[发明专利]一种异构网络及其数据流导引方法和交换机

说明书

技术领域

本发明涉及领域网络通信领域，尤其涉及一种异构网络及其数据流导引方法和交换机。

背景技术

随着网络技术的迅速发展和网络规模的不断扩大，在TCP/IP封装(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/因特网互联协议)架构体系中发展而来的网络结构暴露出越来越多亟待解决的问题：网络信息窃取问题日益突出，恶意攻击、密码泄露、病毒、木马每年造成上亿美元的损失；网络地址消耗殆尽；臃肿不堪的网络路由无法应对云业务对网络的快速响应需求等等。许多研究者相信，重新定义网络架构也许是解决这些问题的“根本”方案。于是软件定义网络SDN(Software-Defined Network)则随之兴起，为未来网络的发展提供了方向。SDN是一种新兴的控制与转发分离并直接可编程的网络架构，如图1所示，其核心思想是将传统网络设备紧耦合的网络架构解耦成应用、控制、转发三层分离的架构，并通过标准化实现网络的集中管控和网络应用的可编程。

SDN的颠覆性创新使得SDN网络架构完全不同于传统的网络。主要表现为：(1)设备层面：目前，SDN的网络设备一般是指openflow交换机。这类交换机在数据包的处理模式、路由算法等方面与传统的交换机都存在很大的不同。(2)网络管理模式；目前的网络采用了混合的管理模式。首先，网管人员通过网络管理软件或者命令行CLI(command-line interface，命令行界面)的方式，登陆至网络设备上，并对网络节点运行的协议、网络运行参数、路由规则等进行配置。随后，网络节点全权接管网络控制，并根据网管人员配置好的策略，自治地规划网络路径、更新网络状态信息、执行QoS(Quality of Service，服务质量)控制等。在SDN网络架构中，网络设备中只剩下数据转发功能，任何和网络控制相关的功能均转移至SDN控制器中。(3)网络功能；在传统网络中，诸如防火墙、包检测等网络功能均固化在特定的网络设备中，使得网络中存在着各式各样的网络设备。在SDN网络架构中，通过使用SDN控制器的北向接口(控制层和应用层的接口)，网络功能得以以软件的形式实现。传统固化于硬件上的网络功能，可以以软件的形式部署于同一台物理服务器或者设备上。

由于SDN网络架构与传统网络即非SDN网络架构的这些不同，在数据中心中大规模部署SDN型网络时，会涉及到大量的网络设备更替、网络架构的改造等，对数据中心中的网络带来破坏性的变革，成本巨大。为此，数据中心的网络架构向SDN型架构的转变是一个循序渐进的过程，需要有一种机制能够保证现有网络能够平滑演进至SDN型架构。因而，在数据中心中必然会有传统网络和SDN网络混合存在的情况，在本发明实施例中将这种网络形态称为异构网络。

在异构网络中，存在着不同类型的设备和不同类型的数据流：

1)不同设备。网络设备包含了openflow交换机和非openflow交换机。在异构网络中，不同类型的设备在处理数据流时所采取的方式不一致。对于普通交换机(非openflow交换机)，收到数据包的时候，可以依据数据包的MAC地址或IP地址进行转发。对openflow交换机，首先依据转发表中与数据包对应的转发规则转发，如果转发表中无相关记录，则交换机将该数据包的信息转发给SDN的控制器，由控制器规划数据包的转发路径。

2)不同类型的数据流。网络中的数据流包括OPENFLOW流(SDN网络中使用)和非OPENFLOW流(传统网络中使用)。在数据中心网络演进的过程中，部分业务的数据流采用SDN的模式，部分业务的数据流采用传统的模式。设备在对待这些数据流的时候方式也是不一样的。

这必然就带来一个问题，当网络设备即交换机收到了一条数据流时，如何区分数据流的类型并相应处理。而在目前的技术中，可以在非SDN网络和SDN网络之间增加一个网关，但是该方法将缩小局域网的范围，带来了IP封装(Internet Protocol，网络之间互联的协议)地址规划、路由设置等网络管理问题。

发明内容

本发明的实施例提供一种异构网络及其数据流导引方法和交换机，能够使得异构网络在不改变网络结构的基础上达到交换机在接收到一条数据流后正确的对其转发的效果。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：