[發(fā)明專利]一種SDN中流表下發(fā)的方法和系統(tǒng)、OF控制器和OF交換機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310379469.6
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN104426815B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁乾燈;尤建潔;萬偉;胡方偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04L12/937
• 分類號: H04L12/937;H04L12/947
• 代理公司: 北京派特恩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11270
• 代理人: 蔣雅潔;張振偉

本發(fā)明公開了一種軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）中流表下發(fā)的方法和系統(tǒng)、OF控制器和OF交換機(jī)，方法包括：OF交換機(jī)接收OF控制器發(fā)送的流表條目修改消息，所述消息中攜帶表號、流表條目和緩存標(biāo)記；依據(jù)所述緩存標(biāo)記的指示，所述OF交換機(jī)在自身的控制模塊保存所述流表條目修改消息中的表號和流表條目。通過本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了OF控制器能夠按需下發(fā)流表條目，并能緩解OF交換機(jī)路由流表條目容量指標(biāo)的壓力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN，Software Defined Network）架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種SDN中流表下發(fā)的方法。

背景技術(shù)

由于現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)暴露出了越來越多的弊病以及人們對網(wǎng)絡(luò)性能的需求越來越高，因此不得不把很多復(fù)雜功能加入到路由器的體系結(jié)構(gòu)當(dāng)中，例如開放式最短路徑優(yōu)先（OSPF，Open Shortest Path First）、邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（BGP，Border Gateway Protocol）、組播、區(qū)分服務(wù)、流量工程、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT，Network Address Translation）、防火墻、多協(xié)議標(biāo)簽交換（MPLS，Multi-Protocol Label Switching）等等。這就使得路由器等交換設(shè)備越來越臃腫而且性能提升的空間越來越小。

然而與網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的困境截然不同的是，計算機(jī)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了日新月異的發(fā)展。仔細(xì)回顧計算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展，不難發(fā)現(xiàn)其關(guān)鍵在于計算機(jī)領(lǐng)域找到了一種簡單可用的硬件底層（x86指令集）。由于有了這樣一種公用的硬件底層，因此在軟件方面，不論是應(yīng)用程序還是操作系統(tǒng)都取得了飛速的發(fā)展。現(xiàn)在很多主張重新設(shè)計計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的人士認(rèn)為：網(wǎng)絡(luò)可以復(fù)制計算機(jī)領(lǐng)域的成功來解決現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)所遇到的所有問題。在這種思想的指導(dǎo)下，將來的網(wǎng)絡(luò)必將是這樣的：底層的數(shù)據(jù)通路（交換機(jī)、路由器）是“啞的、簡單的、最小的”，并定義一個對外開放的關(guān)于流表的公用的應(yīng)用程序編程接口（API，ApplicationProgramming Interface），同時采用控制器來控制整個網(wǎng)絡(luò)。未來的研究人員就可以在控制器上自由的調(diào)用底層的API來編程，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新。

基于上述的理念，出現(xiàn)了軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN，Software Defined Network），SDN的核心技術(shù)為OpenFlow（開放流，簡稱OF）協(xié)議，OpenFlow協(xié)議應(yīng)用架構(gòu)如圖1所示，通過將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面（包含OpenFlow Controller）與數(shù)據(jù)面（包含OpenFlow Capable Switch）分離開來，從而實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制，為核心網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用的創(chuàng)新提供了良好的平臺。

OpenFlow協(xié)議用來描述控制器和交換機(jī)之間交互所用信息的標(biāo)準(zhǔn)，以及控制器和交換機(jī)的接口標(biāo)準(zhǔn)。協(xié)議的核心部分是用于OpenFlow協(xié)議信息結(jié)構(gòu)的集合。

OpenFlow流表（圖3所示）或經(jīng)過編排的多個流表級聯(lián)而成管道用來配置交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)路徑（圖2所示），流表條目由匹配字段、計數(shù)器和指令集等如下幾個字段構(gòu)成：

其中，Match Fields是報文匹配的輸入關(guān)鍵字，用于匹配一條流表項；計數(shù)器是用于管理用的各種統(tǒng)計信息；指令集（Instructions）是指對報文的操作指令，包括丟棄、轉(zhuǎn)發(fā)報文到指定端口、設(shè)置報文頭部字段值、增加封裝標(biāo)簽等；Priority是指流表條目的匹配優(yōu)先級；Timeouts是指流表條目的老化時間；Cookie是由控制器選擇的不透明數(shù)據(jù)值。動作集（Action Set）和每個報文相關(guān)聯(lián)，它在流水線的多個流表之間傳遞并被各流表的指令所修改，直到流水線處理結(jié)束，形成最終的動作集。