[发明专利]一种软件定义网络中网络功能抽象方法及其装置

说明书

本发明提供了一种软件定义网络系统中网络功能抽象实现方法及其装置，其中：定义基于规则结构的网络功能抽象描述模型，基于所述网络功能抽象描述模型，控制器对定制网络功能进行解释、并生成底层网络设备所支持的配置脚本，例如：符合Openflow协议规范的流表表项，控制器将所生成的设备配置脚本通过相关的控制协议(例如：Openflow协议)下发给底层网络设备。如此，可屏蔽网络设备以及网络功能的复杂性以及多样性，只需要创建抽象的网络功能规则条目，在其中指明目标网络功能，执行的对象以及执行动作的高层描述，而不需要了解底层网络的细节。

技术领域

本发明涉及通信技术领域中的，尤其涉及一种软件定义网络。

背景技术

SDN(软件定义网络)是一种新兴的网络架构，具备灵活，可管理等特性，并且更适应当前网络应用升级变化频繁等特点。SDN将控制与转发分离，并且支持对网络编程。如何使能网络可编程？网络抽象被看作是一种有效的方式，原来由底层网元所承担的网络功能将会被抽象，由一系列统一形式的，可配置的动作集所替代和实现。例如，我们可以将Openflow协议看作是传统路由、转发功能的一种抽象。一系列的流表表项被下发和配置到交换机路由器上。这些流表表项可以起到原有路由协议同样的功能：识别数据包并决定如何处理该数据包。在交换机或者路由器上不再需要安装传统的路由或者转发协议。一系列Openflow流表表项取代了原有路由转发协议，并且它们可以很方便地被配置或者编程，这就是路由转发功能的抽象。

OpenFlow是一种新型网络协议，OpenFlow提出的出发点控制转发分离架构，将控制逻辑从网络设备中分离出来，交给中央控制器集中统一控制，实现网络业务的灵活部署，并且他们设计了OpenFlow协议作为控制器与交换机通讯的标准接口。近年OpenFlow已经引起了网络设备商和网络管理员的广泛关注，使用OpenFlow协议实现软件定义网络，可以把网络作为一个整体而不是许多独立分散的设备来集中进行管理，大大提升了网络可用性和网络管理效率.

网络设备维护一个或者若干个流表，并且数据流只按照这些流表进行转发。流表本身的生成、维护完全由外置的控制器来管理。流表项并非仅指普通的IP五元组，而是由一些关键字和执行动作组成的灵活规则，并且每个关键字字段都是可以通配的。在实际应用中，网络管理人员可以通过配置流表项中具体的匹配关键字来决定使用何种粒度的流转发规则。例如，如果只需要根据目的IP进行 路由，那么下发流表项时，关键字只匹配目的IP字段，其它关键字全通配，而动作中只需要一个出端口即可实现常规的IP路由转发

OpenFlow协议是描述控制器和交换机之间交互信息的南向接口标准。OpenFlow协议支持三类消息类型：Controller-to-Switch，Asynchronous和Symmetric，每一种类型都有多个子类型，控制器和交换机之间通过这三类消息进行连接建立，流表下发和信息交换，实现对网络中所有OpenFlow交换机的控制。

如前所述，Openflow流表是传统路由转发功能的抽象，除此之外，没有针对其他网络功能的抽象。

即使是Openflow对于传统路由的抽象，也存在一些缺点：网络编程者必须了解底层网络设备的细节。举例来说，当他需要针对某些数据包定制某一条路由规则时，首先他需要找出这些特定数据包的特征并找到它们的特征域；然后需要了解设备的端口号并决定从哪个端口转发；最后他需要创建完整的流表表项并通过标准的接口下发给网络设备。整个过程非常复杂，对于网络管理员来说都不轻松，更何况网络应用开发者。需要指出的是，我们这里所说的网络应用不是指用户级的应用(如视频，web，游戏等)，而是指网络层的应用(如路由，DHCP，负载均衡，防火墙，虚拟网络运营等)。