[发明专利]一种交换机网络化在线配置方法、系统和设备

说明书

本发明涉及一种交换机网络化在线配置方法、系统和设备，包括：在可编程交换机内部设置交换机配置模块和若干可编程模块，并创建AMID表和IMID表；接收并解析网络控制器发送的交换机配置信息，得到配置操作类型及模块配置信息；确定各可编程模块的MID，并对AMID表和IMID表进行更新，同时将模块配置信息下发至相应的可编程模块；各可编程模块根据接收到的模块配置信息完成在线配置，配置完成后发送配置完成信息到交换机配置模块；交换机配置模块接收到所有可编程模块发送的配置完成信息后，发送交换机配置确认及更新信息到网络控制器。本发明可以广泛应用于网络技术领域。

技术领域

本发明涉及一种交换机网络化在线配置方法、系统和设备，属于网络技术领域。

背景技术

随着网络技术的蓬勃发展，越来越多的网络协议被提出，这就要求网络需要快速支持多种协议的更新升级。软件定义网络(Software-Defined Network，SDN)作为一种新型网络架构，将网络的控制平面与数据平面分离，控制平面通过北向接口与网络应用进行交互，通过南向接口与数据平面进行交互。网络工程师和管理员只需要对网络应用进行编程，就能够简单和高效地配置和管理网络，从而对网络功能需求的变化作出快速响应，使得网络演进变得敏捷而灵活。

然而，早期的SDN可编程性主要体现在控制平面，以OpenFlow为代表的转发平面与特定协议绑定，其转发能力固定且有限。为支持新协议，转发平面往往需要花费大量精力来扩展交换机的软硬件功能，导致更新周期过长，难以满足新协议的快速部署要求。为了解决数据平面发展滞后于网络协议发展的问题，2014年斯坦福大学的Nick McKeown教授和普林斯顿大学的Jennifer Rexford教授等共同提出了P4编程语言，使用首部(Headers)、解析器(parsers)、表(Tables)、动作(Action)、流控制等要素对交换机的转发操作进行建模，为数据平面带来了可编程性。基于P4的可编程数据平面开发采用的是“编程——编译——离线配置”的开发模式，网络拥有者和运营商采用P4语言完成网络功能的开发，并利用P4编译器得到P4交换机配置文件，完成对交换机的离线配置，进而实现新网络功能和协议的部署。但是该开发模式在交换机配置时需要交换机宕机，随着网络规模和数据量的不断增长，交换机宕机会导致网络升级时间增大，降低网络的快速响应能力及用户服务质量。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种交换机网络化在线配置方法、系统和设备，通过网络化在线配置交换机，实现网络的快速升级，提升用户服务质量。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明的第一个方面，是提供一种交换机网络化在线配置方法，其包括：

步骤1：在可编程交换机内部设置交换机配置模块和若干可编程模块，并创建AMID表和IMID表，分别用于存储活动可编程模块和空闲可编程模块对应的MID；

步骤2：通过交换机配置模块接收并解析网络控制器发送的交换机配置信息，得到配置操作类型及模块配置信息；

步骤3：根据配置操作类型及模块配置信息确定各可编程模块的MID，并对AMID表和IMID表进行更新，同时将模块配置信息下发至相应的可编程模块；

步骤4：各可编程模块根据接收到的模块配置信息完成在线配置，配置完成后发送配置完成信息到交换机配置模块；

步骤5：交换机配置模块接收到所有可编程模块发送的配置完成信息后，发送交换机配置确认及更新信息到网络控制器，完成交换机网络化在线配置。

优选地，所述步骤2中，所述配置操作类型包括在线删除可编程模块、在线增加可编程模块以及在线配置可编程模块；所述模块配置信息包括：配置模块集合Rs＝{MID_R1，...，MID_RN}、删除模块集合DS＝{MID_D1，…，MID_DN}和增加模块数量AN。