[发明专利]基于开放流的网络通信方法、控制器和交换机

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信领域，并且更具体地，涉及一种基于开放流的网络通信方法、交换机和控制器。

背景技术

随着全球信息通信技术(Information Communication Technology，ICT)的发展，网际协议（Internet Protocol，IP）网络的应用取得巨大成功。然而，IP网络存在的潜在问题不但没有得到解决，而且随着网络规模不断扩大。首先，在传统的IP网络中，控制面与数据面都由路由器处理，这样不但占用路由器的处理器的资源，而且随着网络协议越来越复杂，控制面占用网络带宽也越来越严重。其次，整个IP网络中没有全局的决策者，每个路由器进行独立的管理操作，使得路由器的功能变得越来越复杂；此外，IP网络还存在的一个很大的弊端是随着网络规模的不断扩大，故障定位与恢复越来越困难。

为了解决上述问题，美国斯坦福大学提出了一种支持网络创新研究的新型网络架构开放流（Openflow）。开放流的主要部件包括开放流控制器、开放流交换机以及将它们进行链接的链路。其中，开放流控制器中存储整个网络的拓扑结构，并为需要转发的数据流生成流表，下发到相应的交换机中；开放流交换机中存储控制器下发的流表信息，并根据流表信息进行数据转发。

开放流实现了将数据面与控制面分离。在控制器中存储着整个网络的视图，使得快速故障定位和故障恢复成为可能。而开放流交换机只需要关注数据转发，使得转发更高效，这样也使得交换机更廉价。然而，在开放流架构中，当网络链路出现故障时，如何确保网络通信系统的可靠性和可用性，仍有待于继续研究。

为了解决上述问题，现有技术中提出了一种浮动流表技术。在浮动流表技术中，控制器计算从主机（Host）1到Host 2两条链路，主链路和浮动链路，并将流表信息下发至两条链路所经过的交换机。当主链路出现故障时，交换机将启动浮动链路，数据包将从浮动链路进行转发。

但是，在浮动流表技术中，首先，需要多计算一条浮动流表，增加了控制器处理开销。其次，交换机需要额外存储浮动流表信息，浪费了交换机的高速存储器的存储资源；再次，当两个主机之间只存在一条主链路时，该方法失效。

发明内容

本发明实施例提供一种基于开放流的网络通信方法、控制器和交换机。在保证数据传输不间断的前提下避免了计算浮动链路和存储浮动链路所带来的资源损耗。

第一方面，提供一种基于开放流的网络通信方法，包括：第一控制器接收第一交换机由于第一数据链路故障而转发的第一数据包；所述第一控制器确定所述第一数据链路的链路信息；根据所述链路信息，所述第一控制器向第二交换机转发所述第一数据包，所述第二交换机为所述第一数据链路所经过的交换机。

结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，在所述第一控制器向第二交换机转发所述第一数据包之后，所述方法还包括：所述第一控制器确定第二数据链路，并确定第二流表信息，所述第二数据链路用于转发与所述第一数据包具有相同源地址和目的地址的后续数据包，所述第二流表信息用于指示所述第二数据链路所经过的交换机根据所述第二数据链路的链路信息转发所述后续数据包；所述第一控制器向所述第二数据链路所经过的交换机转发所述第二流表信息，以便所述第二数据链路所经过的交换机根据所述第二流表信息转发所述后续数据包。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述第一控制器向第二交换机转发所述第一数据包，包括：所述第一控制器通过第三交换机向所述第二交换机转发所述第一数据包；其中，所述第三交换机是位于所述第一交换机所在的第一网络，且受控于所述第一控制器的交换机。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述第一控制器向第二交换机转发所述第一数据包，包括：所述第一控制器通过第二控制器向所述第二交换机转发所述第一数据包；其中，所述第二交换机位于第二网络中，且受控与所述第二网络中的第二控制器的交换机。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述第一控制器接收第一交换机由于第一数据链路故障而转发的第一数据包，包括：所述第一控制器接收所述第一交换机通过第四交换机转发的所述第一数据包。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述第一控制器向所述第二数据链路所经过的交换机转发所述第二流表信息，包括：所述第一控制器通过第五交换机向所述第一交换机转发所述第二流表信息。