[發明專利]一種OpenFlow流表存儲空間壓縮方法

有效

• 申請號: 201310581078.2
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103560963A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 葛敬國;吳玉磊;鄂躍鵬;游軍玲;陳智;李佟;韓春靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院計算機網絡信息中心
• 主分類號: H04L12/741
• 分類號: H04L12/741;G06F12/02;G06F12/08
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 余長江

技術領域

本發明屬于信息技術領域，涉及一種高效啟發式OpenFlow流表存儲空間壓縮方法，根據流表項字段之間的沖突與共存關系，將大規模、結構復雜流表轉化為多個規模更小、結構簡單的流表，并根據OpenFlow流表的頻繁、快速更新特性設定動態調整閥值，對流表存儲空間進行優化。

背景技術

隨著網絡規模的急劇膨脹和應用類型的不斷豐富，傳統互聯網的結構和功能日趨復雜與僵化，對網絡的管控能力日趨減弱。應用與網絡相對割裂，應用不能感知網絡的狀態且不能控制網絡，而網絡也無法感知應用的需求并根據需求來調整網絡。軟件定義網絡（SDN）是一種控制邏輯和數據轉發分離的創新網絡架構，具有接口標準化、全局視圖、靈活控制、開放可編程等特點，為網絡及應用的創新提供了良好的平臺，對未來網絡將產生革命性的影響。

OpenFlow是美國斯坦福大學于2007年提出的一種支持網絡創新研究的新型網絡交換模型，實現網絡控制平面和轉發平面的分離，基于開放的、可動態修改的流表對網絡進行編程。OpenFlow在設備上維護流表（Flow?Table）結構。其中，流表由OpenFlow流表項組成，且流表項包含OpenFlow支持的字段。數據分組按照流表進行轉發。而流表的生成、維護、配置則由控制器來管理。OpenFlow以其高度的開放性和易操控性逐漸成為實現SDN的核心技術。目前OpenFlow技術正處于研究發展階段。OpenFlow技術的全球規模化部署還存在很多問題。主要是由于網絡帶寬的爆炸性增長、網絡應用的多樣化、新型網絡體系結構的發展以及網絡靈活高效管控的需求等因素對OpenFlow的流表規模、結構以及查找效率等方面提出了更高的挑戰。

對規則分類存儲以降低OpenFlow流表存儲空間的思想來源于IP網絡的報文分類方法。在IP網絡中，報文分類是指根據報文頭部信息的關鍵字段對報文進行分類，使得網絡設備對多樣化和差異化的業務可以采取不同的操作。目前，Recursive?Flow?Classification（RFC）、Grid?of?Trie、HiCuts以及HyperCuts等算法是基于軟件實現的典型報文分類算法。其中，RFC算法具有很高的吞吐量，但存儲空間需求大，不適用于大型規則庫分類，所以并不能應用在大規模OpenFlow流表的高效查找中。Grid?of?Trie算法基于搜索樹結構，節約存儲空間，但更新復雜度高。由于OpenFlow流表項更新頻繁，所以Grid?of?Trie算法不能應用于快速更新的OpenFlow流表查找中。HiCuts算法和HyperCuts算法是解決低維度報文分類問題。由于OpenFlow流表項包含多維字段，所以低維度報文分類算法應用于OpenFlow流表高效查找時會導致存儲空間爆炸，查找效率低。