一种SDN交换机的常驻流表存储与校准方法及系统技术方案

本发明专利技术属于SDN交换机的流表管理技术领域，具体地说，涉及一种SDN交换机的常驻流表存储与校准方法及系统，该方法包括：SDN交换机筛选本地存储的本机运行流表中的实时更新的常驻流表信息，生成常驻流表配置文件，并将其存储在本地的存储设备上；当SDN交换机与控制器的SDN南向接口协议连接发生改变时，SDN交换机发起常驻流表信息校准，接收控制器下发的新的常驻流表信息，更新常驻流表配置文件。

【技术实现步骤摘要】
一种SDN交换机的常驻流表存储与校准方法及系统
本专利技术属于SDN交换机的流表管理
，具体地说，涉及一种SDN交换机的常驻流表存储与校准方法及系统。
技术介绍
软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork，SDN)交换机是一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式。通过将网络设备的控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，使网络作为管道变得更加智能，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。其中，SDN交换机和控制器是SDN网络中的核心设备，二者通过SDN南向接口协议建立连接和保持控制面通信。目前，现有的SDN南向接口协议包括：开放网络协议Openflow、协议无感知转发协议(ProtocolObliviousForwarding，POF)、协议无关包处理器编程语言(ProgrammingProtocol-IndependentPacketProcessors，P4)等等。在SDN交换机方面，诸多厂商或基于OpenvSwitch或自行设计研发了支持不同SDN南向接口协议的SDN交换机，但是，主流的SDN交换机重新连接控制器后，需要从0开始加载流表，缺乏常驻流表信息校准机制，并且缺乏脱离控制器持续工作和重启运行的能力。因此，常驻流表存储与校准方法对于SDN交换机的持续运行和系统稳定性至关重要。申请号为CN201910990135.X的中国专利技术专利申请《一种接入交换机及上线恢复方法、系统、计算机存储介质》：针对接入交换机的故障恢复问题，通过从上层交换机获取备份配置数据来实现重置自身状态。该方法在一定程度上有助于系统的稳定运行，但是，该方法限定了SDN网络的部署结构，且需引入第三方提供配置信息。申请号为CN201910632024.1的中国专利技术专利申请《一种基于OVSDB的流表保护方法》：针对基于OpenVSwitch的交换机提出使用OVSDB存储第一流表的信息，用以在脱离控制器的情况下，使用第一流表持续工作。该方法达到了流表存储的目的，但是，该方法限定了SDN交换机的实现方式，并且在重新连控制器后，需要完整加载新的流表替换当前第一流表。申请号为CN201911211225.0的中国专利技术专利申请《一种基于区块链技术的分布式SDN同步方法》：针对交换机与控制器之间的流表同步问题，基于区块链的思想提出连接多个控制器，并鉴别控制器消息的真伪。该方法有助于系统排除恶意控制器节点的影响，但是，该方法依赖更多控制器的同步工作，并不能实现交换机脱离控制器持续工作和重启运行的功能。相比于这些方法，本专利提出的方法不依赖于诸如上层交换机等第三方设备，不限定SDN交换机的实现方式和SDN南向接口协议的类型。应用本专利方法的SDN交换机在脱离控制器的情况下具备持续运行和重启运行的能力，且在重连控制器后能以较小的代价完成流表的校准同步。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述缺陷，本专利技术提出了一种SDN交换机的常驻流表存储与校准方法，该方法解决了SDN交换机在南向连接发生改变时无法快速恢复常驻流表、缺乏流表校准以及无法脱离控制器持续运行等三方面技术问题，该方法不依赖于诸如上层交换机等第三方设备，不限定SDN交换机的实现方式和SDN南向接口协议的类型，本专利技术的方法中的SDN交换机在脱离控制器的情况下，具备持续运行和重启运行的能力，且在重新连控制器后，能以较小的代价完成常驻流表的校准同步。本专利技术提供的一种SDN交换机的常驻流表存储与校准方法，该方法包括：SDN交换机筛选本地存储的本机运行流表中的实时更新的常驻流表信息，生成常驻流表配置文件，并将其存储在本地的存储设备上；当SDN交换机与控制器的SDN南向接口协议连接发生改变时，SDN交换机发起常驻流表信息校准，接收控制器下发的新的常驻流表信息，更新常驻流表配置文件。作为上述技术方案的改进之一，所述SDN交换机筛选本地存储的本机运行流表中的实时更新的常驻流表信息，生成常驻流表配置文件，并将其存储在本地的存储设备上；具体为：如果本地流表存储的常驻流表信息发生增加、删减或修改操作，则更新本地流表存储的常驻流表信息，进而生成实时更新的常驻流表配置文件；如果本地流表存储的常驻流表信息没有发生增加、删减或修改操作，则交换机无需更新已经存储在本地的常驻流表配置文件，并继续工作；当交换机接收到控制器发送的消息，该消息为常驻流表信息发生的增加、删减或修改操作，则交换机会根据更新后的常驻流表信息，生成新的常驻流表配置文件，并将其存储在SDN交换机本地的存储设备上。作为上述技术方案的改进之一，所述常驻流表信息包括：常驻表、常驻表项和常驻指令块；所述常驻表项为超时时间无限制的表项；所述常驻表为包含常驻表项的表；所述常驻指令块为命中常驻表项后需要执行的指令块。作为上述技术方案的改进之一，所述常驻流表配置文件是SDN交换机支持的编译格式文件，其包括多个常驻流表信息及其对应的哈希摘要值。作为上述技术方案的改进之一，SDN交换机与控制器的SDN南向接口协议连接发生改变的情况包括：SDN交换机重启、控制器重启、SDN交换机切换控制器、以及SDN交换机与控制器的连接重置。作为上述技术方案的改进之一，所述当SDN交换机与控制器的SDN南向接口协议连接发生改变时，SDN交换机发起常驻流表信息校准，控制器根据校准结果，指示SDN交换机进入常规工作状态；具体为：步骤1)当SDN交换机与控制器的SDN南向接口协议连接发生改变时，根据SDN交换机与控制器的SDN南向接口协议连接改变的情况，如果SDN交换机与控制器的SDN南向接口协议连接改变的情况为SDN交换机重启，则执行步骤2)；如果SDN交换机与控制器的SDN南向接口协议连接改变的情况为控制器重启、SDN交换机切换控制器，或SDN交换机与控制器的连接重置，则执行步骤3)；步骤2)SDN交换机从本地的存储设备恢复并加载常驻流表配置文件，加载完成后，执行步骤3)；步骤3)建立SDN南向接口协议动作，SDN交换机根据SDN南向接口协议向控制器发起握手协议；步骤4)SDN交换机计算本地状态码，将本地状态码发送至控制器；步骤5)控制器计算远端状态码；控制器接收SDN交换机发送的本地状态码；比较本地状态码和远端状态码的状态码：如果本地状态码和远端状态码的状态码不一致，则生成新的常驻流表信息并转发给SDN交换机，转入步骤6)；否则，指示SDN交换机进入常规工作状态；步骤6)SDN交换机接收新的常驻流表信息，重置本机流表的状态，筛选本地存储的本机运行流表中的实时更新的常驻流表信息，生成新的常驻流表配置文件，并将其存储在SDN交换机本地的存储设备上。本专利技术还提供了一种SDN交换机的常驻流表存储与校准系统，该系统包括：存储模块，用于SDN交换机筛选本地存储的本机运行流表中的实时更新的常驻流表信息，生成常驻流表配置文件，并将其存储在本地的存储设备上；和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SDN交换机的常驻流表存储与校准方法，该方法包括：/nSDN交换机筛选本地存储的本机运行流表中的实时更新的常驻流表信息，生成常驻流表配置文件，并将其存储在本地的存储设备上；/n当SDN交换机与控制器的SDN南向接口协议连接发生改变时，SDN交换机发起常驻流表信息校准，接收控制器下发的新的常驻流表信息，更新常驻流表配置文件。/n

【技术特征摘要】
1.一种SDN交换机的常驻流表存储与校准方法，该方法包括：
SDN交换机筛选本地存储的本机运行流表中的实时更新的常驻流表信息，生成常驻流表配置文件，并将其存储在本地的存储设备上；
当SDN交换机与控制器的SDN南向接口协议连接发生改变时，SDN交换机发起常驻流表信息校准，接收控制器下发的新的常驻流表信息，更新常驻流表配置文件。


2.根据权利要求1所述的SDN交换机的常驻流表存储与校准方法，其特征在于，所述SDN交换机筛选本地存储的本机运行流表中的实时更新的常驻流表信息，生成常驻流表配置文件，并将其存储在本地的存储设备上；具体为：
如果本地流表存储的常驻流表信息发生增加、删减或修改操作，则更新本地流表存储的常驻流表信息，进而生成实时更新的常驻流表配置文件；
如果本地流表存储的常驻流表信息没有发生增加、删减或修改操作，则交换机无需更新已经存储在本地的常驻流表配置文件，并继续工作；
当交换机接收到控制器发送的消息，该消息为常驻流表信息发生的增加、删减或修改操作，则交换机会根据更新后的常驻流表信息，生成新的常驻流表配置文件，并将其存储在SDN交换机本地的存储设备上。


3.根据权利要求2所述的SDN交换机的常驻流表存储与校准方法，其特征在于，所述常驻流表信息包括：常驻表、常驻表项和常驻指令块；
所述常驻表项为超时时间无限制的表项；
所述常驻表为包含常驻表项的表；
所述常驻指令块为命中常驻表项后需要执行的指令块。


4.根据权利要求2所述的SDN交换机的常驻流表存储与校准方法，其特征在于，所述常驻流表配置文件是SDN交换机支持的编译格式文件，其包括多个常驻流表信息及其对应的哈希摘要值。


5.根据权利要求1所述的SDN交换机的常驻流表存储与校准方法，其特征在于，SDN交换机与控制器的SDN南向接口协议连接发生改变的情况包括：SDN交换机重启、控制器重启、SDN交换机切换控制器、以及SDN交换机与控制器的连接重置。
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【专利技术属性】
技术研发人员：宋磊，唐鑫新，姜艳，刘磊，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，中科海网苏州网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11