一种基于SDN的数据转发系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及SDN技术领域，具体为一种基于SDN的数据转发系统及方法。本发明专利技术系统包括SDN控制器和SDN交换机，SDN控制器根据来自SDN交换机的IGMP控制报文生成组播转发表，并根据所述组播转发表下发流表至SDN交换机；SDN交换机根据所述流表转发/丢弃IGMP数据报文。基于SDN架构，SDN控制器根据IGMP控制报文生成全网络的组播转发表，并根据所述组播转发表下发流表，后续的组播流量根据所述流表进行转发，实现全网络的组播控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于SDN
，具体涉及一种基于SDN的数据转发系统及方法。
技术介绍
在网络中如果要将信息发送给多个主机而非所有主机，若采用广播方式实现，不仅会将信息发送给不需要的主机而浪费带宽，也不能实现跨网段发送；若采用单播方式实现，重复的IP包不仅会占用大量带宽，也会增加源主机的负载。所以，传统的单播和广播通信方式不能有效地解决单点发送、多点接收的问题。组播是指在IP网络中将数据包以尽力传送的形式发送到某个确定的节点集合（即组播组），其基本思想是：源主机（即组播源）只发送一份数据，其目的地址为组播组地址；组播组中的所有接收者都可收到同样的数据拷贝，并且只有组播组内的主机可以接收该数据，而其它主机则不能收到。IGMPSnooping是InternetGroupManagementProtocolSnooping（互联网组管理协议窥探）的简称，它是运行在二层设备上的组播约束机制，用于管理和控制组播组。当二层设备没有运行IGMPSnooping时，组播数据在二层被广播；当二层设备运行了IGMPSnooping后，已知组播组的组播数据不会在二层被广播，而在二层被组播给指定的接收者。运行IGMPSnooping的二层设备通过对收到的IGMP报文进行分析，为端口和组播MAC地址建立起映射关系，并根据这样的映射关系建立和维护组播转发表并根据组播转发表进行组播数据转发（如图1为传统IGMPSnooping技术原理图）。组播转发表中的表项有组播MAC地址，源MAC，VLANID，端口位图等。目前，有些CPE（CPE：CustomerPremiseEquipment，物理上位于用户层的硬件，包括调制解调器、集线器、交换机、路由器）上是用软件表来实现IGMPSnooping功能。使用动态方法创建和删除表项，当收到IGMP加入报文时，占用CPU的内存空间即时创建一个软件表项，当收到IGMP离开报文时，则删去该表项，同时释放被占用的内存空间。使用这种动态方法创建和删除软件表项，频繁地分配和释放内存，容易导致内存碎片的产生。如公开号为CN103647720A的专利公开了一种IGMPSnooping的处理方法及装置，涉及组播
，显著降低了IGMPSnooping的加入和离开延时，从而减少了频道的切换时间，提高用户了体验。该专利技术的具体实施例包括：在线卡接收到主控卡下发的使能IGMPSnooping和开启立即离开功能的配置之后，当接收到主机发送的指示消息时,就能够直接在线卡处理该指示消息。现有IGMPSnooping只是针对某一台交换设备，配置是分布式的，如果网络拓扑复杂，采用静态的方法创建和删除软件表项的配置操作非常繁琐。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种稳定性高、配置简单、网络拓扑简单、可高效率实现全网的组播转发的基于SDN的数据转发系统及方法。为达到上述目的，本专利技术采取如下技术方案：一种基于SDN的数据转发系统，包括SDN控制器和SDN交换机，SDN控制器根据来自SDN交换机的IGMP控制报文生成组播转发表，并根据所述组播转发表下发流表至SDN交换机；SDN交换机根据所述流表转发/丢弃IGMP数据报文。其中，IGMP控制报文，至少包括IGMP报告报文、IGMP离开报文、IGMP查询报文；组播转发表，至少包括组播地址信息，查询端口信息、成员端口信息；查询端口信息，至少包括接收所述IGMP查询报文的SDN交换机的ID信息、接收所述IGMP查询报文的端口信息；成员端口信息，至少包括接收所述IGMP报告报文的SDN交换机的ID信息、接收所述IGMP报告报文的端口信息、接收所述IGMP报告报文的端口老化时间信息。作为优选，SDN控制器根据来自成员端口的IGMP报告报文，学习所述IGMP报告报文的组播IP地址信息，生成成员端口信息并添加至组播转发表。作为优选，SDN控制器根据来自成员端口的IGMP离开报文，如果该成员端口为组播转发表中的最后一个成员端口，移除所述组播转发表；否则，将该成员端口对应的成员端口信息从组播转发表中移除。作为优选，SDN控制器根据来自查询端口的IGMP查询报文，学习所述IGMP查询报文的组播IP地址，生成查询端口信息并添加至所述组播转发表。作为优选，SDN交换机接收IGMP数据报文，如果所述IGMP数据报文与所述流表匹配，则根据所述流表转发所述IGMP数据报文。作为优选，SDN交换机接收IGMP数据报文，如果所述IGMP数据报文与所述流表不匹配，则丢弃所述IGMP数据报文。作为优选，SDN交换机接收IGMP控制报文，并转发至所述SDN控制器。本专利技术还公开了一种基于SDN的数据转发方法，适用于包括SDN控制器和SDN交换机的SDN系统；其按如下步骤：步骤1，SDN交换机发送IGMP控制报文至所述SDN控制器；步骤2，SDN控制器根据所述IGMP控制报文生产组播转发表；步骤3，SDN控制器根据所述组播转发表下发流表至所述SDN交换器；其中，IGMP控制报文，至少包括IGMP查询报文、IGMP报告报文、IGMP离开报文；组播转发表，至少包括组播地址信息，查询端口信息、成员端口信息；查询端口信息，至少包括接收所述IGMP查询报文的SDN交换机的ID信息、接收所述IGMP查询报文的端口信息；成员端口信息，至少包括接收所述IGMP报告报文的SDN交换机的ID信息、接收所述IGMP报告报文的端口信息、接收所述IGMP报告报文的端口老化时间信息。作为优选，步骤2中，SDN控制器接收来自交换机的IGMP控制报文，并判断控制报文类型：如果是IGMP报告报文，学习所述IGMP报告报文的组播IP地址信息，生成成员端口信息并添加至组播转发表；如果是IGMP离开报文，判断该IGMP离开报文对应的成员端口是否为组播转发表中的最后一个成员端口；如果是，则移除所述组播转发表；否则，将该成员端口对应的成员端口信息从组播转发表中移除；如果是IGMP查询报文，学习所述IGMP查询报文的组播IP地址，生成查询端口信息并添加至所述组播转发表。作为优选，步骤1之前进行步骤1-1，SDN交换机接收组播报文，判断报文类型；如果是IGMP控制报文，则转发至SDN控制器；如果是IGMP数据报文并且与所述流表匹配，则按照所述流表转发所述IGMP数据报文；如果是IGMP数据报文并且与所述流表不匹配，则丢弃所述IGMP数据报文。本专利技术基于SDN架构，SDN控制器根据IGMP控制报文生成全网络的组播转发表，并根据所述组播转发表下发流表，后续的组播流量根据所述流表进行转发，实现全网络的组播控制。附图说明图1是传统IGMPSnooping技术原理图；图2是本专利技术一种优选实施例的基于SDN的IGMPSnooping系统示意图；图3是本专利技术一种优选实施例的基于SDN的IGMPSnooping处理流程图；图4是本专利技术一种优选实施例的SDN控制器处理流程图；图5是本专利技术一种优选实施例的SDN交换机处理流程图；图6是本专利技术一种优选实施例的模拟测试环境的示意图。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。实施例一如图2所示，本实施例一种基于SDN的IGMPSnooping处理系统，其包括SDN控制器和S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于SDN的数据转发系统，包括SDN控制器和SDN交换机，其特征在于：SDN控制器根据来自SDN交换机的IGMP控制报文生成组播转发表，并根据所述组播转发表下发流表至SDN交换机；SDN交换机根据所述流表转发/丢弃IGMP数据报文；其中，IGMP控制报文，至少包括IGMP报告报文、IGMP离开报文、IGMP查询报文；组播转发表，至少包括组播地址信息，查询端口信息、成员端口信息；查询端口信息，至少包括接收所述IGMP查询报文的SDN交换机的ID信息、接收所述IGMP查询报文的端口信息；成员端口信息，至少包括接收所述IGMP报告报文的SDN交换机的ID信息、接收所述IGMP报告报文的端口信息、接收所述IGMP报告报文的端口老化时间信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于SDN的数据转发系统，包括SDN控制器和SDN交换机，其特征在于：SDN控制器根据来自SDN交换机的IGMP控制报文生成组播转发表，并根据所述组播转发表下发流表至SDN交换机；SDN交换机根据所述流表转发/丢弃IGMP数据报文；其中，IGMP控制报文，至少包括IGMP报告报文、IGMP离开报文、IGMP查询报文；组播转发表，至少包括组播地址信息，查询端口信息、成员端口信息；查询端口信息，至少包括接收所述IGMP查询报文的SDN交换机的ID信息、接收所述IGMP查询报文的端口信息；成员端口信息，至少包括接收所述IGMP报告报文的SDN交换机的ID信息、接收所述IGMP报告报文的端口信息、接收所述IGMP报告报文的端口老化时间信息。2.根据权利要求1所述的一种基于SDN的数据转发系统，其特征在于：SDN控制器根据来自成员端口的IGMP报告报文，学习所述IGMP报告报文的组播IP地址信息，生成成员端口信息并添加至组播转发表。3.根据权利要求1所述的一种基于SDN的数据转发系统，其特征在于：SDN控制器根据来自成员端口的IGMP离开报文，如果该成员端口为组播转发表中的最后一个成员端口，移除所述组播转发表；否则，将该成员端口对应的成员端口信息从组播转发表中移除。4.根据权利要求1所述的一种基于SDN的数据转发系统，其特征在于：SDN控制器根据来自查询端口的IGMP查询报文，学习所述IGMP查询报文的组播IP地址，生成查询端口信息并添加至所述组播转发表。5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种基于SDN的数据转发系统，其特征在于：SDN交换机接收IGMP数据报文，如果所述IGMP数据报文与所述流表匹配，则根据所述流表转发所述IGMP数据报文。6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种基于SDN的I数据转发系统，其特征在于：SDN交换机接收IGMP数据报文，如果所述IGMP数据报文与所述流表不匹配，则丢弃所述IGMP数据报文。7.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟跃，
申请(专利权)人：上海斐讯数据通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31