[发明专利]转发信息状态同步方法、控制器、网络转发设备及存储介质

说明书

本发明实施例公开了一种转发信息状态同步方法、控制器、网络转发设备及存储介质，其中方法包括：当检测到网络转发设备恢复连接时，向其下发状态同步请求，通知网络转发设备重新对其本地流表组表进行超时老化时间设置；当检测到超时老化时间设置成功时，向网络转发设备下发静态流表组表信息，指示其对本地流表组表进行同步更新；当接收到网络转发设备删除超时老化的动态流表组表的通知时，根据网络资源状态的变化判断是否需要维持该流表组表；若否，则接受所述网络转发设备的流表组表删除行为；若是，则重新向网络转发设备下发该流表组表。本发明实施例降低了控制器和网络设备之间的信息交互量，提高了SDN网络的可靠性，并且可以保持业务的连续性。

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种转发信息状态同步方法、控制器、网络转发设备及存储介质。

背景技术

当今世界的网络技术日新月异，基于传输控制协议/互联网络协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP)、开放式最短路径优先/边界网关协议(Open Shortest Path First/Border Gateway Protocol，OSPF/BGP)等技术的传统互联网在服务质量体验、业务部署、业务适应等许多方面都遇到越来越多的问题和挑战。斯坦福大学提出的软件定义网络(Software Defined Network，SDN)，提出由集中的控制器实现转发面设备的用户定制，对用户提供可编程应用程序编程接口(Application ProgrammingInterface，API)实现网络行为的灵活控制，开始成为下一代互联网发展的重要技术方向。

SDN是网络一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式，其核心技术采用集中的SDN控制器通过开放流OpenFlow协议控制网络，将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现网络流量的灵活控制。在SDN架构下，SDN控制器可能需要和几百、上千个网络转发设备保持OpenFlow连接，那么由于控制器重启、控制面组网的交换机故障重启等原因，控制器和网络转发设备之间存在连接中断的场景。此时，控制器和网络转发设备之间需要进行状态同步。比如，控制器需要验证网络转发设备上的有效流表组表、删除网络转发设备上无效的流表组表。保证网络转发设备上的软件/硬件转发功能不被控制面的连接中断干扰，即保证业务的连续性。目前，有几种控制器和网络转发设备之间的状态同步方法：

第一种方法，控制器在网络转发设备恢复OpenFlow连接时，查询网络转发设备当前的转发状态(比如使用OpenFlow流表查询消息)，然后控制器比较本地保存的状态和网络转发设备的流表组表状态差异，对网络转发设备的流表和组表进行状态同步和修复。这种方法需要控制器通过OpenFlow流表查询消息收集大量的转发面状态，并进行复杂的对比计算来校验状态差异，对控制器及OpenFlow通道的性能提出了很高的要求。

第二种方法，控制器在网络转发设备恢复OpenFlow连接时，直接清空转发设备上的所有转发表项，根据控制器本地保存的即时状态重新给网络转发设备重新下发流表组表信息。这种方法在网络转发设备上段时间内清空状态重新生成大量的流表组表，一般网络转发设备的处理能力难以承受，并且期间会造成业务处理的中断。

第三种方法，控制器在网络转发设备恢复OpenFlow连接时，向网络转发设备下发一个状态同步初始化标记，控制器收到同步初始化标记将所有的转发流表组表打上标签。控制器再向网络转发设备重新下发所有的流表组表，对于控制器重新下发的流表组表，网络转发设备删除标签且不实际更新转发执行单元的流表。当控制器重新发送完所有的流表组表后，向网络转发设备发送一个状态同步完成标记，网络转发设备收到同步完成标记后，删除仍带有标签的流表组表。这种方法需要一个较长的交互过程，控制器仍然需要向网络转发设备重新下发所有的流表组表，网络转发设备需要进行大量的对比检查和处理，对网络转发设备的控制面提出较高的要求。

综述所述，现有技术对控制器与网络转发设备断链后的状态恢复，存在短时间内需要进行大量的信息交互，网络转发设备更新转发流表影响业务连续性的问题。

发明内容