[发明专利]一种可编程的路由交换机、系统及方法

说明书

本发明提出了一种可编程的路由交换机、系统及方法，可编程的路由交换机系统包括：一个或多个SDN交换机；多个开放网络操作系统（ONOS），ONOS会运行SDN‑IP的应用方式，每个SDN交换机处配置一个ONOS，所述SDN交换机之间彼此利用网线并搭配ONOS VPLS来建立连线；多个Quagga，SDN交换机与用户端之前分别设置相应的Quagga，用来和ONOS处的Quagga交换路由，ONOS处分别设置相应的Quagga，负责接收eBGP并且把路由告知ONOS。该系统可以使得网络更加具备灵活性、弹性以及减轻网络的负担。

技术领域

本申请涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种可编程的路由交换机、系统及方法。

背景技术

近年来，由于网络急速发展，与网络相关的技术与概念也相继被提出，例如大数据传输与云端计算，当然有许多应用就是以这些技术为基础而发展出来的，像人工智慧就需要运用到云端计算。由于众多应用的出现，使用者递增，为了能够顺利提供服务，也为了能服务世界各国人民，各个应用服务的厂商开始于世界各地建设数据中心。

然后增设资料中心时，将会面临传统网络方面的许多限制，例如：Qos、IP缺少或虚拟化等，为了解决这些问题，将会耗费许多的成本和更多的硬件设备，因此为了考虑成本，新型态网络架构的采用和研究是不可避免的，软件定义网络（Software Defined Network；SDN）是最热门的网络架构，且此架构也已经受到许多远端服务提供者的采用，例如：Google和Amazon。

SDN与传统网络之间的区别在于控制层（Control Plane）和数据层（Data Plane）是分开的，数据层一样放置在设备中，只负责数据的传输。控制层是独立的，所以决策都由他决定。在传统网络架构中，用户受限于提供设备的厂商，有想要增加功能就必须花费额外的成本请厂商于交货机或者路由器新增，而SDN则是可以自由的作为所许的功能，因此SDN可以降低许多成本。

一开始SDN网域之间会利用BGP找出一条预选的最短路径，但是此条最短路径可能导致带宽不足，或者是负载太重。使用者可通过使用者界面来挑选路径，后端服务器会将使用者挑选的路径数据告知ONOS，ONOS便会增加flow entries到路径上的SDN交换器，并且赋予比较高的priority，使后续的封包进入时候能够选择定制的路径。

图1为SDN的架构图，控制层由SDN controller控制，常见的控制平台有ONOS（OpenNetwork Operation System）、Floodlight、OpenDaylight，数据层部分通常使用OpenFlowswitch，两层之间的联系通常采用相容SDN的协商。例如：OpenFlow，透过这个协议协定，数据层就可以针对控制层的决策结果来设定其内部的Flow Table，之后数据层处理封包就会依据Flow Table的记录来处理。借由SDN的可编程化开放架构的特性，使用者就可以于独立的控制平台新增与开放所需要功能，以及满足定制化网络需求、提高带宽使用率和减少成本。

当SDN网络配置完成后，接着就要考虑与传统网络连接的网络，当两个不同性质的网络连接时，必须解决两个网域路由路径与路由信息交换等问题。

这个问题我们结合ONOS、SDN-IP与Quagga来达成不同性质网络的连接。并且设计开发一套使用界面让使用者能够知道SDN网络内的BGP信息以及网络拓扑。然后当数据中心不足，需要更多重路径路由来增加带宽或者是减少网络负担时，由于SDN-IP针对每个IP配对，只会选择最短路径，因此多重路径将会于SDN内收敛，造成网络的瓶颈，因此，急需一种新的SND网域间可编程式路由交换机制来解决这个问题。

发明内容