[发明专利]一种基于逻辑功能块的网络设备中央控制器的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于逻辑功能块的网络设备中央控制器的实现方法。

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。转发与控制分离的网络件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和应用。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 Element Separation, 转发和控制件分离）工作组。

转发与控制分离网络件的典型结构如图 1所示。一个转发与控制分离的网络件分成转发件和控制件两部分，控制件和转发件都可以有一个或多个，其中多个控制件实现控制的冗余备份；多个转发件可以实现对不同速率和协议数据包的转发处理，其中转发件的典型结构如图 2所示。转发件中包含有对数据包进行处理和转发的各种资源如分类器、调度器、IPv4 或 IPv6 转发器等。协议伺服器完成协议解析、执行等任务。控制件对转发件进行控制和信息交换，为了实现系统的开放性，其间的信息交换是根据ForCES协议标准进行，确保系统有效运行。互联网协议RFC3654中规定了转发与控制分离网络件的需求（Requirements），互联网协议RFC3746规定了转发与控制分离网络件的框架（Framework），互联网协议RFC5810规定了转发件与控制件间的标准信息交换协议“ForCES Protocol Specification”，标准化使得转发件和控制件可以由不同厂家生产。

基于ForCES架构的网络设备由中央控制器和若干被控件组成。中央控制器和被控件分别相当于转发与控制分离的网络件中的控制件和转发件。被控件主要负责按线速处理和转发数据包，独立完成大部分数据包的转发。根据对数据包进行的不同处理操作，被控件可以分成分类器、调度器、转发器等模块，互联网协议RFC5812 规定了被控件中各个模块的具体模型“ForCES Forwarding Element (FE) Model”。被控件的各模块通过ForCES协议被中央控制器所管理和控制。中央控制器则主要处理ForCES协议消息，并负责建立、配置和更新被控件在处理数据包时需要查找的表和数据结构等。

国内外有多家研究机构对基于ForCES架构的网络设备的实现方案进行研究，但到目前为止，基于ForCES的网络设备的具体实现方案协议中还没有明确的答案，ForCES各研究小组也尚未公开过有效的中央控制器和被控件的实现方案。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，提供一种基于逻辑功能块的网络设备中央控制器的实现方法。

基于逻辑功能块的网络设备中央控制器的实现方法中，网络设备由中央控制器和若干被控件组成，它的步骤如下：

1)初始时把网络设备中央控制器中所有数据包处理模块都按照统一的方式抽象出逻辑功能块类，把数据包处理模块运行后产生的进程或线程视为逻辑功能块实例；

2)中央控制器以统一的方式管理逻辑功能块类和逻辑功能块实例；

3)中央控制器以逻辑功能块管理单元作为管理逻辑功能块类和逻辑功能块实例的统一管理模块；

4)对中央控制器上的逻辑功能块实例进行动态加载和卸载。

所述的初始时把网络设备中央控制器中所有数据包处理模块都按照统一的方式抽象出逻辑功能块类，把数据包处理模块运行后产生的进程或线程视为逻辑功能块实例步骤，包括把逻辑功能块中可供外部操作的内容细分成属性、能力、事件三种，并归纳出其输入输出端口，其具体特征是：

(1) 逻辑功能块属性是反映逻辑功能块特性、可供外部配置和查询的逻辑功能块内容；

(2) 逻辑功能块能力是反映逻辑功能块容量、可供外部查询但不能配置的逻辑功能块内容；