虚拟网络拓扑自助生成方法和系统

本发明涉及通信领域，特别涉及一种虚拟网络拓扑自助生成方法 和系统。

SDN(Software Defined Network，软件定义网络)是目前通信和 IT(Information Technology，信息技术)领域的热点技术之一。SDN 是一种新型的网络架构，它的核心理念是网络的控制平面与数据转发平 面进的行分离，从而实现对网络资源的可编程化软件控制。SDN架构 适用于不同类型的网络，包括以太网、IP(Internet Protocol，互联网 协议)网和OTN(Optical Transport Network，光传送网)等。将SDN 理念应用到传送网络后，可以改善传送网在多厂商、多域环境下的端到 端组网能力，提高端到端业务的开通速度和网络运营效率，增强传送网 的业务创新能力和开放性。

利用传送SDN所具有的网络虚拟化能力，可以为政企客户、虚拟 运营商提供虚拟传送网业务(Virtual Transport Service，简称：VTS)， 类似于客户拥有自己的专用传送网，如图1所示。客户可通过客户控制 器控制和管理自己的虚拟传送网，包括连接选路、保护恢复、连接建立 /删除/修改/查询等功能。通过为客户提供定制化的客户网络控制和管理 能力，改善客户体验，并为运营商带来收入的增加。

为了能够在传送SDN网络中实现虚拟传送网业务，用户虚拟网络 拓扑的生成和管理是关键技术之一。目前主要有两种技术实现方案：

1)预先规划方案：运营商根据用户提出的业务流量流向矩阵，采 用人工方式在网管或控制器上生成该客户的虚拟网络拓扑。如果用户的 需求发生变化，用户需首先通知运营商，运营商再对客户的虚拟网络拓 扑进行修改。该方案存在灵活性差、拓扑调整响应时间长等问题。

2)动态实现方案：采用基于GMPLS(Generalized Multiprotocol Label Switching，通用多协议标志交换协议)的嵌套LSP(Label Switched Path，标签交换通道)机制，当客户层LSP由于服务层资源 缺乏不能建立连接时，动态建立或调整服务层的LSP连接，从而形成 客户侧的虚拟网络拓扑。该方案基于GMPLS分布式信令实现，存在网 络拓扑资源可控性差、技术实现复杂等问题。

本发明实施例提供一种虚拟网络拓扑自助生成方法和系统。通过利 用传送SDN网所具有的网络虚拟化能力，为每个用户提供一个虚拟网 络拓扑，从而用户可根据自身需要进行虚拟网络拓扑调整。

根据本发明的一个方面，提供一种虚拟网络拓扑自助生成方法，包 括：

网络控制器在检测到用户终端登录后，检测当前是否存在相关用户 的虚拟网络拓扑资源；

网络控制器将检测结果发送给用户终端；

若检测结果指示网络控制器中不存在相关用户的虚拟网络拓扑资 源，则用户终端进一步判断相关用户是否有权自助申请虚拟网络拓扑；

若相关用户有权自助申请虚拟网络拓扑，则用户终端从网络控制器 申请虚拟网络拓扑资源；

用户终端根据网络控制器反馈的虚拟网络拓扑资源分配结果生成 虚拟网络拓扑。

在一个实施例中，用户终端从网络控制器申请虚拟网络拓扑资源的 步骤包括：

用户终端向网络控制器发送网络节点信息请求信息；

网络控制器根据网络节点信息请求信息，在路由数据库中查询全网 节点信息，并将查询结果反馈给用户终端；

用户终端根据相关用户在全网节点信息中的选择，向网络控制器发 送虚拟网络拓扑资源请求；

网络控制器根据虚拟网络拓扑资源请求，在路由数据库中进行相关 虚拟网络拓扑资源的预留、分配、修改和/或删除操作；

网络控制器将虚拟网络拓扑资源的分配结果反馈给用户终端。

在一个实施例中，虚拟网络拓扑资源请求包括增加虚拟网络节点、 增加客户侧接口、增加互联链路、删除节点、删除客户侧接口、删除互 联链路、修改互联链路。

在一个实施例中，若相关用户无权自助申请虚拟网络拓扑，则用户 终端显示错误信息。

在一个实施例中，若检测结果指示网络控制器中存在相关用户的虚 拟网络拓扑资源，则用户终端进一步判断自身是否保存有相关用户的虚 拟网络拓扑；

若自身保存有相关用户的虚拟网络拓扑，则用户终端显示保存的相 关虚拟网络拓扑；

若自身未保存有相关用户的虚拟网络拓扑，则用户终端进行拓扑发 现处理。

根据本发明的另一方面，提供一种虚拟网络拓扑自助生成系统，包 括网络控制器和用户终端，其中：

网络控制器，用于在检测到用户终端登录后，检测当前是否存在相 关用户的虚拟网络拓扑资源，将检测结果发送给用户终端；根据用户终 端的申请反馈虚拟网络拓扑资源分配结果；

用户终端，用于登录网络控制器，接收网络控制器发送的检查结果， 若检测结果指示网络控制器中不存在相关用户的虚拟网络拓扑资源，则 进一步判断相关用户是否有权自助申请虚拟网络拓扑，若相关用户有权 自助申请虚拟网络拓扑，则从网络控制器申请虚拟网络拓扑资源，根据 网络控制器反馈的虚拟网络拓扑资源分配结果生成虚拟网络拓扑。

在一个实施例中，用户终端具体向网络控制器发送网络节点信息请 求信息；利用网络控制器反馈的查询结果，根据相关用户在全网节点信 息中的选择，向网络控制器发送虚拟网络拓扑资源请求；

网络控制器具体根据网络节点信息请求信息，在路由数据库中查询 全网节点信息，并将查询结果反馈给用户终端；根据用户终端发送的虚 拟网络拓扑资源请求，在路由数据库中进行相关虚拟网络拓扑资源的预 留、分配、修改和/或删除操作，将虚拟网络拓扑资源的分配结果反馈 给用户终端。

在一个实施例中，虚拟网络拓扑资源请求包括增加虚拟网络节点、 增加客户侧接口、增加互联链路、删除节点、删除客户侧接口、删除互 联链路、修改互联链路。

在一个实施例中，用户终端还用于在相关用户无权自助申请虚拟网 络拓扑时，显示错误信息。

在一个实施例中，用户终端还用于在检测结果指示网络控制器中存 在相关用户的虚拟网络拓扑资源时，进一步判断自身是否保存有相关用 户的虚拟网络拓扑，若自身保存有相关用户的虚拟网络拓扑，则显示保 存的相关虚拟网络拓扑，若自身未保存有相关用户的虚拟网络拓扑，则 进行拓扑发现处理。

本发明通过利用传送网所具有的网络虚拟化能力，为每个用户提供 一个虚拟网络拓扑，从而用户可根据自身需要进行虚拟网络拓扑调整， 有效避免了现有技术方案存在的灵活性差、实现复杂、可控性和安全性 差等问题。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将 对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见 地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技 术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获 得其他的附图。

图1为虚拟传送网业务一个实施例的示意图。

图2为本发明虚拟网络拓扑自助生成方法一个实施例的示意图。

图3为本发明虚拟网络拓扑初始化流程示意图。

图4为本发明网络拓扑资源分类示意图。

图5为本发明虚拟网络拓扑自助生成流程示意图。

图6为本发明虚拟网络拓扑自助生成系统一个实施例的示意图。

图7为本发明应用一个实施例的示意图。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案 进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实 施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实 际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限 制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相 对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺 寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详 细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说 明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是 示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具 有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此， 一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行 进一步讨论。

图2为本发明虚拟网络拓扑自助生成方法一个实施例的示意图。如 图2所示，本实施例的方法步骤包括：

步骤201，网络控制器在检测到用户终端登录后，检测当前是否存 在相关用户的虚拟网络拓扑资源。

步骤202，网络控制器将检测结果发送给用户终端。

步骤203，若检测结果指示网络控制器中不存在相关用户的虚拟网 络拓扑资源，则用户终端进一步判断相关用户是否有权自助申请虚拟网 络拓扑。

步骤204，若相关用户有权自助申请虚拟网络拓扑，则用户终端从 网络控制器申请虚拟网络拓扑资源。

步骤205，用户终端根据网络控制器反馈的虚拟网络拓扑资源分配 结果生成虚拟网络拓扑。

基于本发明上述实施例提供的虚拟网络拓扑自助生成方法，通过利 用传送网所具有的网络虚拟化能力，为每个用户提供一个虚拟网络拓 扑，从而用户可根据自身需要进行虚拟网络拓扑调整，有效避免了现有 技术方案存在的灵活性差、实现复杂、可控性和安全性差等问题。

VTS业务需要支持以下两种用户虚拟网络拓扑的生成/修改/删除方 式：

1)运营商与用户预先协商虚拟网络的拓扑和网络资源，并在控制 器上进行资源分配，用户不能通过APP自助生成/修改/删除网络拓扑和 资源。

2)用户通过APP自助申请虚拟网络的拓扑和网络资源，并可根据 业务需求的变化情况，进行虚拟网络拓扑的调整，如增加/删除节点和 链路。

为了能够区分以上两种虚拟网络拓扑的生成方式，网络控制器需要 支持图3所示的用户虚拟网络拓扑的初始化流程。在该流程中采用 TopologyStatus属性表示用户虚拟拓扑状态，其取值为：

True：表示控制器中存在该用户的虚拟网络拓扑资源。

False：表示控制器中没有该用户的虚拟网络拓扑资源。

图3为本发明虚拟网络拓扑初始化流程示意图。如图3所示：

步骤301，用户终端登录网络控制器。

步骤302，网络控制器检测当前是否存在相关用户的虚拟网络拓扑 资源。若当前存在相关用户的虚拟网络拓扑资源，则向用户终端返回 TopologyStatus＝True，并执行步骤306；若当前不存在相关用户的虚拟 网络拓扑资源，则向用户终端返回TopologyStatus＝False，并执行步骤 303。

步骤303，用户终端进一步判断相关用户是否有权自助申请虚拟网 络拓扑。若相关用户有权自助申请虚拟网络拓扑，则执行步骤304；若 相关用户无权自助申请虚拟网络拓扑，则执行步骤305。

步骤304，用户终端进入虚拟网络拓扑自助申请流程，以便从网络 控制器申请虚拟网络拓扑资源。之后不再执行本实施例的其它步骤。

步骤305，显示错误信息，例如“无虚拟拓扑”。之后不再执行本 实施例的其它步骤。

步骤306，用户终端进一步判断自身是否保存有相关用户的虚拟网 络拓扑。若自身保存有相关用户的虚拟网络拓扑，则执行步骤307；若 自身未保存有相关用户的虚拟网络拓扑，则执行步骤308。

步骤307，用户终端显示保存的相关虚拟网络拓扑。之后不再执行 本实施例的其它步骤。

步骤308，用户终端进入拓扑发现流程。

由于拓扑发现流程是本领域技术人员所了解的，因此这里不展开描 述。

网络控制器将网络拓扑资源分为运营商网络拓扑和用户虚拟网络 拓扑两类，如图4所示：

1)运营商网络拓扑：包含整个运营商实际网络的拓扑资源，可根 据需要动态分配给用户的虚拟网络拓扑。

2)用户虚拟网络拓扑：分配给特定用户的虚拟网络拓扑资源，每 个用户拥有一个虚拟网络拓扑。用户可根据业务需求的变化对其虚拟网 络拓扑和相关资源进行调整。

上述步骤204涉及的用户终端从网络控制器申请虚拟网络拓扑资 源的步骤可包括：

用户终端首先向网络控制器发送网络节点信息请求信息。网络控制 器根据网络节点信息请求信息，在路由数据库中查询全网节点信息，并 将查询结果反馈给用户终端。

用户终端根据相关用户在全网节点信息中的选择，向网络控制器发 送虚拟网络拓扑资源请求，网络控制器根据虚拟网络拓扑资源请求，在 路由数据库中进行相关虚拟网络拓扑资源的预留、分配、修改和/或删 除操作，网络控制器将虚拟网络拓扑资源的分配结果反馈给用户终端。

优选的，虚拟网络拓扑资源请求包括增加虚拟网络节点、增加客户 侧接口、增加互联链路、删除节点、删除客户侧接口、删除互联链路、 修改互联链路等。

下面通过一个具体示例对虚拟网络拓扑自助生成流程进行说明，如 图5所示。相应的描述方式为：

请求消息参数：表示用户终端向控制器发送的请求消息所包括的参 数。

响应消息参数：表示控制器向用户终端发送的响应消息的参数。

操作空间：表示该操作所针对的网络拓扑类型。

步骤501，用户终端向网络控制器发送网络节点信息请求。即全网 节点查询，相应参数为：

请求消息参数：节点

响应消息参数：运营商网络节点名称

操作空间：运营商网络拓扑

步骤502，网络控制器向用户终端发送网络节点信息响应。

步骤503，用户终端向网络控制器发送选择网络节点请求，即增加 虚拟网络节点。

用户根据需要，从全网节点中选择若干虚拟网络拓扑节点，相应参 数为：

请求消息参数：运营商网络节点名称

响应消息参数：节点ID、运营商节点名称、客户节点名称、位置 信息

操作空间：虚拟网络拓扑

步骤504，网络控制器向用户终端发送选择网络节点确认信息。

步骤505，用户终端向网络控制器发送客户侧接口资源请求。即增 加客户侧接口，相应参数为：

请求消息参数：客户侧接口类型、接口数量

响应消息参数：节点ID、接口ID、接口名称、客户侧接口类型

操作空间：虚拟网络拓扑

步骤506，网络控制器向用户终端发送客户侧接口资源响应。

步骤507，用户终端向网络控制器发送互联链路资源请求。即增加 互联链路，相应参数为：

请求消息参数：源/宿节点ID、所需OUDk类型、链路带宽、保护 类型等

响应消息参数：源/宿节点ID、OUDk类型、链路可用带宽、保护 类型等

操作空间：虚拟网络拓扑

其中，网络控制器为用户终端预留的链路资源尽可能连续，并且所 能提供的带宽应大于或等于用户请求的带宽。例如，用户请求带宽为 2G，由于OTN网络的带宽颗粒为1.25G，因此网络控制器为用户提供 的带宽不会正好是2G，在这种情况下网络控制器为用户提供的带宽就 会大于用户请求的带宽，例如2.5G。

步骤508，网络控制器向用户终端发送互联链路资源响应。

此外，还可通过用户终端与网络控制器之间的交互进行相关虚拟网 络拓扑资源的管理。例如：

删除节点：

涉及的相应参数为：

请求消息参数：节点ID

响应消息参数：成功/失败

操作空间：虚拟网络拓扑

删除客户侧接口：

涉及的相应参数为：

请求消息参数：节点ID、客户侧接口ID

响应消息参数：成功/失败

操作空间：虚拟网络拓扑

删除互联链路：

涉及的相应参数为：

请求消息参数：源/宿节点ID、源/宿接口ID

响应消息参数：成功/失败

操作空间：虚拟网络拓扑

修改互联链路：

涉及的相应参数为：

请求消息参数：源/宿节点ID、源/宿接口ID、ODUk类型、链路 带宽、保护类型

响应消息参数：源/宿节点ID、源/宿接口ID、ODUk类型、链路 可用带宽、保护类型

操作空间：虚拟网络拓扑

图6为本发明虚拟网络拓扑自助生成系统一个实施例的示意图。图 6所示，该系统可包括网络控制器601和用户终端602。其中：

网络控制器601，用于在检测到用户终端602登录后，检测当前是 否存在相关用户的虚拟网络拓扑资源，将检测结果发送给用户终端602； 根据用户终端602的申请反馈虚拟网络拓扑资源分配结果。

用户终端602，用于登录网络控制器601，接收网络控制器601发 送的检查结果，若检测结果指示网络控制器601中不存在相关用户的虚 拟网络拓扑资源，则进一步判断相关用户是否有权自助申请虚拟网络拓 扑，若相关用户有权自助申请虚拟网络拓扑，则从网络控制器601申请 虚拟网络拓扑资源，根据网络控制器601反馈的虚拟网络拓扑资源分配 结果生成虚拟网络拓扑。

优选的，用户终端602具体向网络控制器601发送网络节点信息请 求信息；利用网络控制器601反馈的查询结果，根据相关用户在全网节 点信息中的选择，向网络控制器601发送虚拟网络拓扑资源请求。

网络控制器601具体根据网络节点信息请求信息，在路由数据库中 查询全网节点信息，并将查询结果反馈给用户终端；根据用户终端602 发送的虚拟网络拓扑资源请求，在路由数据库中进行相关虚拟网络拓扑 资源的预留、分配、修改和/或删除操作，将虚拟网络拓扑资源的分配 结果反馈给用户终端602。

优选的，虚拟网络拓扑资源请求包括增加虚拟网络节点、增加客户 侧接口、增加互联链路、删除节点、删除客户侧接口、删除互联链路、 修改互联链路。

优选的，用户终端602还用于在相关用户无权自助申请虚拟网络拓 扑时，显示错误信息。

优选的，用户终端602还用于在检测结果指示网络控制器601中存 在相关用户的虚拟网络拓扑资源时，进一步判断自身是否保存有相关用 户的虚拟网络拓扑，若自身保存有相关用户的虚拟网络拓扑，则显示保 存的相关虚拟网络拓扑，若自身未保存有相关用户的虚拟网络拓扑，则 进行拓扑发现处理。

通过采用本发明，可以满足传送网提供虚拟网络服务的需求。例如， 本发明提出的技术方案已经用于本单位自主开发的基于软件定义光网络 (SDON)的BoD和虚拟传送网业务(VTS)的开发之中。在图7所示的 方案中，多域控制器与BoD/VTS APP之间的API接口使用了本发明提出 的虚拟网络拓扑自助生成机制。

具体实现方案描述如下：

1)初始化

用户登陆APP后，APP向控制器发起初始化请求。响应消息包括 控制器中是否存在该用户的虚拟网络拓扑资源，该用户是否有权进行拓 扑的生成/修改/删除，以及用户签约的业务类型。

【request】

GET/rest/json/TOPOLOGY_API/TopologyAttribute HTTP/1.x

【response】

验证结果：控制器中存在该用户的虚拟网络拓扑资源。

在下面的描述中，TOPOLOGY_API表示用户的虚拟网络拓扑， 控制器通过HTTP消息的用户认证机制来区分不同的用户。 OPERATOR_TOPOLOGY_API表示运营商的实际网络拓扑。

2)全网节点查询

APP向控制器发送网络节点信息请求消息，控制器向APP响应全 网节点信息，消息参数包括运营商节点名称。

【request】

GET/rest/json/OPERATOR_TOPOLOGY_API/vertex HTTP/1.x

【response】

3)网络节点选择(增加节点)

用户根据需要从全网节点中选择若干VTS节点，发送给控制器， 控制器返回确认信息。APP界面确认节点。

请求消息参数：运营商节点名称

响应消息参数：节点ID、运营商节点名称、客户节点名称(初始 名称与运营商节点名称相同)、位置信息

【request】

【response】

4)客户侧接口选择(增加客户侧接口)

请求消息参数：接口类型、客户侧接口类型

响应消息参数：节点ID、接口ID、接口名称(初始名称为“-”)、 接口类型、客户侧接口类型

【request】

【response】

5)互联链路请求(增加互联链路)

APP向控制器发送互联链路资源请求，消息参数包括源/宿节点ID、 所需ODUk类型、链路带宽、保护类型等，控制器返回对应的确认消 息。

其中，网络控制器为用户终端预留的链路资源尽可能连续，并且所 能提供的带宽大于或等于用户请求的带宽。

【request】

【response】

6)删除节点

请求消息参数：节点ID

响应消息参数：成功/失败

【request】

DELETE/rest/json/TOPOLOGY_API/vertex/10.10.10.1

【response】

HTTP/1.x 200 OK

7)删除客户侧接口

请求消息参数：节点ID,客户侧接口ID

响应消息参数：成功/失败

【request】

DELETE/rest/json/TOPOLOGY_API/vertex/10.10.10.1/end/0.244.8.1

【response】

HTTP/1.x 200 OK

8)删除互联链路

请求消息参数：Edge ID

响应消息参数：成功/失败

【request】

【response】

HTTP/1.x 200 OK

9)修改互联链路

请求消息参数：Edge ID，链路带宽，ODUk类型，保护类型 响应消息参数：与互联链路请求相同

【request】

【response】

10)修改虚拟网络节点名称

请求消息参数：节点名称

响应消息参数：成功/失败

【request】

【response】

HTTP/1.x 200 OK

11)修改接口名称

请求消息参数：接口名称

响应消息参数：成功/失败

【request】

【response】

HTTP/1.x 200 OK

通过实施本发明，可以得到以下有益效果：

①通过采用本发明，可以实现类似于云计算的方式提供传送网业务， 用户可以根据业务需求在线自助申请所需的虚拟网络拓扑资源，提 高业务响应速度，实现传送网业务的互联网化运营。

②运营商通过在控制器上设置集中的控制策略，实现对用户行为的监 视和权限控制，提高了网络的可控性和安全性。在实现用户自助申 请网络资源的同时，又不会暴露运营商网络的拓扑资源信息。

③采用本发明提出的技术方案，可以避免现有技术方案存在的灵活性 差、实现复杂、可控性差等问题。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步 骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所 述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介 质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的 或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技 术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理 和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适 于特定用途的带有各种修改的各种实施例。