一種基于普通交換芯片的OpenFlow多級流表的實現(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，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多級流表的實現(xiàn)方法，該方法由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備維護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、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，所述流表進行處理時，將數(shù)據(jù)包與流表中的流表項進行匹配，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行匹配。[0020]優(yōu)選的，除了通過數(shù)據(jù)包報頭字段進行匹配，也可以通過入口端口和元數(shù)據(jù)字段進行匹配。[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流超時機制在流表中刪除。[0023]本發(fā)明提供的OpenFlow的多級流表實現(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]本方案基于遠程控制端Controller和OpenFlow多級流表實現(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。【附圖說明】[0025]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】來進一步說明本發(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。【具體實施方式】[0031]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。[0032]參見圖1，本發(fā)明提供的基于普通交換芯片實現(xiàn)的OpenFl當(dāng)前第1頁1 2 3 4