[发明专利]软件定义网络协议报文的传输控制方法及装置

说明书

本发明提出软件定义网络协议报文的传输控制方法及装置。方法包括：SDN中的控制器获取SDN中与外部网络或者主机连接的各转发设备的信息；对于与外部网络或主机连接的各转发设备，控制器根据每台转发设备的信息为每台转发设备分别计算向控制器发送SDN协议报文的最大发送速率，并将各最大发送速率分别发送给对应的转发设备，以便：各转发设备根据所述最大发送速率控制向控制器发送SDN协议报文。本发明有效控制了发送给SDN控制器的SDN协议报文。

技术领域

本发明涉及软件定义网络(SDN，Software Defined Network)技术领域，尤其涉及SDN协议报文的传输控制方法及装置。

背景技术

SDN与传统网络的最大区别，是将控制平面和网络转发平面分离开来，网络转发平面将不再拥有控制功能，将控制平面交给独立于转发平面之外的操作系统，特性则基于操作系统进行定制。

OpenFlow(开放流)是SDN架构中定义的一个控制器与转发层之间的通信接口标准。OpenFlow允许直接访问和操作网络设备的转发平面，这些网络设备可能是物理上的，也可能是虚拟的。OpenFlow协议一直在持续发展。

OpenFlow的思想是分离控制平面和数据平面，二者之间使用标准的协议通信；数据平面采用基于流的方式进行转发。

如图1所示，OpenFlow网络由通过OpenFlow Channel(通道)连接的OpenFlowSwitch(交换机)和OpenFlow Controller(控制器)组成。

OpenFlow控制器是控制中心，根据用户的配置或者动态运行的协议生成流表发送到OpenFlow交换机。控制器上可能运行实验程序，或者第三方开发的软件等等。OpenFlow交换机接收OpenFlow控制器设置的流表，并根据流表进行报文处理，向OpenFlow控制器上报本交换机的状态和事件如接口Up/Down。在OpenFlow交换机和控制器之间通过OpenFlow通道(基于TCP或者SSL)进行通信。

OpenFlow转发流程如下：报文在进入OpenFlow交换机后从序号最小的流表开始查表，可以进行多个流表的查询，一旦在某个流表匹配到后，会执行这条流表的动作集(Action Set)，动作集即动作的集合，初始为空，对报文的操作都放在这个集合里。完成最后一个流表的处理后，动作集内的所有动作会被执行，此时报文的内容会被修改，然后从指定出接口转发出去。

OpenFlow通过用户定义的流表来匹配和处理报文。所有流表项都被组织在不同的Flow Table中，在同一个Flow Table中按流表项的优先级进行先后匹配。一个OpenFlow交换机可以包含一个或者多个Flow Table。

Controller下发流表时，协议报文结构如图2所示，其中，：

Match Fields：匹配字段，用于匹配报文；

Priority：优先级，匹配流表项时优先级高的先匹配；

Counters：计数器，匹配报文时更新；

Instructions：指令，更改动作集或管道处理；

Timeouts：超时时间，流表项在该交换机中保存的最大时间或闲置时间；

Cookie：控制器使用的一个标识，可能用于控制器过滤报文统计、流变更、流删除等。

协议里定义了多种匹配规则，包括目的MAC地址，源MAC地址，目的IP地址，源IP地址等。平台都支持这些匹配规则，产品根据自身能力进行定制。报文匹配时分为精确匹配和非精确匹配。

在OpenFlow网络中，由于网络结构的特殊性所有交换机在自身流表中匹配不到的报文都要上送控制器来处理。

发明内容