[发明专利]SDN网络中网络编码进行组播传输的方法

权利要求书

1.SDN网络中网络编码进行组播传输的方法，其特征在于，其步骤如下:

a、控制器构建全局网络拓扑信息；

b、组播接收端成员入组；

c、组播发送端发送组播流；

d、控制器计算路由路径、下发流表项；

e、Openvswitch交换机源发送节点初次编码原始组播数据；

f、Openvswitch交换机中间编码节点再次编码中间数据；

g、Openvswitch交换机目的解码节点解码还原数据；

其中，所述Openvswitch交换机具有支持网络编码的OpenFlow协议，所述控制器为支持OpenFlow协议的控制器，所述Openvswitch交换机为支持所述OpenFlow协议并且可编码、解码的交换机；

所述OpenFlow协议中设有支持网络编码的NCAction，该NCAction可以和其他Action组合成一个行动集，装载到所述流表项中，每次匹配到该流表项时，都执行该行动集；

控制器提供可以使用的NCAction对象；

Openvswitch交换机具有NCAction并且具有可编码、解码的模块，所述NCAction由控制器主动发往所述Openvswitch交换机，包含在下流表项的指令集中，当数据包匹配到该流表项时，便执行对应的网络编码、解码动作；

匹配流表项时，在“structxlate_out”类型参数“xout”中添加NCAction的2个字段：nc_type和nc_max_flow，在匹配到或检查到含有NCAction的流表项时，再执行该Action时，把NCAction的nc_type和nc_max_flow通过“xout”传出去，在数据包统一转发回内核模块前进行编码、或解码操作；

在上述的“xout”传出参数中设置一个标志，名为“boolhas_nc”，表示该条流表项是否含有NCAction，执行Action时，若匹配到含有NCAction的流表项，该标志“has_nc”置true，新增流表项安装到内核模块前，先检查该标志“has_nc”，为true则不用安装，否则要安装；

对源发送端编码节点的OutputAction做特殊处理，一个OutputAction只能转发一种编码层次的数据包，下一种不同编码层次的数据包需要从另一个不同的端口转发出去，源编码节点的编码层次等于网络最大流；

通过自行扩张在OpenFlow原始协议设置NCAction，自行扩展方法如下：

(1)在Ryu目录中的ofproto/ofproto_v1_3.py文件中定义2个常量：

1)OFPAT_NC＝28，该常量代表NCAction的枚举标识，必须与Openvswitch中定义的NCAction标识相等；

2)OFP_ACTION_NC_SIZE＝16，该常量表示NCAction的数据长度；

(2)在Ryu目录中的ofproto/ofproto_v1_3_parser.py文件中定义NCAction的实现类：

1)实现类必须继承自Ryu提供的OpenFlow中所有Action的基类“OFPAction”：

classOFPActionNC(OFPAction)；

2)实现类必须用Ryu指定的装饰器结合上述定义的常量进行修饰，

@OFPAction.register_action_type(OFPAT_NC,OFP_ACTION_NC_SIZE)

classOFPActionNC(OFPAction)；

3)实现类必须实现3个接口：

__init__()：用于初始化；

parser()：用于从数据流中解析出NCAction；

serialize()：用于把NCAction打包到数据流中；

在Openvswitch中扩展新的Action，以下是主要步骤：

在Openvswitch目录中的include/OpenFlow/OpenFlow-1.3.h文件中，找到OpenFlow-1.3协议的Action枚举定义，添加NCAction的枚举定义值，该枚举定义值必须与Ryu控制器中定义的NCAction枚举标识一致；

在include/OpenFlow/OpenFlow-1.3.h文件中，添加NCAction对应的结构体定义，说明NCAction包含的字段属性；

在lib/ofp-util.def文件中，在“#ifndefOFPAT11_ACTION”区域中，添加NCAction对应的宏定义；

在lib/ofp-actions.c文件中，在“unionofp_action”定义中，声明NCAction对应的结构体变量；

在lib/ofp-actions.h文件中，添加NCAction对应的抽象Action宏定义；

在lib/ofp-actions.h文件中，添加NCAction对应的抽象Action结构体定义；

在lib/ofp-actions.c文件中，在接口“ofpact_from_OpenFlow11()”中，添加NCAction对应的case分支，生成其对应的抽象Action；

在lib/ofp-actions.c文件中，在接口“ovs_instruction_type_from_ofpact_type()”和接口“ofpact_check__()”中，添加NCAction对应的case分支，返回检测结果为真；

在lib/ofp-actions.c文件中，在接口“ofpact_is_allowed_in_actions_set()”中，添加NCAction对应的case分支，表明NCAction支持填充到行动集中；

在lib/ofp-actions.c文件中，在接口“ofpacts_execute_action_set()”中，添加NCAction对应的语句，指定NCAction在行动集中的执行顺序；

在ofproto/ofproto-dpif-xlate.c文件中，在接口“do_xlate_actions()”中，添加NCAction对应的case分支，执行相应的操作。