[发明专利]一种隧道处理方法及系统、控制面设备、转发面设备

说明书

本发明公开了一种隧道处理方法及系统、控制面设备、转发面设备，其中，该方法包括：配置一组通用性的隧道封装指令和解封装指令，分别对应压入指定封装头动作和弹出指定封装头的动作；根据隧道封装指令和解封装指令，分别执行对应的压入指定封装头动作和弹出指定封装头的动作。转发面设备用于根据隧道封装指令和解封装指令，分别执行对应的压入指定封装头动作和弹出指定封装头的动作。采用本发明，针对隧道封转和解封装的隧道处理，能对转发面设备做统一的转发行为模型的业务配置控制，以精确控制转发面设备的行为。

技术领域

本发明涉及软件定义网络(SDN，Software Defined Network)架构网络通信领域的隧道处理技术，尤其涉及一种开放流(OpenFlow)管道上的隧道处理方法及系统、控制面设备、转发面设备。

背景技术

由于现在的网络暴露出了越来越多的弊病以及人们对网络性能的需求越来越高，研究人员不得不把很多复杂功能加入到路由器的体系结构当中，例如开放式最短路径优先(OSPF)、边界网关协议(BGP)、组播、区分服务、流量工程、网络地址转换(NAT)、防火墙、多协议标签交换(MPLS)功能等。这就使得路由器等交换设备越来越臃肿而且性能提升的空间越来越小。

然而，与网络领域的困境截然不同的是，计算机领域实现了日新月异的发展。仔细回顾计算机领域的发展，不难发现其关键在于计算机领域找到了一个简单可用的硬件底层(x86指令集)。由于有了这样一个公用的硬件底层，所以在软件方面，不论是应用程序还是操作系统都取得了飞速的发展。现在很多主张重新设计计算机网络体系结构的人士认为：网络可以复制计算机领域的成功来解决现在网络所遇到的所有问题。在这种思想的指导下，将来的网络必将是这样的：底层的数据通路(交换机、路由器)是“哑的、简单的、最小的”，并定义一个对外开放的关于流表的公用的应用程序接口(API，Application ProgramInterface)，同时采用控制器来控制整个网络。未来的研究人员就可以在控制器上自由的调用底层的API来编程，从而实现网络的创新。

基于上述的理念出现了SDN架构，其最初是由美国斯坦福大学clean slate研究组提出的一种新型网络创新架构。目前，其核心技术是开放流(OpenFlow) 协议，基于OpenFlow实现SDN架构，在SDN架构中，交换设备的数据转发面和控制面是分离的，因此网络协议和交换策略的升级只需要改动控制面，通过将数据转发面和控制面的分离，实现了对网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。

引入OpenFlow技术后的交换机，通常称为OpenFlow交换机，其区别于传统的交换机，OpenFlow交换机将原来完全由交换机/路由器控制的报文转发过程转化为由OpenFlow交换机和控制器来共同完成，实现了数据转发和路由控制的分离。控制器可以通过事先规定好的接口操作来控制OpenFlow交换机中的OpenFlow流表，从而达到控制数据转发的目的，也就是说，基于OpenFlow的SDN架构是在OpenFlow交换机上实现数据转发，而在控制器上实现数据的转发控制，从而实现了上述数据转发面和控制层的分离。

上述OpenFlow协议，是用来描述控制面设备(如OF配置点和控制器)和转发面设备(如OpenFlow交换机)之间交互所用信息的标准，以及控制面设备和转发面设备的接口标准。OpenFlow协议的核心部分是用于OpenFlow协议信息结构的集合。

上述OpenFlow流表(也称为隧道信息流表)由很多个流表项组成，每个流表项就是一个转发规则。进入OpenFlow交换机的数据包通过查询OpenFlow流表来获得转发的目的端口。

OpenFlow流表或经过配置的多个OpenFlow流表级联而形成的OpenFlow管道，用来配置交换机转发路径。如图1所示为现有技术的报文流通过OpenFlow管道的示意图，图1中Table0、Table1～Tablen为多个OpenFlow流表，n为正整数，多个OpenFlow流表级联所构成的管道称为所述OpenFlow管道。