[发明专利]一种可编程SDN交换机系统

说明书

本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：