[发明专利]流映射处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其是涉及一种流映射处理方法及装置。

背景技术

由于现在的网络暴露出了越来越多的弊病以及人们对网络性能的需求越来越高，研究人员不得不把很多复杂功能加入到路由器的体系结构当中，例如内部网关协议（Open Shortest Path First，简称为OSPF）、边界网关协议（Border Gateway Protocol，简称为BGP）、组播、区分服务、流量工程、网络地址转换（Network Address Translation，简称为NAT）、防火墙、多协议标签转换(Multi-Protocol Label Switching，简称为MPLS)等。这就使得路由器等交换设备越来越臃肿而且性能提升的空间越来越小。

然而与网络领域的困境截然不同的是，计算机领域实现了日新月异的发展。仔细回顾计算机领域的发展，不难发现其关键在于计算机领域找到了一种简单可用的硬件底层(x86指令集)。由于有了这样一种公用的硬件底层，所以在软件方面，不论是应用程序还是操作系统都取得了飞速的发展。现在很多主张重新设计计算机网络体系结构的人士认为：网络可以复制计算机领域的成功来解决现在网络所遇到的所有问题。在这种思想的指导下，将来的网络必将是这样的：底层的数据通路（交换机、路由器）是“哑的、简单的、最小的”，并定义一个对外开放的关于流表的公用的应用程序编程接口（Application Programming Interface，简称为API），同时采用控制器来控制整个网络。未来的研究人员就可以在控制器上自由的调用底层的API来编程，从而实现网络的创新。

基于上述的理念，出现了软件定义网络（Software Defined Network，简称为SDN），其最初是由美国斯坦福大学clean slate研究组提出的一种新型网络创新架构（如图1所示）。目前，其核心技术OpenFlow协议（如图2所示）通过将网络设备控制面（包含OpenFlow Controller）与数据面（包含OpenFlow逻辑交换机，OpenFlow Logical Switch，简称为OFLS）分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。

OpenFlow协议是用来描述控制器和交换机之间交互所用信息的标准，以及控制器和交换机的接口标准。协议的核心部分是用于OpenFlow协议信息结构的集合。

图4为根据相关技术的基于每个流表的报文处理示意图。在图4中，（1）：找到最高优先级的匹配流条目；（2）：应用指令：修改报文或更新匹配的域；更新动作集；更新元数据；（3）：将匹配数据和动作集发送给下一个流表。OpenFlow流表（如图4所示）或经过编排的多个流表级联而成管道用来配置交换机转发路径（如图3所示），流表条目由匹配字段、计数器和指令集等如下几个字段构成：

Match FieldsPriorityCountersInstructionsTimeoutsCookie

其中Match Fields是报文匹配的输入关键字，用于匹配一条流表条目；计数器是用于管理用的各种统计信息；指令集（Instructions）是指对报文的操作指令，包括丢弃、转发报文到指定端口、设置报文头部字段值、增加封装标签等。动作集（Action Set）和每个报文相关联，它在管道的多个流表之间传递并被各流表的指令所修改，直到管道处理结束，形成最终的动作集。