[发明专利]一种高性能的OpenFlow虚拟流表查找方法

摘要

本发明提供一种高性能的OpenFlow虚拟流表查找方法，其针对OpenFlow虚拟交换机中流表查找开销大的问题，首先设计流表项缓存机制，使得大部分数据包直接命中缓存找到对应的流表项，从而绕过掩码探测过程和掩码探测对应的流表查找过程；其次设计SMA1掩码启发策略，每次将成功探测的活跃掩码前移一个位置，使得所有活跃掩码经过一系列访问后调整到掩码数组的靠前位置，从而减少数据包的平均掩码探测次数；此外还采用可扩展计数型SCBF过滤器快速判定流表查找失败结果，同时保证假阳性错误率始终保持在较低的水平，从而避免掩码探测失败时的流表查找遍历过程。本发明能显著降低数据包的平均流表查找开销，大大加快包分类速度，有效提升OpenFlow虚拟交换机的分组交换性能。

主权项

1.一种高性能的OpenFlow虚拟流表查找方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1、当一个数据包到达OpenFlow虚拟交换机后，OpenFlow虚拟交换机接收并提取其中的关键字段，进而计算其连接标识符fid，然后采用流表项缓存机制查找缓存；若命中缓存，则直接找到对应的流表项，更新缓存项的时间字段信息；然后执行其中的动作集，并更新其字段信息；若查找缓存失败，则进入步骤S2依次探测掩码数组；S2、对于每次掩码探测，首先通过查找过滤方法判定掩流关键字是否不在流表中：若判断掩流关键字可能在流表中，则进一步查找流表；若流表查找失败，则继续探测下一个掩码，直到最后一个掩码为止；如果所有掩码探测完毕后仍未找到对应的流表项，则将数据包封装成packet‑in消息发送给SDN控制器；如果成功找到对应的流表项，则进入步骤S3；S3、当缓存查找失败且探测掩码成功，即在流表中成功找到某个流表项时，分别判断该掩码和流表项是否进入活跃状态，即判断它们的当前数据包和最近数据包的到达时间间隔是否小于某个阈值：当前掩码与上次命中该掩码的时间间隔小于某个阈值，则该掩码进入活跃状态，将该掩码在掩码数组中应用选择性前移一位的SMA1启发法调整对应掩码的位置，并更新对应的缓存项，然后执行对应的动作集，并更新其字段信息；当前流表项与上次命中该流表项的时间间隔小于某个阈值，则该流表项进入活跃状态，则将该流表项加入缓存，并进行缓存查找，具体过程如下：将连接标识符fid通过哈希算法，即经过哈希函数H1得到32位签名值fid_hash，然后将签名值fid_hash平分成四段作为索引值得到4个缓存项位置，找到最近包达到时间最小的缓存项，最后将签名值fid_hash、流表项地址、当前包到达时间写入到该缓存项中。