软件定义网络中的业务编排方法及装置

本发明涉及业务编排技术，尤其涉及一种软件定义网络(SDN，Software DefinedNetworking)中的业务编排方法及装置。

SDN是近年来所涌现出的新的网络技术，其主要特点是控制和转发分离、 网络开放可编程以及软件和硬件分离。软件定义网络使得传统通信网络设备得 以从专属硬件绑定中解放出来，从而向基于通用硬件平台加定制软件的方向来 发展，并通过开放的编程接口来实现网络功能虚拟化、网络管理简单化以及网 络部署自动化，从而相比传统网络功能实现和工程实施大大节省设备成本、人 力成本以及部署时间。

图1为相关技术的软件定义网络的架构图，如图1所示，软件定义网络技 术按其架构层次来划分，自顶向下基本上分成三个层次：应用层(Application Plane或ApplicationLayer)，控制层(ControllerPlane或ControllerLayer)以及 数据层(DataPlane或DatapathLayer)。目前，业界对于控制层以及数据层的讨 论比较多，也正在或者已经进行了大量的标准化工作，但对于应用层及其内部 的构成，特别是如何进行应用集成、管理、控制以及业务如何进行编排并与控 制层进行接口等，目前的讨论较少，相对进展也比较缓慢。这将导致SDN在易 用性、开放性、可编程性、可管理性、可运营性等方面能力的缺失，不利于SDN 产业的健康发展，特别是在如何快速建立SDN开发者社区并吸引大量的SDN 应用开发者方面，存在先天的障碍。

无论是开放网络基金会(ONF，OpenNetworkingFoundation)标准组织还 是ODL(OpenDayLight)开源组织，目前所定义的SDN的应用层主要被定位 为提供网络应用以及网络业务编排等高度抽象功能，SDN应用层可根据用户应 用请求来进行网络资源申请和业务编排——SDN应用层向上与外部用户通过 表述性状态转移(REST，RepresentationalStateTransfer)方式提供应用程序编 程接口(API，ApplicationProgrammingInterface)调用(北极接口，也称应用 接口)，为外部客户实现定制化的应用功能，以实现虚拟化的网络应用功能；SDN 应用层向下与SDN控制器通过REST方式提供网络API接口调用(北向接口)， 向SDN控制层进行资源申请，以实现虚拟化的网络业务功能。

当前，即使从SDN应用层的角度来看，其相关的技术研讨以及标准化工作 大部分也均聚焦在SDN应用层与SDN控制层之间的北向接口方面。而在SDN 的实际应用中，SDN对外提供的服务主要则是通过SDN应用层与其外部上层 应用的接口(即北极接口)以及SDN应用层内部的编排功能来实现的。目前， 与北极接口相关的功能需求以及与编排本身相关的功能需求尚没有被充分发 掘。特别是，对于网络业务编排具体的功能架构以及提供哪些具体功能尚没有 进行定义和完善，这些也在一定程度上阻碍了SDN应用的集成以及进而影响 SDN应用的发展。

针对上述SDN的应用层如何对SDN业务进行编排的问题，目前尚未有相 关技术可供参考。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种软件定义网络中的业务编排 方法及装置，能根据应用的业务请求为应用申请相应资源，并为应用确定相应 的应用引擎或应用扩展功能，从而实现对SDN业务的编排。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种软件定义网络中的业务编排方法，包括：

接收来自于外部应用接口的SDN应用所发送的使用SDN开放网络平台资 源的请求后，确定当前的SDN开放网络平台资源能否满足所述SDN应用所请 求的资源，在能满足所述SDN应用所请求的资源时，进一步确定应用引擎功能 以及应用扩展功能是否满足所述SDN应用的执行，在满足所述SDN应用的执 行时，加载所述应用引擎功能或所述应用扩展功能；

根据所述SDN应用的请求，向所述SDN的控制层申请所述SDN应用所需 的资源，并将所申请的资源分配给已加载的应用引擎功能或应用扩展功能。

优选地，所述方法还包括：

根据所述SDN应用所消耗的资源，以及所述SDN应用的定价策略和定价 机制进行计费，生成账单并输出账单结果。

优选地，接收来自于外部应用接口的SDN应用所发送的使用SDN开放网 络平台资源的请求之前，所述方法还包括：

初始化所述SDN中的编排管理信息、编排备份信息以及编排扩展信息，并 设置初始化状态；以及

从所述控制层获取网络同步信息。

优选地，将所申请的资源分配给已加载的应用引擎功能或应用扩展功能之 后，所述方法还包括：

维持当前的运行状态，保持与所述控制层的信息同步，管理编排信息、备 份编排信息以及监控是否需要进行编排扩展操作，并在需要进行编排扩展操作 时进行相应的编排扩展。

一种软件定义网络中的业务编排装置，所述软件定义网络SDN中包括应用 层和控制层，所述应用层中设置有应用引擎功能模块和应用扩展功能模块；其 中，所述应用引擎功能模块用于为所述SDN应用层提供应用引擎能力；所述应 用扩展功能模块用于对所述控制层的核心功能进行扩展而提供应用；所述装置 包括：接收单元、第一确定单元、第二确定单元、加载单元和资源申请单元， 其中：

接收单元，用于在接收来自于外部应用接口的SDN应用所发送的使用SDN 开放网络平台资源的请求后，触发所述第一确定单元；

第一确定单元，用于确定当前的SDN开放网络平台资源能否满足所述SDN 应用所请求的资源，在能满足所述SDN应用所请求的资源时触发所述第二确定 单元；

第二确定单元，用于确定所述应用引擎功能模块以及所述应用扩展功能模 块是否满足所述SDN应用的执行，在满足所述SDN应用的执行时触发所述加 载单元；

加载单元，用于加载所述应用引擎功能模块的相应的应用引擎功能或所述 应用扩展功能模块的相应的应用扩展功能；

资源申请单元，用于根据所述SDN应用的请求，向所述控制层申请所述 SDN应用所需的资源，并将所申请的资源分配给已加载的应用引擎功能或应用 扩展功能。

优选地，所述装置还包括：

账单处理单元，用于根据所述SDN应用所消耗的资源，以及所述SDN应 用的定价策略和定价机制进行计费，生成账单并输出账单结果。

优选地，所述装置还包括：

初始化单元，用于初始化所述SDN中的编排管理信息、编排备份信息以及 编排扩展信息，并设置初始化状态；以及

从所述控制层获取网络同步信息。

优选地，所述装置还包括：

编排管理单元，用于维持当前的运行状态，保持与所述控制层的信息同步， 管理编排信息、备份编排信息以及监控是否需要进行编排扩展操作，并在需要 进行编排扩展操作时进行相应的编排扩展。

本发明实施例中，应用层中设置有应用引擎功能模块和应用扩展功能模块； 其中，应用引擎功能模块用于为SDN应用层提供应用引擎能力；应用扩展功能 模块用于对控制层的核心功能进行扩展而提供应用；当接收来自以外部应用接 口的SDN应用所发送的使用SDN开放网络平台资源的请求后，确定当前的 SDN开放网络平台资源能否满足SDN应用所请求的资源，在能满足SDN应用 所请求的资源时，进一步确定应用引擎功能模块以及应用扩展功能模块是否满 足SDN应用的执行，在满足SDN应用的执行时，加载应用引擎功能模块的相 应的应用引擎功能或应用扩展功能模块的相应的应用扩展功能；根据SDN应用 的请求，向控制层申请SDN应用所需的资源，并将所申请的资源分配给已加载 的应用引擎功能或应用扩展功能；根据SDN应用所消耗的资源，以及SDN应 用的定价策略和定价机制进行计费，生成账单并输出账单结果。本发明实施例 根据应用的业务请求为应用申请相应资源，并为应用确定相应的应用引擎或应 用扩展功能，从而实现对SDN业务的编排，本发明实施例提升了SDN业务质 量，为用户提供了更佳的业务体验。

图1为相关技术的软件定义网络的架构图；

图2为本发明实施例的软件定义网络中的业务编排方法的流程图；

图3为本发明实施例的软件定义网络中的业务编排装置的组成结构示意 图；

图4为本发明实施例的软件定义网络中的业务编排装置的实现结构示意 图；

图5为根据本发明实施例的SDN业务编排方法的实现流程图；

图6为根据本发明实施例的SDN参考体系的架构图。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照 附图，对本发明进一步详细说明。

图2为本发明实施例的软件定义网络中的业务编排方法的流程图，如图2 所示，本示例的软件定义网络中的业务编排方法中，SDN中包括应用层和控制 层，所述应用层中设置有应用引擎功能模块和应用扩展功能模块；其中，所述 应用引擎功能模块用于为所述SDN应用层提供应用引擎能力；所述应用扩展功 能模块用于对所述控制层的核心功能进行扩展而提供应用；本示例的软件定义 网络中的业务编排方法包括以下步骤：

步骤201，接收来自于外部应用接口的SDN应用所发送的使用SDN开放 网络平台资源的请求后，确定当前的SDN开放网络平台资源能否满足所述SDN 应用所请求的资源，在能满足所述SDN应用所请求的资源时，进一步确定所述 应用引擎功能模块以及所述应用扩展功能模块是否满足所述SDN应用的执行， 在满足所述SDN应用的执行时，加载所述应用引擎功能模块的相应的应用引擎 功能或所述应用扩展功能模块的相应的应用扩展功能。

在步骤201之前，还包括：

初始化所述SDN中的编排管理信息、编排备份信息以及编排扩展信息，并 设置初始化状态；以及

从所述控制层获取网络同步信息。

步骤202，根据所述SDN应用的请求，向所述控制层申请所述SDN应用 所需的资源，并将所申请的资源分配给已加载的应用引擎功能或应用扩展功能。

将所申请的资源分配给已加载的应用引擎功能或应用扩展功能之后，所述 方法还包括：

维持当前的运行状态，保持与所述控制层的信息同步，管理编排信息、备 份编排信息以及监控是否需要进行编排扩展操作，并在需要进行编排扩展操作 时进行相应的编排扩展。

步骤203，根据所述SDN应用所消耗的资源，以及所述SDN应用的定价 策略和定价机制进行计费，生成账单并输出账单结果。

图3为本发明实施例的软件定义网络中的业务编排装置的组成结构示意 图，如图3所示，所述软件定义网络SDN中包括应用层和控制层，本示例的软 件定义网络中的业务编排装置应用于SDN的应用层中，所述应用层中设置有应 用引擎功能模块和应用扩展功能模块；其中，所述应用引擎功能模块用于为所 述SDN应用层提供应用引擎能力；所述应用扩展功能模块用于对所述控制层的 核心功能进行扩展而提供应用；所述装置包括：接收单元30、第一确定单元31、 第二确定单元32、加载单元33和资源申请单元34，其中：

接收单元30，用于在接收来自于外部应用接口的SDN应用所发送的使用 SDN开放网络平台资源的请求后，触发所述第一确定单元31；

第一确定单元31，用于确定当前的SDN开放网络平台资源能否满足所述 SDN应用所请求的资源，能满足所述SDN应用所请求的资源时触发所述第二 确定单元32；

第二确定单元32，用于确定所述应用引擎功能模块以及所述应用扩展功能 模块是否满足所述SDN应用的执行，满足所述SDN应用的执行时触发所述加 载单元33；

加载单元33，用于加载所述应用引擎功能模块的相应的应用引擎功能或所 述应用扩展功能模块的相应的应用扩展功能；

资源申请单元34，用于根据所述SDN应用的请求，向所述控制层申请所 述SDN应用所需的资源，并将所申请的资源分配给已加载的应用引擎功能或应 用扩展功能。

在图3所示的装置的基础上，所述装置还包括：

账单处理单元(图3中未示出)，用于根据所述SDN应用所消耗的资源， 以及所述SDN应用的定价策略和定价机制进行计费，生成账单并输出账单结 果。

在图3所示的装置的基础上，所述装置还包括：

初始化单元(图3中未示出)，用于初始化所述SDN中的编排管理信息、 编排备份信息以及编排扩展信息，并设置初始化状态；以及

从所述控制层获取网络同步信息。

在图3所示的装置的基础上，所述装置还包括：

编排管理单元(图3中未示出)，用于维持当前的运行状态，保持与所述控 制层的信息同步，管理编排信息、备份编排信息以及监控是否需要进行编排扩 展操作，并在需要进行编排扩展操作时进行相应的编排扩展。

本发明实施例的上述软件定义网络中的业务编排装置中各处理单元及处理 模块可以通过计算机程序单元实现，该计算程序单元可以存储在存储介质中， 处理器可以执行该计算机程序单元。对于云计算等分布式计算场景，上述程序 单元可以存储在多个存储介质中，可以由不同的处理器协同执行。

图4为本发明实施例的软件定义网络中的业务编排装置的实现结构示意 图，如图4所示，本示例的软件定义网络中的业务编排装置中主要由以下处理 模块实现：应用支撑模块10、应用引擎模块20、应用扩展模块30、资源协同 模块40、编排管理模块50以及运营支撑模块60。应用支撑模块10，主要用于 对SDN应用进行集成、管理和控制，并包括以下功能至少之一：应用注册、应 用注销、应用更新、应用重构、应用通告、应用发现、应用感知以及应用监控 等；应用引擎模块20，主要用于给SDN应用提供核心应用引擎能力，并包括 以下功能至少之一：租户、网络、子网和端口等基本网络应用功能和网络拓扑、 业务迁移、负载均衡、安全防护以及业务仿真等高级网络应用功能；应用扩展 模块30，主要用于使用依赖于对SDN底层网络转发或者控制器等核心功能进 行扩展来满足用户所提出的需求，如可通过支持插件以及可下载组件的安装来 实现相关功能；资源协同模块40，主要用于根据SDN应用请求选择底层控制 器并向底层控制器申请应用运行所需要的资源，并包括以下资源至少之一：计 算(服务器/虚拟机)资源、存储资源以及网络资源等；编排管理模块50，主要 用于对编排功能的初始化、自身状态的维持(如初始化、搜集信息、工作、挂 起)、网络控制器信息同步、编排信息管理、编排信息备份以及编排扩展操作等； 运营支撑模块60，用于根据SDN应用定价策略、SDN应用所消耗的资源(包 括计算、存储和网络)并结合SDN运营模式等对SDN应用及其所消耗的资源 进行计费，并和外部运营支撑(OSS)系统接口，完成出账等功能。

具体地，应用支撑模块10：用于对SDN应用进行集成、管理和控制，并 包括以下功能至少之一：应用注册、应用注销、应用更新、应用重构、应用通 告、应用发现、应用感知以及应用监控等。

应用引擎模块20：用于给SDN应用提供核心应用引擎能力，并包括以下 功能至少之一：租户、网络、子网和端口等基本网络应用功能和网络拓扑、业 务迁移、负载均衡、安全防护以及业务仿真等高级网络应用功能。

应用扩展模块30：用于使用依赖于对SDN底层网络转发或者控制器等核 心功能进行扩展才能满足对用户提供应用的功能，如支持插件以及可下载组件 的安装。

资源协同模块40：用于根据SDN应用请求选择底层控制器并向底层控制 器申请应用运行所需要的资源，并包括以下资源至少之一：计算(服务器/虚拟 机)资源、存储资源以及网络资源等。

编排管理模块50：用于对编排功能的初始化、自身状态的维持(如初始化、 搜集信息、工作、挂起)、网络控制器信息同步、编排信息管理、编排信息备份 以及编排扩展操作等。

运营支撑模块60，用于根据SDN应用定价策略、SDN应用所消耗的资源 (包括计算、存储和网络)并结合SDN运营模式等对SDN应用及其所消耗的 资源进行计费，并和外部运营支撑(OSS)系统接口，完成出账等功能。

对外接口包括其与底层SDN控制器相连接的北向接口以及其与上层外部 应用相连接的北极接口(也称应用接口)。

通过图4所示的软件定义网络中的业务编排装置，即可实现了SDN的业务 编排。

结合图4所示的软件定义网络中的业务编排装置，本发明实施例结合一实 现流程图，进一步阐明本发明技术方案的实质。图5为根据本发明实施例的SDN 业务编排方法的实现流程图，如图5所示，本示例的SDN业务编排的方法包括 以下步骤：

步骤S502，对编排功能进行初始化(包括初始化编排管理信息、编排备份 信息以及编排扩展信息)并设置初始化状态(如初始化、搜集信息、工作、挂 起等)；通过北向接口向底层SDN网络获取网络控制器所提供的网络同步信息；

步骤S504，来自于外部应用接口的SDN应用向支撑功能发起使用SDN开 放网络平台资源的请求；

步骤S506，支撑功能查询现有SDN开放网络平台资源是否可以满足该SDN 应用所请求的资源，并进一步判断应用引擎功能以及应用扩展功能是否满足该 应用请求；

步骤S508，如应用引擎功能或者应用扩展功能满足该应用请求，则加载相 应的应用引擎功能或者应用扩展功能，并进一步地调用资源协同功能；

步骤S510，资源协同功能则根据SDN应用请求所需通过北向接口向底层 SDN控制器申请SDN应用所需的资源(包括计算、存储以及网络资源等)并 将相应资源分配给已加载的相应应用引擎功能或者应用扩展功能使用；

步骤S512，编排管理功能继续维持运行状态，保持网络控制器信息同步， 管理编排信息、备份编排信息以及监控是否需要进行编排扩展操作等；

步骤S514，运营支撑功能根据该SDN应用所消耗的资源(包括计算、存 储和网络)，根据SDN应用定价策略和定价机制进行计费，并将计费结果通过 运营支撑系统(OSS)接口传递到外部OSS系统，完成出账。

图6为根据本发明实施例的SDN参考体系的架构图，如图6所示，与现有 的SDN参考体系的架构相比，本发明实施例中在SDN应用层增加了SDN中的 业务编排装置。该功能构架了SDN应用与SDN控制之间上下层的桥梁，屏蔽 了各厂商SDN控制器的差异性，并为最终用户、应用开发者以及管理员提供了 开放的应用平台、第三方应用开发与注入平台、管理和运营平台，从而进一步 满足了SDN应用、开发、管理、运营和维护的需要。这也将为基于此系统开展 SDN应用商店进行SDN应用的集中交易、使用和评价等提供了基础平台和便 利的条件。

本发明实施例中，通过软件定义网络中的业务编排装置构架了SDN应用与 SDN控制之间上下层的桥梁，一方面可充分屏蔽早期各厂商SDN控制器的差 异性，从而避免控制器厂商锁定；另一方面也能够通过其对SDN应用所提供的 北极(应用)接口来为最终用户、应用开发者以及管理员提供开放的平台开发 和管理能力，从而能够进一步满足SDN开发、运营和维护的需要。

通过在软件定义网络中的业务编排装置中增加应用支撑功能，增强了对 SDN应用的集成、管理和控制，并便于SDN用户使用网络虚拟化功能来进行 SDN应用开发，并使得应用开发者可提前获知底层网络支持哪些网络功能以及 不支持哪些功能，并明确了解SDN应用所提出的需求能否为网络所满足以及可 能为此所付出的代价(如路径、带宽、流量、存储空间、时长、服务质量、服 务级别、费用等)。

通过在软件定义网络中的业务编排装置中增加应用引擎功能，有效地屏蔽 了底层网络的技术实现细节，节省了应用开发用户需要重复开发底层实现技术 的时间从而可以更好地集中精力来开发各种应用而不再囿于其对于底层技术熟 悉情况的限制。

通过在软件定义网络中的业务编排装置中增加应用扩展功能，增加了SDN 应用的可扩展性并可使得成熟的解决方案能够快速投放到市场来进行验证，而 不成熟的解决方案可以继续进行评估和试验而不必影响到现有功能的稳定性。

通过在软件定义网络中的业务编排装置中增加资源协同功能，可以为SDN 应用有效地选择底层控制器并通过该底层控制器申请合适的资源(包括计算(服 务器/虚拟机)资源、存储资源以及网络资源等)从而实现资源利用效率的最大 化。

通过在软件定义网络中的业务编排装置中增加编排管理功能，可以高效地 实现编排业务(如通过编排的模板化)，有效地保障编排业务的安全、可靠运行， 并在出现宕机时有效地进行信息备份和在编排性能不足时实现自主扩容等。

通过在软件定义网络中的业务编排装置中增加运营支撑功能模块，用于有 效地对SDN应用所使用的资源进行计费和出账，从而实现SDN业务的可运营 性和可持续发展。

通过在软件定义网络中的业务编排装置中增加对外接口功能，特别是其与 底层SDN控制器相连接的北向接口以及其与上层外部应用相连接的北极接口 (应用接口)，可以提高SDN应用的开发和使用效率，便于SDN的推广、使用 和发展。

本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和智能设备， 可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如， 所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方 式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可 以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直 接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接， 可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为 单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可 以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来 实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中， 也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一 个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软 件功能单元的形式实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于 此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到 变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。