一種基于普通交換芯片的OpenFlow多級流表的實(shí)現(xiàn)方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，特別涉及一種基于普通交換芯片的OpenFlow多級流表的實(shí)現(xiàn)方法。【
背景技術(shù)：
】[0002]隨著數(shù)據(jù)通信設(shè)備的復(fù)雜程度不斷提高，云計算及其業(yè)務(wù)的發(fā)展，服務(wù)器的應(yīng)用需求產(chǎn)生了爆炸性的增長，隨著社交網(wǎng)絡(luò)，移動互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)領(lǐng)域的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)正日益成為當(dāng)前的焦點(diǎn)，其面向的海量數(shù)據(jù)處理也對當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已經(jīng)不能夠滿足今天的企業(yè)，運(yùn)營商和終端用戶的需求?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0003]鑒于上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于普通交換芯片的OpenFlow多級流表的實(shí)現(xiàn)方法，以滿足現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)通信處理的要求。[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:[0005]一種基于普通交換芯片的OpenFlow多級流表的實(shí)現(xiàn)方法，該方法由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備維護(hù)一個或者若干個多級流表(FlowTable)，并且數(shù)據(jù)流只按照這些流表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，所述流表由一些關(guān)鍵字和執(zhí)行動作組成的靈活規(guī)則，并且每個關(guān)鍵字字段都是可以通配的，流表本身的生成、維護(hù)、下發(fā)完全由外置的控制器(Controller)來管理。[0006]優(yōu)選的，所述多級流表(FlowTable)的下發(fā)可以是主動的，也可以是被動的，在主動模式下，控制器(Controller)將自己收集的流表信息主動下發(fā)給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，隨后網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以直接根據(jù)流表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；在被動模式下，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備收到一個報文沒有匹配的流表(FlowTable)記錄時，將該報文轉(zhuǎn)發(fā)給控制器(Controller)，由控制器(Controller)進(jìn)行決策該如何轉(zhuǎn)發(fā)，并下發(fā)相應(yīng)的流表。[0007]優(yōu)選的，所述多級流表(FlowTable)里設(shè)有pipeline管道，基于該pipeline管道形成報文處理流水線，整個處理流程在報文入方向有32個匹配階段(MatchStage)，同時在報文出方向有32個匹配階段(MatchStage)。[0008]優(yōu)選的，所述pipeline管道基于以下三個步驟來實(shí)現(xiàn):[0009]a)找到對應(yīng)流表中最高優(yōu)先級的匹配項；[0010]b)將匹配項中的指令(instruct1ns)應(yīng)用到packet、match、act1n上，并更新對應(yīng)流表中的動作信息；[0011]C)將報文中的匹配項和動作集送往多級流表中的下一個表(table)。如果沒有在多級流表的所有的表(table)中匹配，那么有多種默認(rèn)行為可以實(shí)現(xiàn)，如丟包、繼續(xù)下一個表、發(fā)往controller。[0012]優(yōu)選的，所述流表由流量實(shí)體(FlowEntry)組成，一個流表中包含多個流表項。[0013]優(yōu)選的，所述流表流表項包括匹配字段(MatchFields)、計數(shù)器和指令集三個部分，所述匹配字段(MatchFields)是報文匹配的輸入關(guān)鍵字，計數(shù)器是管理所需，指令集是決定報文如何轉(zhuǎn)發(fā)，最基本的轉(zhuǎn)發(fā)行為包括轉(zhuǎn)發(fā)給某個端口、封裝改寫報文后轉(zhuǎn)發(fā)以及丟棄。[0014]優(yōu)選的，所述流表項通過匹配字段和優(yōu)先級決定，在一個流表中匹配字段和優(yōu)先級共同確定唯一的流表項，其中所有字段通配和優(yōu)先級等于O的流表項為table-miss流表項，所述table-miss表項指定在流表中如何處理與其他流表項未匹配的數(shù)據(jù)包。[0015]優(yōu)選的，在進(jìn)行流表項匹配時，優(yōu)先級最高的流表項必須被選擇，此時與選擇流表項相關(guān)的計數(shù)器也會被更新，選定流表項的指令集也被執(zhí)行。[0016]優(yōu)選的，對于table-miss表項，默認(rèn)情況下，在流表中不存在table-miss表項，控制器可以在任何時候添加或刪除它，而且它可能會超時失效，able-miss表項可以匹配流表中其他表項中不能匹配的數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)包與table-miss表項匹配時，table-miss表項指令就會執(zhí)行，如果該table-miss表項直接將數(shù)據(jù)包通過CONTROLLER端口發(fā)送到控制器，那么報文中的信息必須與一個table-miss表項匹配；如果該table-miss表項不存在，默認(rèn)情況下，流表項無法將數(shù)據(jù)包丟棄。[0017]優(yōu)選的，所述多級流表(FlowTable)按順序編號，從O開始，據(jù)此構(gòu)成的流水線處理總是從第一流表開始，數(shù)據(jù)包第一個與流表O的流表項匹配，其它流表根據(jù)第一個表的匹配結(jié)果來調(diào)用。[0018]優(yōu)選的，所述流表進(jìn)行處理時，將數(shù)據(jù)包與流表中的流表項進(jìn)行匹配，從而選擇流表項，如果匹配到了流表項，那么包括在該流表項的指令集被執(zhí)行時，這些指令可能明確指導(dǎo)數(shù)據(jù)包傳遞到另一個流表，在那里同樣的處理被重復(fù)執(zhí)行。[0019]優(yōu)選的，數(shù)據(jù)包與流表中的流表項進(jìn)行匹配時，從數(shù)據(jù)包中提取相應(yīng)的數(shù)據(jù)包匹配字段，利用該數(shù)據(jù)包匹配字段基于流水線處理進(jìn)行表查找，該數(shù)據(jù)包匹配字段依賴于數(shù)據(jù)包類型，該類型包括各種數(shù)據(jù)包的報頭字段；數(shù)據(jù)包匹配字段中的值用于查找匹配的流表項，如果流表項字段具有值的ANY(表示任意字段)，則可以匹配報頭中的所有可能的值；如果相應(yīng)的交換機(jī)支持任意的位掩碼對特定的匹配字段，這些掩碼可以更精確地進(jìn)行匹配。[0020]優(yōu)選的，除了通過數(shù)據(jù)包報頭字段進(jìn)行匹配，也可以通過入口端口和元數(shù)據(jù)字段進(jìn)行匹配。[0021]優(yōu)選的，流表項只能指導(dǎo)數(shù)據(jù)包到大于自己表號的流表，如果匹配的流表項并沒有指導(dǎo)數(shù)據(jù)包到另一個流表，流水線處理將停止在該表中，當(dāng)流水線處理停止，數(shù)據(jù)包被與之相關(guān)的行動集處理并通常被轉(zhuǎn)發(fā)；如果數(shù)據(jù)包在流表中沒有匹配到流表項，這是一個table-miss的行為，table-miss行為依賴于表的配置。[0022]優(yōu)選的，所述流表項可以通過控制器的請求或交換機(jī)流超時機(jī)制在流表中刪除。[0023]本發(fā)明提供的OpenFlow的多級流表實(shí)現(xiàn)方案可以集中控制多廠商的環(huán)境，通過自動化減少復(fù)雜性，更高的創(chuàng)新，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性，更細(xì)粒度的網(wǎng)絡(luò)控制，以及更好的用戶體驗。[0024]本方案基于遠(yuǎn)程控制端Controller和OpenFlow多級流表實(shí)現(xiàn)，可以滿足現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的需求，對于網(wǎng)絡(luò)，邏輯上集中的控制層面能夠支持網(wǎng)絡(luò)資源的靈活調(diào)度，開放的接口能夠支持網(wǎng)絡(luò)能力的按需調(diào)度，標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的虛擬透明。其能夠有力的為云計算，大數(shù)據(jù)，日益增長的移動互聯(lián)需求提供更高效，安全，方便的網(wǎng)絡(luò)支持?！靖綀D說明】[0025]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明。[0026]圖1為本發(fā)明方法中OpenFlow概念圖。[0027]圖2為本發(fā)明方法中OpenFlow流表結(jié)構(gòu)。[0028]圖3為本發(fā)明方法中OpenFlow流水線流表結(jié)構(gòu)。[0029]圖4為本發(fā)明方法中OpenFlow多級流表匹配流程。[0030]圖5為本發(fā)明方法中OpenFlow多級流表處理流程?！揪唧w實(shí)施方式】[0031]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。[0032]參見圖1，本發(fā)明提供的基于普通交換芯片實(shí)現(xiàn)的OpenFl當(dāng)前第1頁1 2 3 4