基于Openflow协议实现路径探测的方法、 网络系统和Openflow交换机技术方案

本发明专利技术涉及基于Openflow协议实现路径探测的方法、网络系统和Openflow交换机。第一Openflow交换机生成TraceBack消息并将其发送到控制器，控制器将TraceBack消息发送到第二Openflow交换机。第二Openflow交换机基于TraceBack消息发起回程路径探测，生成包含回程路径探测结果的TraceResult消息，并将TraceResult消息发送到控制器。控制器将包含回程路径探测结果的TraceResult消息发送到第一Openflow交换机。

【技术实现步骤摘要】
基于Openflow协议实现路径探测的方法、网络系统和Openflow交换机
本专利技术涉及软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)领域，更具体而言，本专利技术涉及在集中式的网络环境下，基于Openflow协议来实现数据包传输路径的双向路径探测。
技术介绍
近年来，业界已经提出了被称为SDN的新型网络创新架构。SDN将网络的控制平面和数据平面分离开来，通过控制器中的软件平台去直接控制底层网络设备(如，交换机)，从而使网络作为管道变得更加智能化。Openflow协议是SDN控制器和交换机之间的主要交互协议，控制器基于Openflow协议实现对交换机上的数据流转发的集中控制。Openflow协议支持三种消息：控制器至交换机消息、异步消息和对称消息，其中绝大多数消息由控制器发起，但是也支持交换机主动上报相关信息，诸如PortStatus、Error、TableStatus等。同时，为了了解端到端通信中的网络传输情况，需要对数据包的传输路径进行探测，甚至需要双向的路径探测以了解前向路径(从源端点到目的端点)和回程路径(从目的端点到源端点)这两者的网络状况。在传统的网络环境下，路径探测一般通过TraceRoute或Tracert命令实现，但是这只能实现单向的路径探测。回程路径探测一般需要通过带外的方式来通知对端发起。然而，在当前的基于Openflow协议的网络架构中，还没有由交换机主动发起以请求对端设备执行回程路径探测的机制和消息。而这种机制和消息，是基于Openflow协议实现端到端双向路径探测的关键环节。
技术实现思路
针对上面提到的问题，本专利技术提出了一种在SDN架构下，基于扩展的Openflow消息来实现双向传输路径的自动探测，为面向服务的双向质量保障提供基础数据。根据本专利技术的一个方面，提供了一种基于Openflow协议实现路径探测的方法，用于获取从第二Openflow交换机到第一Openflow交换机的回程路径探测的信息，该方法包括：由第一Openflow交换机生成第一Openflow消息并将其发送到控制器，其中第一Openflow消息包括第一Openflow交换机和第二Openflow交换机的地址信息、以及指示发起所述回程路径探测的信息；由控制器将第一Openflow消息发送到第二Openflow交换机；响应于接收到第一Openflow消息，第二Openflow交换机发起到第一Openflow交换机的回程路径探测；由第二Openflow交换机生成第二Openflow消息并将其发送到控制器，其中第二Openflow消息包含所述回程路径探测的结果；由控制器将第二Openflow消息发送到第一Openflow交换机。优选地，第一Openflow消息包含type字段，该type字段指示请求第二Openflow交换机发起所述回程路径探测。优选地，第二Openflow消息包含type字段，该type字段指示包含所述回程路径探测的结果。优选地，第二Openflow交换机在接收第一Openflow消息之后，响应于检测到所述指示发起所述回程路径探测的信息而发起到第一Openflow交换机的回程路径探测。优选地，通过Traceroute或Tracert命令来实现回程路径探测。优选地，所述地址信息是IP地址。优选地，关于所述回程路径探测的结果的信息包括以下中的一项或多项：跳数；每一跳的时延、抖动；每一跳到达的地址。根据本专利技术的另一方面，提供了一种基于Openflow协议的网络系统，该网络系统包括第一Openflow交换机、第二Openflow交换机、以及控制器，其中，第一Openflow交换机被配置为生成第一Openflow消息并将其发送到控制器，其中第一Openflow消息包含第一Openflow交换机和第二Openflow交换机的地址信息、以及指示发起从第二Openflow交换机到第一Openflow交换机的回程路径探测的信息；第二Openflow交换机被配置为：从控制器接收第一Openflow消息；响应于接收到第一Openflow消息，发起到第一Openflow交换机的回程路径探测；生成第二Openflow消息并将其发送到控制器，其中第二Openflow消息包含所述回程路径探测的结果；并且控制器被配置为将第一Openflow消息发送到第二Openflow交换机并将第二Openflow消息发送到第一Openflow交换机。根据本专利技术的另一方面，提供了一种Openflow交换机，该Openflow交换机包括：处理器；存储器，其上存储有可执行指令，所述可执行指令当被处理器执行时使处理器执行以下步骤：生成第一Openflow消息并将其发送到控制器，其中第一Openflow消息包含该Openflow交换机和另一Openflow交换机的地址信息以及指示发起从所述另一Openflow交换机到该Openflow交换机的回程路径探测的信息。根据本专利技术的另一方面，提供了一种Openflow交换机，该Openflow交换机包括：处理器；存储器，其上存储有可执行指令，所述可执行指令当被处理器执行时使处理器执行以下步骤：从控制器接收第一Openflow消息，其中第一Openflow消息包含另一Openflow交换机和该Openflow交换机的地址信息以及指示发起从该Openflow交换机到所述另一Openflow交换机的回程路径探测的信息；响应于接收到第一Openflow消息，发起到所述另一Openflow交换机的回程路径探测；生成第二Openflow消息并将其发送到控制器，其中第二Openflow消息包含所述回程路径探测的结果。附图说明图1例示了基于Openflow协议的网络架构；图2例示了Openflow消息的封装方式；图3例示了根据实施例的回程路径探测的消息交互流程；图4例示了根据实施例的TraceBack消息和TraceResult消息的type字段；图5例示了根据实施例的TraceBack消息的封装示例；以及图6例示了根据实施例的TraceResult消息的封装示例。具体实施方式下面将参照附图描述根据本专利技术的实施例。图1例示了基于Openflow协议的网络的基本架构。如图1中所示，基于Openflow协议的网络主要由控制器和Openflow交换机组成。Openflow协议实现了数据平面和控制平面的分离，其中Openflow交换机执行数据平面的转发功能，而控制器执行控制平面的控制功能。Openflow交换机和控制器之间按照Openflow协议进行交互。Openflow交换机是整个网络的核心部件。需要注意的是，本文所用的术语“Openflow交换机”是指Openflow协议中定义的交换机，其可以是专用Openflow交换机，也可以是支持Openflow协议的通用交换机。专用Openflow交换机通常可以不支持二层和三层的处理，是按照控制器的控制在端口之间转发数据包的“哑”数据通路元件。某些通用的以太网交换机和路由器也可以通过增加流表、安全通道和Openflow协议(下面将详细描述)而获得Openflow特征。Openflow交换机由至少三个部分组成：1、流表，由许多个流表项，每个流表项实质上是一个转发规则，用于告诉Openfl本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Openflow协议实现路径探测的方法，用于获取从第二Openflow交换机到第一Openflow交换机的回程路径探测的信息，其特征在于，所述方法包括：由第一Openflow交换机生成第一Openflow消息并将其发送到控制器，其中第一Openflow消息包括第一Openflow交换机的地址信息、第二Openflow交换机的地址信息、指示发起所述回程路径探测的信息；由控制器将第一Openflow消息发送到第二Openflow交换机；响应于接收到第一Openflow消息，第二Openflow交换机发起到第一Openflow交换机的回程路径探测；由第二Openflow交换机生成第二Openflow消息并将其发送到控制器，其中第二Openflow消息包含所述回程路径探测的结果；由控制器将第二Openflow消息发送到第一Openflow交换机。

【技术特征摘要】
1.一种基于Openflow协议实现路径探测的方法，用于获取从第二Openflow交换机到第一Openflow交换机的回程路径探测的信息，其特征在于，所述方法包括：由第一Openflow交换机生成第一Openflow消息并将其发送到控制器，其中第一Openflow消息包括第一Openflow交换机的地址信息、第二Openflow交换机的地址信息、指示发起所述回程路径探测的信息；由控制器将第一Openflow消息发送到第二Openflow交换机；响应于接收到第一Openflow消息，第二Openflow交换机发起到第一Openflow交换机的回程路径探测；由第二Openflow交换机生成第二Openflow消息并将其发送到控制器，其中第二Openflow消息包含所述回程路径探测的结果；由控制器将第二Openflow消息发送到第一Openflow交换机。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一Openflow消息包含type字段，该type字段指示请求第二Openflow交换机发起所述回程路径探测。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，第二Openflow消息包含type字段，该type字段指示包含所述回程路径探测的结果。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，第二Openflow交换机在接收第一Openflow消息之后，响应于检测到所述指示发起所述回程路径探测的信息而发起到第一Openflow交换机的回程路径探测。5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述回程路径探测是通过Traceroute命令实现的。6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述回程路径探测是通过Tracert命令实现的。7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述地址信息是IP地址。8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，关于所述回程路径探测的结果的信息包括以下中的一项或多项：跳数；每一跳的时延、抖动；每一跳到达的地址。9.一种基于Openflow协议的网络系统，该网络系统包括第一Openflow交换机、第二Openflow交换机、以及控制器，其特征在于，第一Openflow交换机被配置为生成第一Openflow消息并将其发送到控制器，其中第一Openflow消息包含第一Openflow交换机的地址信息、第二Openflow交换机的地址信息、指示发起从第二Openflow交换机到第一Openflow交换机的回程路径探测的信息；第二Openflow交换机被配置为：从控制器接收第一Openflow消息；响应于接收到第一Openflow消息，发起到第一Openflow交换机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爱俊，
申请(专利权)人：中国电信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11