[發明專利]一種報文轉發方法及設備

有效

• 申請號: 201410159496.7
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN105099913B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 黃李偉;王茹萍
• 申請（專利權）人: 新華三技術有限公司
• 主分類號: H04L12/741
• 分類號: H04L12/741;H04L12/931
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 鄭紅娟;宋志強

本發明公開了一種報文轉發方法及設備，應用于Openflow網絡，所述Openflow網絡包括控制器與至少兩個節點，各節點為Openflow交換機，該方法包括：首節點接收直連設備發送的原始數據報文；所述首節點根據關鍵字遍歷其上的流表，查詢與所述原始數據報文匹配的第一轉發標識流表項，所述第一轉發標識流表項記錄有關鍵字與轉發標識的映射關系；將所述匹配的第一轉發標識流表項中的轉發標識嵌套在所述原始數據報文中，生成嵌套數據報文，并將其發送給所述Openflow網絡中的下一跳節點，使所述下一跳節點在其上的流表中，根據轉發標識查詢與所述嵌套數據報文匹配的第二轉發標識流表項，對所述嵌套數據報文進行處理，所述第二轉發標識流表項記錄有轉發標識。

技術領域

本發明涉及網絡通信技術，特別是一種報文轉發方法及設備。

背景技術

Openflow是一種新型的網絡交換模型，主要解決現有網絡中部署業務時面臨的種種瓶頸，其核心思想就是軟件設計網絡(Software Defined Network，SDN)。SDN是指一個新的網絡生態系統，Openflow則是實現SDN的一種開放協議標準，其實現方式就是將現有的完全由交換機、路由器控制的數據包轉發過程，轉化為由Openflow交換機和控制器(Controller)分別完成的獨立過程。OpenFlow交換機在本地維護一個與傳統交換機上的轉發表不同的流表(Flow Table)，如果要轉發的數據包在流表中有對應項，則直接進行快速轉發，如果流表中沒有此項，數據包就會被發送到控制器進行傳輸路徑的確認，再根據控制器下發結果進行轉發。

其中，Flow Table并非是指IP五元組，事實上OpenFlow1.0定義了包括端口號，虛擬局域網(Virtual Local Area Network，VLAN),L2/L3/L4信息的10個關鍵字，如圖1所示，每個字段都可以通配，比如運營商只需要根據目的IP進行路由，那么流表中就可以只有目的IP字段是有效的，其他全為通配。

目前流量根據流表轉發的技術有2種：

(1)Openflow交換機中的流表采用固定長度的Flow Table來記錄，對于OpenFlow1.0而言，Flow Table的匹配長度長達252bit，而一般的Ipv4路由信息庫(RIB，Route Information Base)三態內容尋址存儲器(TCAM，Ternary Content AddressableMemory)匹配字段長度只有60-80個比特，開銷增加了3倍以上，而對于路由器的線卡而言，TCAM成本占了約20％-30％，功耗也占了很大一部分。

(2)OpenFlow1.1設計了多級流表來減少Flow Table的開銷，將圖1中的10個關鍵字進行分別提取，分解成多個小表項，然后查詢的時候進行關聯，如圖2所示，Openflow交換機上存在兩級流表，第一級流表匹配的關鍵字是MAC+VLAN(圖1中SA為源MAC，DA為目的MAC)，第二級流表匹配的關鍵字是IP。

從現有技術可以看出來上述2種流表查詢技術都存在缺點：

第一種流表查詢的缺點是TCAM存儲成本過高。

第二種流表查詢的缺點是流水式架構使得匹配的時延增加，存儲成本仍舊過高。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種報文轉發方法及設備，有效解決了現有技術中進行流表查詢時TCAM存儲成本過高、流水式架構使得匹配的時延增加的缺陷。本發明提出的技術方案是：

一種報文轉發方法，應用于Openflow網絡，所述Openflow網絡包括控制器Controller與至少兩個節點，各節點為Openflow交換機，該方法包括：

首節點接收直連設備發送的原始數據報文；