[发明专利]一种开放式路由器装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机及通信领域，具体涉及一种开放式路由器装置及其方法。

背景技术

随着互联网等计算机网络应用领域的迅速扩大，新特性、新需求不断出现并不断变化，这就要求新一代网络设备应具有足够的灵活性，能快速地对新业务、新需求做出响应；要求新一代网络设备应具有足够的开放性，使用户可以根据所开放的资源灵活组合，以提供不同的网络需求服务；要求新一代网络设备应具有足够的模块化特性，并通过标准化组织进行标准化，使得每个模块可以由不同厂家独立研究开发，又可以通过积木式有机组合成一个整体，这种积木式的发展模式可以极大地加快产品的开发过程，同时也有利于良性竞争、降低成本，个人计算机(PC)的发展已经充分证明了该模式的有效性。

随着网络技术的发展，对路由器装置的要求也越来越高，转发与控制分离的路由器装置由于其高度的灵活性和和优越的性能而得到了广泛研究。转发与控制分离的路由器装置正是由于满足了新一代网络的以上要求而在目前得到了广泛研究。关于转发与控制分离网络件的研究目前主要在互联网标准制定组织IETF引导下开展，IETF成立了专门的ForCES(Forwarding and Control ElementSeparation，转发和控制件分离)工作组中。

ForCES路由器装置的典型结构如图1所示，分成转发件和控制件两部分，它们之间的信息交换使用标准化的被称为“ForCES协议规范(见Avri Doria，王伟明等：RFC5810-ForCES Protocol Specification)”的互联网协议标准，标准化使得转发件和控制件可以由不同厂家生产。一个ForCES路由器装置内有至少一个控制器，也可以有多个冗余的控制器，而转发器的数量可以多达几百个。转发器和控制器之间的信息交换使用ForCES路由器装置管理控制协议完成，实现控制器对转发器的管理和控制。控制器和转发器之间通过网络实现数据交流，其连接可以由一跳网络如以太网，也可以由多跳网络如互联网实现。转发器中包含有对IP数据包进行处理和转发的各种资源如分类器、调度器、路由模块等，这些资源模块都是向控制器开放的。控制器可以通过管理控制协议实现对转发器中资源模块的管理和编程控制，实现各种需要的路由器装置功能，如路由转发、QoS控制等。转发器内的结构如图2所示，协议伺服器完成协议解析、执行等任务。转发器内的资源被表示成具有各种不同逻辑功能的资源模块(LFB)，典型的资源模块有分类器、米表、调度器、最长前缀IPv4或IPv6路由转发模块等。资源模块的功能和性能可以通过控制器经由ForCES路由器装置管理控制协议进行管理和控制。管理控制方式是按照管理控制协议规定的协议数据单元(PDU)格式在控制器和转发器之间交换协议消息。

关于ForCES路由器装置的研究主要在互联网工程任务组织IETF的ForCES工作组中进行。互联网协议RFC3654中规定了ForCES结构路由器装置的需求(Requirements)，RFC3746规定了ForCES结构路由器装置的框架(Framework)。RFC5812规定了转发器中各个资源模块的具体描述模型“ForCES Forwarding Element(FE)Model”，RFC5810规定了ForCES结构路由器装置的管理控制协议“ForCES Protocol Specification”。和传统路由器装置结构相比，ForCES路由器装置的实现存在一个最大的特点就是对标准化的模块进行组装控制实现对各类业务的支持，这使得用户可以灵活的组合路由器装置中的资源实现对新业务的支持。

国内外有多家研究机构对基于ForCES协议的路由器装置实现方案进行研究，但到目前为止，基于ForCES协议的路由器装置具体的实现方案协议中没有给出明确的答案，ForCES各研究小组也尚未公开过有效的控制器和转发器的实现方案。本发明提交单位全面参与了IETF ForCES工作组的研究和标准制定工作，是国际上公认的ForCES技术研究团体。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种开放式路由器装置及其方法。

开放式路由器装置是由控制件和一个或多个转发件组成，控制件包括应用服务层、应用服务适配层、ForCES中间件，转发件包括逻辑功能模块层、逻辑功能模块抽象适配层、ForCES中间件，其中，

应用服务层，各种网络应用服务模块的集合，各模块根据各自网络应用服务需求形成各自对转发件的操作命令及操作参数，并提交给应用服务适配层；