[发明专利]一种基于ForCES控制件控制OpenFlow交换机的系统及协议转换方法

说明书

本发明公开了一种基于ForCES控制件控制OpenFlow交换机的系统及协议转换方法。本发明的核心是在基于ForCES控制件控制OpenFlow交换机的系统中的协议转换装置上，将ForCES协议控制消息映射转换为适用于OpenFlow交换机的OF‑CONFIG协议消息和（或）OpenFlow协议消息，从而实现ForCES控制件对OpenFlow交换机的配置与流表的控制，从而在现有技术中，提高了ForCES协议到OpenFlow协议的兼容性。因此，为将ForCES技术的优点引进到OpenFlow技术提供了一种可行的方案，为突破OpenFlow技术的瓶颈提供了一种新的解决方案。

技术领域

本发明属于通信领域，具体涉及在SDN体系架构中，一种基于ForCES控制件控制OpenFlow交换机的系统及协议转换方法。

背景技术

SDN(Software Defined Network,软件定义网络)是一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式，通过控制平面和数据平面的分离实现了对网络流量的灵活控制。在现有网络中，对流量的控制和转发都依赖于网络设备实现，且设备中集成了与业务特性紧密结合的操作系统和专用硬件，这些操作系统和专用硬件都是各个厂家自己开发和设计的。而在SDN网络中，网络设备只负责单纯的数据转发，可以采用通用的硬件；而原来负责控制的操作系统将替换为独立的网络操作系统，负责对不同业务特性进行适配，而且网络操作系统和业务特性以及硬件设备之间的通信都可以通过编程实现，这也是SDN的意义所在。当前的SDN技术已是百花齐放的状态，OpenFlow技术、ForCES技术、OpenDaylight技术、网络可重构技术等都属于SDN技术领域。

ForCES标准的网络设备内至少有一个(或多个)控制件(Control Element,CE)和多达几百个转发件(Forwarding Element,FE),CE和FE间通过ForCES协议来完成通信。其中，FE内的资源被表示成各种不同的逻辑功能块LFB(Logical Functional Block),各个LFB之间相互连接，CE通过ForCES协议控制各个LFB及它的属性和连接关系。

OpenFlow交换机由FlowTable(流表)、SecureChannel(安全通道)和OpenFlowProtocol(协议)三部分组成，通过提取通信过程中的数据分组的共同特征，将这些共同特征抽象成一个“流”，其核心就是对流的处理，通过网络设备维护流表，并且只按照流表进行转发。OpenFlow交换机利用基于安全连接的OpenFlow协议与控制器(Controller)互相通信。OpenFlow实现了数据层和控制层的分离，其中OpenFlow交换机进行数据层的转发，而Controller实现了控制层的功能。Controller通过OpenFlow协议这个标准接口对OpenFlow交换机中的流表进行控制，从而实现对整个网络进行集中控制。

目前，ForCES的控制件CE只能控制其转发件FE，而OpenFlow控制器也只能控制OpenFlow交换机。

ForCES协议有自己特殊的处理过程和处理模式，ForCES协议在处理的过程中需要编辑字段，动作是确定的，比如在路由处理过程中，会替换二层头、减TTL(Time To Live，生存时间)，也可能会修改DSCP(Differentiated Services Code Point，差分服务代码点)，但不会去改IP地址，改IP地址是NAT(Network Address Translation，网络地址转换)行为，而不是普通路由行为。而OpenFlow要求跟ForCES不一样，流表是OpenFlow交换机处理数据包最基本单元，OpenFlow处理报文的流程都是与协议无关的。如果遇到上层是ForCES控制件CE，下层是OpenFlow交换机的情况时，在不做协议转换的情况下，ForCES控制件与OpenFlow交换机就无法正常通信，也就无法对网络流量进行管理。从上述情况中可以看出，ForCES协议与OpenFlow协议的兼容性很差，ForCES设备和OpenFlow设备的可扩展性也很差。

发明内容