一种网络系统及网络运行方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子通信领域，特别是涉及一种网络系统及网络运行方法。
【背景技术】
[0002] 传统的0SPF(0pen Shortest Path First，开放式最短路径优先)是一个内部网关 协议，用于在单一自治系统内决策路由，它是基于链路状态的路由协议。0SPF协议是分布式 的，配置相对复杂。由于网络区域划分和网络属性的复杂性，需要网络分析员有较高的网络 知识水平才能配置和管理0SPF网络。0SPF需要交互很多种LSA(Link-State Advertisement，链路状态广播)报文，比较复杂并占用资源。
【发明内容】
[0003] 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网络系统及网络运行 方法，用于解决现有技术中开放式最短路径优先的配置以及管理操作复杂、效率低的问题。
[0004] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种网络系统，所述网络系统中包 括一控制器以及至少一交换机，每个所述交换机中预存有相应的流表，所述流表包括包头 以及执行动作;每个所述交换机向所述控制器发送自身的基本信息报文，所述基本信息报 文包括交换机自身的MAC地址、端口信息、链路状态信息;所述控制器根据一最短路由算法， 获取所述网络系统的网路拓扑结构，并根据接收的所述网络系统中的所有所述交换机发送 的链路状态信息生成链路状态数据库，且根据所述链路状态数据库生成一带权有向图，并 根据所述带权有向图，分别以每个所述交换机为根节点，分别生成相应的最小生成树;且， 当一所述交换机接收到一具有目的IP地址的数据报文时，判断所述数据报文是否与相应的 所述交换机的流表相匹配，且当为否时，将所述数据报文发送至所述控制器，以令所述控制 器根据所述数据报文中的目的IP地址查询相应的最小生成树，以获取转发路径，将所述数 据报文进行相应的转发。
[0005] 于本发明的一具体实施例中，当判断所述数据报文与相应的所述交换机的流表相 匹配时，根据所述流表的执行动作对所述数据报文进行转发。
[0006] 于本发明的一具体实施例中，所述控制器根据所述链路状态数据库生成一带权有 向图，并根据所述带权有向图，分别以每个所述交换机为根节点，分别生成与每个所述交换 机相应的最小生成树。
[0007] 于本发明的一具体实施例中，所述交换机为软件定义网络交换机，所述控制器为 软件定义网络控制器。
[0008] 于本发明的一具体实施例中，每个所述软件定义网络交换机与所述软件定义网络 控制器通过OpenFlow通道进行通信。
[0009] 于本发明的一具体实施例中，所述基本信息报文为私有的实验者报文。
[0010] 于本发明的一具体实施例中，所述流表的包头包括目的IP地址，当所述数据报文 中的目的IP地址与所述流表的包头包括的目的IP地址相同时，所述数据报文与所述流表相 匹配；当所述数据报文中的目的IP地址与所述流表的包头包括的目的IP地址不相同时，所 述数据报文与所述流表不匹配。
[0011] 于本发明的一具体实施例中，所述控制器根据所述最短路由算法以及一链路层发 现协议获取所述网络系统的网路拓扑结构。
[0012] 于本发明的一具体实施例中，所述控制器维护每个所述交换机的状态集。
[0013] 于本发明的一具体实施例中，所述状态集包括初始化状态、加载状态、交互状态、 以及完成状态。
[0014] 于本发明的一具体实施例中，所述控制器中预先定义有一链路开销公式，所述控 制器根据所述链路状态数据库以及所述链路开销公式生成所述带权有向图。
[0015] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种网络运行方法，运行于如上 任一项所述的网络系统中，所述方法包括以下步骤:每个所述交换机向所述控制器发送自 身的基本信息报文，所述基本信息报文包括交换机自身的MAC地址、端口信息、链路状态信 息;所述控制器根据一最短路由算法，获取所述网络系统的网路拓扑结构，并根据接收的所 述网络系统中的所有所述交换机发送的链路状态信息生成链路状态数据库;所述控制器根 据所述链路状态数据库生成一带权有向图，且根据所述带权有向图，分别以每个所述交换 机为根节点，分别生成相应的最小生成树;当一所述交换机接收到一数据报文时，判断所述 数据报文是否与所述流表相匹配，且当为否时，将所述数据报文发送至所述控制器，其中所 述数据报文具有相应的目的IP地址;所述控制器根据所述数据报文中的目的IP地址查询相 应的最小生成树，以获取转发路径，将所述数据报文进行相应的转发。
[0016] 如上所述，本发明的网络系统及网络运行方法，令每个所述交换机向所述控制器 发送自身的基本信息报文，令所述控制器根据一最短路由算法，获取所述网络系统的网路 拓扑结构，并根据接收的所述网络系统中的所有所述交换机发送的链路状态信息生成链路 状态数据库;所述控制器根据所述链路状态数据库生成一带权有向图，且根据所述带权有 向图，生成相应的最小生成树；当一所述交换机接收到一数据报文时，判断所述数据报文 是否与所述流表相匹配，若是，则根据所述流表的执行动作对所述数据报文进行转发;若 否，则将所述数据报文发送至所述控制器，其中所述数据报文具有相应的目的IP地址;所述 控制器根据所述数据报文中的目的IP地址查询相应的最小生成树，以获取转发路径，将所 述数据报文进行相应的转发。本发明的所有交换机的配置都集中在控制器上，可以简化网 络的配置以及管理，提高网络运行的效率。
【附图说明】
[0017] 图1显示为本发明网络系统在一具体实施例中的模块示意图。
[0018]图2显不为本发明一具体实施例中的带权有向图的不意图。
[0019] 图3显示为本发明一具体实施例中的最小生成树的示意图。
[0020] 图4显示为本发明一具体实施例中的最小生成树的示意图。
[0021] 图5显示为本发明一具体实施例中的一交换机的状态转化示意图。
[0022] 图6显示为本发明一具体实施例中的控制器的工作流程示意图。
[0023] 图7显示为本发明一具体实施例中的交换机的工作流程示意图。
[0024] 图8显示为本发明的网络系统在一具体实施例中的应用示意图。
[0025] 图9显示为本发明的网络运行方法在一具体实施例中的流程示意图。
[0026] 元件标号说明
[0027] 1 网络系统
[0028] 11 控制器
[0029] 12、S0 ~S3 交换机
[0030] S11 ~S16 步骤
【具体实施方式】
[0031] 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。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施 例中的特征可以相互组合。
[0032] 需要说明的是，以下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，遂图示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。
[0033] 0SPF(0pen Shortest Path First)协议即"开放最短路径优先协议"。它是一种基 于链路状态的自治系统内部的动态路由协议，它通过三层交换机间交换链路状态信息来组