[發明專利]一種基于OVS的NFV報文轉發方法

有效

• 申請號: 202010634384.8
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111800342B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 原玉磊;時向泉;蘇金樹;陳曙暉;陶靜;趙寶康
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H04L12/741
• 分類號: H04L12/741;H04L29/08
• 代理公司: 湖南企企衛知識產權代理有限公司 43257
• 代理人: 任合明

本發明公開了一種基于OVS的NFV報文轉發方法，目的是解決服務功能鏈節點間報文轉發量大、SFC轉發效率低的問題。技術方案是先構建由SF網絡數據構建部件、SFC數據構建部件、報文轉發控制部件、參數配置文件組成的NFV報文轉發系統并將該系統部署在NFV的網絡環境中。SF網絡數據構建部件根據OVS網橋名稱、SF節點的信息構建SF網絡數據鏈表SF_list；SFC數據構建部件根據SF_list和SFC定義數據構建SFC結構數據sfc；報文轉發控制部件根據sfc生成正向傳輸流表和反向傳輸流表；報文轉發控制部件根據正向和反向傳輸流表完成NFV報文轉發。采用本發明可以減少節點數量，避免報文在各個節點間導流時的復雜路由策略計算，避免設計新的應用協議和應用協議處理，極大提高了SFC轉發性能。

技術領域

本發明涉及計算機網絡領域，尤其涉及一種基于OVS(OpenVSwitch)流表的避免NSH協議封裝的NFV報文轉發方法。

背景技術

傳統網絡架構使用大量專用硬件設備，來提供防火墻、入侵防御、網絡地址轉換等網絡功能。隨著大數據、云計算等新興行業的迅速發展，應用對網絡的要求越來越高，部署新的應用往往需要新的專用設備和網絡的支持，為網絡運營成本和運維帶來很大挑戰。為應對這些問題，歐洲電信標準協會(EuropeanTelecommunication Standards Institute，ETSI)提出網絡功能虛擬化(Network FunctionVirtualization，NFV)。NFV技術利用普通商用服務器為網絡功能提供虛擬機、容器等運行環境，用虛擬機或容器中運行的軟件來替換網絡中硬件設備，提高網絡功能的靈活性，降低投資成本、研發成本和運維成本。

在NFV中，一條數據流需要按順序經過多個網絡功能處理，如先經過防火墻，再經過入侵檢測，再經過IPsec(Internet Protocol Security，互聯網安全協議)，最后經過NAT(Network Address Translation，網絡地址轉換)等，這樣的一條串聯網絡功能的鏈被稱為網絡服務功能鏈(ServiceFunction Chaining，SFC)。因此網絡服務功能鏈的實現決定了NFV技術應用的效果和性能。

根據IETF(The Internet Engineering Task Force：互聯網工程任務組)的SFC工作組以及RFC7665標準，網絡服務功能鏈通過多個功能節點來實現，功能節點包括：Classifier(分類器)，SFF(Service Function Forwarder，服務功能轉發器)，SF(ServiceFunction，服務功能)，SFC Proxy(服務功能代理)。為了使報文能夠在各個SF節點之間靈活轉發，RFC8300標準定義了NSH(Network Service Header，網絡業務報頭)用于封裝報文。其中，Classifier負責識別數據流(包括多個報文)，并且將數據流和SFC進行關聯，將數據流送到對應的SFC上去處理。SFF負責對封裝了NSH的報文，根據NSH包含的業務路徑標識和業務標識進行轉發。SFC Proxy是SF的代理，對于需要送給SF的報文，SFC Proxy為SF解掉NSH封裝；對從SF收到的報文，SFC Proxy負責進行NSH封裝，再發給其他節點。

在傳統的服務功能鏈中，為了實現報文在服務功能鏈中的轉發，每個服務功能(即SF節點)的實現需要增加轉發節點(即SFF節點)和代理節點(即SFC Proxy節點)，同時由于報文在多個節點間的轉發增加了傳輸延時，且由于封裝NSH協議，降低了傳輸性能。