基于OpenFlow协议的网络多路径实现方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及采用OpenFlow协议的网络领域,特别是涉及一种基于OpenFlow协议的网络多路径实现方法及系统。
【背景技术】
[0002]传统网络中，最基本的路由方式是基于某一种特定的策略为每一对通信实体间选择一条通信路径，这种方式实现的是单路径的路由，这种情况下，即便网络中存在多条不同链路到达同一目的地址，发往目的地的数据包也只能利用其中的一条链路，其他链路处于备份状态或者无效状态。即便在动态路由环境下，某些路径出现问题，然后可以切换到其他路径，但是路径之间的相互切换是需要一定的时间的。然而，随着网络流量的增大，以及对网络可靠性要求的提高，便出现了多路径转发，它提供了一种机制来分配通信量、平衡网络负载，以及提供容错能力，所以一直在电路交换网络和分组交换网络中受到人们的青睐。比较常用的有 ECMP (Equal-Cost Multipath Routing)等价多路径、WCMP (Weighted CostMultipath)加权多路径、策略路由和多拓扑路由等。
[0003]等价多路径路由协议(ECMP)可以在网络环境允许的情况下同时使用多条链路转发同一目的地址的数据包，不仅增加了传输带宽，而且可以无时延无丢包地备份失效链路的数据传输。它最大的特点是实现了等值情况下，多路径负载均衡和链路备份的目的，在静态路由和0SPF中基本上都支持ECMP功能。然而实际情况是，各路径的带宽、时延和可靠性等不同，但却把开销看成是一样的，不能很好地利用带宽，尤其在路径间差异大时，效果会非常不理想。例如，路由器两个出口，两条路径，一个带宽是100M，一个带宽是4M，如果部署的是ECMP，则实际上利用到的网络总带宽只能达到8M。
[0004]相对于ECMP，WCMP能够非常灵活地按照比例在链路上传递流量，ECMP仅仅是它的一个特例。IGRP(Inter1r Gateway Routing Protocol)、EIGRP(Enhanced Inter1rGateway Routing Protocol)和部分静态路由也支持WCMP。
[0005]策略路由是根据一定的策略进行报文转发，因此策略路由是一种比目的路由更灵活的路由机制。在路由器转发一个数据报文时，首先根据配置的规则对报文进行过滤，匹配成功则按照一定的转发策略进行报文转发。这种规则可以基于标准和扩展访问控制列表，也可以基于报文的长度；而转发策略则是控制报文按照指定的策略路由表进行转发，也可以修改报文的IP优先字段。因此，策略路由是对传统IP路由机制的有效增强。策略路由一般基于route-map表、多策略路由表以及多转发表实现的。
[0006]多拓扑路由(MTR:Multitopology Routing)是一种私有技术。它是除了基于目的路由和基于策略的路由两大路由方式之外的第三种路由方式。在复杂网络中，它实现了拓扑级的流量分路径传递。
[0007]软件定义网络(Software Defined Network, SDN),是一种新型网络创新架构，其核心技术OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台，因此，SDN—出现就吸引了全球学术界和产业界广泛的关注。2012年4月，美国斯坦福大学与加州大学伯克利分校联合12家公司成立了开放网络研究中心(ONRC)，关注SDN的进一步研究。IETF也在积极开展SDN的工作，成立了 SDN研究组。Google公司也宣布其骨干网络提供SDN的支持。国际著名咨询公司Gartner在2012年10月将SDN列为未来五年IT领域的十大关键技术之一。2012年以来，ICT产业各方更是围绕SDN动作连连，而在SDN中实现数据包的多路径转发也就成了亟待解决的问题。
【发明内容】
[0008]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OpenFlow协议的网络多路径实现方法及系统，以实现SDN网络中的信息流的多路转发。
[0009]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于OpenFlow协议的网络多路径实现方法，其至少包括:基于网络拓扑信息来确定各可进行多路径传输的信息的各可行路径信息，并基于各可行路径信息来确定各可行路径间的所有交叉节点；基于所有交叉节点各自与下一节点间的链路信息来确定各交叉节点与各自的下一节点相连的端口的权重信息；基于各端口的权重信息来配置各端口各自对应的交换机的组表信息，并将组表发送至相应交换机；以及配置所有交叉节点各自对应的交换机的流表信息，其中，各流表信息中包含可进行多路径传输的信息所属的组的类型信息，该类型信息能使交换机基于自身包含的各端口的权重信息来转发可进行多路径传输的信息。
[0010]优选地，所述基于OpenFlow协议的网络多路径实现方法还包括:基于网络拓扑信息及预定限制条件来确定各可进行多路径传输的信息的各可行路径信息，并基于各可行路径信息来确定各可行路径间的所有交叉节点。
[0011]本发明还提供一种基于OpenFlow协议的网络多路径实现系统，其至少包括:路径确定模块，用于基于网络拓扑信息来确定各可进行多路径传输的信息的各可行路径信息，并基于各可行路径信息来确定各可行路径间的所有交叉节点；权重确定模块，用于基于所有交叉节点各自与下一节点间的链路信息来确定各交叉节点与各自的下一节点相连的端口的权重信息；组表下发模块，用于基于各端口的权重信息来配置各端口各自对应的交换机的组表信息，并将组表发送至相应交换机；以及流表下发模块，用于配置所有交叉节点各自对应的交换机的流表信息，其中，各流表信息中包含可进行多路径传输的信息所属的组的类型信息，该类型信息能使交换机基于自身包含的各端口的权重信息来转发可进行多路径传输的信息。
[0012]优选地，所述路径确定模块还用于基于网络拓扑信息及预定限制条件来确定各可进行多路径传输的信息的各可行路径信息，并基于各可行路径信息来确定各可行路径间的所有交叉节点。
[0013]如上所述，本发明的基于OpenFlow协议的网络多路径实现方法及系统，具有以下有益效果:可以非常灵活自主的分配数据包在SDN网络的各条路径上的分布。
【附图说明】
[0014]图1显示为本发明的基于OpenFlow协议的网络多路径实现方法的流程图。
[0015]图2显示为本发明的基于OpenFlow协议的网络多路径实现系统示意图。
[0016]元件标号说明
[0017]1网络多路径实现系统
[0018]11路径确定模块
[0019]12权重确定模块
[0020]13组表下发模块
[0021]14流表下发模块
[0022]S1 ?S4步骤
【具体实施方式】
[0023]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。
[0024]请参阅图1至图2。需要说明的是，本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。
[0025]如图1所示，本发明提供一种基于OpenFlow协议的网络多路径实现方法。其中，根据本发明的方法主要由网络多路径实现系统来完成，该网络多路径实现系统包括但不限于安装在控制设备中且能够实现本发明方案的系统，该控制设备设置在基于OpenFlow协议的网络中。
[0026]其中，所述网络多路径实现方法至少包括步骤S1至S4。
[0027]在步骤S1中，所述网络多路径实现系统基于网络拓扑信息来确定各可进行多路径传输的信息的各可行路径信息，并基于各可行路径信息来确定各可行路径间的所有交叉节点。
[0028]其中，可进行多路径传输的信息可由操作人员随意设定，例如，可将基于OpenFlow协议的网络中任意两节点之间传输的所有信息都作为可进行多路径传输的信息；又例如，所有采用预定协议的信息都作为可进行多路径传输的信息；再例如，所有需要经过预定端口的信息都作为可进行多路径传输的信息等等。
[0029]例如，若网络中节点A至节点F之间传输的所有信息都为可进行多路径传输的信息，则所述网络多路径实现系统基于网络拓扑信息确定由节点A至节点F的可行路径包括以下三条路径:
[0030]路径一:OpenFlow 交换机 A---OpenFlow 交换机 B---OpenFlow 交换机
D---OpenFlow 交换机 F ；
[0031]路径二:0p