用于软件定义网络(sdn)的通用网络控制器的系统和设备的制造方法
【专利说明】用于软件定义网络（SDN)的通用网络控制器的系统和设备 相关申请案的交叉申请
[0001] 本发明要求由罗敏（Min Luo)等人2013年3月13日递交的发明名称为"用于软件 定义网络（SDN)的通用网络控制器的系统和设备（System and Apparatus of Generalized Network Controller for a Software Defined Network(SDN))" 的第 13/801，531 号美国 非临时专利申请案的在先申请优先权，该美国非临时专利申请案要求由罗敏（Min Luo)等 人2012年10月22日递交的发明名称为"用于软件定义网络（SDN)的通用网络控制器的系 统和设备（System and Apparatus of Generalized Network Controller for a Software Defined Netw〇rk(SDN)) "的第61/716, 985号美国临时专利申请案的在先申请优先权，该在 先申请的内容好像全文复制一般以引入的方式并入本文本中。 关于由联邦政府赞助的研宄或开发的声明
[0002] 不适用。 参考缩微胶片附录
[0003] 不适用。
技术领域 无
【背景技术】
[0004] 软件定义网络（SDN)是一种新型的网络架构，其中控制平面与数据面隔开并实施 为软件应用程序。这种架构允许网络管理人员对网络流量进行逻辑上可编程的集中式控制 而不需要物理接入到网络的硬件装置。因此，SDN将网络控制（学习并转发决策）与网络 拓扑结构（接合点、接口、以及它们如何对等）解耦。将网络控制与网络拓扑结构解耦基于 集中收集和管理的全局网络拓扑结构、状态、以及应用或通信业务流模式实现了更好的路 由决策以及资源利用。SDN可以简化网络操作，其中集中式控制器可以预指定备用路由路径 并且自动地配置网络设备，并且每身份全局定义不必匹配到每一和每一个接口位置。实现 将网络控制与网络拓扑结构解耦的基本方法是通过在网络边缘处应用全局认知且经拓扑 解耦的软件控制。假设传统的拓扑耦合的桥接和路由驱动网络的核心，使得可以保持因特 网协议（IP)网络的可扩展性、互操作性、高可用性以及延展性。
[0005] 在SDN的一种配置中，网络控制平面硬件以物理方式与数据转发平面硬件解 耦，例如，网络交换机转发数据包并且单独的服务器或控制器操作网络控制平面。SDN可 能需要一些方法以用于控制平面与数据面的通信。用以实现此通信的一种机制是通过 OpenFlow (OF)，0F是用于控制网络交换机的标准协议或接口。然而，随着SDN迅速发展，这 些标准变得不兼容，从而对于每个版本的标准需要专用的网络控制器。例如，OpenFlow 1. 2 是不与OpenFlow 1.0后向兼容的。因此，可能需要OpenFlowl.O控制器来控制OpenFlow 1.0交换机和基于OpenFlow 1.0的网络。相对应地，可能需要OpenFlow 1.2控制器来控 制OpenFlow 1.2交换机和基于OpenFlow 1.2的网络。这可能因协议而导致网络分片，对 潜在消费者和电信产业而言这会变成SDN的数据网络中的严重问题。
【发明内容】
[0006] 在一个实施例中，本发明包含SDN中的通用网络控制器，所述通用网络控制器包 括第一收发器，所述第一收发器连接到包括第一 0F标准版本的第一 0F交换机上，用于从第 一 0F交换机接收消息并且向第一 0F交换机传输消息；第二收发器，所述第二收发器连接到 包括第二0F标准版本的第二0F交换机上，用于从第二0F交换机接收消息并且向第二0F 交换机传输消息，其中第一 OF标准版本与第二OF标准版本不同；以及处理器，所述处理器 耦合到第一收发器和第二收发器上并且用于控制第一 0F交换机和第二0F交换机。
[0007] 在另一实施例中，本发明包含用于在SDN中的通用网络控制器中控制对应于不同 0F标准版本的多个0F交换机的方法，所述方法包括：在接收器处从0F交换机中的第一者 接收传入消息，其中0F交换机中的至少两者对应于0F标准的不同的非兼容版本；用处理器 将传入消息转换为版本无关的消息；用处理器处理版本无关的消息以产生到0F交换机中 的第二者的网络管理传出消息；并且将传出消息转换为与同0F交换机中的第二者兼容的 版本对应的版本相关消息。
[0008] 在另一实施例中，本发明包含可由SDN中的网络控制器中的处理器执行的计算机 程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂时性计算机可读媒体上的计算机可执行指 令，所述指令当由处理器执行时使得网络控制器执行以下操作：从0F交换机中的第一者接 收传入消息，其中0F交换机中的至少两者对应于0F标准的不同的非兼容版本；将传入消息 转换为版本无关的消息；处理版本无关的消息以产生到0F交换机中的第二者的网络管理 传出消息；以及将传出消息转换为与同0F交换机中的第二者兼容的版本对应的版本相关 消息。
[0009] 从结合附图和所附权利要求书进行的以下详细描述将更清楚地理解这些和其它 特征。
【附图说明】
[0010] 为了更完整地理解本发明，现在参考以下结合附图和详细描述进行的简要描述， 其中相同参考标号表不相同部分。
[0011] 图1是根据所揭示实施例的SDN的示意图。
[0012] 图2是根据所揭示实施例的通用网络控制器的示意图。
[0013] 图3是根据所揭示实施例的核心控制器模块的示意图。
[0014] 图4是图示根据所揭示实施例的用于0F消息的消息标准化方案的示意图。
[0015] 图5是根据所揭示实施例的用于从包括至少两个不同版本的0F交换机的SDN网 络中的通用网络控制器接收、转换、处理消息并向所述控制器发送消息的方法的流程图。
[0016] 图6是图示网络单元的实施例的示意图，网络单元可以是通过网络传送且处理数 据的任何装置。
【具体实施方式】
[0017] 最初应理解，尽管下文提供一个或一个以上实施例的说明性实施方案，但可使用 任何数目的技术，不管是当前已知还是现有的，来实施所揭示的系统和/或方法。本发明决 不应限于下文所说明的所述说明性实施方案、图式和技术，包含本文所说明并描述的示范 性设计和实施方案，而是可在所附权利要求书的范围以及其均等物的完整范围内修改。
[0018] 为了克服伴随基于IP的网络的复杂性和可管理性问题，SDN自从其在2008年被 引入之后作为潜在的方案出现，并且已经吸引了来自学术界和工业界的研宄和开发（R&D) 兴趣，尤其是在最近两年。SDN将数据转发能力与路由、资源和其它管理需要解耦，同时分布 在IP网络中的所有此类管理或控制功能在逻辑上集中到控制器中。为了实现SDN，已经建 立新的标准0F协议来指定在控制器与交换机之间的适当的相互作用。使用全局网络拓扑 结构和状态、动态通信业务流/容量信息，控制器可以对如何通过网络分配网络资源和路 由不同的应用/信息流做出更好的且全局优化的决策。
[0019] 自从第一 0F标准（例如，OF 1. 0)在2009年首次公开之后，0F标准随着SDN技 术的进步一直在迅速发展。为增强灵活性、可靠性以及高级的网络能力，例如0F 1.1和 OF 1. 2等在OF 1. 0之后的后续标准发布除例如支持IP版本6 (IPv6)和多协议标记交换 (MPLS)等其它功能特征之外，引入了许多核心功能，例如多流表和多控制器。这些所需的新 能力在它们更新的复杂性以及对于有效系统结构和实施的难度方面付出一定代价，而不管 0F控制器或交换机的版本如何。
[0020] 0F 1.1和0F 1.2中的改变如此显著以至于开放网络基金会（0NF)声明0F 1.2/1. 1与OF 1.0不兼容。针对OF标准的每个版本设计网络控制器应该是可行的。然而， 运行于控制平面上的许多不兼容的控制器可能导致网络管理如噩梦般困难。此外，不兼容 的协议、交换机以及控制器还可能导致网络分片。
[0021] 由于0F 1.2不仅不与0F 1.0兼容，而且在技术上更难以针对交换机以及控制器 两者来设计和实施，因此目前几乎所有厂商仅提供0F 1.0交换机。因此，早期采用者可能 不得不使用0F 1.0技术，同时等待0F 1.2或更新版本产品的可用性。如果这两种技术保 持不兼容，那么一旦基于OF 1. 2或更新标准版本的产品