一种基于DHT的控制网络实现方法、系统和网络控制器技术方案

本发明专利技术公开了一种基于DHT的控制网络实现方法和系统，包括：交换机与分布式对等网络中指定的网络控制器建立路由控制通道；首节点网络控制器生成P2P路径创建请求消息，并沿路径转发，直到末节点网络控制器；路径上的每个网络控制器根据P2P路径创建请求消息，向自身管理的交换机下发P2P路径创建请求消息中携带的转发流表，完成各自的本地路径创建；首节点网络控制器根据接收到的P2P路径创建响应并结合本地路径创建结果确定路径是否创建成功。本发明专利技术还公开了一种网络控制器。通过本发明专利技术使得网络控制器网络实现自组织、交换机自动接入，同时使得网络路径的计算与下发容易管理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机网络领域，尤其是涉及一种基于分布式哈希(DistributedHash Table, DHT)的控制网络实现方法、系统和网络控制器。
技术介绍
美国斯坦福大学于2008年提出了 OpenFlow (开放流表控制)协议，该协议采用转发/控制分离架构，外置控制面实体采用OpenFlow协议控制转发面设备，实现各种转发逻辑。而转发面设备主要功能就是根据OpenFlow网络控制器下发的流表执行受控转发，其行为是标准化的收到一条报文，取出其头部L2/L3/L4相关字段值，以其作为关键字查找流表，匹配到一个表项后，根据表项内容中的指令集对报文字段进行变换，完毕后根据指示转发到某一逻辑或物理端口。此协议进一步演进，成为软件定义网络(Software DefinedNetwork, SDN)技术的基础，即可以在控制面采用软件编程实现各种复杂的网络应用，而转发面设备无需任何改变，由于控制面采用通用服务器+通用操作系统，并且可以使用通用的软件编程工具，也可以使用 Python (—种面向对象、直译式计算机程序设计语言)这样的脚本编程语言实现，这使得新的网络协议的支持变得非常简单，而且新技术部署周期大大缩短。一个基本的OpenFlow网络包括网络控制器和交换机两个主要的控制实体。通常地,在网络中部署一个集中的网络控制器,负责整个网络域中所有的OpenFlow交换机的管理域控制。然而，单个集中式的网络控制器会成为网络规模化的瓶颈，如与网络控制器距离较远的交换机建立流的时延增加，单个网络控制器处理交换路径请求的吞吐量受限，端到端的路径带宽可控性差等。为此，学术界提出分布式网络网络控制器方案，如HyperFlow(超级流管理)、0ΝΙΧ等，这些方案一般是在网络上部署多个网络控制器共同管理与控制SDN网络。公开号为US20110261722的美国专利申请公开的技术方案中将路由路径信息放在流的首个数据报文头部中，路径上的交换机在进行报文转发时根据报文头部的路由路径信息建立转发流表。对于这种大规模的网络，交换机和网络控制器之间的连接选择与维护、路径的计算与下发，经常涉及多个交换机、多个网络控制器，大大增加了网络维护的成本。由此可见，在现有SDN的分布式网络控制器方案中，路径建立过程中经常涉及多个网络控制器、多个交换机的流表下发，复杂的交互过程增加了事务维护的复杂性，且不利于管理面和转发面的状态统一，大大增加了网络的维护成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种基于DHT的控制网络实现方法和系统，使得网络控制器网络实现自组织、交换机自动接入，同时使得网络路径的计算与下发容易管理。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的本专利技术提供了一种基于DHT的控制网络实现方法，该方法包括交换机与分布式对等网络中指定的网络控制器建立路由控制通道；接收到路径创建请求的网络控制器作为首节点网络控制器进行路径计算，生成P2P路径创建请求消息，并沿路径转发所述P2P路径创建请求消息；所述路径上接收到所述P2P路径创建请求消息的网络控制器，向自身管理的交换机下发所述P2P路径创建请求消息中携带的转发流表，完成各自的本地路径创建；其中，所述路径上的中间节点网络控制器在完成本地路径创建后，沿所述路径转发所述P2P路径创建请求消息，所述路径上的末节点网络控制器在完成本地路径创建后沿相反路径返回P2P路径创建响应消息；接收到所述P2P路径创建响应消息的中间节点网络控制器，结合本地路径创建结果，更新所述P2P路径创建响应消息，并沿所述相反路径转发更新后的P2P路径创建响应消息；首节点网络控制器接收到P2P路径创建响应消息后，结合本地路径创建结果，确定所述路径是否创建成功。优选地，所述交换机与分布式对等网络中指定的网络控制器建立路由控制通道，包括交换机与引导服务器直接返回的指定的网络控制器列表中的网络控制器建立路由控制通道；或者，引导服务器将交换机引导到任意的网络控制器，交换机根据所述任意的网络控制器返回的信息重定向到指定的网络控制器、并与该指定的网络控制器建立路由控制通道。优选地，所述路由控制通道为OpenFlow协议通道、SNMP通道或DIAMATER通道。优选地，所述路径计 算得到路径上网络控制器的顺序和路径上交换机的顺序。优选地，所述P2P路径创建请求消息的目的节点为所述路径上的末节点网络控制器；所述P2P路径创建请求消息的路由路径头部由所述路径上除了末节点网络控制器之外的其他网络控制器的标识组成；所述P2P路径创建请求消息的消息体由所述路径上向各个交换机下发的转发流表组成。优选地，所述其他网络控制器的标识按所述路径上的所述其他网络控制器的顺序排列；所述向各个交换机下发的转发流表按照所述路径上的交换机的顺序排列。优选地，所述首节点网络控制器生成P2P路径创建请求消息后，该方法还包括所述首节点网络控制器向自身管理的交换机下发所述P2P路径创建请求消息中携带的转发流表。优选地，所述路径上的末节点网络控制器在完成本地路径创建后沿相反路径返回P2P路径创建响应消息，为若本地路径创建成功，所述末节点网络控制器返回成功的P2P路径创建响应消息；若本地路径创建失败，所述末节点网络控制器返回失败的P2P路径创建响应消息。优选地，接收到所述P2P路径创建响应消息的中间节点网络控制器，结合本地路径创建结果，更新所述P2P路径创建响应消息，并沿所述相反路径转发更新后的P2P路径创建响应消息，为若本地路径创建成功、且接收到的为成功的P2P路径创建响应消息，则沿所述相反路径转发更新后的、成功的P2P路径创建响应消息；若本地路径创建成功、且接收到的为失败的P2P路径创建响应消息，则沿所述相反路径转发更新后的、失败的P2P路径创建响应消息；若本地路径创建失败，且接收到的为失败或成功的P2P路径创建响应消息，则沿所述相反路径转发更新后的、失败的P2P路径创建响应消息。优选地，首节点网络控制器接收到P2P路径创建响应消息后，结合本地路径创建结果，确定所述路径是否创建成功，为首节点网络控制器接收到成功的P2P路径创建响应消息、且本地路径创建成功时，确认所述路径创建成功；首节点网络控制器接收到失败的P2P路径创建响应消息或者本地路径创建失败时，确认所述路径创建失败，并重新进行路径计算。优选地，所述路径上的网络控制器接收到P2P路径创建响应消息后该方法还包括若接收到为失败的P2P路径创建响应消息或者本地路径创建失败时，网络控制器对本地已下发的转发流表进行回滚操作。本专利技术还提供了一种基于DHT的控制网络实现系统，该系统包括交换机和网络控制器，其中 所述交换机，用于与分布式对等网络中指定的网络控制器建立路由控制通道；所述网络控制器，用于接收到路径创建请求时作为首节点网络控制器进行路径计算，生成P2P路径创建请求消息，并沿路径转发所述P2P路径创建请求消息；还用于接收到所述P2P路径创建请求消息时，向自身管理的交换机下发所述P2P路径创建请求消息中携带的转发流表，完成本地路径创建；还用于作为所述路径上的中间节点网络控制器在完成本地路径创建后，沿所述路径转发所述P2P路径创建请求消息；还用于，作为所述路径上的末节点网络控制器在完成本地路径创建后沿相反路径返回P2P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DHT的控制网络实现方法，其特征在于，该方法包括：交换机与分布式对等网络中指定的网络控制器建立路由控制通道；接收到路径创建请求的网络控制器作为首节点网络控制器进行路径计算，生成P2P路径创建请求消息，并沿路径转发所述P2P路径创建请求消息；所述路径上接收到所述P2P路径创建请求消息的网络控制器，向自身管理的交换机下发所述P2P路径创建请求消息中携带的转发流表，完成各自的本地路径创建；其中，所述路径上的中间节点网络控制器在完成本地路径创建后，沿所述路径转发所述P2P路径创建请求消息，所述路径上的末节点网络控制器在完成本地路径创建后沿相反路径返回P2P路径创建响应消息；接收到所述P2P路径创建响应消息的中间节点网络控制器，结合本地路径创建结果，更新所述P2P路径创建响应消息，并沿所述相反路径转发更新后的P2P路径创建响应消息；首节点网络控制器接收到P2P路径创建响应消息后，结合本地路径创建结果，确定所述路径是否创建成功。

【技术特征摘要】
1.一种基于DHT的控制网络实现方法，其特征在于，该方法包括 交换机与分布式对等网络中指定的网络控制器建立路由控制通道； 接收到路径创建请求的网络控制器作为首节点网络控制器进行路径计算，生成P2P路径创建请求消息，并沿路径转发所述P2P路径创建请求消息； 所述路径上接收到所述P2P路径创建请求消息的网络控制器，向自身管理的交换机下发所述P2P路径创建请求消息中携带的转发流表，完成各自的本地路径创建；其中，所述路径上的中间节点网络控制器在完成本地路径创建后，沿所述路径转发所述P2P路径创建请求消息，所述路径上的末节点网络控制器在完成本地路径创建后沿相反路径返回P2P路径创建响应消息； 接收到所述P2P路径创建响应消息的中间节点网络控制器，结合本地路径创建结果，更新所述P2P路径创建响应消息，并沿所述相反路径转发更新后的P2P路径创建响应消息；首节点网络控制器接收到P2P路径创建响应消息后，结合本地路径创建结果，确定所述路径是否创建成功。2.根据权利要求1所述基于DHT的控制网络实现方法，其特征在于，所述交换机与分布式对等网络中指定的网络控制器建立路由控制通道，包括 交换机与引导服务器直接返回的指定的网络控制器列表中的网络控制器建立路由控制通道；或者，引导服务器将交换机引导到任意的网络控制器，交换机根据所述任意的网络控制器返回的信息重定向到指定的网络控制器、并与该指定的网络控制器建立路由控制通道。3.根据权利要求2所述基于DHT的控制网络实现方法，其特征在于，所述路由控制通道为OpenFlow协议通道、SNMP通道或DIAMATER通道。4.根据权利要求1所述基于DHT的控制网络实现方法，其特征在于，所述路径计算得到路径上网络控制器的顺序和路径上交换机的顺序。5.根据权利要求4所述基于DHT的控制网络实现方法，其特征在于， 所述P2P路径创建请求消息的目的节点为所述路径上的末节点网络控制器； 所述P2P路径创建请求消息的路由路径头部由所述路径上除了末节点网络控制器之外的其他网络控制器的标识组成； 所述P2P路径创建请求消息的消息体由所述路径上向各个交换机下发的转发流表组成。6.根据权利要求5所述基于DHT的控制网络实现方法，其特征在于， 所述其他网络控制器的标识按所述路径上的所述其他网络控制器的顺序排列； 所述向各个交换机下发的转发流表按照所述路径上的交换机的顺序排列。7.根据权利要求1至6任一所述基于DHT的控制网络实现方法，其特征在于，所述首节点网络控制器生成P2P路径创建请求消息后，该方法还包括所述首节点网络控制器向自身管理的交换机下发所述P2P路径创建请求消息中携带的转发流表。8.根据权利要求7所述基于DHT的控制网络实现方法，其特征在于，所述路径上的末节点网络控制器在完成本地路径创建后沿相反路径返回P2P路径创建响应消息，为 若本地路径创建成功，所述末节点网络控制器返回成功的P2P路径创建响应消息；若本地路径创建失败，所述末节点网络控制器返回失败的P2P路径创建响应消息。9.根据权利要求8所述基于DHT的控制网络实现方法，其特征在于，接收到所述P2P路径创建响应消息的中间节点网络控制器，结合本地路径创建结果，更新所述P2P路径创建响应消息，并沿所述相反路径转发更新后的P2P路径创建响应消息，为 若本地路径创建成功、且接收到的为成功的P2P路径创建响应消息，则沿所述相反路径转发更新后的、成功的P2P路径创建响应消息； 若本地路径创建成功、且接收到的为失败的P2P路径创建响应消息，则沿所述相反路径转发更新后的、失败的P2P路径创建响应消息； 若本地路径创建失败，且接收到的为失败或成功的P2P路径创建响应消息，则沿所述相反路径转发更新后的、失败的P2P路径创建响应消息。10.根据权利要求9所述基于DHT的控制网络实现方法，其特征在于，首节点网络控制器接收到P2P路径创建响应消息后，结合本地路径创建结果，确定所述路径是否创建成功，为 首节点网络控制器接收到成功的P2P路径创建响应消息、且本地路径创建成功时，确认所述路径创建成功； 首节点网络控制器接收到失败的P2P路径创建响应消息或者本地路径创建失败时，确认所述路径创建失败，并重新进行路径计算。11.根据权利要求10所述基于DHT的控制网络实现方法，其特征在于，所述路径上的网络控制器接收到P2P路径创建响应消息后该方法还包括若接收到为失败的P2P路径创建响应消息或者本地路径创建失败时，网络控制器对本地已下发的转发流表进行回滚操作。12.—种基于DHT的控制网络实现系统，其特征在于，该系统包括交换机和网络控制器，其中 所述交换机，用于与分布式对等网络中指定的网络控制器建立路由控制通道； 所述网络控制器，用于接收到路径创建请求时作为首节点网络控制器进行路径计算，生成P2P路径创建请求消息，并沿路径转发所述P2P路径创建请求消息；还用于接收到所述P2P路径创建请求消息时，向...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡永生，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：