[發明專利]分體式架構網絡中的分組廣播機制

有效

• 申請號: 201280038641.5
• 申請日: 2012-07-25
• 公開（公告）號: CN103703723A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: K.耶達瓦利;R.米什拉
• 申請（專利權）人: 瑞典愛立信有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/70
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;湯春龍

技術領域

本發明的實施例涉及分體式架構網絡(split?architecture?network)內的分組廣播。具體地說，本發明的實施例涉及用于當處置要廣播的分組時通過標識域的外部端口并對域的交換機中的適當流編程來優化該域中資源的使用的方法和系統。

背景技術

分體式架構網絡是網絡架構的備選范例。分體式架構網絡像傳統網絡架構一樣由多個節點(諸如路由器或交換機)組成。然而，在此范例中，網絡的控制平面功能性駐留在單個中央控制器處，該控制器可以在網絡的單個節點中，如圖1中所圖示的。這與傳統網絡架構形成對比，在傳統網絡架構中控制平面功能性駐留在網絡中的每個節點上。在分體式架構網絡中，網絡節點被剝奪了它們的控制平面功能性，并作為“流交換機”提供了基本數據平面功能性。如本文所使用的，“域”是流交換機在單個控制器控制下的分體式架構網絡的區域。

分體式架構網絡的示例是基于OpenFlow的分體式架構網絡。在OpenFlow分體式架構網絡中，控制器和數據平面中的流交換機使用OpenFlow協議通信。OpenFlow協議提供了用于控制器的消息基礎設施，以用適當流對數據平面中的流交換機編程以便進行分組轉發和處理。控制器也可通過查詢每個網絡節點來獲得網絡的完整網絡狀態信息。如本文所使用的，“OpenFlow域”是流交換機在單個邏輯OpenFlow控制器控制下的OpenFlow分體式架構網絡的區域。此單個邏輯OpenFlow控制器可實現為負責單個交換機域的控制器集合或集群。

根據OpenFlow協議規范，控制器使用以下原語對流交換機編程以便在數據平面中進行分組轉發和處理：規則，其定義分組報頭字段(諸如以太網報頭字段、多協議標記交換(MPLS)報頭字段和因特網協議(IP)報頭字段)上的匹配；動作，它們與規則匹配關聯；以及匹配規則的流的統計的收集。流交換機對入局分組應用控制器編程的規則，并在匹配的流上執行關聯的動作，同時收集有關流的統計。圖1圖示了控制器與流交換機之間的這個基本OpenFlow協議接口。

分體式架構網絡的主要優點之一是，它們允許控制平面和數據平面中的獨立優化。控制器的組件、功能或應用可獨立于底層網絡而優化，并且類似地，底層網絡流交換機能力可獨立于控制器組件、功能和應用而優化。

有許多情形需要網絡中的節點發送出廣播分組。這些情形可被分成兩類：自身生成的廣播分組和所接收的廣播分組。節點可自身生成用于特定協議應用的廣播分組。自身生成的廣播分組的重要示例是ARP?REQUEST分組。地址解析協議(ARP)用于解析給定其IP地址的網絡節點(路由器或交換機)的媒體接入控制(MAC)地址。為了查詢網絡節點的MAC地址，請求方發送出ARP?REQUEST消息。此消息含有查詢IP地址，并被廣播給網絡中的所有裝置。IP地址匹配REQUEST消息中IP地址的裝置用其MAC地址應答。

節點還可接收需要被廣播的分組。網絡節點需要廣播它在所有活動端口(包含控制器端口)上接收的廣播分組。如果網絡節點用虛擬局域網(VLAN)配置，則它應該在VLAN內的所有活動端口上廣播分組。由于轉發分組的智能駐留在OpenFlow域中的控制器中，因此控制器需要對用于廣播分組的底層流交換機適當編程。此配置的基本實現是將每個流交換機的轉發表設置成在流交換機的所有活動端口上盲目轉發廣播分組。

發明內容

一種方法在作為分體式架構網絡中的域的控制器起作用的網絡節點中實現。該域包括多個流交換機，其中多個流交換機實現分體式架構網絡的數據平面，并且控制器實現分體式架構網絡的遠離數據平面的控制平面。該方法將多個流交換機配置成高效處置分體式架構網絡的域中的每種類型的廣播分組，而沒有用廣播分組對域泛洪(flooding)，由此減少在域內轉發的廣播分組數量。該方法包括以下步驟：跟蹤該域的外部端口集合，其中每個外部端口將多個流交換機之一連接到該域外的裝置；將該域中的多個流交換機中的每個流交換機配置成將自身生成的廣播分組轉發至具有該域的外部端口集合中的至少一個外部端口的每個流交換機，而沒有用自身生成的廣播分組對該域泛洪；將多個流交換機中具有來自該域的外部端口集合中的至少一個外部端口的每個流交換機配置成將所接收的控制廣播分組轉發至該域的控制器，而沒有用所接收的控制廣播分組對該域泛洪；以及將該域中的多個流交換機配置成將所接收的數據廣播分組轉發至該域的外部端口集合，而沒有用所接收的數據廣播分組對該域泛洪。