[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于批量更新的多核SDN交換機(jī)流表管理方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011110410.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112260948B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜艷;崔佳;宋磊;吳京洪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所;中科海網(wǎng)（蘇州）網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04L12/721
• 分類(lèi)號(hào): H04L12/721;H04L12/741;H04L12/931;H04L29/08
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;王蔚

本發(fā)明屬于SDN交換機(jī)的流表管理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種基于批量更新的多核SDN交換機(jī)流表管理方法，該方法包括：多核SDN交換機(jī)的控制平面接收控制器實(shí)時(shí)下發(fā)的建表消息，并將其存儲(chǔ)至建表表；控制平面接收控制器實(shí)時(shí)下發(fā)的更新表項(xiàng)消息，并緩存至增量表；判斷是否達(dá)到批量更新條件；如果達(dá)到批量更新條件，則將緩存至增量表的N條更新表項(xiàng)消息進(jìn)行一次批量更新，并將其更新至全量表；根據(jù)建表表和全量表，基于控制平面任選的待修改版本，生成具有查找樹(shù)信息的當(dāng)前最新流表發(fā)布版本，供轉(zhuǎn)發(fā)平面查表使用；轉(zhuǎn)發(fā)平面中的多個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)發(fā)核對(duì)當(dāng)前最新流表發(fā)布版本進(jìn)行并行查表，并依據(jù)各自查詢(xún)到的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于SDN交換機(jī)的流表管理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種基于批量更新的多核SDN交換機(jī)流表管理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network，SDN)交換機(jī)是一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，是網(wǎng)絡(luò)虛擬化的一種實(shí)現(xiàn)方式。通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制面與數(shù)據(jù)面分離開(kāi)來(lái)，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，為核心網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用的創(chuàng)新提供了良好的平臺(tái)。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，為了滿(mǎn)足各種復(fù)雜的業(yè)務(wù)需求，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化也正變得越來(lái)越頻繁，在SDN網(wǎng)絡(luò)中，需要通過(guò)不斷更新SDN交換機(jī)中的流表來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)功能，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)包的正確處理。同時(shí)，隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)的不斷增加，網(wǎng)絡(luò)上的流量也呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)，SDN交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)性能在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中變得尤為重要。

為了提升性能，通常采用基于多核處理器的SDN交換機(jī)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，多核SDN交換機(jī)具有多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的轉(zhuǎn)發(fā)核，可以并行執(zhí)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)流程；這對(duì)流表的更新效率和轉(zhuǎn)發(fā)核的查表效率都提出了很高的要求，只支持全量更新的ACL算法具有很高的查表性能，但更新效率很低。目前，在SDN網(wǎng)絡(luò)中控制器下發(fā)流表方式為逐條下發(fā)，而交換機(jī)采用ACL算法，每次需要全量更新查找樹(shù)；因此，現(xiàn)有的逐條下發(fā)的更新流表的處理方法流表更新性能較差，無(wú)法滿(mǎn)足業(yè)務(wù)要求。另外，上述現(xiàn)有的更新流表的處理方法中，為每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)核設(shè)置對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)表的方案，可以避免多核間流表更新和查找沖突，但不利于網(wǎng)絡(luò)流量在多核間的均衡，不能充分利用多核的優(yōu)勢(shì)，限制了轉(zhuǎn)發(fā)性能。同樣的，為每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)核維護(hù)一套流表的方案，加劇了轉(zhuǎn)發(fā)核的負(fù)擔(dān)，更限制了轉(zhuǎn)發(fā)性能。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明提出了一種基于批量更新的多核SDN交換機(jī)流表管理方法，該方法在多核SDN交換機(jī)中快速進(jìn)行流表和表項(xiàng)加載的方法，以提高SDN交換機(jī)的流表更新性能和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)性能。通過(guò)控制平面與轉(zhuǎn)發(fā)平面的分離，并將轉(zhuǎn)發(fā)平面查表使用的多份流表發(fā)布版本交由控制平面統(tǒng)一管理，避免了每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)核自己更新表項(xiàng)時(shí)都需要?jiǎng)?chuàng)建查找樹(shù)，減輕了轉(zhuǎn)發(fā)核負(fù)擔(dān)，提高了交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)性能。

本發(fā)明提供了一種基于批量更新的多核SDN交換機(jī)流表管理方法，該方法包括：

多核SDN交換機(jī)的控制平面接收控制器實(shí)時(shí)下發(fā)的建表消息，并將其存儲(chǔ)至建表表；

多核SDN交換機(jī)的控制平面接收控制器實(shí)時(shí)下發(fā)的更新表項(xiàng)消息，并緩存至增量表；判斷是否達(dá)到批量更新條件；

如果達(dá)到批量更新條件，則將緩存至增量表的N條更新表項(xiàng)消息進(jìn)行一次批量更新，并將其更新至全量表；根據(jù)建表表和全量表，基于控制平面任選的待修改版本，生成具有查找樹(shù)信息的當(dāng)前最新流表發(fā)布版本，供多核SDN交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)平面查表使用；其中，N為大于或等于1的正整數(shù)；

如果未達(dá)到批量更新條件，則繼續(xù)將更新表項(xiàng)消息緩存至增量表，直至達(dá)到批量更新條件；

多核SDN交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)平面中的多個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)發(fā)核對(duì)當(dāng)前最新流表發(fā)布版本進(jìn)行并行查表，并依據(jù)各自查詢(xún)到的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)之一，所述批量更新條件為預(yù)先設(shè)定的批量更新時(shí)間和預(yù)先設(shè)定的接收更新表項(xiàng)消息的數(shù)量N。