[發明專利]一種對OpenFlow網絡進行網絡編碼的方法

有效

• 申請號: 201210572248.6
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103036653A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 戴彬;呂璐;黃本雄;徐冠;趙文文
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L12/801
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術領域

本發明涉及網絡編碼技術領域，主要適用于對OpenFlow網絡進行網絡編碼的方法。

背景技術

隨著互聯網技術的迅速發展，網絡承載的業務數量日趨龐大，業務種類日趨復雜，網絡規模也因此不斷增長，這使得基于傳統網絡體系架構的功能性設計缺陷引發的網絡弊病日益明顯。目前的網絡效率低，難以擴展，在網絡服務質量、安全性、可管理性等方面都無法滿足用戶日益苛刻的需求。針對目前所遇到的問題，Nick?McKeown教授等人在2007年提出的軟件定義網絡（Software?Defined?Networking，SDN）。OpenFlow是實現SDN的核心技術，OpenFlow將原有的完全由交換機/路由器控制的報文轉發方式轉化為基于多域網包包頭描述的流轉發方式，同時傳統的控制層面從轉發設備中剝離出來，所有轉發行為的決策都遷移到了某個集中控制器上，實現了數據轉發和路由控制的分離。OpenFlow網絡結構具體如圖1所示，主要由OpenFlow交換機02和OpenFlow控制器01組成，在OpenFlow網絡結構中，OpenFlow交換機02主要由流表03、安全通道04和OpenFlow協議05三部分構成。其中，流表03用來進行數據包的查找和轉發。安全通道04是連接OpenFlow交換機02到OpenFlow控制器01的接口。OpenFlow交換機02和OpenFlow控制器01通過安全通道04進行通信，而且所有的信息必須按照OpenFlow協議05規定的格式來執行。OpenFlow協議05用來描述OpenFlow控制器01和OpenFlow交換機02之間交互所用信息的標準，以及OpenFlow控制器01和OpenFlow交換機02的接口標準。協議的核心部分是用于OpenFlow協議05信息結構的集合。OpenFlow控制器01是整個系統的大腦，通過控制其所管轄的OpenFlow交換機02中的流表03（包括流表項的添加、修改以及刪除等基本操作）來負責整個網絡的控制邏輯。各種操作的邏輯功能是基于OpenFlow控制器01上運行的控制程序來實現的。

自從2000年首次提出將網絡編碼（Network?Coding）引入網絡通信中以來，由于網絡編碼能夠帶來提升網絡吞吐量、均衡網絡負載、提高帶寬利用率、提高網絡鏈接魯棒性及減少網絡管理開銷等一系列好處，基于網絡編碼的路由設計、內容分發、存儲等方面的研究陸續展開，并取得了眾多具有實用性的研究成果。目前網絡編碼已廣泛應用于Ad-hoc網絡、傳感器網絡、P2P文件共享系統、分布式文件存儲和網絡安全等領域。

2012年8月Felicián?Németh等人首次嘗試將網絡編碼應用于OpenFlow網絡，并通過實驗取得了成功，證實了在OpenFlow網絡上使用網絡編碼的可行性。但他們只是在蝴蝶網絡中實現了異或的網絡編碼方式，對OpenFlow交換機進行相應的編解碼改動，仍需要通過人工靜態配置OpenFlow交換機流表，并未在OpenFlow控制器上提出對應于網絡編碼的改動。目前在OpenFlow網絡中應用網絡編碼還處于剛剛起步階段，并沒有成熟的研究成果，仍存在很多待解決的問題，國內還沒有對此相關的研究。OpenFlow交換機的編碼能力沒有得到充分發揮，OpenFlow控制器在目前的網絡編碼中沒有起到相應的作用。目前已有的基于OpenFlow的網絡編碼均為OpenFlow交換機自身根據設定的編碼方式進行的編碼，沒有與OpenFlow控制器進行有關編碼的交互行為。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種對OpenFlow網絡進行網絡編碼的方法，它能夠使OpenFlow交換機與OpenFlow控制器進行有關編碼的交互行為，從而提高OpenFlow網絡中的OpenFlow交換機和OpenFlow控制器的實用性。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種對OpenFlow網絡進行網絡編碼的方法包括：

若OpenFlow交換機支持網絡編碼，則OpenFlow控制器得到所述OpenFlow交換機的網絡編碼配置參數；

當OpenFlow交換機接收到數據包時，對所述數據包進行流表匹配，并判斷OpenFlow交換機中是否存在數據包的編碼策略；

若OpenFlow交換機中不存在數據包的編碼策略，則將數據包發送到所述OpenFlow控制器，由OpenFlow控制器設計數據包的編碼策略，并將所述編碼策略發回到OpenFlow交換機，由OpenFlow交換機響應。