一种ForCES网络配置层中的数据转换方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及基于转发与控制分离（Forward ing and Contro 1 E1 ement Separation，ForCES)的SDN(Software Defined Network，软件定义网络）网络技术，具体涉 及一种ForCES网络配置层中的数据转换方法。
【背景技术】
[0002] 随着新颖网络应用的涌现，云服务和移动互联网的全面崛起，网络变得越来越复 杂。以硬件为中心的传统网络架构显然已不能适应设备制造商、运营商、用户和企业的需 求，网络可持续发展遭遇到了巨大的挑战。针对传统网络架构暴露出的问题，越来越多的学 者开始对现存网络架构进行改革和创新，解决当前单一不可扩展的网络体系与网络功能的 需求多样性之间的矛盾刻不容缓。软件定义网络是解决上述矛盾的重要方法，是下一代网 络所关注的重要研究领域之一。
[0003] 在SDN成为新型网络架构的研究热点时，各个组织与公司开始考虑用其他各种技 术来尝试对SDN的实现，在这个过程中，ForCES技术尤为突出，它对一个网络节点内部的网 络资源进行了更全面和有效的定义，将一个网络设备内部的控制部分和数据转发部分进行 分离。在这种情况下，面对物理硬件的转发设备，ForCES可以灵活地与控制软件进行组合， 打破传统网络设备的封闭性，对一个网络设备可以进行快速地升级和适应新的应用需求。
[0004] 根据SDN的三层典型架构，ForCES的SDN网络架构在设计时考虑到控制层的特点， 即在整个架构中ForCES协议肯定是用于控制层与基础设施层之间通信的南向接口，因此在 控制层中一定存在一个或多个CE，像ForCES网络件中一样来集中控制底层FE (Forwarding Element，转发单元）。另外，由于控制器层中的CE(Control Element，控制单元)主要任务就 是对基础设施层众多的FE进行调度控制和集中管理，其执行过程中涉及到的很多服务资源 无法暴露给应用，作为一个执行控制者并不能面对底层资源进行策略性地调控，因此，在控 制层上加入了配置层。
[0005] 配置层主要功能是通过北向接口接收到用户粗颗粒度的业务请求并分析细化之 后，转化成细颗粒度的数据模型，下发到控制层执行，但是转化过程中，需要符合ForCES协 议特点来转化成相应的数据，在配置层中，主要由REST北向接口服务器、虚拟网映射模块、 LFB链构建模块、数据转换模块以及数据库这五个模块构成。从应用层开始到控制层执行， 配置层的转化作用在整个架构中起到承上启下的重要作用。同时配置层内部数据转换模块 的高低层数据转换方法更是具体将数据下发到基础设施层的重要技术。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是为最终构建基于ForCES的SDN网络提供支持。提出在SDN三层架构 中增加配置层，形成基于ForCES的SDN四层架构，即应用层、配置层、控制层与基础设施层。 同时分析了配置层整个系统的内部模块以及高层数据和低层数据。最后提出了一种ForCES 网络配置层中的数据转换方法。该方法是在配置层中的数据转换模块上实现。
[0007] 本发明解决其技术问题采用的技术方案包括如下步骤：
[0008] -种ForCES网络配置层中的数据转换方法，具体包含如下步骤：
[0009] 步骤(1):定义高层数据。对高层数据进行数据建模并设计数据库。
[0010] 所述数据库是指存储各模块中产生的数据以及保存已知数据的数据库，这些数据 统称为高层数据。
[0011] 所述高层数据主要包括两种数据:一种是虚拟网数据，另一种是LFB数据。前者包 括虚拟网请求信息、物理网拓扑信息与虚拟网拓扑信息；后者包括LFB库、LFB集合与LFB链 数据。
[0012] 步骤(2):定义低层数据。对低层数据进行数据建模。
[0013] 所述低层数据是指在CE(Control Element，控制单元）对FE(Forwarding Element,转发单元)进行实际操作时所需的ForCES形式的数据，包括已创建节点数、可创建 节点上限、虚拟节点ID、LFB信息、LFB拓扑连接关系。
[0014] 步骤(3):数据转换模块连接高层数据库，按照CE中所需的低层数据内容在高层数 据库查找对应的高层数据;若找到且该高层数据为直接可转换数据则进入步骤(4);若找到 且该高层数据需要进一步处理再转换则进行步骤(5)。
[0015] 步骤(4):从高层数据库中取得所需的高层数据之后，将其具体的取值内容按照 ForCES中的数据形式进行封装，实现转换成低层数据后执行步骤(6)。
[0016] 步骤(5):从高层数据库取得要处理的数据，将其存放在数据转换模块中，然后调 用具有处理功能的函数，将该函数返回的结果数据利用ForCES的数据形式封装，实现转换 成低层数据后执行步骤(6)。
[0017] 所述处理功能的函数是指对函数中的数据进行一定的统计与操作，例如求和等， 最后返回一个结果数据的函数。
[0018] 步骤(6):若所有低层数据还未完成转换，则返回到步骤(3);若所有低层数据都已 转换完成，则调用CE中的配置属性函数将转换完成后的低层数据下发到基础设施层FE中。
[0019] 所述的配置属性函数是指在通过CE对FE中LFB进行属性配置的函数，且该函数是 利用低层数据对LFB属性的具体内容进行配置。
[0020]所述的数据转换模块所在的配置层包含五个部分：REST (Representational State Transfer，表述性状态传递）北向接口服务器、虚拟网映射模块、LFB (Logical Function Block，逻辑功能块)链构建模块、数据转换模块和数据库。
[0021] 所述ForCES网络是指将原本局限于一个网络内部的ForCES技术扩展到全网从而 实现SDN的网络，ForCES网络在SDN三层架构的基础上增加配置层，所以是四层架构，分别是 应用层、配置层、控制层与基础设施层。
[0022] 所述配置层是指收到应用层的用户粗颗粒度的业务请求并分析细化之后，转化成 细颗粒度的数据模型，下发到控制层执行，转化过程中，需要符合ForCES协议特点来转化成 相应的数据。
[0023]所述REST北向接口服务器是指能与REST北向接口客户端进行通信，并接收来自客 户端的用户对虚拟网的请求数据，同时将该请求数据下发到虚拟网映射模块，同时存入到 数据库中。
[0024]所述的REST北向接口客户端是指提供应用层的接口，即给用户的操作界面，用户 可在此界面上自定义虚拟网请求。
[0025] 所述虚拟网请求是指用户指定对虚拟网的操作数据，包括创建、修改、查看、删除； 同时包括指定的该虚拟网的名称与类型的请求。
[0026] 所述虚拟网映射模块是指对下发的虚拟网请求进行虚拟网映射的操作;本模块将 根据物理网拓扑信息、虚拟网拓扑信息并结合一定的映射策略进行虚拟网映射，并将最终 映射完成的虚拟网结果数据存入到数据库中；同时将具体的虚拟节点业务请求下发到LFB 链构建模块的模块。
[0027] 所述LFB链构建模块是指根据节点业务请求按照一定的组合算法构建出一条完整 的LFB链来对虚拟网中的虚拟节点进行功能配置;同时将构建好的LFB链数据存入到数据库 中的模块。
[0028] 所述LFB是指逻辑功能块，是网络设施节点中细粒度的功能抽象。
[0029]所述数据转换模块是指从数据库中读取对应的高层数据并转换为ForCES形式的 低层数据，进而调用CE中的函数将转换后的数据下发到基础设施层的模块。
[0030]所述CE是For CES网络中的控制层中的实体。
[0031 ] 所述FE是ForCES网络中的基础设施层中实体。
[0032]本发明有益效果如下：
[0033]本发明提供的ForCES网络中的配置层结构设计，为具体实现ForCES网络提供了技 术前提。同时确定了配置层中高层数据和低层数据的具体内容，基于该数据提出了数一种 数据转换方法。本发明是在构建基于ForCES的SDN网络过程中的一次创新性的探索，为 ForCES网络中配置层的数据下发到基础设施层提供了可行性方案，实现了两层之间的对 接，为ForCES的SDN网络的实现奠定了基础。
【附图说明】
[0034] 图1为本发明ForCES的SDN网络示意图；
[0035] 图2为本发明配置层工作流程示意图；
[0036] 图3为本发明高层数据内容示意图；
[0037] 图4为本发明低层数据内容示意图；
[0038] 图5为本发明数据转换流程示意图。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0040]如图1、2、3和4所示，本发明提供的一种ForCES网络配置层中的数据转换方法，该 方法是配置层中数据转换模块上实现，该数据转换模块所在的配置层包含五个部分:REST (Representational State Transfer，表述性状态传递）北向接口服务器、虚拟网映射模 块、LFB(Logical Function Block，逻辑功能块)链构建模块、数据转换模块和数据库。
[00411 所述ForCES网络是指将原本局限于一个网络内部的ForCES技术扩展到全网从而 实现SDN的网络，ForCES网络在SDN三层架构的基础上增加配置层，所以是四层架构，分别是 应用层、配置层、控制层与基础设施层。
[0042]所述配置层是指接收到应用层的用户粗颗粒度的业务请求并分析细化之后，转化 成细颗粒度的数据模型，下发到控制层执行，转化过程中，需要符合ForCES协议特点来转化 成相应的数据。
[0043]所述REST北向接口服务器是指能与REST北向接口客户端进行通信，并接收来自客 户端的用户对虚拟网的请求数据，同时将该请求数据下发到虚拟网映射模块，同时存入到 数据库中。
[0044]所述的REST北向接口客户端是指提供应用层的接口，即给用户的操作界面，用户 可在此界面上自定义虚拟网请求。
[0045] 所述虚拟网请求是指用户指定对虚拟网的操作数据，包括创建、修改、查看、删除； 同时包括指定的该虚拟网的名称与类型的请求。
[0046] 所述虚拟网映射模块是指对下发的虚拟网请求进行虚拟网映射的操作;本模块将 根据物理网拓扑信息、虚拟网拓扑信息并结合一定的映射策略进行虚拟网映射，并将最终 映射完成的虚拟网结果数据存入到数据库中；同时将具体的虚拟节点业务请求下发到LFB 链构建模块的模块。
[0047] 所述LFB链构建模块是指根据节点业务请求按照一定的组合算法构建出一条完整 的LFB链来对虚拟网中的虚拟节点进行功能配置;同时将构建好的LFB链数据存入到数据库 中的模块