[發明專利]一種交換機網絡化在線配置方法、系統和設備

有效

• 申請號: 202110973440.5
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113708966B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 劉凱;晏堅;王帥;李建華
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04L41/0803
• 分類號: H04L41/0803;H04L41/082
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 冀志華

本發明涉及一種交換機網絡化在線配置方法、系統和設備，包括：在可編程交換機內部設置交換機配置模塊和若干可編程模塊，并創建AMID表和IMID表；接收并解析網絡控制器發送的交換機配置信息，得到配置操作類型及模塊配置信息；確定各可編程模塊的MID，并對AMID表和IMID表進行更新，同時將模塊配置信息下發至相應的可編程模塊；各可編程模塊根據接收到的模塊配置信息完成在線配置，配置完成后發送配置完成信息到交換機配置模塊；交換機配置模塊接收到所有可編程模塊發送的配置完成信息后，發送交換機配置確認及更新信息到網絡控制器。本發明可以廣泛應用于網絡技術領域。

技術領域

本發明涉及一種交換機網絡化在線配置方法、系統和設備，屬于網絡技術領域。

背景技術

隨著網絡技術的蓬勃發展，越來越多的網絡協議被提出，這就要求網絡需要快速支持多種協議的更新升級。軟件定義網絡(Software-Defined Network，SDN)作為一種新型網絡架構，將網絡的控制平面與數據平面分離，控制平面通過北向接口與網絡應用進行交互，通過南向接口與數據平面進行交互。網絡工程師和管理員只需要對網絡應用進行編程，就能夠簡單和高效地配置和管理網絡，從而對網絡功能需求的變化作出快速響應，使得網絡演進變得敏捷而靈活。

然而，早期的SDN可編程性主要體現在控制平面，以OpenFlow為代表的轉發平面與特定協議綁定，其轉發能力固定且有限。為支持新協議，轉發平面往往需要花費大量精力來擴展交換機的軟硬件功能，導致更新周期過長，難以滿足新協議的快速部署要求。為了解決數據平面發展滯后于網絡協議發展的問題，2014年斯坦福大學的Nick McKeown教授和普林斯頓大學的Jennifer Rexford教授等共同提出了P4編程語言，使用首部(Headers)、解析器(parsers)、表(Tables)、動作(Action)、流控制等要素對交換機的轉發操作進行建模，為數據平面帶來了可編程性。基于P4的可編程數據平面開發采用的是“編程——編譯——離線配置”的開發模式，網絡擁有者和運營商采用P4語言完成網絡功能的開發，并利用P4編譯器得到P4交換機配置文件，完成對交換機的離線配置，進而實現新網絡功能和協議的部署。但是該開發模式在交換機配置時需要交換機宕機，隨著網絡規模和數據量的不斷增長，交換機宕機會導致網絡升級時間增大，降低網絡的快速響應能力及用戶服務質量。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種交換機網絡化在線配置方法、系統和設備，通過網絡化在線配置交換機，實現網絡的快速升級，提升用戶服務質量。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

本發明的第一個方面，是提供一種交換機網絡化在線配置方法，其包括：

步驟1：在可編程交換機內部設置交換機配置模塊和若干可編程模塊，并創建AMID表和IMID表，分別用于存儲活動可編程模塊和空閑可編程模塊對應的MID；

步驟2：通過交換機配置模塊接收并解析網絡控制器發送的交換機配置信息，得到配置操作類型及模塊配置信息；

步驟3：根據配置操作類型及模塊配置信息確定各可編程模塊的MID，并對AMID表和IMID表進行更新，同時將模塊配置信息下發至相應的可編程模塊；

步驟4：各可編程模塊根據接收到的模塊配置信息完成在線配置，配置完成后發送配置完成信息到交換機配置模塊；

步驟5：交換機配置模塊接收到所有可編程模塊發送的配置完成信息后，發送交換機配置確認及更新信息到網絡控制器，完成交換機網絡化在線配置。

優選地，所述步驟2中，所述配置操作類型包括在線刪除可編程模塊、在線增加可編程模塊以及在線配置可編程模塊；所述模塊配置信息包括：配置模塊集合Rs＝{MID_R1，...，MID_RN}、刪除模塊集合DS＝{MID_D1，…，MID_DN}和增加模塊數量AN。