，而不是基于vlan或mac地址进行监视。

在各种实施例中，sdn可以包括在对应的主流量流被中断的情况下使用的故障转移流量流。本公开的发明者已经认识到，可以通过识别sdn中的高优先级流量流并通过物理上不同的通信路径来路由这些流量流来实现某些优点。用于监视配电系统的数据网络中的高优先级流量流通常对延迟敏感。如果延迟过高，则由流量流携带的数据可能不再可由接收设备使用。另外，与电力系统相关联的状况的变化(例如，故障，停电等)可能导致网络流量的尖峰。流量中的这种尖峰可能会增加高优先级流量的输送延迟或携带高优先级流量的数据分组丢失的可能性。这样的结果可能会阻碍电力系统的控制系统有效应对状况变化的能力。

为了有助于减小网络拥塞干扰高优先级流量的输送的可能性，可以指定对流量流进行优先级设置。基于优先级设置，本文公开的系统和方法可以创建物理上不同的高优先级流量流。换句话说，可以通过物理上不同的通信路径(即，不同的物理上的通信链路、交换机、路由器等)来路由高优先级流量流，以在高优先级流量行进的物理通信链路上实现更大的带宽保障。此外，通过物理上不同的通信路径来路由高优先级流量可以改善延迟(即，从源到目的地传输数据的总时间)和抖动(即，在连续的分组之间的从源到目的地传输数据的总时间的变化)。至少部分地由于沿着网络中的通信流在多个中间设备中的每一个处的缓冲器出口时间的减少可以实现这种改进。

更进一步地，本公开的发明人已经认识到，还可以通过自动配置通过物理上不同于主流量流的通信路径路由的故障转移流量流来增强可靠性。在关键基础设施(诸如电力系统)方面，可靠性可被设计为n-1或更高的可靠性标准。在满足n-1可靠性标准的系统中，即使单个元件缺失，但是系统仍然可以保持全面运行。将主流量流与对应的故障转移流量流进行物理分离可以有助于确保系统满足n-1可靠性标准，因为主流动路径和故障转移流量流二者不都易受到任何单点故障的影响。另外，故障转移流量流的自动生成可以大幅减少系统操作员的配置负担。在一些实施例中，可以提示用户确认自动生成的次要路径。

在各种实施例中，可以评估各种标准以生成次要路径。这样的标准可以包括通信主机之间的最短路径、共享带宽、服务质量标签、交换机背板负载和物理拓扑结构。更进一步地，各种实施例可以被配置为确定可以增加网络的可靠性的对网络的增强。例如，系统可以计算该增强来实现n-1可靠性到n-3可靠性。这反过来将有助于最终用户知道额外的成本是否值得可靠性改进。

在某些实施例中，本公开还可以实现sdn中的资源的更有效的使用。在使用快速生成树协议的典型网络中，交换机之间的冗余连接被阻塞以减轻循环。相比之下，在sdn中不需要阻塞端口，因此，存在更多的可能性来物理上分离流量流，而无需配置vlan。

通过参照附图将最好地理解本公开的实施例，其中通篇相似的部分由相似的数字来标记。将容易理解的是，如在本文中的附图中一般性地描述和图示的，所公开的实施例的组件可以以各种各样不同的配置来布置和设计。因此，本公开的系统和方法的实施例的以下详细的描述不旨在限制本公开所要求保护的范围，而是仅代表本公开的可能实施例。另外，除非另有说明，方法的步骤不一定需要按照任何特定的顺序或甚至依次序地执行，也不需要步骤仅执行一次。

在一些情况下，众所周知的特征、结构或操作没有被详细示出或描述。此外，所描述的特征、结构或操作可以以任何合适的方式组合在一个或更多个实施例中。还将容易理解的是，如在本文中的附图中一般性地描述和图示的实施例的组件可以以各种各样不同的配置来布置和设计。

所描述的实施例的几个方面可作为软件模块或组件来实施。如本文中所使用的，软件模块或组件可包括位于存储设备内和/或作为电子信号通过系统总线或者有线或无线网络传输的任何类型的计算机指令或计算机可执行代码。例如，软件模块或组件可包括计算机指令的一个或更多个物理块或逻辑块，其可被组织为执行一个或更多个任务或实现特定的抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。

在某些实施例中，特定的软件模块或组件可包括被储存在存储器设备的不同位置中的不同指令，其共同实现所描述的模块的功能。事实上，模块或组件可包括单一指令或许多指令，并且可以分布在几个不同的代码段上、分布在不同的程序之间以及跨几个存储器设备分布。一些实施例可在分布式计算环境中实践，其中任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行。在分布式计算环境中，软件模块或组件可位于本地存储器储存设备和/或远程存储器储存设备中。另外，在数据库记录中绑定或呈现在一起的数据可驻留在相同的存储器设备中或跨几个存储设备驻留，并且可以跨网络在数据库中的记录字段中链接在一起。

实施例可作为计算机程序产品来被提供，包括具有在其上所储存的指令的非暂时性计算机和/或机器可读介质，该指令可用于对计算机(或其他电子设备)进行编程以执行本文中所描述的过程。例如，非暂时性计算机可读介质可储存指令，当该指令由计算机系统的处理器执行时，使处理器执行本文中所公开的某些方法。非暂时性计算机可读介质可包括但不限于硬盘、软盘、光盘、cd-rom、dvd-rom、rom、ram、eprom、eeprom、磁卡或光卡、固态存储器设备、或适用于储存电子指令和/或处理器可执行指令的其他类型的机器可读介质。

图1图示了与本公开的实施例一致的电力传输和配电系统100的简化的单线图，其中多个通信设备可以促进软件定义网络中的通信。电力输送系统100可被配置为生成、传输电能，并将电能分配给负载。电力输送系统可包括装备，诸如电力发电机(例如，发电机110、112、114和116)、电力变压器(例如，变压器117、120、122、130、142、144和150)、电力传输和输送线(例如，线124、134和158)、电路断路器(例如，断路器152、160、176)、总线(例如，总线118、126、132和148)、负载(例如，负载140和138)等等。各种其他类型的装备也可被包括在电力输送系统100中，诸如电压调节器、电容器组合以及各种其他类型的装备。

变电站119可包括发电机114，其可以是分布式发电机，并且其可通过升压变压器117连接到总线126。总线126可经由降压变压器130连接到配电总线132。各个配电线136和134可连接到配电总线132。配电线136可通向变电站141，其中使用ied106来监视和/或控制该线，该ied106可选择性地断开和闭合断路器152。负载140可从配电线136馈电。此外，经由配电线136与配电总线132进行通信的降压变压器144可用于降低由负载140消耗的电压。

配电线134可通向变电站151，并向总线148输送电力。总线148也可经由变压器150接收来自分布式发电机116的电力。配电线158可将电力从总线148输送到负载138，并且还可包括降压变压器142。电路断路器160可用于选择性地将总线148连接到配电线134。ied108可用于监视和/或控制电路断路器160以及配电线158。

电力输送系统100可使用智能电子设备(ied)(诸如ied104、106、108、115和170)以及中央监视系统172来监视、控制、自动化和/或保护。通常，电力的生成和传输系统中的ied可用于在系统中的装备的保护、控制、自动化和/或监视。例如，ied可用于监视许多类型的装备，包括输电线、配电线、电流变压器、总线、开关、电路断路器、自动开关、变压器、自耦变压器、抽头变换器、电压调节器、电容器组合、发电机、电动机、泵、压缩机、阀以及各种其他类型的受监控的装备。

如本文中所使用的，ied(诸如ied104、106、108、115和170)可指监视、控制、自动化和/或保护系统100内的受监视的装备的任何基于微处理器的设备。例如，这样的设备可包括远程终端单元、差动继电器、距离继电器、方向继电器、馈电继电器、过电流继电器、电压调节器控制、电压继电器、断路器故障继电器、发电机继电器、电动机继电器、自动化控制器、间隔控制器、计量表、自动开关控制、通信处理器、计算平台、可编程逻辑控制器(plc)、可编程自动化控制器、输入和输出模块等等。术语ied可用于描述单个ied或包括多个ied的系统。

公共时间信号可分配在整个系统100中。利用公共或通用的时间源可确保ied具有可用于生成时间同步数据(诸如同步相量)的同步时间信号。在各个实施例中，ied104、106、108、115和170可接收公共的时间信号168。时间信号可使用通信网络162或使用公共的时间源(诸如全球导航卫星系统(“gnss”)等)分配在系统100中。

根据各个实施例，中央监视系统172可包括各种类型的系统中的一个或多个。例如，中央监视系统172可包括监控与数据采集(scada)系统和/或广域控制与态势感知(wacsa)系统。中央ied170可与ied104、106、108和115进行通信。ied104、106、108和115可远离中央ied170，并且可通过各种介质进行通信(诸如来自ied106的直接通信)或通过广域通信网络162进行通信。根据各个实施例，某些ied可与其他ied直接进行通信(例如，ied104与中央ied170进行直接通信)，或可经由通信网络162进行通信(例如，ied108经由通信网络162与中央ied170进行通信)。

经由网络162的通信可通过包括但不限于多路复用器、路由器、集线器、网关、防火墙和交换机的联网设备来促进。在一些实施例中，ied和网络设备可包括物理上不同的设备。在其他实施例中，ied和网络设备可以是复合设备，或可被配置为用多种方式来执行重叠的功能。ied和网络设备可包括多功能硬件(例如，处理器、计算机可读储存介质、通信接口等)，其可被利用以便执行关于系统100内的装备的操作和/或网络通信的各种任务。

sdn控制器180可以被配置为与网络162中的装备对接以创建有助于ied170、115、108和监视系统172之间的通信的sdn。在各种实施例中，sdn控制器180可以被配置为与网络162中的控制面(未示出)对接。使用控制面，控制器180可以被配置为引导网络162内的数据流。

在各种实施例中，控制器180可以包括流量路由系统，其被配置为自动生成基于系统100内的用户指定的流量流而创建的特定通信路径。例如，用户指定的流量流可以指示ied115向ied108提供数据。基于ied115和ied108之间的用户指定的流量流，流量路由系统可识别和配置多个中间设备(例如，交换机、物理通信链路等)以实现通过网络162的特定的通信路径。基于高级流量流使特定通信路径的创建自动化可以减少施加于系统100的操作员的配置负担。

在各种实施例中，系统100内的流量流可以与优先级指定相关联。优先级指定可用于识别高优先级流量并通过物理上不同的通信路径来路由这样的流量。除了其他优点之外，这样的路由可以有助于减少高优先级流量面临的网络拥塞，并增加这种数据传输的可靠性。此外，当系统100中出现问题时，这种路由可以有助于优先资源的分配。例如，在网络正在接近其数据传输容量的情况下，可以丢弃较低优先级的流量，并且可以保留较高优先级的流量。在另一个示例中，携带高优先级流量的通信信道可以在另一个携带较低优先级流量的通信信道之前被优先进行修复。

此外，在各种实施例中，流量路由系统可被配置为自动生成在主流路径被中断的情况下被利用的故障转移流量流。由流量路由系统生成的特定故障转移通信路径可以与特定主通信路径在物理上不同，使得主流路径和故障转移流量流二者不都易受到单点故障的影响。换句话说，主流路径和故障转移流量流可以满足n-1可靠性标准。在关键基础设施方面，可靠性可以被设计为n-1可靠性标准或更严格的可靠性标准(例如，n-3)。

图2图示了与本公开的实施例一致的包括控制面202、数据面204以及多个数据消耗者/产生者设备216a-216c的sdn架构的概念表示200，该sdn架构可以部署在电力传输和配电系统中。控制面202引导数据流通过数据面204。更具体地说，控制器212可以经由接口214与多个通信设备206a-206f进行通信以建立流量流。控制器可以基于各种标准来指定用于通过数据面204路由流量的规则。

如图所示，数据面204包括经由多个物理通信链路208a-208h彼此进行通信的多个通信设备206a-206f。在各种实施例中，通信设备206a-206f可以实施为交换机、路由器、多路复用器以及其他类型的通信设备。物理通信链路208a-208h可以实施为以太网、光纤以及其他形式的数据通信信道。如图所示，通信设备206a-206f之间的物理通信链路208a-208h可以提供冗余连接，使得物理通信链路208a-208h之一的故障不能完全阻断与受影响的通信设备的通信。在一些实施例中，物理通信链路208a-208h可以提供n-1冗余或更好的冗余。

多个应用210a-210c可以表示在应用面中操作的各种应用210a-210c。在图2所示的sdn架构中，控制器212可以公开服务210a-210c可以用来配置数据面204的应用编程接口(api)。在这种情况下，当控制逻辑驻留在应用210a-210c中时，控制器212可以充当与数据面204的接口。控制器212和应用210a-210c的配置可以被定制以满足各种各样的特定需求。

数据消耗/产生设备216a-216c可以表示产生或消费数据的电力传输和配电系统内的各种设备。例如，数据消耗/产生设备可以实施为配置为监视电力传输线的一对传输线继电器。传输线继电器可以监视流过传输线的电力的各个方面(例如，电压测量结果、电流测量结果、相位测量结果、同步移相器等)，并且可以传送测量结果以实现对传输线的保护策略。传输线继电器之间的流量可以使用由控制器212实现的多个流量流来路由通过数据面204。当然，数据消耗/产生设备216a-216c可以通过与本公开的实施例一致的各种各样的设备来实施。

多个通信设备206a-206f可各自包括可监视多个物理通信链路208a-208h的通信链路监视系统。可以针对不同类型的物理通信链路监视各种参数。例如，如果通信链路监视系统正在监视光纤通信链路，则监视系统可以收集关于反射特性、衰减特性、信噪比特性、谐波特性、丢包统计(packetlossstatics)等等的信息。如果通信链路监视系统正在监视电通信链路，则监视系统可以收集关于电压测量结果、信噪比特性、丢包统计等等的信息。由通信链路监视系统收集的信息可被传送到控制器212。

基于收集到的关于物理通信链路208a-208h的信息，控制器212可以评估系统200中的设备之间的逻辑通信链路的健康状况。例如，设备216a和216c之间的逻辑通信链路可以使用通信设备206c和206f以及物理通信链路208d来创建。控制器212可以从通信设备206c和206f中的通信链路监视子系统接收关于由通信设备206c和206f以及物理通信链路208d创建的逻辑通信链路的健康状况的信息。在物理通信链路208d中检测到问题的情况下，控制器212可以利用故障转移通信路径。在各种实施例中，可以预先指定故障转移路径，或者可以基于各种标准(例如，可用带宽、延迟、最短路径等)动态创建故障转移路径。在由于物理通信链路208d发生故障而必须重新引导数据流量的情况下，可以创建新的逻辑通信链路。逻辑通信链路可以利用各种路径来实现，其中最短的故障转移路径利用通信设备206c、物理通信链路208h、通信设备206b、物理通信链路208c、通信设备206d、物理通信链路208f和通信设备206f。

图3a图示了与本发明的实施例一致的在不同主机之间的第一优先级流量流和第二优先级流量流的概念表示，并且其中第一优先级流量流和第二优先级流量流通过物理上不同的特定通信路径进行路由。用户指定的配置302可以指定主机_1和主机_4之间的第一优先级流量流以及主机_3和主机_5之间的第二优先级流量流。尽管使用单向箭头来说明流量流，但流量流可以是双向的。配置工具304可以基于用户指定的流量流302来创建自动生成的特定通信路径306。自动生成的特定通信路径306可以指定第一优先级流量流和第二优先级流量流的细节。具体地，第一自动生成的特定通信路径可以包括主机_1和交换机_1之间的连接、交换机_1和交换机_2之间的连接以及交换机_2_和主机_4之间的连接。

可以生成由配置工具304生成的第一优先级流量流和第二优先级流量流，使得它们不共享任何相同的物理通信链路或交换机。具体地，第二优先级流量流可以包括从主机_3到交换机_5的连接、交换机_5和交换机_4(端口4)之间的连接、交换机_4(端口3)和交换机_3(端口3)之间的连接以及交换机_3(端口4)和主机_5之间的连接。

图3b图示了与本公开的实施例一致的在两个主机之间的主流量流和故障转移流量流的概念表示，其中主路径和故障转移路径通过物理上不同的路径路由。用户指定的流量流302可以指定主机_1和主机_4之间的主路径。配置工具304可以基于用户指定的流量流302来创建自动生成的特定通信路径306。自动生成的特定通信路径306可以指定主路径和故障转移路径的细节。具体地，主路径可以包括主机_1和交换机_1之间的连接、交换机_1和交换机_2之间的连接以及交换机_2_和主机_4之间的连接。

除了主机和邻近交换机之间的连接之外，由配置工具304生成的次要路径不与主路径共享任何相同的物理通信链路或交换机。具体地，次要路径可以包括从主机_1到交换机_1的连接、在交换机_1和交换机_4(端口3)之间的连接、在交换机_4(端口2)和交换机_3(端口2)之间的连接以及在交换机_3(端口3)和主机_4之间的连接。

自动生成的特定通信路径306可以满足n-1可靠性标准，因为除主机和邻近交换机之间的连接之外的任何单个元件的故障可能不足以将主路径和次要路径二者都禁用。n-1可靠性标准可用于维持高标准可靠性的各种行业，诸如电力系统、电信系统等。

图4图示了与本公开的实施例一致的用于接收第一流量流和第二流量流并使用配置工具自动生成通过sdn的对应的通信路由的方法400的流程图。在402处可以从用户接收第一流量流，并且在404处可以从用户处接收第二流量流。用户指定的流量流可以被指定为高等级。例如，用户指定的流量流可以指定可能需要进行通信的特定主机。参照图3a，例如，用户指定的流量流302可以简单地指定主机_1应该与主机_4进行通信，并且主机_3应该与主机_5进行通信。

返回到图4的讨论，可以在406处接收与第一流量流相关联的第一优先级指定，并且可以在408处接收与第二流量流相关联的第二优先级指定。在一些实施例中，与第一流量流和第二流量流相关联的优先级指定可以由用户指定，而在其他实施例中，可以基于各种标准自动指定优先级指定。在自动指定优先级指定的实施例中，用于自动确定优先级的标准基于与流量流相关联的数据的类型、源的标识符(例如，ip地址、mac地址等)和其他标准。

在410处可以生成对应于第一流量流的通过sdn的第一特定通信路径，并且可以在412处生成第二流量流。在一些实施例中，可以使用流量路由子系统来生成第一流量流和第二流量流，该流量路由子系统被配置为分别基于第一流量流和第二流量流来生成第一特定通信路径和第二特定通信路径。流量路由子系统可以识别包括物理连接、路由器、交换机等的特定路径。流量路由子系统可以指定每个中间设备的配置。在一些实施例中，流量路由子系统可以被实施为sdn控制器。在其他实施例中，流量路由子系统可以与sdn控制器不同，但可以与sdn控制器相结合操作。在图2所示的具体示例中，流量路由子系统可以被实施为应用210a-210c中的一个。

图5图示了与本公开的实施例一致的被配置为接收多个流量流并生成通过sdn的对应的多个特定通信路径的系统500的框图。在一些实施例中，系统500可使用硬件、软件、固件和/或它们的任意组合来实现。此外，本文描述的某些组件或功能可以与其他设备相关联或由其他设备执行。具体图示的配置仅代表与本公开一致的一个实施例。

系统500包括被配置为与其他设备(未示出)进行通信的通信接口504。通信接口504可便于与多个设备进行通信。系统500还可包括时间输入端502，其可用于接收时间信号(例如，公共时间参考)，允许系统500应用按时间戳接收的数据(atime-stampreceiveddata)。在某些实施例中，公共时间参考可经由通信接口504接收，因此，可不需要单独的时间输入端。一个这样的实施例可采用ieee1588协议。数据总线524可以便于系统500的各个组件之间的通信。

处理器506可被配置为对经由通信接口504、时间输入端502接收的通信进行处理并协调系统500的其他组件的操作。处理器506可使用任意数量的处理速率和架构来操作。处理器506可被配置为执行本文中所描述的各种算法和计算中的任何一个。处理器506可被实施为通用集成电路、专用集成电路、现场可编程门阵列和/或任何其他合适的可编程逻辑设备。

待由处理器506执行的指令可以存储在随机存取存储器514(ram)中。这样的指令可以包括用于基于多个流量流来处理路由和处理经由通信接口504接收的数据分组的信息。

用户接口子系统528可以被配置为从用户接收与配置软件定义网络有关的各种类型的信息。在一些实施例中，用户接口子系统可以被配置为接收sdn中的各个设备之间的流量流。用户接口系统也可以被配置为接收被指定为高等级的流量流。在一些实施例中，用户接口子系统528还可以被配置为接收与流量流相关联的优先级指定。在这样的实施例中，可以将从用户接收到的优先级指定提供给优先级子系统528。虽然在一些实施例中用户可以指定与流量流相关联的优先级，但是在其他实施例中，与流量流相关联的优先级可以在其他实施例中被自动指定。

sdn控制器子系统530可以被配置为执行与sdn相关联的各种功能。sdn控制器子系统530可以直接实现各种sdn控制器功能，或者sdn控制器子系统530可以被配置为协调系统500与sdn控制器(未示出)的操作。sdn控制器子系统530可以被配置为指定与流量流相关联的各种设备的配置。

优先级子系统532可以被配置为使优先级指定与流量流相关联。优先级指定可以是用户指定的或基于各种标准生成的。用于自动确定优先级的标准基于与流量流相关联的数据的类型、源的标识符(例如，ip地址、mac地址等)等。优先级子系统还可以被配置为限制可能利用携带高优先级流量的某些通信链路的数据的类型。在一个示例中，sdn可以包括被指定为高优先级、中等优先级和低优先级的流量。优先级子系统532可被配置为出于故障转移的目的而允许中等优先级数据利用高优先级通信链路；然而，优先级子系统532可以防止在高优先级通信链路上传输较低优先级的数据。

在一些实施例中，某些类型的数据可以与其他类型的数据在物理上分离。分离某些类型的数据可以采取多种形式，包括将多播通信流与单播流分离，将scada通信流与工程访问通信流分离等等。又进一步地，在一些实施例中，优先化可以基于主机配置文件。这样，某个主机配置文件可以包括相关联的主机的优先级指定，其使得往来于优先化的主机的流量优先于其他主机。

流量路由子系统536可以被配置为生成通过软件定义网络的各种特定的通信路径。流量路由子系统536可以识别包括物理连接、路由器、交换机等的特定路径。流量路由子系统536可以指定每个中间设备的配置。流量路由子系统536可以被配置为生成某些流量流(诸如高优先级流量流的)的物理上不同的路径。

流量路由子系统536还可以包括被配置为生成故障转移路径的故障转移路径子系统538。由故障转移路径子系统538生成的故障转移流量流可以在主流路径中断的情况下被利用。特定的故障转移流量流可以在物理上与主流路径不同，使得主流路径和故障转移流量流二者不都易受到单个故障点的影响。在一些实施例中，故障转移路径子系统538还可以被配置为获得用户对自动生成的故障转移通信路径的确认。这样，用户可以检查自动生成的故障转移流量流，并在实施故障转移流量流之前根据需要进行调整。

可靠性子系统534可以被配置成确定可以增加网络的可靠性的对sdn的增强。例如，可靠性子系统534可以计算该增强以实现n-1可靠性到n-3可靠性。网络运营商可以评估需求增强并确定附加成本是否值得可靠性改进。

通信链路评估子系统526可以被配置为随着时间的推移接收各个通信设备和通信链路的状态的指示。通信链路评估子系统526可以被配置为基于通信设备和通信链路的状态来确定与正常参数的偏差。在其他实施例中，通信链路评估子系统526可以被配置为监视丢包、延迟以及与数据吞吐量相关的其他度量。通信链路评估子系统526可以被配置为确定是否应该将流量重新路由到故障转移路径。

应用接口子系统540可以被配置为与和系统500进行通信的sdn的应用面中操作的各个应用进行交互。在各种实施例中，系统500可以公开应用编程接口(api)，应用可以利用该应用编程接口以配置sdn中的数据面或以其他方式与sdn交互。应用可以被定制以满足各种各样的特定需求，并且这样的应用可以通过应用接口子系统540与系统600交互。

虽然已经图示并描述了本公开的特定实施例和应用，但是应理解的是，本公开不限于本文中所公开的明确的配置和组件。因此，在不脱离本公开的基本原理的情况下，可以对上述实施例的细节做出许多改变。因此，本发明的范围仅由随附的权利要求限定。