[發明專利]軟件定義網絡中報文轉發方法、網絡設備及軟件定義網絡

在審

• 申請號: 201310176371.0
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN104158749A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 彼得·艾斯伍德·史密斯
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H04L12/801
• 分類號: H04L12/801;H04L12/741
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于網絡通信技術領域，尤其涉及一種軟件定義網絡中報文轉發方法、網絡設備及軟件定義網絡。

背景技術

軟件定義網絡（software?defined?networking，簡稱SDN）是當前網絡通信領域的熱門話題，因其開放性、靈活性得到各大網絡設備廠商的大力追捧，各種新的技術方案層出不窮。在目前出現的SDN技術方案中，對網絡設備，比如交換機，的管理，由一個稱之為SDN控制器的設備進行集中控制，比較典型的是OpenFlow（開放流網絡），OpenFlow網絡包括交換機和控制器，交換機負責報文的轉發，控制器對交換機進行集中控制，用戶可以通過控制器下發流表到交換機，所述流表為定義的轉發規則，交換機可以根據該規則把報文從一個端口轉發到另一個端口，從而控制報文在網絡中的轉發路徑，直至輸出報文。

參照圖1，給出了通常的控制器下發流表的示意圖，這里控制器101控制所有的網絡設備102，根據網絡設備上傳的報文，給報文轉發路徑上的每一個網絡設備下發一個流表，下發給各個網絡設備的流表可一致也可不一致，各個網絡設備獲取到各自的流表之后保存至本地，流表中保存有網絡設備轉發報文的轉發端口的端口號。當網絡設備接收到一個報文之后，網絡設備根據報文中的目的地址和源地址查詢本地流表，找到對應的流表后，從所述流表所示的轉發端口轉發所述報文，下游的網絡設備接收到該報文后，繼續按照本地流表中的轉發端口轉發報文，直至輸出報文。由于控制器需要將流表下發到轉發路徑上的每個網絡設備上，隨著網絡規模的增長，網絡設備越來越多，控制器需要下發的流表也會越來越多，控制器負荷越來越重，嚴重制約了網絡規模。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種軟件定義網絡中報文轉發方法、網絡設備及軟件定義網絡，旨在解決現有控制器需要向轉發路徑上所有的網絡設備下發流表，控制器負載大，制約網絡規模的技術問題。

第一方面，所述軟件定義網絡中報文轉發方法包括：網絡設備接收報文；當所述報文中不存在路徑信息時，根據所述報文查詢所述網絡設備的流表；若所述網絡設備的流表中不存在與所述報文匹配的流轉發表項，緩存所述報文，將所述報文或所述報文的報文頭發送至控制器，并接收所述控制器根據所述報文的報文頭以及網絡拓撲結構創建的流轉發表項，將所述流轉發表項添加到所述網絡設備的流表中，所述流轉發表項中包括路徑信息；將所述流轉發表項中的路徑信息添加到所述報文中，并根據所述路徑信息轉發所述報文。

在第一方面的第一種可能的實現方式中，當所述報文中不存在路徑信息時，所述方法還包括：若所述網絡設備的流表中存在與所述報文匹配的流轉發表項，則將所述匹配的流轉發表項中的路徑信息添加到所述報文中，并根據所述路徑信息轉發所述報文。

結合第一方面或第一方面的第一種可能的實現方式，在第二種可能的實現方式中，所述方法還包括：若所述報文中存在路徑信息，則根據所述路徑信息轉發所述報文。

結合第一方面或第一方面的第一種可能的實現方式或第一方面的第二種可能的實現方式，在第三種可能的實現方式中，路徑信息為報文的轉發路徑的端口號，具體包括報文的轉發路徑上依次經過的各個網絡設備轉發所述報文的轉發端口的端口號。

結合第一方面的第三種可能的實現方式，在第四種可能的實現方式中，所述根據所述路徑信息轉發所述報文，具體包括：判斷所述路徑信息中是否存在未經轉發的轉發端口號；當所述路徑信息中不存在未經轉發的轉發端口號時，則去除所述報文中的路徑信息并發送至所述報文中目的地址對應的設備；當所述路徑信息中存在未經轉發的轉發端口號時，根據所述路徑信息判斷所述網絡設備轉發所述報文的轉發端口是否存在鏈路故障；若所述轉發端口存在鏈路故障，則將所述報文中的所述路徑信息中的所述轉發端口的端口號修改為所述轉發端口對應的備用路徑的端口號，并根據修改后的路徑信息轉發所述報文；若所述轉發端口不存在鏈路故障，則直接從所述轉發端口轉發所述報文。

第二方面，所述軟件定義網絡中報文轉發網絡設備包括：報文接收單元，用于接收報文；流表查詢單元，用于當所述報文中不存路徑信息時，根據所述報文查詢所述網絡設備的流表；流表更新單元，用于當所述網絡設備的流表中不存在與所述報文匹配的流轉發表項時，緩存所述報文，將所述報文或所述報文的報文頭發送至控制器，并接收所述控制器根據所述報文的報文頭以及網絡拓撲結構創建的流轉發表項，將所述流轉發表項添加到所述網絡設備的流表中，所述流轉發表項中包括路徑信息；報文轉發單元，用于將所述流轉發表項中的路徑信息添加到所述報文中，并根據所述路徑信息轉發所述報文。