CN104486119A - 通过改进openflow协议实现批量管理交换机的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种通过改进openflow协议实现批量管理交换机的方法及系统，方法包括：控制器在openflow协议的修改状态消息中增加相应的配置字段，具体地，port_mod消息中增加的字段包括批量配置的端口数目字段以及端口的变化步长字段，flow_mod消息中增加的字段包括批量配置的流表数目字段以及OXM TLV字段的匹配字段起始值、OXM掩码值、匹配字段变化步长；控制器将修改后的修改状态消息通过安全通道发给交换机，完成对交换机的配置操作。本发明实现基于OpenFlow协议的修改状态消息对交换机进行批量配置，提高控制器与交换机之间的通信效率，减少安全通道的带宽占用。

Description

通过改进openflow协议实现批量管理交换机的方法及系统
技术领域
本发明涉及互联网技术领域，尤其是涉及一种通过改进openflow协议实现批量管理交换机的方法及系统。
背景技术
在OpenFlow协议中，控制器对交换机的配置都是通过Modify StateMessages(修改状态消息)来实现的，如配置流表的flow_mod消息，配置交换机端口的port_mod消息等。
在OpenFlow交换机开始部署或者拓扑发生改变时，控制器往往会发送大量的配置命令到交换机上，比如配置20000条流表、关闭或不关闭全部端口等。但是按照现有的协议规定，每一个修改(Modification)只对交换机进行一次配置，在这种情况只能通过发送大量的Modify State Messages来实现。这时候如果一个控制器下面挂了较多交换机，在控制器发送这些配置消息的时候则需要大量占用安全通道(secutity channel)带宽。而Security channel带宽大小本身就是制约控制器和交换机通信的一大瓶颈，如果大量占用，势必会影响到其连接的稳定性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种通过改进openflow协议实现批量管理交换机的方法，通过在openflow协议的修改状态消息的相应位置增加对应的字段，以实现控制器对交换机的批量配置。
为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种通过改进openflow协议实现批量管理交换机的方法，包括以下步骤：
控制器编辑openflow协议的修改状态消息，在所述修改状态消息中增加相应的配置字段；
控制器将修改后的所述修改状态消息通过安全通道发给交换机；
交换机根据所述修改状态消息完成相应的配置操作。
优选地，所述修改状态信息包括flow_mod消息和port_mod消息。
优选地，所述port_mod消息中增加的字段包括批量配置的端口数目字段、端口的变化步长字段、定义起始端口号字段。
优选地，所述flow_mod消息中增加的字段包括批量配置的流表数目字段以及OXM TLV字段的匹配字段起始值、OXM掩码值、匹配字段变化步长。
优选地，所述OXM TLV字段的匹配字段起始值、OXM掩码值、匹配字段变化步长的长度为可变的。
本发明的另一目的还在于提供一种通过改进openflow协议实现批量管理交换机的系统，包括控制器和通过安全通道与所述控制器相连的交换机，所述控制器包括flow_mod消息修改装置和port_mod消息修改装置，所述控制器通过所述flow_mod消息修改装置和port_mod消息修改装置分别在原flow_mod消息、port_mod消息中增加相应的字段。
优选地，所述port_mod消息修改装置在原port_mod消息中增加的字段包括批量配置的端口数目字段以及端口的变化步长字段。
优选地，所述flow_mod消息修改装置在原flow_mod消息中增加的字段包括批量配置的流表数目字段以及OXM TLV字段的匹配字段起始值、OXM掩码值、匹配字段变化步长。
优选地，所述OXM TLV字段的匹配字段起始值、OXM掩码值、匹配字段变化步长的长度为可变的。
本发明的有益效果是：本发明实现基于OpenFlow协议的修改状态消息对交换机进行批量配置，提高控制器与交换机之间的通信效率，减少安全通道的带宽占用。
附图说明
图1是本发明通过改进openflow协议实现批量管理交换机的方法的流程示意图；
图2是本发明通过改进openflow协议实现批量管理交换机的系统的模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
OpenFlow网络由OpenFlow交换机、FlowVisor和控制器(Controller)三部分组成，OpenFlow交换机由流表、安全通道和OpenFlow协议三部分组成，安全通道是连接OpenFlow交换机到控制器的接口。控制器通过这个接口控制和管理交换机。
OpenFlow协议支持三种信息类型：Controller-to-Switch信息，Asynchronous信息和Symmetric信息，每一个类型都有多个子类型，在OpenFlow协议中，控制器对交换机的配置都是通过Controller-to-Switch信息中的修改状态消息来实现的。本发明主要介绍修改状态消息中的配置流表的flow_mod消息和配置交换机端口的port_mod消息。其中，控制器修改流表通过ofpt_flow_mod消息实现，修改交换机端口通过ofpt_port_mod消息实现。
本发明提出在flow_mod消息、port_mod消息等协议报文的相应位置加上对应的字段，来完成对交换机的端口和流表的批量配置。
如图1所示，本发明实施例一以控制器对交换机的端口进行批量配置为例，如控制器需要将交换机所有的端口都关闭(shut down)，则通过在port_mod消息的协议头中增加需要批量配置的端口数目字段(uint32_tmod_nums)、重新定义起始端口号字段(uint32_tport_no)和需要批量配置的端口的变化步长字段(uint16_tsteps)。
具体地，步骤一，控制器端编辑port_mod协议报文，格式为：
struct ofp_port_mod{
struct ofp_header header；
uint32_t mod_nums；
uint32_t port_no；
uint16_t steps；
协议中的其他字段和标准的openflow协议报文一致，这里便不再赘述。
假设交换机有52个端口，则在新增的uint32_t mod_nums字段中填52；字段uint32_t port_no重新定义起始端口为1；字段uint16_t steps定义端口号变化步长为1，即控制器可实现对交换机52个端口的批量配置。当然，批量配置的交换机端口数、端口号变化步长可根据实际需要，通过新增的字段进行设定。如字段uint16_t steps定义端口号变化步长为2，即对交换机1、3、5……等26个端口进行批量配置。
步骤二，控制器将修改后的port_mod消息通过安全通道发给交换机；
步骤三，交换机根据port_mod消息完成批量关闭52个端口的配置操作。
如图1所示，本发明实施例二以控制器对交换机的流表进行批量配置为例，则通过在flow_mod消息中增加需要批量配置的流量数目字段(uint32_t mod_nums)，另外，由于在OpenFlow Specl.3协议标准开始，ofp_match结构使用的是oxm_fields，所以本发明对OXM TLV字段进行了一些扩展，增加了匹配字段起始值(value)、OXM掩码值(mask)、match字段变化步长(step)，来实现批量配置需要。
具体地，步骤一，控制器端编辑flow_mod协议报文，格式为：
struct ofp_flow_mod{
stmct ofp_header header；
……
uint8_t command；
uint32_t mod_nums；增加需要批量配置的流量数目字段
……}；
OFP_ASSERT(sizeof(struct ofp_flow_mod)＝＝56)；
对OXM TLV字段的扩展，格式：
struct ofp_match{
uint16_t type；
uint16_t length；
uint8_t oxm_fields[0]；自此处需要扩展，具体见下表：
其中前4个字段与原OpenFlow Specl.3协议标准相同，后三个字段为本发明新增字段，即为相应match字段起始值、OXM掩码值、相应match字段变化步长。
flow_mod和ofp_match协议报文中省略的其他字段和标准的openflow协议报文一致，这里便不再赘述。
优选地，增加的OXM TLV字段的匹配字段起始值、OXM掩码值、匹配字段变化步长的长度为可变的。
步骤二，控制器将修改后的flow_mod消息通过安全通道发给交换机；
步骤三，交换机根据flow_mod消息完成对流表的批量配置操作。
本发明还对应揭示了一种通过改进openflow协议实现批量管理交换机的系统，如图2所示，包括控制器和通过安全通道与控制器相连的多个交换机，控制器包括flow_mod消息修改装置和port_mod消息修改装置，控制器通过flow_mod消息修改装置和port_mod消息修改装置分别在原flow_mod消息、port_mod消息中增加相应的字段。
具体地port_mod消息修改装置在原port_mod消息中增加的字段包括批量配置的端口数目字段以及端口的变化步长字段；flow_mod消息修改装置在原flow_mod消息中增加的字段包括批量配置的流表数目字段以及OXM TLV字段的匹配字段起始值、OXM掩码值、匹配字段变化步长。
本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种通过改进openflow协议实现批量管理交换机的方法，其特征在于，包括以下步骤：
控制器编辑openflow协议的修改状态消息，在所述修改状态消息中增加相应的配置字段；
控制器将修改后的所述修改状态消息通过安全通道发给交换机；
交换机根据所述修改状态消息完成相应的配置操作。
2.根据权利要求1所述的通过修改openflow协议实现批量管理交换机的方法，其特征在于，所述修改状态信息包括flow_mod消息和port_mod消息。
3.根据权利要求2所述的通过修改openflow协议实现批量管理交换机的方法，其特征在于，所述port_mod消息中增加的字段包括批量配置的端口数目字段以及端口的变化步长字段。
4.根据权利要求3所述的通过修改openflow协议实现批量管理交换机的方法，其特征在于，所述port_mod消息中增加的字段还包括定义起始端口号字段。
5.根据权利要求2所述的通过修改openflow协议实现批量管理交换机的方法，其特征在于，所述flow_mod消息中增加的字段包括批量配置的流表数目字段以及OXM TLV字段的匹配字段起始值、OXM掩码值、匹配字段变化步长。
6.根据权利要求5所述的通过修改openflow协议实现批量管理交换机的方法，其特征在于，增加的所述OXM TLV字段的匹配字段起始值、OXM掩码值、匹配字段变化步长的长度为可变的。
7.一种通过改进openflow协议实现批量管理交换机的系统，其特征在于，包括控制器和通过安全通道与所述控制器相连的交换机，所述控制器包括flow_mod消息修改装置和port_mod消息修改装置，所述控制器通过所述flow_mod消息修改装置和port_mod消息修改装置分别在原flow_mod消息、port_mod消息中增加相应的字段。
8.根据权利要求7所述的通过修改openflow协议实现批量管理交换机的系统，其特征在于，所述port_mod消息修改装置在原port_mod消息中增加的字段包括批量配置的端口数目字段以及端口的变化步长字段。
9.根据权利要求7所述的通过修改openflow协议实现批量管理交换机的方法，其特征在于，所述flow_mod消息修改装置在原flow_mod消息中增加的字段包括批量配置的流表数目字段以及OXM TLV字段的匹配字段起始值、OXM掩码值、匹配字段变化步长。
10.根据权利要求9所述的通过修改openflow协议实现批量管理交换机的方法，其特征在于，所述OXM TLV字段的匹配字段起始值、OXM掩码值、匹配字段变化步长的长度为可变的。
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