基于sdn的数据转发方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通信技术领域，特别是涉及一种基于SDN的数据转发方法。
【背景技术】
[0002]数据中心是一个聚集了大量服务器、存储设备、网络设备等IT设备的场所，是实现数据信息的集中处理、存储、传输、交换、管理等业务的服务平台。
[0003]随着网络化、信息化的推进，我国数据中心迅速发展，能耗问题日益突出。目前我国数据中心能耗已占到全国电力消耗的1 %，且未来仍将快速增长，如何提高数据中心能效水平，是未来我国节能减排的重要努力方向。
[0004]参考图1，为现有技术中一个SDN(Software Defined Network，软件定义的网络)的结构示意图。图1中SDN1包括交换机11、交换机12和交换机13 ;所述交换机11通过端口 P11与交换机12连接，交换机11与交换机12之间存在数据收发；所述换机11通过端口P12与交换机13连接，交换机11与交换机13之间不存在数据收发。现有技术中，为了节约能源，在交换机11与交换机12之间存在数据收发，使端口 P11处于工作状态；而交换机11与交换机13之间不存在数据收发，使端口 P12处于待机状态。
[0005]图1中SDN1的节能技术仅是本地的，即仅能在端口不存在数据收发的情况下节能，无法实现端口使用过程中的节能，更无法实现全网络的节能，节能效率低、范围小。
【发明内容】
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于SDN的数据转发方法，用于解决现有技术中SDN中各端口仅在不存在数据收发的情况下节能，无法实现全网络的节能，节能效率低，范围小的问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于SDN的数据转发方法，所述SDN包括控制器和与所述控制器连接的交换机；所述基于SDN的数据转发方法包括以下步骤:
[0008]交换机向控制器上报各自的MAC地址和与所述MAC地址对应的端口信息，所述端口信息包括端口地址、端口接收电流和端口发送电流；
[0009]所述交换机向所述控制器上报未匹配流表的端口 ；
[0010]所述控制器基于所述交换机的MAC地址和与所述MAC地址对应的端口信息，计算目标报文的各个转发路径的能耗，并根据能耗最低原则选择目标转发路径；
[0011 ] 所述控制器根据所述目标转发路径下发流表，所述交换机根据所述流表转发所述目标报文。
[0012]于本发明的一实施例中，在所述控制器根据所述目标转发路径下发流表，所述交换机根据所述流表转发所述目标报文之后，所述基于SDN的数据转发方法还包括:关闭未使用的端口。
[0013]于本发明的一实施例中，在交换机向控制器上报各自的MAC地址和与所述MAC地址对应的端口信息之前，所述基于SDN的数据转发方法还包括:所述交换机初始化OpenFlow 通道。
[0014]于本发明的一实施例中，所述交换机通过扩展Experimenter报文上报各自的MAC地址和与所述MAC地址对应的端口信息。
[0015]于本发明的一实施例中，所述交换机向所述控制器上报未匹配流表的端口包括:
[0016]判断所述交换机的端口的端口状态是否为待机状态；
[0017]若是，则将所述端口的端口信息上报至所述控制器。
[0018]于本发明的一实施例中，若所述交换机的端口的端口状态为工作状态，则判断所述端口是否匹配流表；若否，则将所述端口的端口信息上报至所述控制器。
[0019]于本发明的一实施例中，若所述端口匹配流表，则根据所匹配的流表转发报文。
[0020]于本发明的一实施例中，所述控制器基于LLDP协议以及所述交换机的MAC地址和与所述MAC地址对应的端口信息，计算目标报文的各个转发路径的能耗，并根据能耗最低原则选择目标转发路径包括:
[0021]所述控制器基于所述交换机的MAC地址、与所述MAC地址对应的端口信息以及所述目标报文的目标MAC地址，计算网络拓扑；
[0022]判断所述网络拓扑是否存在多条转发路径；
[0023]若是，则选择网络拓扑中能耗最低的转发路径作为目标转发路径。
[0024]于本发明的一实施例中，若实施网络拓扑不存在多条转发路径，则所述网络拓扑中转发路径作为目标转发路径。
[0025]如上所述，本发明的基于SDN的数据转发方法，具有以下有益效果:
[0026]在数据转发之前，交换机先向控制器上报各自的MAC地址和与所述MAC地址对应的端口信息，所述端口信息包括端口地址、端口接收电流和端口发送电流；然后所述交换机向所述控制器上报未匹配流表的端口 ；再由所述控制器基于所述交换机的MAC地址和与所述MAC地址对应的端口信息，计算目标报文的各个转发路径的能耗，并根据能耗最低原则选择目标转发路径；最后所述控制器根据所述目标转发路径下发流表，所述交换机根据所述流表转发所述目标报文。由于在数据转发之前，选择了能耗最低的目标转发路径，在数据转发过程中实现全网络的节能，节能效率高、范围广。
【附图说明】
[0027]图1显示为现有技术中一 SDN的结构示意图。
[0028]图2显示为本发明基于SDN的数据转发方法于一实施例中的流程示意图。
[0029]图3显示为本发明基于SDN的数据转发方法于另一实施例中的流程示意图。
[0030]图4显示为图3基于SDN的数据转发方法实施例中扩展Experimenter报文的格式示意图。
[0031]图5显示为本发明基于SDN的数据转发方法于一实施例中的SDN的结构示意图。
[0032]元件标号说明
[0033]1SDN
[0034]11、12、13交换机
[0035]P1UP12端口
[0036]SO、S1、S2、S3 交换机
[0037]Sll ?S14步骤
[0038]S21 ?S25步骤
【具体实施方式】
[0039]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0040]需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0041]现有SDN中，当端口有流量的时候，端口处于工作状态，否则端口处于待机状态，仅在不存在数据收发的情况下节能，无法实现全网络的节能，节能效率低，范围小的问题。本发明中基于SDN的数据转发方法由于在数据转发之前，选择了能耗最低的目标转发路径，能够在数据转发过程中实现全网络的节能，节能效率高、范围广。
[0042]请参阅图2，本发明提供一种基于SDN的数据转发方法于一实施例中的流程示意图。所述SDN包括控制器和与所述控制器连接的交换机。图2中所述基于SDN的数据转发方法包括:
[0043]步骤S11，交换机向控制器上报各自的MAC地址和与所述MAC地址对应的端口信息，所述端口信息包括端口地址、端口接收电流和端口发送电流；
[0044]步骤S12，所述交换机向所述控制器上报未匹配流表的端口 ；
[0045]步骤S13，所述控制器基于所述交换机的MAC地址和与所述MAC地址对应的端口信息，计算目标报文的各个转发路径的能耗，并根据能耗最低原则选择目标转发路径；
[0046]步骤S14，所述控制器根据所述目标转发路径下发流表，所述交换机根据所述流表转发所述目标报文。
[0047]本实施例中，SDN在数据转发之前，交换机先向控制器上报各自的MAC地址和与所述MAC地址对应的端口信息，所述端口信息包括端口地址、端口接收电流和端口发送电流；然后所述交换机向所述控制器上报未匹配流表的端口 ；再由所述控制器基于所述交换机的MAC地址和与所述MAC地址对应的端口信息，计算目标报文的各个转发路径的能耗，并根据能耗最低原则选择目标转发路径；最后所述控制器根据所述目标转发路径下发流表，所述交换机根据所述流表转发所述目标报文。由于在数据转发之前，选择了能耗最低的目标转发路径，在数据转发过程中实现全网络的节能，节能效率高、范围广。
[0048]于本发明的另一实施例中，在所述控制器根据所述目标转发路径下发流表，所述交换机根据所述流表转发所述目标报文之后，即图2中所述步骤S14之后，所述基于SDN的数据转发方法还包括:关闭未使用的端口。从而使未参与数据转发的端口不进行能量消耗，实现节能。
[0049]请参阅图3，本发明提供一种基于SDN的数据转发方法于另一实施例中的流程示意图。图3中基于SDN的数据转发方法包括:
[0050]步骤S21，所述交换机初始化OpenFlow通道。
[0051]步骤S22，交换机向控制器上报各自的MAC地址和与所述MAC地址对应的端口信息，所述端口信息包括端口地址、端口接收电流和端口发送电流；
[0052]步骤S23，所述交换机向所述控制