[發(fā)明專利]用于拆分式體系結(jié)構(gòu)中快速故障轉(zhuǎn)移的控制器安排

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380010581.0
• 申請日: 2013-02-18
• 公開（公告）號: CN104247344B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: N.貝赫什蒂-扎瓦雷;張穎;J.哈爾佩恩
• 申請（專利權(quán)）人: 瑞典愛立信有限公司
• 主分類號: H04L12/715
• 分類號: H04L12/715;H04L12/707;H04L12/703;H04L12/721
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 楊美靈,湯春龍

相關(guān)申請交叉引用

本申請涉及2011年9月19日提出的美國專利申請13/236296。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實施例涉及網(wǎng)絡(luò)的組織和設(shè)計。具體而言，本發(fā)明的實施例涉及用于為控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離的拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的交換器確定控制器的安排的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)的控制與轉(zhuǎn)發(fā)組件之間引入了分隔。在此類體系結(jié)構(gòu)的用例中有電信級網(wǎng)絡(luò)的接入/聚合域、移動回程、云計算和多層（L3和L2和L1、OTN、WDM）支持、數(shù)據(jù)中心，所有這些均在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的主要組成部分中。因此，這些網(wǎng)絡(luò)的適當(dāng)設(shè)計、管理和性能優(yōu)化十分重要。

不同于在相同的盒（網(wǎng)絡(luò)元件）中集成轉(zhuǎn)發(fā)（數(shù)據(jù)）平面和控制平面的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，拆式式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)將這兩個平面分離，并且在可能與轉(zhuǎn)發(fā)元件（交換器）在不同的物理位置中的服務(wù)器上執(zhí)行控制平面。網(wǎng)絡(luò)中拆分式體系結(jié)構(gòu)的使用允許簡化實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)平面的交換器，并且將網(wǎng)絡(luò)的智能移到監(jiān)視交換器的多個控制器中。

在傳統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)發(fā)和控制平面的緊密耦合通常導(dǎo)致過度復(fù)雜的控制平面和復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)管理。眾所周知的是，這對新協(xié)議和技術(shù)發(fā)展造成大的負(fù)擔(dān)和高障礙。盡管線速、端口密度和性能快速改進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)控制平面機制一直以比轉(zhuǎn)發(fā)平面機制更慢得多的速度發(fā)展。

在拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，控制器從交換器收集信息，并且計算和分布適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)決定到交換器。控制器和交換器使用協(xié)議傳遞和交換信息。此類協(xié)議的示例是OpenFlow（請訪問www.openflow.org），它提供開放和標(biāo)準(zhǔn)的方法以便交換器與控制器進(jìn)行通信，并且它在學(xué)界和業(yè)界都引起了相當(dāng)大的關(guān)注。圖1是示出在交換器與控制器之間OpenFlow接口的概觀的圖。OpenFlow交換器中的轉(zhuǎn)發(fā)表填充有由以下項組成的條目：定義用于分組報頭中字段的匹配項的規(guī)則、與流匹配項相關(guān)聯(lián)的動作及有關(guān)流的統(tǒng)計的集合。

進(jìn)入的分組匹配特定規(guī)則時，在分組上執(zhí)行相關(guān)聯(lián)的動作。規(guī)則包含來自協(xié)議棧中幾個報頭的關(guān)鍵字段，例如，以太網(wǎng)MAC地址、IP地址、IP協(xié)議、TCP/UDP端口號及進(jìn)入端口號。為定義流，可使用所有可用匹配字段。但也可能通過將通配符用于不需要的字段，限制匹配規(guī)則到可用字段的子集。

拆分式體系結(jié)構(gòu)的分離控制平臺減輕了修改網(wǎng)絡(luò)控制邏輯的任務(wù)，并且提供編程接口，開發(fā)人員能夠在接口上構(gòu)建廣泛的多種新協(xié)議和管理應(yīng)用。在此模型中，數(shù)據(jù)和控制平面能夠獨立演進(jìn)和縮放，同時數(shù)據(jù)平面元件的成本得以降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實施例包括一種由網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計系統(tǒng)實現(xiàn)的方法，其中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計系統(tǒng)包括處理裝置。方法確定在帶有拆分式體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)控制器的安排，其中，拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的控制平面組件由控制器執(zhí)行，并且控制平面組件與拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)平面組件分開。控制器的安排經(jīng)選擇以最小化由鏈路故障、交換器故障或在控制器與數(shù)據(jù)平面組件之間連接性丟失造成的拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的中斷。方法包括以圖表示拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洌鸱质襟w系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的鏈路表示為圖中的邊緣集，并且拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)元件表示為節(jié)點集。方法也包括遍歷圖內(nèi)的節(jié)點集以計算用于每個節(jié)點的保護(hù)度量，其中，保護(hù)度量將拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的彈性衡量為對于可能的控制器安排拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點故障保護(hù)的程度，節(jié)點故障保護(hù)的程度確定節(jié)點集中受保護(hù)節(jié)點的子集，其中，受保護(hù)節(jié)點的子集中的受保護(hù)節(jié)點能夠通過隧道將控制業(yè)務(wù)重定向到圖中不是受保護(hù)節(jié)點的下游的中間節(jié)點，以及其中，隧道遍歷受保護(hù)節(jié)點的至少一個下游節(jié)點。此外，方法包括選擇對應(yīng)于將對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生最佳總體保護(hù)策略的節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)元件，以作為用于拆分式體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的控制器。