[发明专利]一种可编程SDN交换机系统有效

专利信息
申请号: 201711472210.0 申请日: 2017-12-29
公开(公告)号: CN109995674B 公开(公告)日: 2021-06-29
发明(设计)人: 俞雪婷;李栋;李志博;曾鹏;于海斌 申请(专利权)人: 中国科学院沈阳自动化研究所
主分类号: H04L12/863 分类号: H04L12/863;H04L12/815;H04L12/861;H04L29/06
代理公司: 沈阳科苑专利商标代理有限公司 21002 代理人: 王倩
地址: 110016 辽*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 可编程 sdn 交换机 系统
【说明书】:

发明公开了一种可编程SDN交换机系统。本发明系统包括:包头解析模块、匹配‑动作模块和队列调度模块。本发明的系统,使交换机可以根据控制器制定的解析策略进行包头解析、信息提取和数据操作,使交换机解析模块、匹配‑动作模块都具有了软件化可编程的能力,无需更改硬件就可以实现交换机功能的更新。

技术领域

本发明涉及网络技术领域,更具体的说是涉及一种可编程SDN交换机系统。

背景技术

随着SDN技术的发展,传统SDN的协议,如OpenFlow在逐渐的完善演化过程中,匹配元组和动作类型不断的增加。交换机在支持OpenFlow协议的版本更新上,面临着和传统交换设备厂商同样的困境——OpenFlow并不支持弹性地更改匹配元组和动作类型。随着网络中新的协议不断出现,OpenFlow协议也必将变得越来越臃肿,匹配-动作表的扩展变得越来越困难。因此,让数据转发平面也具有可编程能力,让数据包的解析和转发流程也能通过编程控制,打破了硬件设备对数据转发平面的限制,成为新一代SDN技术发展的趋势。

以支持P4语言为代表的可编程交换机为用户提供了这种能力,此类交换机采用匹配-动作模型,通过可编程的解析器和匹配-动作表,使交换机能够通过软件化的方式的进行功能的更新。但是,目前控制层对可编程交换机的控制主要是通过南向接口调用P4语言编译生成的API进行。由于已经编译完成的交换机功能和接口已经确定,实际上对于控制层而言,交换机的功能仍是固定的,因此并没有最大程度的实现全软件化的控制优势。本发明通过对交换机包头解析器的改进,使控制器能够通过配置的方式完全的实现对交换机的功能控制,可以最大限度的发挥交换机软件定义的优势,使数据层真正可以实现完全的软件化。

发明内容

为解决上述技术问题,本发明提出一种可编程的SDN交换机系统,通过对解析模块、匹配动作-模块的可配置的软件化设计,使交换机可以根据控制器制定的解析策略进行包头解析、信息提取和数据操作,使交换机具有了软件化可编程的能力,无需更改硬件就可以实现交换机功能的更新。

本发明采用如下技术方案:

一种可编程SDN交换机系统,包括:

包头解析模块,用于对可编程SDN交换机接收到的数据包头进行解析,提取数据包头的匹配元组信息,并将所述匹配元组信息发送到匹配-动作模块;

匹配-动作模块,用于将提取的匹配元组信息与匹配-动作表中的匹配元组内容进行匹配,如果有匹配的表项,则按照所述匹配表项中的动作进行处理;

队列调度模块,用于对缓存在各队列中的发送数据进行调度后从交换机发出。

所述包头解析模块,包括:

包头解析配置接口,用于接收控制器发送来的解析配置信息,并将所述解析配置信息存储到解析表中;

解析表,用于存储包头解析表项,每条表项对应一种包头解析和信息提取策略,包头解析表项包括,解析ID和解析元组;

解析执行单元,用于读取数据包的解析ID,根据数据包的解析ID在解析表中查找匹配的表项,按照匹配表项中的解析元组对数据包进行解析和信息提取,将提取到的包头信息作为匹配元组信息,发送给匹配-动作模块。

所述解析配置信息包括包头解析表项。

所述解析表,包括:

解析ID,用于区分数据流的包头解析和信息提取策略;

解析元组,用于指示包头解析和信息提取的内容;解析元组由一个或多个解析元素组成,每个解析元素表示包头中的一项信息;每个解析元素通过TLV(Type,length,Value)格式表达,Type表示解析元组名称,Length表示解析元组长度,Value表示解析元组在包头的位置。

所述匹配-动作模块,包括:

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