[发明专利]封包交换系统及方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种技术，且特别是有关于一种封包交换系统及方法。

背景技术

因应日趋复杂的网络环境，传统网络交换器与路由器的功能繁多，致使网络传输效能低落，而且受到网络硬件设备的操作系统局限，管理者难以依照需求自由管理网络封包传递路径。因此，2008年美国史丹佛大学（Stanford University）开始推动一项实验性技术“OpenFlow”，期望能够以开放式网络管理架构来提高网络效能与弹性应用需求，协助网络服务供应商更为精确的网络管理能力。

OpenFlow的技术内容指的是将过去统一由网络交换器／路由器执行的网络路径控管与数据封包传输功能区分开来，让网络路径控管的功能另外以安装OpenFlow控制软件的控制服务器来决定。其中，OpenFlow交换器所储存的管理流程表（flow table）是由控制服务器进行管理。数据封包传输与处理，则由OpenFlow交换器根据流程表中储存的项目（entry），包含匹配条件与对应处理动作来进行。

然而，OpenFlow交换器中的记忆体储存量有限。当使用者为使交换器更具效率而增加过多项目于流程表中时，将使记忆体无法负荷，反而无法提升效率。

因此，如何设计一个新的封包交换系统及方法，以提升测试的效率与速度，乃为此一业界亟待解决的问题。

发明内容

因此，本发明的一方面是在提供一种封包交换系统，包含：多个封包交换模块以及控制模块。封包交换模块分别包含储存多个封包流程表的记忆单元。控制模块耦接于封包交换模块，以更新封包流程表，控制模块包含用以储存计算机可执行的多个指令的记忆体以及处理器，处理器是用以执行指令，以进行下列动作：产生对应于封包交换模块其中的一目标封包交换模块的流程项目（entry）；判断目标封包交换模块的记忆单元的储存剩余量小于临界值；自其他封包交换模块中，选择具有储存剩余量不小于临界值的记忆单元的转发封包交换模块；以及根据流程项目新增转发流程项目于目标封包交换模块的封包流程表及新增处理流程项目至转发封包交换模块的封包流程表。其中，当目标封包交换模块接收对应转发流程项目的封包，是根据转发流程项目转发封包至转发封包交换模块，以使转发封包交换模块根据处理流程项目对封包进行处理。

依据本发明一实施例，其中流程项目包含至少一匹配条件以及至少一封包内容处理动作，转发流程项目包含至少部分匹配条件及转发处理动作，处理流程项目包含匹配条件以及封包内容处理动作。

依据本发明另一实施例，其中目标封包交换模块判断封包满足至少部分匹配条件，以根据转发处理动作转发封包至转发封包交换模块，转发封包交换模块判断封包满足匹配条件，以根据封包内容处理动作对封包进行处理。

依据本发明又一实施例，其中处理流程项目还包含封包回送处理动作，转发封包交换模块还根据封包回送处理动作回送封包至目标封包交换模块。

依据本发明再一实施例，其中流程项目还包含传送（forwarding）处理动作，处理器还新增包含至少部分匹配条件以及传送处理动作的传送流程项目于目标封包交换模块的封包流程表，以使目标封包交换模块自转发封包交换模块接收封包后，判断封包满足至少部分匹配条件，以根据传送处理动作传送封包至目标封包交换模块外。其中目标封包交换模块根据传送流程项目传送封包至目的封包交换模块或目的主机。

依据本发明更具有的一实施例，其中封包交换模块分别为OpenFlow封包交换模块。

依据本发明再具有的一实施例，其中记忆单元为三元内容定址记忆体（Ternary Content Addressable Memory；TCAM）。

依据本发明的一实施例，其中当处理单元判断目标封包交换模块的记忆单元的储存剩余量不小于临界值时，处理单元直接新增流程项目至目标封包交换模块的封包流程表，以使当目标封包交换模块接收对应流程项目的封包，是根据流程项目对封包进行处理。