SDN的转发单元和控制器单元制造技术

提供了一种软件定义网络(software defined networking，简称SDN)系统(10)的转发单元(210)。所述转发单元用于转发数据包，包括：用于存储至少一个转发规则的存储器模块(214)以及转发规则管理模块(212)，其中，所述转发规则管理模块(212)用于根据预设时间条件激活所述至少一个转发规则，所述预设时间条件包括所述至少一个转发规则的至少两个激活时间；所述转发规则管理模块(212)用于在任一所述至少两个激活时间激活所述至少一个转发规则。因此，转发规则的所述激活和去激活由转发元件完成，并且可以减少从控制单元到所述转发单元的控制命令数量。

SDN's forwarding unit and controller unit

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】SDN的转发单元和控制器单元
本专利技术涉及数据传输网络的
，特别涉及软件定义网络(softwaredefinednetwork，简称SDN)中使用的组件。具体地，本专利技术涉及SDN系统的转发单元(也称为交换机或交换单元)、SDN系统的控制单元(也称为控制器)、SDN系统，以及在SDN系统中配置数据包传输的转发规则的方法。
技术介绍
软件定义网络(softwaredefinednetwork，简称SDN)是一种对来自数据包转发任务的管理和控制任务进行分离的方法。管理和控制任务通常被称为控制面，而转发任务被称为数据面。这种分离可以简化网络的结构，并且可以对各个组件之间以及控制面和数据面之间的接口进行标准化。通常，对数据面进行配置，使其必须需要来自控制面的控制命令以便满足转发任务。简而言之，SDN系统的“智能”由控制面提供，而数据面只需执行从控制面接收的命令和指令。涉及以及定义控制面与数据面之间通信的一种机制是OpenFlow。应当理解，下文中对OpenFlow的任何引用通常涉及对SDN中控制面和数据面之间的通信进行定义的任何机制和接口。参考OpenFlow可以代表任何这些机制和接口。未来网络(电信网和互联网)将支持数百万(甚至数十亿)传感器以及使用应用的用户，这些应用将需要从一个节点向另一个节点发送周期性或反复性的控制或数据消息。术语传感器在本文用作任一数据源的举例。这样的数据消息由数据面和数据面的组件进行转发。未来的网络可能是基于SDN的。如上所述，SDN网络设计和管理方法将网络的控制面与转发面分离，并将控制面集中到逻辑单一的控制器。SDN网络可以由转发面中的简单交换机(或转发元件)和至少一个智能SDN控制器组成，其通过在交换机上安装流量(或转发)规则对这些交换机如何运转进行配置。流量规则通常由匹配动作对组成。可以对输入报文的报头和/或其他部分进行匹配，并且在匹配的情况下，交换机可以触发诸如转发到某个端口号、一起丢弃报文、转发到控制器等动作。如果输入报文与交换机上定义的任一流量规则都不匹配，则交换机可以向控制器发送PACKET_IN。控制器可以分析该PACKET_IN并在交换机上安装较新的流量规则来处理未来的这种数据包。交换机可能具有有限的快速存储器大小，用于安装这些称为三态内容寻址存储器(TernaryContentAddressableMemory，简称TCAM)的流量规则。交换机可以将较少使用的规则存储在辅助存储器中，并且仅在匹配发生时将其提取给TCAM。支持大量传感器或其他周期性数据/信号连接的问题在于所有这些传感器的规则在TCAM或辅助存储器中不能同时存在。通常，在端到端路径设置的每个周期这些消息将向控制器生成PACKET_IN，其中，该设置必须由控制器进行处理。这可能会增加控制面和数据面之间的通信开销，因此可能增加SDN系统中的延迟。在由T.Mizrahi等人编写的《OpenFlow中基于时间的更新：提议扩展OpenFlow协议》中，以色列理工学院描述了OpenFlow协议的扩展，允许对时间触发的配置进行更新。这样的扩展旨在协调跨多个设备的网络更新，例如控制器将更新消息发送至具有相同调度执行时间的多个OpenFlow交换机。控制器还可以通过发送具有k个不同更新时间的k个更新消息对基于时间的更新序列进行配置。在M.Al-Fares等人及Hedera编写的《数据中心网络的动态流量调度》中描述了一种有效利用聚合网络资源的动态流量调度系统。在此解决方案中，中央调度器基于当前全网通信需求的定期更新计算当前流量的适当嵌入，以最大限度地利用全球网络资源。如果需要，电流可以移动到替代路径。US8,824,274涉及多拓扑计算机网络内调度的网络层编程。路径计算单元在调度路径的预设时间内将转发信息安装到网络节点。这是通用路径计算单元(pathcomputationelement，简称PCE)路径预留方法，其中根据应用的需要在未来的调度时间段内完成预约。
技术实现思路
已经认识到，重复地向控制器生成PACKET_IN消息会增加控制器负载，是一种不必要的活动。并且在相对静态的网络中不需要一次又一次地完成。此外，由于PACKET_IN处理以及端到端路径设置需要一些时间，它可能还会增加周期性流量的端到端延迟。有鉴于此，可以看出本专利技术的目的在于减轻控制器负载并提高SDN系统的性能。该目标通过独立权利要求中的特征来达成。进一步的实现方式在从属权利要求、说明书和附图中体现。根据本专利技术的一个方面，提供了一种软件定义网络(softwaredefinednetworking，简称SDN)系统的转发单元。所述转发单元用于转发数据包，包括：用于存储至少一个转发规则的存储器模块和转发规则管理模块。所述转发规则管理模块用于根据预设时间条件激活所述至少一个转发规则，其中，所述预设时间条件包括所述至少一个转发规则的至少两个激活时间，其中，所述转发规则管理模块用于在任一所述至少两个激活时间激活所述至少一个转发规则。存储器模块可用于存储多个转发规则。转发规则的数量不受限制，可以是任意数量的转发规则。存储器模块涉及转发单元的存储器，并且可以包括持久存储器、辅助存储器和三态内容寻址存储器(ternarycontentaddressablememory，简称TCAM)。存储器模块可以包括物理上或逻辑上彼此分离的多个存储单元或区段，使得TCAM和辅助存储器可以在不同的存储单元或区段中。如果转发规则的状态发生变化，任何转发规则都可以从一个存储单元或区段复制到另一个存储单元或区段。转发规则可以处于激活状态或处于非激活状态，换句话说，规则被激活或去激活。转发规则管理模块用于自主配置转发单元。它可以是处理器或控制器。预设时间条件是用于激活和去激活转发规则的计划或安排。可以将预设时间条件分配给转发规则。可以为转发单元的任何转发规则分配特定的预设时间条件。预设时间条件由SDN的控制单元给出或规定并发送到转发单元。在接收到预设时间条件的转发规则后，转发单元根据分配给每个转发规则的预设时间条件自主激活和去激活转发规则。预设时间条件的激活时间至少包括激活状态的开始时间或激活转发规则的时间。预设时间条件还可以包括转发规则的激活状态的结束时间和/或持续时间，或去激活转发规则。特别地，可以在任一激活时间激活转发规则。因为任一预设时间条件被分配给一个转发规则，因此预设时间条件的多次激活时间是指一个相同的转发规则。然而，也可以将多个转发规则分组到第一组，并且根据相同的预设时间条件激活和去激活第一组的转发规则。然而，通过对多个转发规则进行分组构建第一组，为第一组的任一转发规则分配具体的预设时间条件。转发单元可以包含任何数量的转发规则，并且这些转发规则中的任一转发规则可以具有其自己的调度，即，每个转发规则的多个激活时间。转发规则管理模块可以从存储在转发单元的存储器模块中的多个转发规则中激活和去激活任一转发规则(改变其状态)。激活转发规则可以被称为激活转发规则的子集。激活转发规则的子集应用于输入数据包。由于转发单元的处理能力或由于包含激活转发规则的存储单元的大小，激活转发规则的数量受到限制。因此，激活转发规则的子集内容可能会发生变化，并且可以根据转发单元操作期间的特定时间的当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软件定义网络SDN系统(10)的转发单元(210)，其特征在于，所述转发单元用于转发数据包，包括：用于存储至少一个转发规则的存储器模块(214)；转发规则管理模块(212)；其中，所述转发规则管理模块(212)用于根据预设时间条件激活所述至少一个转发规则；其中，所述预设时间条件包括所述至少一个转发规则的至少两个激活时间，其中，所述转发规则管理模块(212)用于在任一所述至少两个激活时间激活所述至少一个转发规则。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种软件定义网络SDN系统(10)的转发单元(210)，其特征在于，所述转发单元用于转发数据包，包括：用于存储至少一个转发规则的存储器模块(214)；转发规则管理模块(212)；其中，所述转发规则管理模块(212)用于根据预设时间条件激活所述至少一个转发规则；其中，所述预设时间条件包括所述至少一个转发规则的至少两个激活时间，其中，所述转发规则管理模块(212)用于在任一所述至少两个激活时间激活所述至少一个转发规则。2.根据权利要求1所述的转发单元(210)，其特征在于，所述预设时间条件包括所述至少一个转发规则的至少两个去激活时间，其中，所述转发规则管理模块(212)用于在任一所述至少两个去激活时间去激活所述至少一个转发规则。3.根据权利要求1或2所述的转发单元(210)，其特征在于，所述预设时间条件包括两个以上的激活时间，任一两个连续的激活时间之间的时间间隔是一样的。4.根据上述权利要求中任一项所述的转发单元(210)，其特征在于，所述转发规则管理模块(212)用于从所述预设时间条件增加或减少保护时间。5.根据上述权利要求中任一项所述的转发单元(210)，其特征在于，所述转发规则管理模块(212)用于基于所述转发单元接收的触发消息激活转发规则。6.根据上述权利要求中任一项所述的转发单元(210)，其特征在于，所述转发规则管理模块(212)用于接收安装转发规则的指令以及激活所述转发规则的相关预设时间条件。7.根据权利要求6所述的转发单元(210)，其特征在于，所述转发规则管理模块(212)用于如果所述转发规则与已安装的转发规则发生冲突，拒绝安装所述转发规则。8.根据上述权利要求中任一项所述的转发单元(210)，其特征在于，所述转发规则管理模块(212)用于如果所述转发单元在激活转发规则之后去激活之前没有接收到应用所述转发规则的数据报文，向控制单元(110)发送故障上报消息。9.一种软件定义网络SDN系统(10)的控制单元(110)，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊尚·瓦什纳维，里卡多·圭佐尼，大卫·佩雷斯，拉敏·哈利利，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44