[发明专利]ForCES系统中逻辑功能块拓扑正确性的验证方法

说明书

技术领域

本发明属于网络通信技术领域，尤其涉及一种ForCES系统中逻辑功能块拓扑正确性的验证方法。

背景技术

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设备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。

针对上述问题，为了摆脱传统网络设备体系结构的束缚，2003年IETF成立了ForCES（Forwarding and Control Element Separation, 转发和控制件分离）工作组，专门研究开放架构的新一代网络设备的体系结构。

ForCES技术的关键点是网络节点设备在结构上实现转发面和控制面分离，同时转发面内部资源实现虚拟化、模块化、标准化，进而实现柔性的开放可重构，这些特征使得网络运营者可以搭积木的方式重组功能模块，进而定制实现各种新业务。以上这些技术特点，使得ForCES架构成为实现新型网络服务应用如三网融合、云计算等的网络节点设备重要技术架构。

一个ForCES系统（ForCES Network Element， ForCES NE）分成转发件（Forwarding Element，FE）和控制件（Control Element，CE）两部分。FE实现对数据包的转发处理，其典型结构如图 1所示。FE中包含有对数据包进行处理和转发的各种逻辑功能块，如分类、调度、IPv4 或 IPv6 转发等。根据对数据包进行的不同处理操作，FE可以由分类、调度、队列管理等逻辑功能模块（Logical Function Block，LFB）组成，互联网协议RFC5812 规定了这些LFB的具体模型“ForCES Forwarding Element (FE) Model”。ForCES协议栈完成协议解析、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RFC3746规定了转发与ForCES的框架（Framework），互联网协议RFC5810规定了FE与CE间的标准信息交换协议“ForCES Protocol Specification”，标准化使得FE和CE可以由不同厂家生产。

LFB作为一个可以完成既定功能的逻辑模块，必须提供一系列的参数（如：EtherPort LFB的IP地址和mask地址等）供用户配置和参看。参数隶属于LFB，LFB隶属于FE，FE隶属于ForCES NE，按照这种逻辑层次关系，可以构造出一个树状的ForCES NE资源览图（类似于Windows的资源管理器）且每一个参数就是该树上的一个节点。每个节点在树上的位置是唯一的，为了方便节点的管理需要对每个节点进行编号，原则是：FE号+LFB类号+LFB实例号+元素号，ForCES称采用这种原则的编号为路径（Path）。针对每个节点，还需对其进行描述，主要是: 节点的说明信息和数据类型（例如IP地址的数据类型是32位整型数），这些描述信息我们称之为LFB属性（Attribute）。

LFB能力（capability）反映了LFB的容量，只供外部查询，比如LFB所对应的LFB类的版本号，LFB类支持的可选特性，一个输出端口组的最大可配置输出端口数量，对LFB属性额外的范围约束。

LFB拓扑图上的任何一条有向边一定是从起点LFB的输出端口到终点LFB的输入端口，所述输出和输入端口的信息必须是相同的，基于此我们在拓扑图上描述一条拓扑连线时，只需写明输出或输入中的一个即可。FE内这些LFB之间的连接关系构成了ForCEs系统的内部拓扑，通常一个拓扑对应ForCES系统的一种功能。ForCES系统中LFB的动态拓扑指的是用户在线、实时地改变系统内部拓扑，从而实现对系统的功能转换和升级等。

尽管国内外有多家研究机构对基于ForCES系统的实现方案进行了研究，但到目前为止，各研究小组也尚未公开过有效的ForCES系统中LFB拓扑正确性验证的实现方案。

发明内容