[發(fā)明專利]一種OpenFlow流表處理無效數(shù)據(jù)包的方法

在審

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• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN105791129A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 郝鵬;于治樓;鄭亮
• 申請（專利權）人: 浪潮集團有限公司
• 主分類號: H04L12/741
• 分類號: H04L12/741
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 姜明

技術領域

本發(fā)明具體涉及網(wǎng)絡協(xié)議開發(fā)領域，具體的說就是一種OpenFlow流表處理無效數(shù)據(jù)包的方法。

背景技術

OpenFlow是一種新型網(wǎng)絡交換模型，OpenFlow網(wǎng)絡由OpenFlow交換機、FlowVisor（網(wǎng)絡虛擬化層）和Controller（控制器）三部分組成。OpenFlow交換機是整個OpenFlow網(wǎng)絡的核心部件，主要管理數(shù)據(jù)層的轉(zhuǎn)發(fā)；FlowVisor對網(wǎng)絡進行虛擬化；Controller對網(wǎng)絡進行集中控制，實現(xiàn)控制層的功能。

OpenFlow交換機由FlowTable（流表）、SecureChannel（安全通道）和OpenFlowProtocol（協(xié)議）三部分組成。FlowTable流表：由很多個流表項組成，每個流表項就是一個轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。進入交換機的數(shù)據(jù)包通過查詢流表來獲得轉(zhuǎn)發(fā)的目的端口。流表項由頭域、計數(shù)器和操作組成；其中頭域是個十元組，是流表項的標識；計數(shù)器用來計算流表項的統(tǒng)計數(shù)據(jù)；操作標明了與該流表項匹配的數(shù)據(jù)包應該執(zhí)行的操作。OpenFlow協(xié)議：用來描述控制器和OpenFlow交換機之間交互所用信息的標準，以及控制器和OpenFlow交換機的接口標準。協(xié)議的核心部分是用于OpenFlow協(xié)議信息結(jié)構的集合。

OpenFlow協(xié)議支持三種信息類型：Controller-to-Switch，Asynchronous和Symmetric，每一個類型都有多個子類型。Controller-to-Switch信息由控制器發(fā)起并且直接用于檢測交換機的狀態(tài)。Asynchronous信息由交換機發(fā)起并通常用于更新控制器的網(wǎng)絡事件和改變交換機的狀態(tài)。Symmetric信息可以在沒有請求的情況下由控制器或交換機發(fā)起。在目前的OpenFlow協(xié)議的版本中，對于在流表中未查詢到轉(zhuǎn)發(fā)路徑的數(shù)據(jù)包進行簡單的丟棄處理或者上傳至SDN（SoftwareDefinedNetwork，軟件定義網(wǎng)絡）控制器進行處理，但是這兩種方式都存在可靠性與效率比較低的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的不足之處，提供了一種OpenFlow流表處理無效數(shù)據(jù)包的方法。

本發(fā)明所述一種OpenFlow流表處理無效數(shù)據(jù)包的方法，解決上述技術問題采用的技術方案如下：所述一種OpenFlow流表處理無效數(shù)據(jù)包的方法，其主要步驟包括：1）數(shù)據(jù)包進入交換機，交換機根據(jù)OpenFlow流表查詢數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)出口；2）查詢OpenFlow流表是否存在命中轉(zhuǎn)發(fā)出口條目，存在轉(zhuǎn)發(fā)出口條目的數(shù)據(jù)包為有效數(shù)據(jù)包，否則為無效數(shù)據(jù)包；3）交換機按照流表規(guī)則對有效數(shù)據(jù)包進行轉(zhuǎn)發(fā)，同時交換機記錄無效數(shù)據(jù)包的目的MAC地址并存儲該數(shù)據(jù)包；4）交換機每間隔一定時間檢查OpenFlow流表的更新；6）如果OpenFlow流表更新，則查看無效數(shù)據(jù)包是否存在轉(zhuǎn)發(fā)路徑，并根據(jù)查詢結(jié)果進行數(shù)據(jù)包的處理；該方法基于軟件技術對流程進行控制，基于硬件TCAM技術進行快速查詢，通過軟、硬件的協(xié)同工作，來實現(xiàn)對OpenFlow協(xié)議下無效數(shù)據(jù)包的緩存處理。

優(yōu)選的，交換機執(zhí)行多級OpenFlow流表查詢，查詢當前數(shù)據(jù)包的出口端口。

優(yōu)選的，交換機將無效數(shù)據(jù)包的目的地址記錄在TCAM（TernaryContentAddressableMemory）表項中。

優(yōu)選的，在TCAM表項中，記錄的每條目的MAC地址會對應一個地址指針，該地址指針指向一個鏈表的入口，每個鏈表的節(jié)點為一個數(shù)據(jù)包結(jié)構，用來存儲無效數(shù)據(jù)包。

優(yōu)選的，如果OpenFlow流表有更新，則交換機篩選出更新過的條目，對TCAM表進行查詢，以確認原來不存在轉(zhuǎn)發(fā)出口的目的MAC地址是否被更新到OpenFlow流表中。

優(yōu)選的，如果在TCAM表項中有命中條目，則交換機讀取命中條目所對應的地址指針，并將地址指針對應的無效數(shù)據(jù)包鏈表中的數(shù)據(jù)包按照OpenFlow流表規(guī)則進行轉(zhuǎn)發(fā)。

優(yōu)選的，如果在TCAM表項中不存在命中條目，則交換機查詢該條目的MAC地址在TCAM表項中被查詢的未命中次數(shù)是否超過閾值，如果超過閾值，則清空該條目表項對應的地址指針指向的鏈表。

優(yōu)選的，如果在TCAM表項中不存在命中條目，則交換機查詢該條目的MAC地址在TCAM表項中被查詢的未命中次數(shù)是否超過閾值，如果未超過閾值，則交換機重新執(zhí)行OpenFlow流表的更新檢查。