网络路径计算方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种网络路径计算方法及装置。
【背景技术】
[0002] 由于现在的网络暴露出了越来越多的弊病W及人们对网络性能的需求越来越高， 研究人员不得不把很多复杂功能加入到路由器的体系结构当中，例如0SPF(化en化ortest Path First,开放式最短路径优先)、BGP(Border Gateway Protocol,边界网关协议)、组播、 区分服务、流量工程、NAT (Network AcMress, Translation,网络地址转换)、防火墙、MPLS (Multi-protocol L油el Switching,多协议标记交换）等等。该就使得路由器等交换设备 越来越膝肿而且性能提升的空间越来越小。
[0003] 然而与网络领域的困境截然不同的是，计算机领域实现了日新月异的发展。仔细 回顾计算机领域的发展，不难发现其关键在于计算机领域找到了一种简单可用的硬件底层 (X86指令集)。由于有了该样一种公用的硬件底层，所W在软件方面，不论是应用程序还 是操作系统都取得了飞速的发展。现在很多主张重新设计计算机网络体系结构的人±认 为；网络可W复制计算机领域的成功来解决现在网络所遇到的所有问题。在该种思想的指 导下，将来的网络必将是该样的：底层的数据通路(交换机、路由器）是"哑的、简单的、最小 的"，并定义一个对外开放的关于流表的公用的API(ApplicationProgramInte;rface，应 用程序接口），同时采用控制器来控制整个网络。未来的研究人员就可W在控制器上自由的 调用底层的API来编程，从而实现网络的创新。
[0004] 基于上述的理念，出现了SDN (Software Defined Network,软件定义网络)，其最 初是由美国斯坦福大学clean slate研究组提出的一种新型网络创新架构。目前，其核也 技术化enFlow协议，通过将网络设备控制面(包含化enFlow Controller)与数据面(包含 化enFlow Cap油le Switch)分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，为核也网络及应 用的创新提供了良好的平台。
[0005] 化enFlow协议用来描述控制器(控制单元）和交换机(转发单元）之间交互所用信 息的标准，W及控制器和交换机的接口标准。协议的核也部分是用于化enFlow协议信息结 构的集合。当OpenFlow交换机和控制器建立TCP(TransmissionControlProtocol,传 输控制协议）连接并握手成功后，控制器通过发送请求消息，获得OFS(化enFlowSwitch， 化enFlow交换机，也称为化taPath(数据路径)）的能力，OFS(OF交换机）的能力包括：
[0006] (1)交换机特征；支持的最大buffer、支持的表数目、统计能力（包括流统计能力、 表统计能力、端口统计能力、组统计能力、队列统计能力)、IP分片重组能力、环路避免能 力；
[0007] (2)流表特征；流表的最大条目数量、支持匹配的域和掩码(包括：端口、元数据、 报文字段（DMAC、SMAC、化her Type、VLAN ID、VLAN priority、IP DSCP、IP ECN、IP PROTO、 SIP、DIP、TCP/UDP源端 口号和目的端 口号、ICMP type、ICMP code、ARP opcode、ARP source IPv4address、ARP target IPv4address、ARP source hardware address、ARP target hardwareaddress、IPv6sourceaddress、IPv6destinationaddress、IPv6FlowLabel、ICMPv6type、ICMPv6code、TargetaddressforND、Sourcelink-layerforND、Target link-layerforND、MPLS1 油el、MPLSTC、MPLSBoSbit、PBBI-SID、Logical化 Metadata、IPv犯xtensionHeaderpseud〇-field、PBBUCAheaderfield等））、允许匹配的 metadata(兀数据）、允许写入的metadata、支持的instructions(指令列表，包括；Meter、 Apply-Actions、Clear-Actions、Write-Actions、Write-Metadata、Got〇-Table等）、支持的 actions(动作列表，包括；0u1:put、Set-Queue、D;rop、G;roup、I\ish-Tag、Pop-Tag、Set-Field、 Qiange-ITL等）；t油le-miss(表未命中）能力；
[0008] (3)组表特征（groupfeatures);支持的组表条目数量、组表支持的actions(动 作包括；0u1:put、Set-Queue、Drop、Group、化sh-Tag、Pop-Tag、Set-Field、Qiange-ITL等）、 支持的组表类型(包括；〇FPGT_ALL、0FPGT_SELECT、OFPGT_INDIRECT、0FPGT_FF)，组表能力 WFPGFC_WLECT_WEIGHT、OFPGFC_WLECT_LIVE肥SS、0FPGFC_CHAI…NG、OFPGFC_CHAINING_ C肥CKS)等；
[0009] (4)meter表特征（meterfea化res);meter表数量、支持的带宽类型(包括报文丢 弃、DSCPremark等)、max_color(最大颜色）等。
[0010] 图1是根据相关技术的路径计算结果及流表配置示意图，请参考图1，在图1所示 的路径计算结果及流表配置过程中，SDN网络的路径计算方法主要考虑了链路代价（比如跳 数)、链路带宽、链路属性等外部约束条件；当SDN控制器根据现有的路径算法计算出转发 路径后，将依据一定的策略下发流表到路径上的各个化enFlow交换机。但由于各个交换 机的能力不同，交换机可能不支持控制器的转发要求，从而流表配置失效，导致报文转发失 败，即使此时交换机上报流表配置错误消息给控制器，控制器也不能计算出一条新的路径。
[0011] 针对相关技术中由于各个交换机的能力不同造成流表配置失效而导致控制器无 法计算出新路径的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0012] 本发明提供了一种网络路径计算方法及装置，W至少解决上述由于各个交换机的 能力不同造成流表配置失效而导致控制器无法计算出新路径的问题。
[0013] 根据本发明的一个方面，提供了一种网络路径计算方法，包括：网络控制节点根据 转发节点的能力信息和约束条件计算源节点到目的节点的转发路径。
[0014] 优选地，该方法适用于软件定义网络（SDN)，网络控制节点包括；SDN控制器，转发 节点包括；OF交换机。
[0015] 优选地，能力信息包括；OF交换机的能力信息，其中，OF交换机的能力信息包括W 下至少之一；交换机特征、流表特征、组表特征、meter表特征。
[0016] 优选地，交换机特征包括W下至少之一；支持的最大buffer、支持的表数目、统计 能力、IP分片重组能力、环路避免能力；流表特征包括W下至少之一；流表的最大条目数 量、支持匹配的域和掩码、允许匹配的元数据、允许写入的元数据、支持的instructions、支 持的actions、t油le-miss能力；组表特征包括W下至少之一；支持的组表条目数量、组表 支持的actions、支持的组表类型、组表能力；meter表特征包括W下至少之一；meter表数 量、支持的带宽类型、max_color。
[0017] 优选地，约束条件包括：链路代价，其中，链路代价包括；跳数；或者，约束条件包 括：链路代价和W下至少之一：链路带宽、链路属性、管理权重、网络资源信息，其中，链路 属性包括；链路优先级。
[0018] 优选地，SDN控制器计算转发路径时采用最短路径优先/带约束最短路径优先 (SPF/CSPF)选路算法。
[0019] 根据本发明的另一方面，提供了一种网络路径计算装置，包括：计算模块，用于根 据转发节点的能力信息和外部约束条件计算源节点到目的节点的转发路径。
[0020] 优选地，该装置适用于软件定义网络（SDN)，网络控制节点包括；SDN控制器，转发 节点包括；OF交换机。
[0021] 优选地，能力信息包括；OF交换机的能力信息，其中，OF交换机的能力信息包括W 下至少之一；交换机特征、流表特征、组表特征、meter表特征。
[0022] 优选地，交换机特征包括W下至少之一；支持的最大buffer、支持的表数目、统计 能力、IP分片重组能力、环路避免能力；流表特征包括W下至少之一；流表的最大条目数 量、支持匹配的域和掩码、允许匹配的元数据、允许写入的元数据、支持的instructions、支 持的actions、t油le-miss能力；组表特征包括W下至少之一；支持的组表条目数量、组表 支持的actions、支持的组表类型、组表能力；meter表特征包括W下至少之一；meter表数 量、支持的带宽类型、max_color。
[0023] 优选地，约束条件包括：链路代价，其中，链路代价包括；跳数；或者，约束条件包 括；链路代价和W下至少之一；链路带宽、链路属性、管理权重、网络资源信息，其中，链路 属性包括；链路优先级。
[0024] 优选地，计算模块计算转发路径时采用最短路径优先/带约束最短路径优先SPF/ CSPF选路算法。
[00巧]通过本发明，采用网络控制节点在现有的约束条件的基础上，将转发节点的能力 信息同时作为计算网络路径的约束条件的方式，解决了相关技术中由于各个交换机的能力 不同造成流表配置失效而导致控制器无法计算出新路径的问题，进而达到了提高SDN网络 的路径计算的正确性和网络应用性的效果。
【附图说明】
[0026] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0027]图1是根据相关技术的路径计算结果及流表配置示意图；
[0028] 图2是根据本发明实施例的网络路径计算方法流程图；
[0029] 图3是根据本发明实施例的网络路径计算装置的结构框图；
[0030] 图4是根据本发明优选实施例的基于交换机能力的路径计算结果及流表配置示 意图；
[0031] 图5是根据本发明优选实施例的具备NAT能力的交换机及路径计算流程图。
【具体实施方式】
[0032] 下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的 情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可w相互组合。
[0033]为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案的主要思路是；提出将交换机的 能力信息作为路径计算的约束条件从而结合当前的部分或约束条件。通过该样的路径计算 方式，从而可W提高路径计算的正确性和网络(例如SDN网络，当然实际应用中并不局限于 此网络，其它网络均可W采用该方式计算网络路径）的可用性。