[發明專利]操作包含影子表的轉發元件的方法以及相關的轉發元件

有效

• 申請號: 201380012982.X
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN104145457B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: R.蘇布拉瑪尼亞姆;R.曼希爾馬拉尼
• 申請（專利權）人: 瑞典愛立信有限公司
• 主分類號: H04L12/721
• 分類號: H04L12/721;H04L12/717
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 徐予紅,湯春龍

技術領域

本公開指向通信，并且更特別地指向網絡通信方法以及相關網絡元件。

背景技術

大多數現代以太網轉發元件(例如，交換機和路由器)包含流表(通常從TCAM或三元內容可尋址存儲器建立)，流表以線路速率運行來實現防火墻、NAT(網絡地址轉換)和QoS(服務質量)，并且收集統計。雖然不同供應商的流表可以不同，但是OpenFlow開發在許多交換機和路由器中運行的一組公共功能。

OpenFlow提供開放協議來對不同的轉發元件(例如，交換機和路由器)中的流表進行編程。例如，網絡管理者可以將業務劃分成生產流和研究流，和/或研究員可以通過選擇他們的分組遵循的路線以及他們接收的處理來控制他們自己的流。以此方式，研究員可以嘗試新的路由協議、安全模型、尋址方案以及甚至IP(因特網協議)的備選。在相同的網絡上，生產業務可以是傳統地隔離并且處理。

OpenFlow轉發元件(例如，交換機)的數據路徑可包含流表，以及與包含在流表中的每個流規則(也被稱作流條目)關聯的動作。OpenFlow轉發元件所支持的一組動作可以是可擴展的。為了高性能和低成本，數據路徑可具有仔細劃定的靈活度，這可意味著放棄規定每個分組的任意處理的能力并且尋求更有限的(但仍然有用的)動作范圍。

OpenFlow轉發元件可包含具有多個流規則(具有與每個流規則關聯的動作)的流表來告訴轉發元件如何處理相應流，將交換機連接到遠程OpenFlow控制器的安全信道(允許使用OpenFlow協議(它為控制器提供與轉發元件通信的開放和標準方式)在控制器與轉發元件之間發送命令和分組)。通過規定標準接口(OpenFlow協議)(可使得用外部控制器通過標準接口來定義轉發元件流表中的規則/條目)，研究員可不需要個別地對OpenFlow轉發元件進行編程。

OpenFlow轉發元件可包含一個或多個流表和組表(它們可執行分組查找和轉發)以及到外部OpenFlow控制器的OpenFlow信道。OpenFlow控制器經由OpenFlow協議來管理轉發元件。使用此協議，控制器可以添加、更新、并且刪除流規則/條目，反應性地(響應于在轉發元件處接收的分組)和主動地(例如，對新的轉發元件的流表進行編程)。

轉發元件中的每個流表可包含一組規則/條目。每個流規則/條目可包含匹配的字段、計數器和應用于匹配分組的一組指令。

在轉發元件處的匹配可開始于第一流表(也被稱作主流表)并且可繼續到轉發元件的附加的流表。流規則/條目以優先級次序匹配數據分組，使用每個表中的第一匹配規則/條目。如果為流表中的數據分組找到匹配的規則/條目，則為數據分組執行與具體流規則/條目關聯的指令。如果沒有找到流表中的數據分組的匹配，則結果可取決于轉發元件配置?？稍贠penFlow信道上將數據分組轉發到控制器，可分出數據分組，或匹配數據分組的嘗試可繼續到轉發元件的下一流表。

與每個流規則/條目關聯的指令描述數據分組轉發、數據分組修改、組表處理和管線處理。管線處理指令允許數據分組被發送到后續表用于進一步處理并且允許信息(例如，以元數據的形式)在表之間通信。當與匹配的流規則/條目關聯的指令集不規定下一表時，可停止表管線處理。在此點上，通?？尚薷牟⑶肄D發數據分組。

流規則/條目可將相應數據分組轉發到端口。這通常是物理端口，但它還可以是由交換機定義的虛擬端口或由OpenFlow交換機規范定義的預留虛擬端口。預留虛擬端口可規定一般轉發動作，例如，使用非OpenFlow方法來發送到控制器、泛洪或轉發，例如“正?！苯粨Q機處理，而交換機定義的虛擬端口可規定鏈路聚合組、隧道或回送接口。

流規則/條目還可指向規定附加的處理的群組。群組表示用于泛洪的動作的集合，以及更復雜的轉發語義(例如，多路徑、快速重新路由和鏈路聚合)。作為間接的一般層，群組也使多個流能夠轉發到單個標識符(例如，轉發到公共下一跳的IP)。此抽象可允許有效率地改變跨流的公共輸出動作。

組表可包含組條目，其中每個組條目包含動作欄目的列表(具有依賴于組類型的具體語義)。一個或多個動作欄目中的動作適用于發送到群組的數據分組。

例如，在“OpenFlow交換機規范”，實現版本1.1.0(有線協議0x02)，2011年2月28日中，并且參考McKeown等的標題為“OpenFlow：Enabling Innovation In Campus Networks”，2008年3月14日，討論OpenFlow轉發元件(例如，交換機和/或路由器)、控制器和協議。以上兩個參考的文檔的公開據此通過引用全部并入本文。