CN104113513A - 一种主机发现方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供一种主机发现方法、装置及系统，涉及计算机网络技术领域，通过在OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道断开时，OpenFlow交换机主动接收主机发送的主机信息包，然后在OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道连接时，将接收到的主机信息包中的所述主机的IP地址和MAC地址发送给所述OpenFlow控制器，实现了无需OpenFlow控制器与OpenFlow交换机建立通信通道，即可以获得主机的信息的功能，减少了对时间和空间的浪费，并且可以减少网络的开销和数据通信首包的时延。

Description

一种主机发现方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，尤其涉及一种主机发现方法、装置及系统。

背景技术

软件定义网络(Software Defined Network，简称SDN)允许对一个网络进行编程，将这个网络看作是一台计算机。这可以将物理网络的抽象层直接提供给控制元件，允许通过软件设置和操作网络。这为进一步的创新奠定了基础。OpenFlow技术是实现SDN的一种方法，该技术的核心思想是将原来完全由交换机或者路由器控制的数据包转发过程转化为由OpenFlow交换机(OpenFlow Switch)和OpenFlow控制服务器(OpenFlow Controller)分别完成的独立过程；将其由传统网络中指定包的流向转化为控制器统一指定数据流在网络中的传输路径。

目前OpenFlow网络架构是基于带外的连接模式，控制网络和转发网络分开，控制网络使用传统网络技术构建。其中，OpenFlow交换机进行数据层的转发，而OpenFlow控制器实现控制层的功能。OpenFlow控制器通过OpenFlow协议对OpenFlow交换机进行控制，从而实现对整个网络进行集中控制。OpenFlow交换机是整个OpenFlow网络的核心部件，主要管理数据的转发。其中，对数据包的处理决策都在流表中，当OpenFlow交换机接收到数据包后首先在本地的流表上查找匹配的流表项，如果没有匹配成功说明本地流表中没有转发该数据包的策略。则向OpenFlow控制器请求转发策略，OpenFlow控制器用下发流表项的方式将转发策略配置到OpenFlow交换机。但是，现有的方案OpenFlow控制器发现主机信息需要在OpenFlow控制器与OpenFlow交换机通信通道连接成功后才可以进行。并且，主机请求数据时，需要通过广播的方式去寻找，增加了网络的开销和数据通信首包的时延。

发明内容

本发明的实施例提供一种主机发现方法、装置及系统，实现了无需OpenFlow控制器与OpenFlow交换机建立通信通道，即可以获得主机的信息的功能，减少了对时间和空间的浪费，并且可以减少网络的开销和数据通信首包的时延。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供一种主机发现方法，所述方法应用于OpenFlow交换机，包括：当所述OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道断开时，接收主机发送的主机信息包；其中，所述主机信息包中携带了所述主机的互联网协议IP地址和媒体访问控制MAC地址；解析所述主机信息包，获得所述主机的IP地址和MAC地址；当所述OpenFlow交换机与所述OpenFlow控制器的所述通信通道连接时，通过所述通信通道，发送上报数据包至所述OpenFlow控制器；其中，所述上报数据包中携带所述主机的所述IP地址和所述MAC地址。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述通过所述通信通道，发送上报数据包至所述OpenFlow控制器之前，还包括：根据所述主机的所述IP地址和所述MAC地址发送地址解析协议ARP请求包至所述主机；若接收到所述主机发送的ARP应答包，则执行所述通过所述通信通道，发送上报数据包至所述OpenFlow控制器的步骤；其中，所述ARP应答包是对所述ARP请求包的回复。

结合第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述根据所述主机的IP地址和MAC地址发送地址解析协议ARP请求包至所述主机，包括：根据所述主机的IP地址和MAC地址，通过所述主机对应的所述OpenFlow交换机的端口号发送所述ARP请求包至所述主机；其中，所述主机对应的所述OpenFlow交换机的端口号包含在接收的所述主机信息包中。

结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述通过所述通信通道，发送上报数据包至所述OpenFlow控制器之后，所述方法还包括：判断所述OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的所述通信通道是否连接；如果所述通信通道连接，则根据所述主机的数据报文转发策略转发所述主机的数据报文；其中，所述数据报文转发策略由所述OpenFlow控制器根据所述IP地址和所述MAC地址生成，并发送至所述OpenFlow交换机。

结合第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述方法还包括：如果所述通信通道断开，则执行所述接收主机发送的主机信息包的步骤。

结合第一方面或上述任一可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述主机信息包包括下面一项或任意项的组合：地址解析协议ARP数据包、组播域名服务系统MDNS数据包、网络基本输入/输出系统名称服务器NBNS数据包、因特网组管理协议IGMP数据包。

第二方面，本发明的实施例提供一种主机发现方法，所述方法应用于OpenFlow控制器，所述方法包括：根据所述IP地址和所述MAC地址生成所述主机的数据报文转发策略；发送所述数据报文转发策略至所述OpenFlow交换机，以便于所述OpenFlow交换机根据所述数据报文转发策略转发所述主机发送的数据报文。

第三方面，本发明的实施例提供一种主机发现方法，所述方法应用于主机，所述方法包括：接收OpenFlow交换机根据主机的IP地址和MAC地址发送的地址解析协议ARP请求包；发送ARP应答包至所述OpenFlow交换机；其中，所述ARP应答包是对所述ARP请求包的回复。

结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，所述接收OpenFlow交换机根据主机的IP地址和MAC地址发送的地址解析协议ARP请求包，包括：接收所述OpenFlow交换机根据所述主机的IP地址和MAC地址，通过所述主机对应的所述OpenFlow交换机的端口号发送的所述ARP请求包；其中，所述主机对应的所述OpenFlow交换机的端口号包含在所述主机信息包中。

结合第三方面或第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述主机信息包包括下面一项或任意项的组合：地址解析协议ARP数据包、组播域名服务系统MDNS数据包、网络基本输入/输出系统名称服务器NBNS数据包、因特网组管理协议IGMP数据包。

第四方面，本发明的实施例提供一种OpenFlow交换机，包括接收单元，用于当OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道断开时，接收主机发送的主机信息包；其中，所述主机信息包中携带了所述主机的互联网协议IP地址和媒体访问控制MAC地址；处理单元，用于解析所述接收单元接收到的所述主机信息包，获得所述主机的IP地址和MAC地址；发送单元，用于当所述OpenFlow交换机与所述OpenFlow控制器的所述通信通道连接时，通过所述通信通道，发送上报数据包至所述OpenFlow控制器；其中，所述上报数据包中携带所述处理单元获得的所述主机的所述IP地址和所述MAC地址。

结合第四方面，在第一种可能的实现方式中，所述发送单元，还用于根据所述处理单元获得的所述主机的所述IP地址和所述MAC地址发送地址解析协议ARP请求包至所述主机；所述处理单元，还用于若接收到所述主机发送的ARP应答包，则执行所述通过所述通信通道，发送上报数据包至所述OpenFlow控制器的步骤；其中，所述ARP应答包是对所述ARP请求包的回复。

结合第四方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述发送单元，具体用于根据所述处理单元获得的所述主机的IP地址和MAC地址，通过所述主机对应的所述OpenFlow交换机的端口号发送所述ARP请求包至所述主机；其中，所述主机对应的所述OpenFlow交换机的端口号包含在接收的所述主机信息包中。

结合第四方面，在第三种可能的实现方式中，所述OpenFlow交换机还包括：判断单元，用于判断所述OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的所述通信通道是否连接；所述处理单元，还用于如果所述通信通道连接，则根据所述主机的数据报文转发策略转发所述主机发送的数据报文；其中，所述数据报文转发策略由所述OpenFlow控制器根据所述IP地址和所述MAC地址生成并发送至所述OpenFlow交换机。

结合第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述处理单元，还用于如果所述通信通道连接，则执行所述接收主机发送的主机信息包的步骤。

第五方面，本发明的实施例提供一种OpenFlow控制器，包括接收单元，用于接收OpenFlow交换机发送的上报数据包；其中，所述上报数据包中携带所述主机的IP地址和MAC地址；处理单元，用于根据所述IP地址和所述MAC地址生成所述主机的数据报文转发策略；发送单元，用于发送所述数据报文转发策略至所述OpenFlow交换机，以便于所述OpenFlow交换机根据所述数据报文转发策略转发所述主机发送的数据报文。

第六方面，本发明的实施例提供一种主机，包括：接收单元，用于接收OpenFlow交换机根据主机的IP地址和MAC地址发送的地址解析协议ARP请求包；发送单元，用于发送ARP应答包至所述OpenFlow交换机；其中，所述ARP应答包是对所述ARP请求包的回复。

结合第六方面，在第一种可能的实现方式中，所述接收单元，具体用于接收所述OpenFlow交换机根据所述主机的IP地址和MAC地址，通过所述主机对应的所述OpenFlow交换机的端口号发送的所述ARP请求包；其中，所述主机对应的所述OpenFlow交换机的端口号包含在所述主机信息包中。

第七方面，本发明的实施例提供一种主机发现系统，包括：OpenFlow交换机、OpenFlow控制器和主机，其中：所述OpenFlow交换机，用于与所述OpenFlow控制器的通信通道断开时，接收所述主机发送的主机信息包；其中，所述主机信息包中携带了所述主机的互联网协议IP地址和媒体访问控制MAC地址；解析所述主机信息包，获得所述主机的IP地址和MAC地址；当所述OpenFlow交换机与所述OpenFlow控制器的所述通信通道连接时，通过所述通信通道，发送上报数据包至所述OpenFlow控制器；其中，所述上报数据包中携带所述主机的所述IP地址和所述MAC地址；所述OpenFlow控制器，用于接收所述OpenFlow交换机发送的所述上报数据包；根据所述IP地址和所述MAC地址生成所述主机的数据报文转发策略；发送所述数据报文转发策略至所述OpenFlow交换机；所述OpenFlow交换机，还用于根据所述数据报文转发策略转发所述主机发送的数据报文。

结合第七方面，在第一种可能的实现方式中，所述OpenFlow交换机，还用于根据所述主机的IP地址和MAC地址发送地址解析协议ARP请求包至所述主机；若接收到所述主机发送的ARP应答包，则执行所述通过所述通信通道，发送上报数据包至所述OpenFlow控制器的步骤；其中，所述ARP应答包是对所述ARP请求包的回复；所述主机，还用于接收所述OpenFlow交换机根据所述主机的IP地址和MAC地址发送的所述ARP请求包；发送所述ARP应答包至所述OpenFlow交换机。

结合第七方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述OpenFlow交换机，具体用于根据所述主机的IP地址和MAC地址，通过与所述主机对应的所述OpenFlow交换机的端口号发送所述ARP请求包至所述主机；其中，与所述主机对应的所述OpenFlow交换机的所述端口号包含在接收的所述主机信息包中。

本发明的实施例提供的主机发现方法、装置及系统，通过在OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道断开时，OpenFlow交换机主动接收主机发送的主机信息包，然后在OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道连接时，将接收到的主机信息包中的所述主机的IP地址和MAC地址发送给所述OpenFlow控制器，实现了无需OpenFlow控制器与OpenFlow交换机建立通信通道，即可以获得主机的信息的功能，减少了对时间和空间的浪费，并且可以减少网络的开销和数据通信首包的时延。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种主机发现方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种主机发现方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种主机发现方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的再一种主机发现方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种OpenFlow交换机的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种OpenFlow交换机的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种OpenFlow控制器的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种主机的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的又一种OpenFlow交换机的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的另一种OpenFlow控制器的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的另一种主机的结构示意图；

图12为本发明的实施例提供的一种主机发现系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施例提供一种主机发现方法，该方法应用于OpenFlow交换机，参照图1所示，包括：

101、当OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道断开时，OpenFlow交换机接收主机发送的主机信息包。

其中，主机信息包中携带主机的互联网协议(Internet Protocol，简称IP)地址和媒体访问控制(Media Access Control，简称MAC)地址。

102、OpenFlow交换机解析主机信息包，获得主机的IP地址和MAC地址。

103、OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道连接时，通过通信通道，OpenFlow交换机发送上报数据包至OpenFlow控制器。

其中，上报数据包中携带主机的IP地址和MAC地址。

本发明的实施例提供一种主机发现方法，该方法应用于OpenFlow控制器，参照图2所示，包括：

201、OpenFlow控制器接收OpenFlow交换机发送的上报数据包；其中，上报数据包中携带主机的IP地址和MAC地址。

202、OpenFlow控制器根据IP地址和MAC地址生成主机的数据报文转发策略。

203、OpenFlow控制器发送主机的数据报文转发策略至OpenFlow交换机，以便于OpenFlow交换机根据主机的数据报文转发策略转发主机发送的数据报文。

本发明的实施例提供一种主机发现方法，该方法应用于主机，参照图3所示，包括：

301、接收OpenFlow交换机根据主机的IP地址和MAC地址发送的地址解析协议(Address Resolution Protocol。简称ARP)请求包。

302、发送ARP应答包至OpenFlow交换机。

其中，ARP应答包是对ARP请求包的回复，用于指示所述主机可用。

本发明的实施例提供的主机发现方法，通过OpenFlow交换机主动开启主机信息收集功能，实现了无需OpenFlow控制器与OpenFlow交换机建立通信通道，即可以获得主机的信息的功能，减少了对时间和空间的浪费，并且可以减少网络的开销和数据通信首包的时延。

本发明的实施例提供一种主机发现方法，参照图4所示，包括：

401、当OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道断开时，OpenFlow交换机接收主机发送的主机信息包。

其中，主机信息包中携带主机的IP地址和MAC地址。

主机信息包包括下面一项或任意项的组合：ARP数据包、MDNS(Multicast Domain Name System，组播域名系统)数据包、NBNS(Network Basic Input/Output System Name Server，网络基本输入/输出系统名称服务器)数据包和IGMP(Internet Group ManagementProtocol，因特网组管理协议)数据包。

具体的，OpenFlow交换机接收的主机信息包是主机发送的。主机在如下情况下会发送主机信息包：系统开始运行、主机的IP地址发生变化时和网卡状态从断开到连接等。主机信息包是通过OpenFlow交换机上的主机信息收集功能来接收的。

402、OpenFlow交换机解析主机信息包，获得主机的IP地址和MAC地址。

其中，主机的信息包括：主机的IP地址、主机的MAC地址和与主机通信的交换机的端口号。上述主机信息的数据结构体如下所示：

具体的，IP地址、MAC地址和端口号以双向链表的形式存储，当OpenFlow交换机接收到主机信息包后，解析主机信息包获得主机IP地址、MAC地址和端口号并增加发送主机信息包的主机节点信息；当OpenFlow交换机的某个端口不能工作时，删除该端口对应的主机的节点信息。

可选的，当OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道连接时，OpenFlow交换机停止接收主机信息包。其中，停止接收主机信息包是通过关闭OpenFlow交换机上的主机信息功能来实现的。

403、当OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道连接时，OpenFlow交换机根据主机的IP地址和MAC地址并通过主机对应的交换机的端口号发送ARP请求包至主机。

其中，主机对应的OpenFlow交换机的端口号包含在接收的主机信息包中。

ARP请求包的格式如下所示：

其中，以太网目的地址占6个字节，以太网源地址占6个字节，帧类型占2个字节，硬件类型占2个字节，协议类型占2个字节，硬件地址长度占1个字节，协议地址长度占1个字节，请求占2个字节，发送端以太网地址占6个字节，发送端IP地址占4个字节，目的以太网地址沾个字节，目的IP地址占4个字节。

具体的，本发明实施例中以太网目的地址是的是主机的MAC地址；以太网源地址指的是OpenFlow控制器的MAC地址；发送端IP地址是0.0.0.0；目的以太网地址指的是主机的MAC地址目的IP地址指的是主机的IP地址。

404、主机接收OpenFlow交换机发送的ARP请求包。

若主机可用，则执行以下步骤，如果主机不可用，则返回执行步骤401；

405、主机发送ARP应答包至OpenFlow交换机；其中，ARP应答包是对ARP请求包的回复。

406、OpenFlow交换机接收主机发送的ARP应答包。

其中，主机接收到OpenFlow交换机发送的ARP请求包后，只有可以正常工作的主机会回复ARP应答包至OpenFlow交换机。如果某个主机没有给OpenFlow交换机发送ARP应答包，说明该主机无法正常工作，则删除该主机的节点信息。

407、OpenFlow交换机发送上报数据包至OpenFlow控制器。其中，上报数据包中携带主机的IP地址和MAC地址。

只有在OpenFlow交换机接收到ARP应答包后，OpenFlow交换机才会产生上报数据包，并发送上报数据包至主机。

408、OpenFlow控制器接收OpenFlow交换机发送的上报数据包。

409、OpenFlow控制器根据IP地址和MAC地址生成主机的数据报文转发策略。

OpenFlow交换机判断OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道是否连接。如果OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道连接，则执行步骤410～411；如果OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道断开，则返回执行步骤401；

410、OpenFlow控制器发送主机的数据报文转发策略至OpenFlow交换机，以便于交换机根据主机的数据报文转发策略转发主机的数据报文。

411、OpenFlow交换机根据主机的数据报文转发策略转发主机的数据报文。

具体的，主机的数据报文是通过OpenFlow交换机中的流表项转发至另一个主机的。

本发明实施例中的主机至少为两个，主机与OpenFlow交换机之间的通信是相对的。

本发明实施例中的ARP请求包上报给OpenFlow控制器之后，可以将ARP请求包携带在给对应的OpenFlow交换机下发流表项的过程中来实现将ARP请求包发送至主机。此时，ARP请求包的发送方式是单播方式，可以大大的降低网络宽带使用，增加网络宽带的利用率。且OpenFlow控制器可以在发现主机后提前下发各主机之间通信的流表项，使得主机的数据零延迟转发。

本发明的实施例提供的主机发现方法，通过OpenFlow交换机主动开启主机信息收集功能，实现了无需OpenFlow控制器与OpenFlow交换机建立通信通道，即可以获得主机的信息的功能，减少了对时间和空间的浪费，并且可以减少网络的开销和数据通信首包的时延。进而，可以保证对主机的通信的维护。

本发明的实施例提供一种OpenFlow交换机，参照图5所示，包括接收单元51、处理单元52和发送单元53，其中：

接收单元51，用于当OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道断开时，OpenFlow交换机接收主机发送的主机信息包。

其中，主机信息包中携带了主机的IP地址和MAC地址。

处理单元52，用于解析主机信息包，获得主机的IP地址和MAC地址。

发送单元53，用于当OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道连接时，通过通信通道，发送上报数据包至OpenFlow控制器；其中，上报数据包中携带处理单元获得的主机的IP地址和MAC地址。

本发明的实施例提供的OpenFlow交换机，通过OpenFlow交换机主动开启主机信息收集功能，实现了无需OpenFlow控制器与OpenFlow交换机建立通信通道，即可以获得主机的信息的功能，减少了对时间和空间的浪费，并且可以减少网络的开销和数据通信首包的时延。

进一步，发送单元53，还用于根据处理单元获得的主机的IP地址和MAC地址发送地址解析协议ARP请求包至主机。

处理单元52，还用于若接收到主机发送的ARP应答包，则执行述通过通信通道，发送上报数据包至OpenFlow控制器的步骤。

其中，ARP应答包是对ARP请求包的回复。

发送单元53，具体用于根据主机的IP地址和MAC地址，通过主机对应的OpenFlow交换机的端口号发送ARP请求包至主机。

其中，主机对应的OpenFlow交换机的端口号包含在接收的主机信息包中。

进一步，参照图6所示，本发明的实施例提供的OpenFlow交换机还包括：判断单元54，其中：

判断单元54，用于判断OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道是否连接。

处理单元52，还用于如果通信通道连接，则根据主机的数据报文转发策略转发主机发送的数据报文。

其中，数据报文转发策略由OpenFlow控制器根据IP地址和MAC地址生成并发送至OpenFlow交换机。

处理单元52，还用于如果通信通道连接，则执行接收主机发送的主机信息包的步骤。

其中，主机信息包括下面一项或任意项的组合：ARP数据包、MDNS数据包、NBNS数据包和IGMP数据包。

本发明的实施例提供的OpenFlow交换机，通过OpenFlow交换机主动开启主机信息收集功能，实现了无需OpenFlow控制器与OpenFlow交换机建立通信通道，即可以获得主机的信息的功能，减少了对时间和空间的浪费，并且可以减少网络的开销和数据通信首包的时延。进而，可以保证对主机的通信的维护。

本发明的实施例提供一种OpenFlow控制器，参照图7所示，包括：接收单元61、处理单元62和发送单元63，其中：

接收单元61，用于接收OpenFlow交换机发送的上报数据包；其中，上报数据包中携带主机的IP地址和MAC地址。

处理单元62，用于根据IP地址和MAC地址生成主机的数据报文转发策略。

发送单元63，用于发送数据报文转发策略至OpenFlow交换机，以便于OpenFlow交换机根据数据报文转发策略转发主机发送的数据报文。

本发明的实施例提供的OpenFlow控制器，通过OpenFlow交换机主动开启主机信息收集功能，实现了无需OpenFlow控制器与OpenFlow交换机建立通信通道，即可以获得主机的信息的功能，减少了对时间和空间的浪费，并且可以减少网络的开销和数据通信首包的时延。进而，可以保证对主机的通信的维护。

本发明的实施例提供一种主机，参照图8所示，包括：发送单元71和接收单元72，其中：

接收单元72，用于接收OpenFlow交换机根据主机的IP地址和MAC地址发送的地址解析协议ARP请求包。

发送单元71，用于发送ARP应答包至OpenFlow交换机。

其中，ARP应答包是对ARP请求包的回复。

接收单元72，具体用于接收OpenFlow交换机根据主机的IP地址和MAC地址，通过主机对应的OpenFlow交换机的端口号发送的ARP请求包；其中，主机对应的OpenFlow交换机的端口号包含在主机信息包中。

其中，主机信息包包括下面一项或任意项的组合：ARP数据包、MDNS数据包、NBNS数据包和IGMP数据包。

本发明的实施例提供的主机，通过OpenFlow交换机主动开启主机信息收集功能，实现了无需OpenFlow控制器与OpenFlow交换机建立通信通道，即可以获得主机的信息的功能，减少了对时间和空间的浪费，并且可以减少网络的开销和数据通信首包的时延。进而，可以保证对主机的通信的维护。

本发明的实施例提供一种OpenFlow交换机，参照图9所示，包括：至少一个处理器81、存储器82、通信接口83和总线84，至少一个处理器81、存储器82和通信接口83通过总线84连接并完成相互间的通信，其中：

该总线84可以是工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(Peripheral ComponentInterconnect，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(ExtendedIndustry Standard Architecture，简称为EISA)总线等。该总线84可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图9中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。其中：

存储器82用于存储可执行程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。存储器82可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

处理器81可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

通信接口83，主要用于实现本实施例的OpenFlow交换机、OpenFlow控制器和主机之间的通信。

处理器81，用于调用存储器82中的程序代码，用以执行以下操作：

当OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道断开时，接收主机发送的主机信息包。

其中，主机信息包中携带了主机的IP地址和MAC地址。

主机信息包包括下面一项或任意项的组合：ARP数据包、MDNS数据包、NBNS数据包和IGMP数据包。

解析主机信息包，获得主机的IP地址和MAC地址。

当OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道连接时，通过通信通道，发送上报数据包至OpenFlow控制器，以便于OpenFlow控制器发送主机的数据报文转发策略至OpenFlow交换机；其中，上报数据包中携带主机的IP地址和MAC地址。

可选的，处理器81，还用于根据主机的IP地址和MAC地址发送地址解析协议ARP请求包至主机。

处理器81，还用于若接收到主机发送的ARP应答包，则执行通过通信通道，发送上报数据包至OpenFlow控制器的步骤。其中，ARP应答包是对ARP请求包的回复。

进一步，处理器81，具体用于根据主机的IP地址和MAC地址，通过主机对应的OpenFlow交换机的端口号发送ARP请求包至主机；其中，主机对应的OpenFlow交换机的端口号包含在接收的主机信息包中。

进一步可选的，处理器81，还用于执行以下操作：

判断OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道是否连接。

如果通信通道连接，则根据主机的数据报文转发策略转发主机数据报文；其中，数据报文转发策略由OpenFlow控制器根据IP地址和MAC地址生成，并发送至OpenFlow交换机。

如果通信通道断开，则执行接收主机发送的主机信息包的步骤。

本发明的实施例提供的OpenFlow交换机，通过OpenFlow交换机主动开启主机信息收集功能，实现了无需OpenFlow控制器与OpenFlow交换机建立通信通道，即可以获得主机的信息的功能，减少了对时间和空间的浪费，并且可以减少网络的开销和数据通信首包的时延。进而，可以保证对主机的通信的维护。

本发明的实施例提供一种OpenFlow控制器，参照图10所示，包括：至少一个处理器91、存储器92、通信接口93和总线94，至少一个处理器91、存储器92和通信接口93通过总线84连接并完成相互间的通信，其中：

该总线94可以是工业标准体系结构ISA总线、外部设备互连PCI总线或扩展工业标准体系结构EISA总线等。该总线94可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。其中：

存储器92用于存储可执行程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。存储器92可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器。

处理器91可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

通信接口93，主要用于实现本实施例的OpenFlow交换机、OpenFlow控制器和主机之间的通信。

处理器91，还用于调用存储器92中的程序代码，用以执行以下操作：

接收OpenFlow交换机发送的上报数据包。

其中，上报数据包中携带主机的IP地址和MAC地址。

根据IP地址和MAC地址生成主机的数据报文转发策略。

发送数据报文转发策略至OpenFlow交换机，以便于OpenFlow交换机根据数据报文转发策略转发主机发送的数据报文。

本发明的实施例提供的OpenFlow控制器，通过OpenFlow交换机主动开启主机信息收集功能，实现了无需OpenFlow控制器与OpenFlow交换机建立通信通道，即可以获得主机的信息的功能，减少了对时间和空间的浪费，并且可以减少网络的开销和数据通信首包的时延。进而，可以保证对主机的通信的维护。

本发明的实施例提供一种主机，参照图11所示，包括：至少一个处理器1001、存储器1002、通信接口1003和总线1004，至少一个处理器1001、存储器1002和通信接口1003通过总线1004连接并完成相互间的通信，其中：

该总线1004可以是工业标准体系结构ISA总线、外部设备互连PCI总线或扩展工业标准体系结构EISA总线等。该总线1004可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图11中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。其中：

存储器1002用于存储可执行程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。存储器1002可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器。

处理器1001可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

通信接口1003，主要用于实现本实施例的OpenFlow交换机、OpenFlow控制器和主机之间的通信。

处理器1001，还用于调用存储器1002中的程序代码，用以执行以下操作：

接收OpenFlow交换机根据主机的IP地址和MAC地址发送的地址解析协议ARP请求包。

发送ARP应答包至OpenFlow交换机；其中，ARP应答包是对ARP请求包的回复。

处理器1001，具体用于接收OpenFlow交换机根据主机的IP地址和MAC地址并通过主机对应的OpenFlow交换机的端口号发送的ARP请求包。

其中，主机对应的OpenFlow交换机的端口号包含在主机信息包中。

主机信息包包括下面一项或任意项的组合：ARP数据包、MDNS数据包、NBNS数据包和IGMP数据包。

本发明的实施例提供的主机，通过OpenFlow交换机主动开启主机信息收集功能，实现了无需OpenFlow控制器与OpenFlow交换机建立通信通道，即可以获得主机的信息的功能，减少了对时间和空间的浪费，并且可以减少网络的开销和数据通信首包的时延。进而，可以保证对主机的通信的维护。

本发明的实施例提供一种主机发现系统，参照图12所示，包括：OpenFlow交换机1、OpenFlow控制器2和主机3，其中：

OpenFlow交换机1，用于与OpenFlow控制器的通信通道断开时，接收主机发送的主机信息包；其中，主机信息包中携带主机的互联网协议IP地址和媒体访问控制MAC地址；解析主机信息包，获得主机的IP地址和MAC地址；当OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道连接时，通过通信通道，发送上报数据包至OpenFlow控制器；其中，上报数据包中携带主机的IP地址和MAC地址。

OpenFlow控制器2，用于接收OpenFlow交换机1发送的上报数据包；根据IP地址和MAC地址生成主机的数据报文转发策略；发送数据报文转发策略至OpenFlow交换机。

OpenFlow交换机1，还用于根据数据报文转发策略转发主机发送的数据报文。

可选的，OpenFlow交换机1，还用于根据主机的IP地址和MAC地址发送地址解析协议ARP请求包至主机；若接收到主机发送的ARP应答包，则执行通过通信通道，发送上报数据包至OpenFlow控制器的步骤；其中，ARP应答包是对ARP请求包的回复。

主机3，还用于接收OpenFlow交换机根据主机的IP地址和MAC地址发送的地址解析协议ARP请求包；发送ARP应答包至OpenFlow交换机1。

进一步，OpenFlow交换机1，具体用于根据主机的IP地址和MAC地址，通过主机对应的OpenFlow交换机的端口号发送ARP请求包至主机3；其中，与主机对应的OpenFlow交换机的端口号包含在接收的主机信息包中。

主机信息包包括下面一项或任意项的组合：ARP数据包、MDNS数据包、NBNS数据包和IGMP数据包。

进一步的，本发明实施例提供的系统的具体交互流程还可以参考前述方法实施例所述；该系统中涉及的装置的具体实现可参考前述装置实施例所述。

本发明的实施例提供的主机发现系统，通过OpenFlow交换机主动开启主机信息收集功能，实现了无需OpenFlow控制器与OpenFlow交换机建立通信通道，即可以获得主机的信息的功能，减少了对时间和空间的浪费，并且可以减少网络的开销和数据通信首包的时延。进而，可以保证对主机的通信的维护。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (21)

1.一种主机发现方法，所述方法应用于OpenFlow交换机，其特征在于，所述方法包括：

当所述OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道断开时，接收主机发送的主机信息包；其中，所述主机信息包中携带了所述主机的互联网协议IP地址和媒体访问控制MAC地址；

解析所述主机信息包，获得所述主机的IP地址和MAC地址；

当所述OpenFlow交换机与所述OpenFlow控制器的所述通信通道连接时，通过所述通信通道，发送上报数据包至所述OpenFlow控制器；其中，所述上报数据包中携带所述主机的所述IP地址和所述MAC地址。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述通过所述通信通道，发送上报数据包至所述OpenFlow控制器之前，还包括：

根据所述主机的所述IP地址和所述MAC地址发送地址解析协议ARP请求包至所述主机；

若接收到所述主机发送的ARP应答包，则执行所述通过所述通信通道，发送上报数据包至所述OpenFlow控制器的步骤；其中，所述ARP应答包是对所述ARP请求包的回复。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述主机的IP地址和MAC地址发送地址解析协议ARP请求包至所述主机，包括：

根据所述主机的IP地址和MAC地址，通过所述主机对应的所述OpenFlow交换机的端口号发送所述ARP请求包至所述主机；其中，所述主机对应的所述OpenFlow交换机的端口号包含在接收的所述主机信息包中。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述通信通道，发送上报数据包至所述OpenFlow控制器之后，所述方法还包括：

判断所述OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的所述通信通道是否连接；

如果所述通信通道连接，则根据所述主机的数据报文转发策略转发所述主机的数据报文；其中，所述数据报文转发策略由所述OpenFlow控制器根据所述IP地址和所述MAC地址生成，并发送至所述OpenFlow交换机。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述通信通道断开，则执行所述接收主机发送的主机信息包的步骤。

6.根据权利要求1～5任一所述的方法，其特征在于，

所述主机信息包包括下面一项或任意项的组合：地址解析协议ARP数据包、组播域名服务系统MDNS数据包、网络基本输入/输出系统名称服务器NBNS数据包和因特网组管理协议IGMP数据包。

7.一种主机发现方法，所述方法应用于OpenFlow控制器，其特征在于，所述方法包括：

接收OpenFlow交换机发送的上报数据包；其中，所述上报数据包中携带主机的IP地址和MAC地址；

根据所述IP地址和所述MAC地址生成所述主机的数据报文转发策略；

发送所述数据报文转发策略至所述OpenFlow交换机，以便于所述OpenFlow交换机根据所述数据报文转发策略转发所述主机发送的数据报文。

8.一种主机发现方法，所述方法应用于主机，其特征在于，所述方法包括：

接收OpenFlow交换机根据主机的IP地址和MAC地址发送的地址解析协议ARP请求包；

发送ARP应答包至所述OpenFlow交换机；其中，所述ARP应答包是对所述ARP请求包的回复。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述接收OpenFlow交换机根据主机的IP地址和MAC地址发送的地址解析协议ARP请求包，包括：

接收所述OpenFlow交换机根据所述主机的IP地址和MAC地址，通过所述主机对应的所述OpenFlow交换机的端口号发送的所述ARP请求包；其中，所述主机对应的所述OpenFlow交换机的端口号包含在所述主机信息包中。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，

所述主机信息包包括下面一项或任意项的组合：地址解析协议ARP数据包、组播域名服务系统MDNS数据包、网络基本输入/输出系统名称服务器NBNS数据包和因特网组管理协议IGMP数据包。

11.一种OpenFlow交换机，其特征在于，包括：

接收单元，用于当OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的通信通道断开时，接收主机发送的主机信息包；其中，所述主机信息包中携带了所述主机的互联网协议IP地址和媒体访问控制MAC地址；

处理单元，用于解析所述接收单元接收到的所述主机信息包，获得所述主机的IP地址和MAC地址；

发送单元，用于当所述OpenFlow交换机与所述OpenFlow控制器的所述通信通道连接时，通过所述通信通道，发送上报数据包至所述OpenFlow控制器；其中，所述上报数据包中携带所述处理单元获得的所述主机的所述IP地址和所述MAC地址。

12.根据权利要求11所述的OpenFlow交换机，其特征在于，

所述发送单元，还用于根据所述处理单元获得的所述主机的所述IP地址和所述MAC地址发送地址解析协议ARP请求包至所述主机；

所述处理单元，还用于若接收到所述主机发送的ARP应答包，则执行所述通过所述通信通道，发送上报数据包至所述OpenFlow控制器的步骤；其中，所述ARP应答包是对所述ARP请求包的回复。

13.根据权利要求12所述的OpenFlow交换机，其特征在于，

所述发送单元，具体用于根据所述处理单元获得的所述主机的IP地址和MAC地址，通过所述主机对应的所述OpenFlow交换机的端口号发送所述ARP请求包至所述主机；其中，所述主机对应的所述OpenFlow交换机的端口号包含在接收的所述主机信息包中。

14.根据权利要求11所述的OpenFlow交换机，其特征在于，所述OpenFlow交换机还包括：

判断单元，用于判断所述OpenFlow交换机与OpenFlow控制器的所述通信通道是否连接；

所述处理单元，还用于如果所述通信通道连接，则根据所述主机的数据报文转发策略转发所述主机发送的数据报文；其中，所述数据报文转发策略由所述OpenFlow控制器根据所述IP地址和所述MAC地址生成，并发送至所述OpenFlow交换机。

15.根据权利要求14所述的OpenFlow交换机，其特征在于，

所述处理单元，还用于如果所述通信通道连接，则执行所述接收主机发送的主机信息包的步骤。

16.一种OpenFlow控制器，其特征在在于，包括：

接收单元，用于接收OpenFlow交换机发送的上报数据包；其中，所述上报数据包中携带所述主机的IP地址和MAC地址；

处理单元，用于根据所述IP地址和所述MAC地址生成所述主机的数据报文转发策略；

发送单元，用于发送所述数据报文转发策略至所述OpenFlow交换机，以便于所述OpenFlow交换机根据所述数据报文转发策略转发所述主机发送的数据报文。

17.一种主机，其特征在在于，包括：

接收单元，用于接收OpenFlow交换机根据主机的IP地址和MAC地址发送的地址解析协议ARP请求包；

发送单元，用于发送ARP应答包至所述OpenFlow交换机；其中，所述ARP应答包是对所述ARP请求包的回复。

18.根据权利要求17所述的主机，其特征在于，

所述接收单元，具体用于接收所述OpenFlow交换机根据所述主机的IP地址和MAC地址，通过所述主机对应的所述OpenFlow交换机的端口号发送的所述ARP请求包；其中，所述主机对应的所述OpenFlow交换机的端口号包含在所述主机信息包中。

19.一种主机发现系统，其特征在于，包括：OpenFlow交换机、OpenFlow控制器和主机，其中：

所述OpenFlow交换机，用于与所述OpenFlow控制器的通信通道断开时，接收所述主机发送的主机信息包；其中，所述主机信息包中携带了所述主机的互联网协议IP地址和媒体访问控制MAC地址；解析所述主机信息包，获得所述主机的IP地址和MAC地址；当所述OpenFlow交换机与所述OpenFlow控制器的所述通信通道连接时，通过所述通信通道，发送上报数据包至所述OpenFlow控制器；其中，所述上报数据包中携带所述主机的所述IP地址和所述MAC地址；

所述OpenFlow控制器，用于接收所述OpenFlow交换机发送的所述上报数据包；根据所述IP地址和所述MAC地址生成所述主机的数据报文转发策略；发送所述数据报文转发策略至所述OpenFlow交换机；

所述OpenFlow交换机，还用于根据所述数据报文转发策略转发所述主机发送的数据报文。

20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，

所述OpenFlow交换机，还用于根据所述主机的IP地址和MAC地址发送地址解析协议ARP请求包至所述主机；若接收到所述主机发送的ARP应答包，则执行所述通过所述通信通道，发送上报数据包至所述OpenFlow控制器的步骤；其中，所述ARP应答包是对所述ARP请求包的回复；

所述主机，还用于接收所述OpenFlow交换机根据所述主机的IP地址和MAC地址发送的所述ARP请求包；发送所述ARP应答包至所述OpenFlow交换机。

21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于，

所述OpenFlow交换机，具体用于根据所述主机的IP地址和MAC地址，通过与所述主机对应的所述OpenFlow交换机的端口号发送所述ARP请求包至所述主机；其中，与所述主机对应的所述OpenFlow交换机的所述端口号包含在接收的所述主机信息包中。