用于网络的可编程管理引擎的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请要求2013年3月15日提交的美国专利申请序号13/842, 774的权益，其通 过引用结合到本文中。
技术领域
[0003] 本公开所提及的实施例一般涉及在软件定义网络元件中处理管理平面流量，并且 更具体地，涉及使用一种用于处理管理平面流量的本地管理引擎或控制器。
【背景技术】
[0004] 软件定义网络（SDN)是一种联网的方法，其中控制时从硬件解耦和的并且给予到 软件应用（在本文中被称为SDN控制器）。照惯例，当分组到达典型网络中的网络设备时， 基于交换机的专有固件的控制平面告诉设备将分组转发到哪里。在一些网络设备中，控制 平面可以被配置为识别不同类型的分组并且不同地处理它们，例如，将分组转发到不同的 网络设备，或者在满足特定标准时丢弃分组。
[0005] 在SDN使能网络中，网络管理员能够使用软件应用来改变网络设备如何路由数据 分组，而不必例如派技术人员到单独的网络设备。管理员能够使用SDN控制器来远程地重 新配置网络设备的控制平面中的规则-例如，对特定类型的分组进行优先级排序、去优先 级排序或甚至阻塞。SDN使能网络可以允许管理员以灵活且相对于使用基于固件的控制平 面的常规网络设备更位有效的方式来管理流量负载。
[0006] 此外，SDN允许网络管理员跨越多厂商硬件和不同的专有固件来配置交换结构。 许可网络管理员远程地配置和控制网络设备的控制平面的一个标准是OpenFlow?标准 (OpenFlow是开放联网基金会的商标）。一般地，OpenFlow让网络管理员使用单个SDN控 制器来控制多个网络设备的路由表。
【附图说明】
[0007] 为了使本公开上述的特征能够以更为详细的方式被理解，上文中简要概括的本公 开的更为具体的描述可以通过参考实施例来描述，这些实施例中的一些在附图中被示出。 然而应当注意的是，附图仅示出了本公开的典型实施例，并因此不被认为是对本公开的范 围的限定，因为本公开承认其他等效的实施例。。
[0008] 图1示出了根据本文所描述的一个实施例的SDN使能网络。
[0009]图2示出了根据本文所描述的一个实施例的具有本地管理引擎的网络设备。
[0010] 图3示出了根据本文所描述的一个实施例的虚拟交换机和本地管理引擎。
[0011] 图4示出了根据本文所描述的一个实施例的用于在SDN环境中处理管理平面流量 的方法。
[0012] 图5示出了根据本文所描述的一个实施例的网络设备中的本地操作、维护与管理 引擎。
[0013] 为了便于理解，（只要可能）相同的参考标号已用来标明各图所共有的相同元件。 预计一个实施例中所公开的元件可以在没有特定记载的情况下可以有利地使用在其它实 施例上。
【具体实施方式】
[0014]
[0015] 本公开的实施例包括在计算机网络中接收网络节点上的软件定义网络（SDN)交 换机处的管理平面流量的方法和计算机程序产品。该方法和计算机程序产品将管理平面流 量从SDN交换机转发到在网络节点中执行的管理引擎，并且在管理引擎处基于管理平面流 量生成与计算机网络相关联的一个或多个性能度量。该方法和计算机程序产品在SDN交换 机处从管理引擎接收管理平面分组。该方法和计算机程序产品将管理平面分组转发到计算 机网络中的邻近节点。
[0016] 本公开的另一实施例是包括被配置为生成与计算机网络相关联的一个或多个性 能度量的管理引擎的物理网络节点。网络节点还包括被配置为从计算机网络中的第一邻近 节点接收管理平面流量，并且将管理平面流量转发到管理引擎的SDN交换机。此外，SDN交 换机被配置为从管理引擎接收管理平面分组，并且将管理平面分组转发到SDN使能环境中 的第二邻近节点。
[0017] 其它实施例包括但不限于包括使得处理单元能够实现所公开的方法的一个或多 个方面的指令的计算机可读介质，以及具有被配置为实现本公开的方法的一个或多个方面 的处理器、存储器和应用程序的系统。
[0018] 示例实施例的描沐
[0019] 一般而言，软件定义网络（SDN)相对于常规网络提供附加的灵活性和同等性。使 用可以被集中地定位或者位于相应的网络设备上的SDN控制器，网络管理员能够配置控制 平面并且规定网络设备如何路由数据。例如，网络管理员可以分配标准或SDN规则，当满 足标准或SDN规则时，命令网络设备对所接收到的分组执行特定动作-例如，丢弃分组、将 分组转发到特定网络设备、使用网络设备上的应用来对分组进行评估等。在一个实施例 中，SDN控制器基于网络管理员的偏好来配置网络设备中的路由表或转发表（即，转发信息 库）。
[0020] 在入站端口上接收到分组后，SDN使能网络中的网络设备可以对分组进行评估以 确定要采取什么动作。网络设备可以依据分组的不同报头（例如，源地址和目的地址、安全 组标签、MAC层优先级值、VLANID等）来确定动作。替代地或另外地，网络设备可以执行深 度分组检查以确定适当的动作。通过使分组与SDN规则中的分组字段匹配，网络设备能够 识别关于该分组要采取的动作。
[0021] 然而，管理平面流量将复杂性引入到SDN使能网络中。例如，如果系统管理员希望 使管理平面抽象化使得它像控制平面一样能够由软件应用管理，则网络设备可以将管理平 面流量（例如，操作/维护/管理分组、服务质量（QoS)分组、其它分析分组）发送到对分 组进行评估并且确定适当的动作的SDN控制器（或其它软件应用）。然而，通常从网络设备 远程地定位SDN控制器。如果管理平面分组指示例如两个网络设备之间的链路已失败，则 网络设备将分组转发到SDN控制器，该SDN控制器对分组进行评估并且在冗余网络链路上 发送回诸如再路由流量的指令。将管理平面流量发送到SDN控制器、处理适当的结果、并且 接收结果所需要的时间可能占用数秒。在这个时间内，网络设备可能不得不丢弃分组或者 停止数据流。
[0022] 替代地，网络设备可以包括在网络设备处执行的管理引擎（例如，软件应用）。网 络设备中的虚拟SDN交换机可以将管理平面流量转发到对适当的结果进行评估和确定的 本地管理引擎，而不用将管理平面分组转发到远程控制器。另外，可以通过添加用于执行管 理引擎的处理器来修改网络设备。非SDN使能网络设备包括执行管理引擎的功能的专用集 成电路（ASIC)。然而，这些ASIC是昂贵的并且是根据由每个厂商所使用的硬件来定制的。 相反，管理引擎可以被加载到任何典型的网络设备上并且可以使用通用、现成的处理器来 执行。这样做使得除控制平面之外的管理平面也能够被抽象化，并因此由软件应用（例如， SDN控制器）控制。
[0023]在一个实施例中，网络管理员可以根据需要使用SDN控制器来对管理引擎进行编 程或配置。管理引擎一旦被配置，它就被指派了对管理平面流量进行评估的任务，这会避免 不得不将这些分组发送到SDN控制器。如果网络管理员希望重新配置管理引擎，则她能够 使用SDN控制器来简单地将更新推出给在网络设备上执行的管理引擎。在非SDN环境中， 重新配置网络设备该如何处理管理平面流量需要单独地访问每个网络设备并且使用具体 设备和厂商特定的命令行接口（CLI)指令。
[0024] 在一个实施例中，管理引擎可以是在网络设备上执行的操作、维护与管理（0AM) 引擎或应用。具体地，网络设备可以托管虚拟SDN交换机器，该虚拟SDN交换机接收入站分 组并且基于SDN规则来确定如何处理分组-例如，将分组转发到另一网络设备、改变分组、 丢弃分组等。虚拟SDN交换机还可以包括用于识别作为管理平面的一部分的0AM分组的逻 辑。虚拟SDN交换机将0AM分组转发到本地0AM引擎或控制器。0AM引擎可以执行典型的 0AM动作，例如确定网络设备与电路端点之间的不同物理链路或虚拟路径的状态或健康状 况。然后可以将0AM处理的结果发送到虚拟交换机，该虚拟交换机可以对结果起作用-例 如，如果特定链路失败则使用冗余链路。另外，0AM引擎可以生成附加的0AM分组，虚拟SDN 交换机可以随后将其发送到其它网络设备上的0AM引擎。
[0025] 在一个实施例中，0AM引擎是将通用现、成的处理器用于执行的软件应用。例如， 网络管理员可以向网络设备添加可以被包含在刀片或扩展卡中的通用处理器。0AM引擎随 后可以被加载到网络设备的存储器中并且使用通用处理器来执行。
[0026] 图1示出了根据一个实施例的SDN使能网络100。如所示，SDN使能网络100被耦 合至SDN控制器150。网络管理员可以使用SDN控制器150来重新配置网络设备110中的 控制平面的规则，以便对特定类型的分组进行优先级排序、去优先级排序或阻塞。具体地， SDN控制器150可以基于SDN规则来配置虚拟S