[發(fā)明專利]廣播報(bào)文的處理方法、裝置、控制器和交換機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611205224.1
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN108243123B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡永生;王彪;唐月萍
• 申請（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04L49/201
• 分類號: H04L49/201;H04L49/15;H04L49/50
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 薛祥輝

本發(fā)明公開了一種廣播報(bào)文的處理方法、裝置、控制器和交換機(jī)，其中，該方法包括：控制器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)配置信息將網(wǎng)絡(luò)上存在的交換機(jī)和用戶主機(jī)劃分到不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)中；控制器為每個虛擬網(wǎng)絡(luò)均設(shè)置一個廣播樹，其中，廣播樹的根節(jié)點(diǎn)為一個交換機(jī)，樹枝節(jié)點(diǎn)為多個交換機(jī)，葉子節(jié)點(diǎn)為用戶主機(jī)和/或根據(jù)網(wǎng)絡(luò)配置信息確定的歸屬廣播樹所在的虛擬網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)端口；控制器根據(jù)廣播樹生成虛擬網(wǎng)絡(luò)的廣播流表和廣播組表，并將廣播流表和廣播組表發(fā)送至廣播樹上的各個交換機(jī)，以使各個交換機(jī)根據(jù)廣播流表和廣播組表轉(zhuǎn)發(fā)接收到的廣播報(bào)文。通過運(yùn)用本發(fā)明，解決了現(xiàn)有技術(shù)SDN架構(gòu)中控制器負(fù)載較大、且很容易造成廣播風(fēng)暴的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通訊領(lǐng)域，特別是涉及一種廣播報(bào)文的處理方法、裝置、控制器和交換機(jī)。

背景技術(shù)

當(dāng)今世界的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異，基于TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議，Transmission Control Protocol/Internet Protocol)等技術(shù)的傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)在服務(wù)質(zhì)量體驗(yàn)、業(yè)務(wù)部署、業(yè)務(wù)適應(yīng)等許多方面都遇到越來越多的問題和挑戰(zhàn)。SDN(軟件定義網(wǎng)絡(luò)，Software Defined Network)提出由集中的控制器實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)面設(shè)備的用戶定制，對用戶提供可編程API實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)行為的靈活控制，開始成為下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要技術(shù)方向。

一個基本的SDN網(wǎng)絡(luò)包括網(wǎng)絡(luò)控制器和交換機(jī)兩個主要的控制實(shí)體。SDN網(wǎng)絡(luò)將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的智能控制的功能集中在控制器組成的控制網(wǎng)絡(luò)中，底層交換機(jī)不具有傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議控制器單元，其僅僅按照控制器的指令轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。這樣，SDN網(wǎng)絡(luò)通過將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面與數(shù)據(jù)面分離開來，從而實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制，使網(wǎng)絡(luò)作為管道變得更加智能化。

由于SDN架構(gòu)的集中控制特性，其采用的OpenFlow協(xié)議能夠在一定程度上解決廣播風(fēng)暴的問題，但是，目前的SDN架構(gòu)對于廣播報(bào)文的處理方式，通常仍采用了傳統(tǒng)以太網(wǎng)處理網(wǎng)絡(luò)廣播報(bào)文的方法。例如，采用基于STP(生成樹協(xié)議，Spanning Tree Protocol)的模型消除環(huán)路問題。然而，這種模型會造成根節(jié)點(diǎn)交換機(jī)的流量負(fù)載呈指數(shù)級增大，無法利用網(wǎng)絡(luò)中可能存在的多路徑傳輸優(yōu)勢。因此，如何改進(jìn)廣播報(bào)文的處理方法，并解決環(huán)路問題就成為業(yè)內(nèi)科技人員關(guān)注的一個焦點(diǎn)。

目前的SDN網(wǎng)絡(luò)對廣播報(bào)文的處理，仍舊采用傳統(tǒng)以太網(wǎng)處理網(wǎng)絡(luò)廣播報(bào)文的方法。在SDN架構(gòu)中，控制器基于報(bào)文上送-轉(zhuǎn)發(fā)流表下發(fā)的機(jī)制，使其在傳統(tǒng)以太網(wǎng)廣播報(bào)文處理中，一般采用交換機(jī)將廣播報(bào)文通過PacketIn消息上送給控制器，控制器通過PacketOut的消息通知交換機(jī)在所有端口泛洪廣播報(bào)文。對于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洵h(huán)境，中間交換機(jī)重復(fù)上送過程達(dá)到全網(wǎng)的廣播效果。顯然，這種簡單的泛洪廣播會造成廣播報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)中形成環(huán)路，造成廣播風(fēng)暴。實(shí)際使用中，一般系統(tǒng)會對這種廣播報(bào)文進(jìn)行抑制優(yōu)化，比如不再通過PacketOut消息通知交換機(jī)泛洪廣播的方式，而是通過PacketOut消息直接將報(bào)文發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中所有的主機(jī)接入端口，但是這種方式使得廣播報(bào)文實(shí)際上是通過控制器交換機(jī)之間的OpenFlow通道來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在大量的主機(jī)接入端口時(shí)，會大大增加控制器的處理壓力并造成OpenFlow的阻塞。

或者采用針對ARP/DHCP以太網(wǎng)廣播報(bào)文的處理方法等，該技術(shù)方案針對廣播報(bào)文本身，維護(hù)一個終端和交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)之間信息映射關(guān)系的節(jié)點(diǎn)信息字典，對于控制器上送的ARP/DHCP報(bào)文，通過字典來判斷一個交換機(jī)是否已經(jīng)廣播過該廣播報(bào)文，從而避免交換機(jī)之間形成廣播環(huán)路。該技術(shù)方案能夠在一定程度上避免廣播環(huán)路和廣播風(fēng)暴，但方案本身不具備通用性，控制器需要對每個廣播報(bào)文建立“已發(fā)送報(bào)文發(fā)送設(shè)備/端口”的字典，對控制器性能和OpenFlow通道的壓力很大。

綜上，在SDN架構(gòu)中，現(xiàn)有的以太網(wǎng)廣播處理機(jī)制雖然簡單有效，但是存在資源開銷大、安全隱患多等缺點(diǎn)，限制了其在較大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用；且規(guī)模大的網(wǎng)絡(luò)可能存在環(huán)路，廣播報(bào)文容易造成廣播風(fēng)暴。現(xiàn)有的解決方法中，網(wǎng)絡(luò)控制器、交換機(jī)和終端都要增加額外的處理負(fù)擔(dān)和資源浪費(fèi)，并且隨著網(wǎng)絡(luò)廣播報(bào)文的增加，SDN控制器負(fù)載也隨之迅速增大。

發(fā)明內(nèi)容