[發明專利]基于OpenFlow協議的網絡多路徑實現方法及系統

有效

• 申請號: 201410310489.2
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN105282044B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 許延偉;任田田
• 申請（專利權）人: 上海寬帶技術及應用工程研究中心
• 主分類號: H04L12/803
• 分類號: H04L12/803;H04L12/741
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發明提供一種基于OpenFlow協議的網絡多路徑實現方法及系統。其中，所述系統至少包括：用于基于網絡拓撲信息來確定各可進行多路徑傳輸的信息的各可行路徑信息，進而確定各可行路徑間的所有交叉節點的路徑確定模塊；用于基于所有交叉節點各自的鏈路信息來確定各交叉節點各自的各端口的權重信息的權重確定模塊；用于基于各端口的權重信息來配置各端口各自對應的OpenFlow交換機的組表信息，并予以下發的組表下發模塊；以及用于配置所有交叉節點各自對應的OpenFlow交換機的流表信息的流表下發模塊，由此，OpenFlow交換機能基于流表信息中的組的類型信息來將可進行多路徑傳輸的信息流按照組表信息中各端口的權重信息來轉發。

技術領域

本發明涉及采用OpenFlow協議的網絡領域，特別是涉及一種基于OpenFlow協議的網絡多路徑實現方法及系統。

背景技術

傳統網絡中，最基本的路由方式是基于某一種特定的策略為每一對通信實體間選擇一條通信路徑，這種方式實現的是單路徑的路由，這種情況下，即便網絡中存在多條不同鏈路到達同一目的地址，發往目的地的數據包也只能利用其中的一條鏈路，其他鏈路處于備份狀態或者無效狀態。即便在動態路由環境下，某些路徑出現問題，然后可以切換到其他路徑，但是路徑之間的相互切換是需要一定的時間的。然而，隨著網絡流量的增大，以及對網絡可靠性要求的提高，便出現了多路徑轉發，它提供了一種機制來分配通信量、平衡網絡負載，以及提供容錯能力，所以一直在電路交換網絡和分組交換網絡中受到人們的青睞。比較常用的有ECMP(Equal-Cost Multipath Routing)等價多路徑、WCMP(Weighted CostMultipath)加權多路徑、策略路由和多拓撲路由等。

等價多路徑路由協議(ECMP)可以在網絡環境允許的情況下同時使用多條鏈路轉發同一目的地址的數據包，不僅增加了傳輸帶寬，而且可以無時延無丟包地備份失效鏈路的數據傳輸。它最大的特點是實現了等值情況下，多路徑負載均衡和鏈路備份的目的，在靜態路由和OSPF中基本上都支持ECMP功能。然而實際情況是，各路徑的帶寬、時延和可靠性等不同，但卻把開銷看成是一樣的，不能很好地利用帶寬，尤其在路徑間差異大時，效果會非常不理想。例如，路由器兩個出口，兩條路徑，一個帶寬是100M，一個帶寬是4M，如果部署的是ECMP，則實際上利用到的網絡總帶寬只能達到8M。

相對于ECMP，WCMP能夠非常靈活地按照比例在鏈路上傳遞流量，ECMP僅僅是它的一個特例。IGRP(Interior Gateway Routing Protocol)、EIGRP(Enhanced InteriorGateway Routing Protocol)和部分靜態路由也支持WCMP。

策略路由是根據一定的策略進行報文轉發，因此策略路由是一種比目的路由更靈活的路由機制。在路由器轉發一個數據報文時，首先根據配置的規則對報文進行過濾，匹配成功則按照一定的轉發策略進行報文轉發。這種規則可以基于標準和擴展訪問控制列表，也可以基于報文的長度；而轉發策略則是控制報文按照指定的策略路由表進行轉發，也可以修改報文的IP優先字段。因此，策略路由是對傳統IP路由機制的有效增強。策略路由一般基于route-map表、多策略路由表以及多轉發表實現的。

多拓撲路由(MTR：Multitopology Routing)是一種私有技術。它是除了基于目的路由和基于策略的路由兩大路由方式之外的第三種路由方式。在復雜網絡中，它實現了拓撲級的流量分路徑傳遞。