[发明专利]使用控制器执行逻辑网络转发的系统和方法

说明书

可以使用在计算设备上实现的控制器来控制网络中的交换机。端主机可以与交换机耦合。控制器可以生成分布于网络中的下层交换机的虚拟交换机、虚拟路由器和虚拟系统路由器的虚拟网络拓扑。控制器可以从端主机的相应群组来形成虚拟交换机，从虚拟交换机的群组来形成包括与虚拟交换机耦合的虚拟接口的虚拟路由器，并且从虚拟路由器的群组来形成包括与虚拟路由器耦合的虚拟系统路由器接口的虚拟系统路由器。控制器可以通过基于针对虚拟路由器、虚拟系统路由器和虚拟交换机中的每一个所识别的网络策略生成相应的流表条目来控制虚拟网络拓扑。控制器可以控制虚拟系统路由器，以将分组在虚拟路由器之间路由。

技术领域

本发明涉及通信网络，更特别地，涉及具有由控制器进行控制的网络交换机的通信网络。

背景技术

基于分组的网络(诸如，互联网和与互联网连接的局域数据网)包括网络交换机。网络交换机用于将分组从分组源转发到分组目的地。分组有时可以被称为帧。例如，数据通过开放系统互联(OSI)模型的层2作为帧(例如，以太网帧)进行转发，而数据通过OSI模型的层3作为分组(例如，互联网协议分组)进行转发。

使用一个销售商的设备来配置另一个销售商的交换机会是困难或不可能的。这是因为，一个销售商的交换机设备可以使用与另一个销售商的交换机设备不同的操作系统和控制过程的集合。为了应对与控制不同类型的交换机平台关联的挑战，已经开发了跨平台协议。这些协议允许对其它方式不兼容的交换机进行集中控制。

跨平台控制器客户端可以被包括在网络中的交换机上。控制器客户端能够通过网络路径与对应的控制器服务器通信。因为控制器客户端可以在各种交换机硬件上实现，所以单个控制器控制其他方式可能不兼容的交换机设备是有可能的。

通常，网络管理员需要手动配置网络中的交换机以对网络分组执行所期望的转发操作。该过程会是耗时、冗长的，尤其随着网络复杂性增加更加有挑战性。因此，可能期望能够提供用于配置交换机网络以执行数据转发操作的改进的系统和方法。

发明内容

可以使用在计算设备上实现的控制器来控制网络中的交换机。交换机可以包括物理交换机和逻辑交换机(诸如，管理程序交换机)。端主机可以与网络中的交换机耦合。可以由控制器来控制交换机，用于通过网络来转发网络分组(例如，通过经由控制路径向交换机供应与网络分组不同的控制消息)。

控制器可以通过网络中的物理和/或管理程序交换机来生成虚拟交换机、虚拟路由器和虚拟系统路由器的虚拟网络拓扑。控制器可以从端主机的相应群组和/或用于将分组路由到外部网络的物理路由器来形成虚拟交换机。虚拟交换机可以包括来自至少两个下层交换机的端口，下层交换机与和虚拟交换机关联的群组中的端主机耦合。虚拟交换机可以包括与端主机耦合的虚拟端口。控制器可以从虚拟交换机的群组来形成一个或更多个虚拟路由器。虚拟路由器可以包括与虚拟交换机耦合的虚拟接口。各虚拟接口可以被指派相应的以太网地址并且与相应的IP域关联。虚拟路由器可以在将网络分组在不同IP域的端主机之间路由时执行网络路由操作。

控制器可以从虚拟路由器的群组来形成一个或更多个虚拟系统路由器。虚拟系统路由器可以包括与虚拟路由器耦合的虚拟系统路由器接口。各虚拟系统路由器接口可以被指派相应的以太网地址。虚拟系统路由器可以在将网络分组在虚拟路由器之间路由(例如，通过将网络分组在虚拟系统路由器接口之间路由)时执行网络路由操作。虚拟交换机、虚拟路由器和虚拟系统路由器可以均分布于若干下层交换机(例如，物理交换机和管理程序交换机)，使得任何给定交换机可以被配置成执行一个或更多个虚拟交换机、虚拟路由器和虚拟系统路由器的功能。