一種鐵路軌道交通的異構網絡通信系統技術方案

本發明專利技術公開了一種鐵路軌道交通的異構網絡通信系統，包括：數據層、虛擬切片層和控制層；所述數據層包括基礎終端設備和數據交換機，基礎終端設備與相應的數據交換機相連；所述虛擬切片層包括與數據交換機相連的虛擬化平臺，虛擬化平臺用于將數據層中的物理網絡劃分為多個相互隔離的邏輯虛擬網絡系統；所述控制層包括多個系統控制器，分別與邏輯虛擬網絡系統相連；該異構網絡通訊系統可以通過虛擬化對不同業務進行簡單的邏輯分離，實現網絡的可擴展性、可靠性以及業務隔離，同時也保證了業務的實時性；本發明專利技術的網絡通信系統可以有效解決現在軌道交通通信網中存在的功能單一、新業務不便拓展、設備維護眾多、維護壓力大以及業務系統之間的相互融合等問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種軌道交通網絡通信技術，特別涉及一種鐵路軌道交通的異構網絡通信系統。
技術介紹
隨著現在軌道交通企業規模的擴大以及應用系統的增多，原有的網絡越來越不能滿足需求。鐵路局現有網絡一般只覆蓋鐵路機關辦公區域和幾個主要的分支機構，鐵路局的其它分支機構以及和鐵路局相關的合作伙伴等仍沒有聯上，這樣，無法滿足鐵路局與各分支機構之間以及同合作伙伴間的信息交換。現在信息中心沒有網絡管理軟件和各種網絡測試工具,出現網絡故障,只能憑經驗檢查，增加維護人員工作量和工作難度，效率低。因此，要求通信網絡運行管理的智能化水平必須大幅度提升，實現統一規劃、統一建設、統一管理、統一調度，建設一個安全、可靠、實時性的軌道交通通信網顯得越來越迫切。現有的軌道交通采用經典網絡體系結構，網絡通信設備軟件和硬件高度集成，相對形成封閉系統，其本身技術上的限制，已逐漸不能滿足用戶的需求。軌道交通系統通信網已經發展成為包括無線、有線、列控等眾多業務系統共存的復雜網絡，這些業務系統基本上是由不同通信系統負責運行，彼此相互獨立，資源無法共享。隨著各種業務系統的不斷擴展，這些系統之間的控制更加混亂，新業務不方便擴展。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種鐵路軌道交通的網絡通信系統，從而克服現有軌道交通通信網的業務系統之間控制混亂的缺陷。本專利技術為了解決現有技術中存在的問題，提供了一種鐵路軌道交通的異構網絡通信系統。為了實現上述的目的，本專利技術采用以下技術方案：一種鐵路軌道交通的異構網絡通信系統，包括數據層、虛擬切片層和控制層。參考圖1，所述數據層包括基礎終端設備和數據交換機，基礎終端設備與相應的數據交換機相連；所述虛擬切片層包括與數據交換機相連的虛擬化平臺，虛擬化平臺用于將數據層中的物理網絡劃分為多個相互隔離的邏輯虛擬網絡；所述控制層包括多個系統控制器，分別與邏輯虛擬網絡系統相連。參考圖2-3，在一個具體的實施方式中，虛擬化平臺FlowVisor，數據交換機用于獲取基礎終端設備生成的數據包，并判斷數據包的頭部字段與本地流表是否匹配，匹配上的話根據本地流表指示轉發至對應的系統控制器。報文頭部與所有流表均未能匹配時，將報文轉發至FlowVisor中的OpenFlow交換機。所述OpenFlow交換機用于：在報文與FlowVisor的數據庫匹配時，將報文轉發至對應的系統控制器。系統控制器在接收到OpenFlow交換機轉發的報文后，生成指向數據包的流表項，并將流表項添加到流表中。所述邏輯虛擬網絡系統包括：客票系統，旅服系統、列控系統、辦公系統中的一種或多種。參考圖4，在一個具體的實施方式中，還包括應用層；所述應用層包括輸入輸出設備，輸入輸出設備與控制層中的控制器相連。本專利技術的具體實施方式中提供的軌道交通通信網絡系統，基于軟件定義網絡的軌道交通通信網虛擬化架構，引入新型網絡體系架構SDN中的控制與轉發功能分離的思想，將SDN應用于軌道交通通信網，通過加入各級控制器以及虛擬切片層的虛擬網絡劃分，將實現網絡的可擴展性、可靠性以及業務隔離，同時也保證了業務的實時性。同時，對不同業務進行簡單的邏輯分離，在虛擬的通信網絡中部署實驗新業務時也不影響原有業務的運行，并且網絡虛擬化可以實現通信網絡的業務隔離，即通過將物理資源抽象為邏輯上的資源，將物理網絡劃分成多個邏輯上的虛擬網絡，在不同虛擬網絡之間進行業務隔離，以保證各個業務用戶的隱私和安全。該網絡系統可以有效解決現在軌道交通通信網中存在的功能單一、新業務不便拓展、設備維護眾多、維護壓力大以及業務系統之間的相互融合等問題。附圖說明圖1示出了本專利技術的網絡通信系統的第一結構圖。圖2示出了本專利技術的網絡通信系統的虛擬化平臺為FlowVisor時的結構示意圖。圖3示出了本專利技術的網絡通信系統的通信流程圖。圖4示出了本專利技術的網絡通信系統的第二結構圖。具體實施方式為了使本專利技術解決的技術問題、采用的技術方案、取得的技術效果易于理解，下面結合具體的附圖，對本專利技術的具體實施方式做進一步說明。一種鐵路軌道交通的異構網絡通信系統，包括：數據層，虛擬切片層和控制層。其中，所述數據層包括基礎終端設備101和數據交換機102，該基礎終端設備101與相應的數據交換機102相連；其中，所述虛擬切片層包括與數據交換機相連的虛擬化平臺201，虛擬化平臺用于將數據層中的物理網絡劃分為多個相互隔離的虛擬邏輯網絡系統202；其中，所述控制層包括多個系統控制器301，分別與邏輯虛擬網絡相連，參考圖1。本專利技術的一個具體實施例中，基礎終端設備為軌道交通通信網絡中的設備，具體包括路局或站段中的辦公主機、售票終端、閘機等。本專利技術實施例中提供的軌道交通通信網絡系統包含了軌道交通網中的原有的基礎終端設備，同時加入了控制器以及在虛擬切片層進行虛擬網劃分，可以通過虛擬化對不同業務進行簡單的邏輯分離，在虛擬的通信網絡中部署實驗新業務，而不影響原有業務的運行。由控制層對數據包進行統一管理，基礎終端設備只需要采集或轉發數據即可，能大大簡化基礎終端設備的功能，并降低基礎終端的功耗，參考圖1。本專利技術的一個具體實施例中，實施例提供的軌道交通通信網絡系統基于SDN(SoftwareDefinedNetwork，軟件定義網絡)實現。SDN將軌道交通通信網絡的控制平面與數據轉發平面進行分離，從而通過控制層集中的控制器去控制底層硬件，實現對網絡資源靈活的按需調配。在SDN網絡中，網絡設備(如基礎終端設備)只負責單純的數據轉發，可以采用通用的硬件；而原來負責控制的操作系統將提煉為獨立的網絡操作系統，負責對不同業務特性進行適配，而且網絡操作系統和業務特性以及硬件設備之間的通信都可以通過編程實現，參考圖2-3。本專利技術的一個實施例中，虛擬化平臺為FlowVisor。具體的，FlowVisor是建立在OpenFlow之上的網絡虛擬化平臺，它可以將物理網絡分成多個邏輯網絡，從而實現開放軟件定義網絡(SDN)。它為管理員提供了廣泛定義規則來管理網絡，而不是通過調整路由器和交換機來管理網絡。FlowVisor部署在標準OpenFlow控制器和OpenFlow交換機之間，成為二者的透明代理。FlowVisor能夠與多個控制器連接使得每個控制器控制一個虛網，保證各虛網相互隔離。通過SDN中的網絡虛擬化將網絡的物理資源抽象為邏輯上的資源，將物理網絡劃分成多個邏輯上的虛擬網絡，在不同的虛擬網絡之間進行業務隔離，以保證各個業務用戶的隱私和安全。虛擬切片根據控制器下發的指令，將所有流經匯聚路由器的數據劃分到各類虛擬網。邏輯虛擬網絡系統包括辦公系統、客票系統、列控系統、旅服系統中的一種或多種；相應的系統控制器為辦公系統控制器、客票系統控制器、列控系統控制器和旅服系統控制器，參考圖2。本專利技術的一個具體實施例中，該數據交換機為SDN交換機。SDN中的交換機負責所屬區域的路局、站段各類數據采集和傳輸。控制層采用層級式設計，由主控制器控制多個系統控制器；同時采用了主控制器和備用控制器相結合的方式，有利于負載均衡和網絡的可靠性，整個網絡的控制邏輯完全集中在控制器上，需要在添加新設備或者部署新業務時在控制面對網絡進行相應配置，參考圖2。數據交換機用于獲取基礎終端設備生成的數據包，并判斷數據包的頭部字段與本地流表是否匹配，在數據包的頭本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鐵路軌道交通的異構網絡通信系統，其特征在于：包括數據層、虛擬切片層和控制層；所述數據層包括基礎終端設備和數據交換機，基礎終端設備與相應的數據交換機相連；所述虛擬切片層包括與數據交換機相連的虛擬化平臺，虛擬化平臺用于將數據層中的物理網絡劃分為多個相互隔離的邏輯虛擬網絡系統；所述虛擬網絡系統，基于軟件定義網絡的軌道交通通信網虛擬化架構，引入新型網絡體系架構SDN中的控制與轉發功能分離的思想，將SDN應用于軌道交通通信網，所述控制層包括多個系統控制器。

【技術特征摘要】
1.一種鐵路軌道交通的異構網絡通信系統，其特征在于：包括數據層、虛擬切片層和控制層；所述數據層包括基礎終端設備和數據交換機，基礎終端設備與相應的數據交換機相連；所述虛擬切片層包括與數據交換機相連的虛擬化平臺，虛擬化平臺用于將數據層中的物理網絡劃分為多個相互隔離的邏輯虛擬網絡系統；所述虛擬網絡系統，基于軟件定義網絡的軌道交通通信網虛擬化架構，引入新型網絡體系架構SDN中的控制與轉發功能分離的思想，將SDN應用于軌道交通通信網，所述控制層包括多個系統控制器。2.根據權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：戚建淮，姜仁勝，
申請(專利權)人：深圳市永達電子信息股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44