[发明专利]一种对OpenFlow网络进行网络编码的方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络编码技术领域，主要适用于对OpenFlow网络进行网络编码的方法。

背景技术

随着互联网技术的迅速发展，网络承载的业务数量日趋庞大，业务种类日趋复杂，网络规模也因此不断增长，这使得基于传统网络体系架构的功能性设计缺陷引发的网络弊病日益明显。目前的网络效率低，难以扩展，在网络服务质量、安全性、可管理性等方面都无法满足用户日益苛刻的需求。针对目前所遇到的问题，Nick McKeown教授等人在2007年提出的软件定义网络（Software Defined Networking，SDN）。OpenFlow是实现SDN的核心技术，OpenFlow将原有的完全由交换机/路由器控制的报文转发方式转化为基于多域网包包头描述的流转发方式，同时传统的控制层面从转发设备中剥离出来，所有转发行为的决策都迁移到了某个集中控制器上，实现了数据转发和路由控制的分离。OpenFlow网络结构具体如图1所示，主要由OpenFlow交换机02和OpenFlow控制器01组成，在OpenFlow网络结构中，OpenFlow交换机02主要由流表03、安全通道04和OpenFlow协议05三部分构成。其中，流表03用来进行数据包的查找和转发。安全通道04是连接OpenFlow交换机02到OpenFlow控制器01的接口。OpenFlow交换机02和OpenFlow控制器01通过安全通道04进行通信，而且所有的信息必须按照OpenFlow协议05规定的格式来执行。OpenFlow协议05用来描述OpenFlow控制器01和OpenFlow交换机02之间交互所用信息的标准，以及OpenFlow控制器01和OpenFlow交换机02的接口标准。协议的核心部分是用于OpenFlow协议05信息结构的集合。OpenFlow控制器01是整个系统的大脑，通过控制其所管辖的OpenFlow交换机02中的流表03（包括流表项的添加、修改以及删除等基本操作）来负责整个网络的控制逻辑。各种操作的逻辑功能是基于OpenFlow控制器01上运行的控制程序来实现的。

自从2000年首次提出将网络编码（Network Coding）引入网络通信中以来，由于网络编码能够带来提升网络吞吐量、均衡网络负载、提高带宽利用率、提高网络链接鲁棒性及减少网络管理开销等一系列好处，基于网络编码的路由设计、内容分发、存储等方面的研究陆续展开，并取得了众多具有实用性的研究成果。目前网络编码已广泛应用于Ad-hoc网络、传感器网络、P2P文件共享系统、分布式文件存储和网络安全等领域。

2012年8月Felicián Németh等人首次尝试将网络编码应用于OpenFlow网络，并通过实验取得了成功，证实了在OpenFlow网络上使用网络编码的可行性。但他们只是在蝴蝶网络中实现了异或的网络编码方式，对OpenFlow交换机进行相应的编解码改动，仍需要通过人工静态配置OpenFlow交换机流表，并未在OpenFlow控制器上提出对应于网络编码的改动。目前在OpenFlow网络中应用网络编码还处于刚刚起步阶段，并没有成熟的研究成果，仍存在很多待解决的问题，国内还没有对此相关的研究。OpenFlow交换机的编码能力没有得到充分发挥，OpenFlow控制器在目前的网络编码中没有起到相应的作用。目前已有的基于OpenFlow的网络编码均为OpenFlow交换机自身根据设定的编码方式进行的编码，没有与OpenFlow控制器进行有关编码的交互行为。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种对OpenFlow网络进行网络编码的方法，它能够使OpenFlow交换机与OpenFlow控制器进行有关编码的交互行为，从而提高OpenFlow网络中的OpenFlow交换机和OpenFlow控制器的实用性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种对OpenFlow网络进行网络编码的方法包括：

若OpenFlow交换机支持网络编码，则OpenFlow控制器得到所述OpenFlow交换机的网络编码配置参数；

当OpenFlow交换机接收到数据包时，对所述数据包进行流表匹配，并判断OpenFlow交换机中是否存在数据包的编码策略；

若OpenFlow交换机中不存在数据包的编码策略，则将数据包发送到所述OpenFlow控制器，由OpenFlow控制器设计数据包的编码策略，并将所述编码策略发回到OpenFlow交换机，由OpenFlow交换机响应。