[发明专利]一种数据平面动作可编程的软件定义网络系统

权利要求书

1.一种数据平面动作可编程的软件定义网络系统，其特征在于，包括：

运行在控制器上的控制器应用，其用于根据用户需求向控制器下发动作程序相关命令；

作为网络系统控制中心的控制器，其一方面用于存储和管理动作程序及其配置文件，另一方面用于根据控制器应用将动作程序和配置文件下发给指定交换机；

基于南向接口协议与所述控制器实现交互的交换机，其用于根据接收的配置文件执行动作程序完成对数据包的复杂处理，其中所述南向接口协议一方面用于向所述交换机传输控制器下发的控制动作程序及其配置文件，另一方面向所述控制器传输交换机发起的消息；

所述交换机根据接收的配置文件执行动作程序完成对数据包的复杂处理，包括：

对数据包头字段进行解析，获取各字段的值，

根据解析结果与交换机内部的流表进行流表项匹配，

当数据包成功匹配某个流表项时，依次执行该流表项对应动作集中的动作，包括：若流表项的动作为普通动作，则交换机对数据包直接执行动作，若流表项的动作为Program动作，则交换机将数据包送入指定动作程序，由动作程序处理数据包；

所述南向接口协议为基于Openflow协议的扩展协议，扩展内容包括：

增加一个动作类型Program，其参数为配置文件ID，当交换机执行该动作时，其将消息送入以特定参数运行的指定动作程序，

增加4个Modify-state消息，add-conf消息为交换机增加一个动作程序配置文件，add-program消息为交换机增加一个动作程序，delete-conf删除一个动作程序配置文件，delete-program删除一个动作程序，

扩展Packet-in消息，使动作程序可以通过交换机向控制器发送Packet-in消息，

增加conf-removed和program-removed消息，当交换机主动删除动作程序配置文件时，交换机向控制器发送conf-removed消息，当交换机主动删除动作程序时，交换机向控制器发送program-removed消息，

增加交换机状态查询消息，控制器查询交换机资源消息rsc-inquire，所述交换机资源包括计算、内存、磁盘资源，控制器查询交换机空闲资源消息free-rsc-inquire，其中交换机空闲资源包括计算、内存、磁盘资源，

扩展Error消息，当动作程序出错时，交换机通过Error消息通知通控制器。

2.根据权利要求1所述的数据平面动作可编程的软件定义网络系统，其特征在于，所述控制器包括：

动作程序库，其用于存储动作程序和配置文件，所述配置文件包含动作程序的文件名和动作程序运行参数；

动作程序管理引擎，其用于管理动作程序库、生成配置文件，同时为动作程序控制模块提供接口；

动作程序控制模块，其用于通过南向接口协议，将动作程序、配置文件以及控制消息下发给交换机，并接收交换机通过南向接口协议发送的关于动作程序的主动消息。

3.根据权利要求1所述的数据平面动作可编程的软件定义网络系统，其特征在于，所述交换机为基于开源软件交换机OpenvSwitch的改造交换机，改造内容包括：

扩展ovs-vswitchd模块，支持扩展的Openflow协议，增加动作程序运行信息表，所述动作程序运行信息表用于记录运行配置文件的ID、动作程序进程标识、共享内存标识符、引用计数器和运行状态；

增加program-manager模块，所述program-manager模块用于管理运行的动作程序，包括动作程序增加和删除、资源信息查询、动作程序的启动和终止；

扩展流表，在流表项中增加Program动作。