软件定义网络中的链路切换方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明实施方式提出一种软件定义网络(SDN)中的链路切换方法和装置。所述方法应用于SDN交换机，该SDN交换机具有到达同一目的设备的第一链路和第二链路，该方法包括：接收SDN控制器发送的主备流表项，在所述主备流表项中指定所述第一链路为到达所述目的设备的主用链路以及所述第二链路为到达所述目的设备的备用链路；检测所述第一链路的链路状态，其中当检测到所述第一链路正常时，利用所述第一链路转发报文到所述目的设备；当检测到所述第一链路故障时，利用所述第二链路转发报文到所述目的设备。
【专利说明】软件定义网络中的链路切换方法和装置
【技术领域】
[0001] 本发明实施方式属于软件定义网络（Software Defined Network, SDN)【技术领域】， 特别是一种SDN中的链路切换方法和装置。
【背景技术】
[0002] SDN技术通过将网络设备的控制平面与数据平面分离，从而实现网络流量的灵活 控制。相应地，SDN架构中包括SDN控制器和SDN交换机，其中：SDN控制器和SDN交换机之 间通过优选为开放流（OpenFlow协议）的SDN管理通道进行通信，SDN控制器根据用户的 配置或者动态运行的协议生成流表下发到SDN交换机，SDN交换机依据SDN控制器下发的 流表进行报文处理。
[0003] 在现有技术的SDN架构中，当SDN交换机与目的设备之间出现链路故障时，故障链 路两端的SDN交换机在该故障链路上的接口会down掉，因此分别向SDN控制器上报故障 消息，SDN控制器接收到故障消息后，基于拓扑计算出SDN交换机与目的设备之间的备份链 路，并向SDN交换机下发优先级别更高且指定该备份链路的流表项，SDN交换机再将报文转 发切换到备份链路。
[0004] 然而，在链路出现故障与SDN控制器下发指定备份链路的流表项之间，SDN交换机 依然尝试通过故障链路转发报文，从而引起数据流量的中断，并提高了丢包率。
【发明内容】
[0005] 本发明实施方式提出一种SDN中的链路切换方法和装置，以降低丢包率。
[0006] 本发明实施方式的技术方案如下：
[0007] 本发明实施方式的一方面，提供了一种SDN中的链路切换方法，所述方法应用于 SDN交换机，该SDN交换机具有到达同一目的设备的第一链路和第二链路，该方法包括：
[0008] 接收SDN控制器发送的主备流表项，在所述主备流表项中指定所述第一链路为到 达所述目的设备的主用链路以及所述第二链路为到达所述目的设备的备用链路；
[0009] 检测所述第一链路的链路状态，其中当检测到所述第一链路正常时，利用所述第 一链路转发报文到所述目的设备；当检测到所述第一链路故障时，利用所述第二链路转发 报文到所述目的设备。
[0010] 本发明实施方式的一方面，提供了一种SDN中的链路切换装置，所述装置应用于 SDN交换机，该SDN交换机具有到达同一目的设备的第一链路和第二链路，该装置包括：
[0011] 流表项接收模块，用于接收SDN控制器发送的主备流表项，在所述主备流表项中 指定所述第一链路为到达所述目的设备的主用链路以及所述第二链路为到达所述目的设 备的备用链路；
[0012] 链路切换模块，用于检测所述第一链路的链路状态，其中当检测到所述第一链路 正常时，利用所述第一链路转发报文到所述目的设备；当检测到所述第一链路故障时，利用 所述第二链路转发报文到所述目的设备。
[0013] 本发明实施方式的一方面，提供了一种SDN中的链路切换方法，所述SDN包括SDN 控制器和SDN交换机，该SDN交换机具有到达同一目的设备的第一链路和第二链路，所述方 法应用于SDN控制器，包括：
[0014] 生成主备流表项，其中在所述主备流表项中指定所述第一链路为到达所述目的设 备的主用链路以及所述第二链路为到达所述目的设备的备用链路；
[0015] 向所述SDN交换机下发所述主备流表项，以当所述SDN交换机检测到所述第一链 路正常时，利用所述第一链路转发报文到所述目的设备，而且当所述SDN交换机检测到所 述第一链路故障时，利用所述第二链路转发报文到所述目的设备。
[0016] 本发明实施方式的一方面，提供了一种SDN中的链路切换装置，所述SDN包括SDN 控制器和SDN交换机，该SDN交换机具有到达同一目的设备的第一链路和第二链路，所述装 置应用于SDN控制器，包括：
[0017] 主备流表项生成模块，用于生成主备流表项，在所述主备流表项中指定所述第一 链路为到达所述目的设备的主用链路以及所述第二链路为到达所述目的设备的备用链 路；
[0018] 流表下发模块，用于向所述SDN交换机下发所述主备流表项，以当所述SDN交换机 检测到所述第一链路正常时，利用所述第一链路转发报文到所述目的设备，而且当所述SDN 交换机检测到所述第一链路故障时，利用所述第二链路转发报文到所述目的设备。
[0019] 由此可见，应用本发明实施方式之后，当链路出现故障时，无需等待SDN控制器下 发流表，SDN交换机可以快速切换到备用链路，从而减少了数据流量的中断，并由此降低了 丢包率。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为SDN组网的示范性结构图；
[0021] 图2为根据本发明一实施方式的SDN交换机侧的链路切换方法流程图；
[0022] 图3为根据本发明一实施方式的SDN控制器侧的链路切换方法流程图；
[0023] 图4为根据本发明一实施方式在图1所示组网的链路切换示意图；
[0024] 图5为根据本发明一实施方式的应用于SDN交换机的链路切换装置结构图；
[0025] 图6为根据本发明一实施方式的应用于SDN控制器的链路切换装置结构图。
【具体实施方式】
[0026] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步 的详细描述。
[0027] 图1为SDN组网的示范性结构图。
[0028] 如图1所示，SDN网络包含SDN控制器及4个SDN交换机，分别为SW1、SW2、SW3和 SW4。SW1与主机PC1连接；SW4与主机PC2连接。
[0029] SDN控制器向SW1下发第一流表，指定PC1的流量经过链路SW1->SW2->SW4->PC2 转发到PC2。如果SW2与SW4之间的链路出现故障，SW2和SW4分别发送故障消息到SDN控 制器。SDN控制器接收到故障消息后，基于网络拓扑计算出备份链路SW1->SW3->SW4->PC2， 并向SW1下发第二流表，指定PCI的流量经过备份链路SW1->SW3->SW4->PC2转发到PC2,而 且第二流表的优先级高于第一流表。
[0030] 然而，在链路出现故障与第二流表下发到SW1之间，SW1依然尝试通过故障链路 SW1->SW2->SW4->PC2转发到达PC2的报文，这就引起数据流量的中断和丢包率的提升。
[0031] 在本发明实施方式中，当链路出现故障时，SDN交换机可以快速切换到备用链路。
[0032] 图2为根据本发明一实施方式的SDN交换机侧的链路切换方法流程图。该SDN交 换机具有到达同一目的设备的第一链路和第二链路。该SDN交换机上对应于第一链路的第 一端口为P1，对应于第二链路的第二端口为P1。
[0033] 如图2所示，该方法包括：
[0034] 步骤201 :接收SDN控制器发送的主备流表项，在主备流表项中指定第一链路为到 达目的设备的主用链路以及第二链路为到达目的设备的备用链路。
[0035] 在一个实施方式中，SDN交换机从SDN控制器接收的主备流表项具体实施为一个 表项，其匹配项（Match Fields)包括目的设备的地址和入端口标识（P)，动作包括指定对 应于第一链路的第一端口和对应于第二链路的第二端口为出端口（Output interface)。出 端口分别具有正常、备用和不可用等状态。假定正常状态的状态值（State)为1 ;备用状态 的状态值为2 ;不可用状态的状态值为3。
[0036] 在主备流表项中，指定第一端口的状态为正常，第二端口的状态为备用。
[0037] 表1为主备流表项实施为一个表项的不范性结构表。
[0038]
【权利要求】
1. 一种软件定义网络SDN中的链路切换方法，其特征在于，所述方法应用于SDN交换 机，该SDN交换机具有到达同一目的设备的第一链路和第二链路，该方法包括 ： 接收SDN控制器发送的主备流表项，在所述主备流表项中指定所述第一链路为到达所 述目的设备的主用链路以及所述第二链路为到达所述目的设备的备用链路； 检测所述第一链路的链路状态，其中当检测到所述第一链路正常时，利用所述第一链 路转发报文到所述目的设备；当检测到所述第一链路故障时，利用所述第二链路转发报文 到所述目的设备。
2. 根据权利要求1的方法，其特征在于，还包括： 向SDN控制器发送对应于第一链路的第一端口标识和对应于第二链路的第二端口标 识，以由SDN控制器基于所述第一端口标识和第二端口标识生成所述主备流表项。
3. 根据权利要求1的方法，其特征在于，所述主备流表项的匹配项包括所述目的设备 的地址，动作包括指定对应于所述第一链路的第一端口和对应于所述第二链路的第二端口 为出端口，其中所述第一端口的状态为正常，第二端口的状态为备用。
4. 根据权利要求1的方法，其特征在于，所述主备流表项包括主用流表项和备用流表 项，其中主用流表项的匹配项包括目的设备的地址，动作包括指定对应于所述第一链路的 第一端口为出端口；备用流表项的匹配项包括目的设备的地址，动作包括指定对应于所述 第二链路的第二端口为出端口；其中所述第一端口的优先级大于所述第二端口的优先级。
5. 根据权利要求1的方法，其特征在于，所述检测所述第一链路的链路状态包括： 监听所述第一链路上任意相邻SDN交换机之间的检测报文传递状态；或 监听所述第一链路上该SDN交换机与连接到所述目的设备的SDN交换机之间的检测报 文传递状态。
6. -种软件定义网络SDN中的链路切换装置，其特征在于，所述装置应用于SDN交换 机，该SDN交换机具有到达同一目的设备的第一链路和第二链路，该装置包括： 流表项接收模块，用于接收SDN控制器发送的主备流表项，在所述主备流表项中指定 所述第一链路为到达所述目的设备的主用链路以及所述第二链路为到达所述目的设备的 备用链路； 链路切换模块，用于检测所述第一链路的链路状态，其中当检测到所述第一链路正常 时，利用所述第一链路转发报文到所述目的设备；当检测到所述第一链路故障时，利用所述 第二链路转发报文到所述目的设备。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括： 端口标识发送模块，用于向SDN控制器发送对应于第一链路的第一端口标识和对应于 第二链路的第二端口标识，以由控制器基于所述第一端口标识和第二端口标识生成所述主 备流表项。
8. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述主备流表项的匹配项包括所述目的 设备的地址，动作包括指定对应于所述第一链路的第一端口和对应于所述第二链路的第二 端口为出端口，其中所述第一端口的状态为正常，第二端口的状态为备用。
9. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述主备流表项包括主用流表项和备用 流表项，其中主用流表项的匹配项包括目的设备的地址，动作包括指定对应于所述第一链 路的第一端口为出端口；备用流表项的匹配项包括目的设备的地址，动作包括指定对应于 所述第二链路的第二端口为出端口；其中所述第一端口的优先级大于所述第二端口的优先 级。
10. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于， 链路切换模块，用于监听所述第一链路上任意相邻SDN交换机之间的检测报文传递状 态；或监听所述第一链路上该SDN交换机与连接到所述目的设备的SDN交换机之间的检测 报文传递状态。
11. 一种软件定义网络SDN中的链路切换方法，其特征在于，所述SDN包括SDN控制器 和SDN交换机，该SDN交换机具有到达同一目的设备的第一链路和第二链路，所述方法应用 于SDN控制器，包括： 生成主备流表项，其中在所述主备流表项中指定所述第一链路为到达所述目的设备的 主用链路以及所述第二链路为到达所述目的设备的备用链路； 向所述SDN交换机下发所述主备流表项，以当所述SDN交换机检测到所述第一链路正 常时，利用所述第一链路转发报文到所述目的设备，而且当所述SDN交换机检测到所述第 一链路故障时，利用所述第二链路转发报文到所述目的设备。
12. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括： 接收SDN交换机发送的对应于第一链路的第一端口标识和对应于第二链路的第二端 口标识； 基于所述第一端口标识和第二端口标识生成所述主备流表项。
13. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括： 通过网络拓扑发现生成所述SDN的物理拓扑图； 根据所述物理拓扑图确定对应于第一链路的第一端口标识和对应于第二链路的第二 端口标识，基于所述第一端口标识和第二端口标识生成所述主备流表项。
14. 根据权利要求11的方法，其特征在于，所述主备流表项的匹配项包括所述目的设 备的地址，动作包括指定对应于所述第一链路的第一端口和对应于所述第二链路的第二端 口为出端口，其中所述第一端口的状态为正常，第二端口的状态为备用。
15. 根据权利要求11的方法，其特征在于，所述主备流表项包括主用流表项和备用流 表项，其中主用流表项的匹配项包括目的设备的地址，动作包括指定对应于所述第一链路 的第一端口为出端口；备用流表项的匹配项包括目的设备的地址，动作包括指定对应于所 述第二链路的第二端口为出端口；其中所述第一端口的优先级大于所述第二端口的优先 级。
16. -种软件定义网络SDN中的链路切换装置，其特征在于，所述SDN包括SDN控制器 和SDN交换机，该SDN交换机具有到达同一目的设备的第一链路和第二链路，所述装置应用 于SDN控制器，包括： 主备流表项生成模块，用于生成主备流表项，在所述主备流表项中指定所述第一链路 为到达所述目的设备的主用链路以及所述第二链路为到达所述目的设备的备用链路； 流表下发模块，用于向所述SDN交换机下发所述主备流表项，以当所述SDN交换机检测 到所述第一链路正常时，利用所述第一链路转发报文到所述目的设备，而且当所述SDN交 换机检测到所述第一链路故障时，利用所述第二链路转发报文到所述目的设备。
17. 根据权利要求16的装置，其特征在于，还包括：端口标识接收模块，用于接收SDN 交换机发送的对应于第一链路的第一端口标识和对应于第二链路的第二端口标识； 主备流表项生成模块，用于基于所述第一端口标识和第二端口标识生成所述主备流表 项。
【文档编号】H04L12/24GK104301146SQ201410570350
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】郑萍萍, 蒋益群 申请人:杭州华三通信技术有限公司