[發(fā)明專利]用于使用控制器在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行操作的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580045963.6
• 申請日: 2015-07-17
• 公開（公告）號: CN106605392B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳鑫;R·巴杰派;R·W·舍伍德;S·拉瑪薩布蘭瑪尼恩;G·M·梅爾;R·L·拉尼;K·H·茜恩;楊梅
• 申請（專利權(quán)）人: 大交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)股份有限公司
• 主分類號: H04L12/803
• 分類號: H04L12/803
• 代理公司: 11038 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 李穎

在計算設(shè)備上實現(xiàn)的控制器可以控制網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)。控制器可以向交換機(jī)提供實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)策略的流表，以控制通過網(wǎng)絡(luò)的分組轉(zhuǎn)發(fā)。控制器可以向交換機(jī)提供調(diào)試表條目，用于在與流表分離的調(diào)試表中使用。調(diào)試表條目可以與傳入網(wǎng)絡(luò)分組匹配并增加交換機(jī)上的對應(yīng)的計數(shù)器。控制器可以從計數(shù)器檢索計數(shù)信息，以用于在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行調(diào)試操作。例如，控制器可以基于檢索到的計數(shù)信息來識別所選擇的流表條目的字段之間的沖突、確定在交換機(jī)之間是否存在大象分組流、確定期望的負(fù)載平衡是否正在被進(jìn)行、確定網(wǎng)絡(luò)路徑是否已經(jīng)變化、確定是否已經(jīng)發(fā)生分組丟失和/或確定網(wǎng)絡(luò)分組是否正在采取不期望的路徑。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)，并且更具體地，涉及具有由控制器控制的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的通信網(wǎng)絡(luò)。

諸如因特網(wǎng)之類的基于分組的網(wǎng)絡(luò)和連接到因特網(wǎng)的本地數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)用在將分組從分組源轉(zhuǎn)發(fā)到分組目的地中。分組有時可被稱為幀。例如，數(shù)據(jù)在開放系統(tǒng)互連(OSI) 模型的第2層上作為幀(例如，以太網(wǎng)幀)而轉(zhuǎn)發(fā)，而數(shù)據(jù)在OSI模型的第3層上作為分組(例如，因特網(wǎng)協(xié)議分組)而轉(zhuǎn)發(fā)。

使用一個供應(yīng)商的設(shè)備來配置另一供應(yīng)商的交換機(jī)可能是困難或不可能的。這是因為一個供應(yīng)商的交換設(shè)備可以使用與另一供應(yīng)商的交換設(shè)備不同的操作系統(tǒng)和一組控制過程。為了解決與控制不同類型的交換平臺相關(guān)聯(lián)的挑戰(zhàn)，已經(jīng)開發(fā)了跨平臺協(xié)議。這些協(xié)議允許否則并不兼容的交換機(jī)的集中控制。

跨平臺控制器客戶端可以包含在網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)上。控制器客戶端能夠通過網(wǎng)絡(luò)路徑與對應(yīng)的控制器服務(wù)器通信。因為控制器客戶端可以在各種交換機(jī)硬件上實現(xiàn)，所以單個控制器可以控制否則可能不兼容的交換設(shè)備。

控制器高效地控制交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)可能是挑戰(zhàn)性的。例如，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢员痪W(wǎng)絡(luò)管理員修改或由于裝置故障而被修改。在這種情形下，網(wǎng)絡(luò)修改可能潛在地導(dǎo)致控制器處的無效配置和網(wǎng)絡(luò)中的低效分組路由或分組丟失。在具有大量交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)中，可能難以精確定位網(wǎng)絡(luò)中的分組丟失的源或分組路由低效率的源。

因此，將希望為控制器提供改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試能力。

發(fā)明內(nèi)容

在計算設(shè)備上實現(xiàn)的控制器可以用來控制網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)。交換機(jī)可以包括物理交換機(jī)和諸如管理程序交換機(jī)之類的邏輯交換機(jī)。端主機(jī)可以耦接到網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)。交換機(jī)可以由控制器控制，用于通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)分組(例如，通過經(jīng)由控制路徑向交換機(jī)提供與網(wǎng)絡(luò)分組不同的控制消息)。控制消息可以包括用于在交換機(jī)上實現(xiàn)的流表中使用的流表條目。交換機(jī)可以將接收到的網(wǎng)絡(luò)分組與流表條目進(jìn)行匹配，以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)操作。流表條目可以由控制器生成以實現(xiàn)在控制器處識別出的一個或多個期望的網(wǎng)絡(luò)策略(例如，網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)策略)。

控制器可以生成調(diào)試表條目并將其提供給交換機(jī)。交換機(jī)可以將調(diào)試表條目添加到在交換機(jī)上實現(xiàn)的與用來通過網(wǎng)絡(luò)路由網(wǎng)絡(luò)分組的流表分離的調(diào)試表。調(diào)試表條目可以包括匹配信息(在本文中有時稱為匹配字段或頭部字段)和對應(yīng)的動作字段，動作字段指示交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)分組對對應(yīng)的匹配字段進(jìn)行匹配時進(jìn)行期望的動作。流表可以具有帶有與進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)操作(例如，用于實現(xiàn)期望的網(wǎng)絡(luò)策略)相關(guān)聯(lián)的動作字段的條目，而調(diào)試表可以具有帶有指示表所實現(xiàn)于的交換機(jī)增加(increment)對應(yīng)的計數(shù)器的動作字段的條目。控制器可以監(jiān)視保持在交換機(jī)上的計數(shù)器，用于在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行調(diào)試操作。

換句話說，交換機(jī)上的流表可以用來實現(xiàn)期望的網(wǎng)絡(luò)策略(例如，諸如訪問控制列表或分組路由策略之類的訪問策略)，而調(diào)試表被用來生成在控制器處被處理以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)試操作的交換機(jī)計數(shù)器值。如果需要，調(diào)試動作字段可以指示交換機(jī)將匹配網(wǎng)絡(luò)分組或匹配網(wǎng)絡(luò)分組的副本轉(zhuǎn)發(fā)到控制器。以這種方式，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)分組在交換機(jī)處被接收到并且對在交換機(jī)上實現(xiàn)的調(diào)試表中的調(diào)試表條目進(jìn)行匹配時，交換機(jī)可以增加該交換機(jī)上的一個或多個相關(guān)聯(lián)的計數(shù)器，并且如果需要，可以將匹配分組傳送到控制器。控制器可以從每個交換機(jī)上的計數(shù)器檢索計數(shù)器信息(例如，計數(shù)值或計數(shù)速率)，并且可以使用計數(shù)器信息以在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行調(diào)試操作(例如，控制器可以基于從交換機(jī)檢索到的并且響應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)分組對調(diào)試表條目進(jìn)行匹配而生成的計數(shù)信息來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)試操作)。