[发明专利]面向OpenFlow的集中管理交换机及其数据处理方法

说明书

技术领域

本发明属于OpenFlow网络设计技术领域，尤其涉及一种面向OpenFlow的集中管理交换机及其数据处理方法。

背景技术

随着网络技术的不断成熟和发展，在现有的网络设备及协议基础之上，想要对已有网络进行创新性试验变得越来越困难。可能会对正常数据通信产生影响的疑虑，成为试验新型协议的最大障碍，也使得对当前网络的创新行为所产生的实际影响有限。

因此提出了OpenFlow，基于流分类的新型网络试验技术。借助OpenFlow技术，研究者可以在现有网络上试验新型网络协议。OpenFlow是基于交换机部署的，要求每个交换机上包含一个开放的数据流表与一个用于增删流表项的标准化接口。OpenFlow一方面支持研究者在不同种类的交换机上以统一的方式线速的、高端口密度下进行试验，同时不需要设备提供商揭示其交换机内部工作原理。与传统的交换机不同之处，OpenFlow交换机可以准确地识别数据流的类型，并根据制定好的规则对不同类型数据流进行单独处理。

为准确地标识每个流，通常必须查找数据包内的多个维（域）并且根据多个标准作出决策。三元内容可寻址存储器（Ternary content-addressable memory，简称TCAM）是一种特定类型的完全关联存储器。基于TCAM的方法在高速报文分类领域很有前景，因为它可以在一次访存时间内完成匹配并返回结果。为了满足灵活多变的查表需求，需要实现对查找表的灵活配置。因此，合理的管理多维查找表显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种面向OpenFlow的集中管理交换机及其数据处理方法，利用TCAM技术实现OpenFlow流表数据的快速查找。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种面向OpenFlow的集中管理交换机，其特征在于所述交换机包括顺序相连的输入控制模块、报文匹配控制模块和输出控制模块；

所述输入控制模块用于接收OpenFlow交换机发送的数据包，并对数据包进行解析，提取其中的关键字后发送至报文匹配控制模块；

所述报文匹配控制模块用于对关键字进行查表匹配操作，并将查表匹配结果发送至输出控制模块；

所述输出控制模块用于输出查表匹配结果；

所述报文匹配控制模块包括三元内容可寻址存储器，所述三元内容可寻址存储器由顺序连接的比较寄存器、掩码寄存器、存储器和优先译码器组成；

所述比较寄存器用于存储报文匹配控制模块接收的关键字并发送至掩码寄存器；

所述掩码寄存器用于将关键字转换为查找字并发送至存储器；

所述存储器用于存储含有OpenFlow数据处理规则的流表，还用于接收查找字，并根据查找字在含有OpenFlow数据处理规则的流表中进行查找操作，查找到与查找字匹配的OpenFlow数据处理规则，最后将匹配的OpenFlow数据处理规则发送至优先译码器；

所述优先译码器用于接收匹配的OpenFlow数据处理规则，并在匹配的OpenFlow数据处理规则中找到最优的OpenFlow数据处理规则，并根据最优的OpenFlow数据处理规则产生匹配位置定位信号和匹配命中信号。

一种面向OpenFlow的集中管理交换机的数据处理方法，其特征在于所述方法包括：

步骤1：输入控制模块接收OpenFlow交换机发送的数据包，并对数据包进行解析，提取其中的关键字后发送至报文匹配控制模块；

步骤2：报文匹配控制模块的比较寄存器关键字并发送至掩码寄存器；

步骤3：掩码寄存器将关键字转换为查找字并发送至存储器；

步骤4：存储器根据查找字在含有OpenFlow数据处理规则的流表中进行查找操作，查找到与查找字匹配的OpenFlow数据处理规则；

步骤5：存储器将匹配的OpenFlow数据处理规则发送至优先译码器；

步骤6：优先译码器接收匹配的OpenFlow数据处理规则，并在匹配的OpenFlow数据处理规则中找到最优的OpenFlow数据处理规则，并根据最优的OpenFlow数据处理规则产生匹配位置定位信号和匹配命中信号；

步骤7：优先译码器将匹配位置定位信号和匹配命中信号发送至输出控制模块；

步骤8：输出控制模块输出匹配位置定位信号和匹配命中信号。

本发明利用三元内容可寻址存储器对OpenFlow流表数据进行快速查找，其速度更快、管理方便且实现简单。

附图说明