CN104580472A - 流表项处理方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种流表项处理方法以及装置，其中该方法包括：与SDN网络中各交换设备进行堆叠，同步SDN网络中各交换设备的流表项，并确定SDN网络中交换设备的网络拓扑；确定邻居交换设备故障，且接收到控制设备发送的邻居交换设备运行的虚拟机的配置信息时，使用所述配置信息在本地交换设备上启动虚拟机；修改本地交换设备上同步的所述邻居交换设备的流表项；通知控制设备所述虚拟机在本地交换设备上已启动。从而保证在交换设备出现故障时，其连接的虚拟机在堆叠中的业务不中断。

Description

流表项处理方法以及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种流表项处理方法以及装置。

背景技术

SDN(Software Defined Network，软件定义网络)是一种新型的网络架构，其可以将网络设备的控制面与数据面进行分离，由控制器(Controller)实现控制面功能，以及由若干交换设备(Switch)实现数据面功能，每个交换设备下可以连接若干个虚拟机。

SDN技术中最为流行的是OpenFlow(开放流)协议，OpenFlow协议允许控制器直接访问和操作交换设备的转发平面，这些交换设备可能是物理上实际存在的交换设备，也可能是OVS(Open Virtual Switch，开放虚拟交换设备)。

现有技术中，SDN网络中支持运行多个OVS，每个OVS独立工作。然而，若由于外界原因造成某个OVS故障，将直接导致该OVS上运行的虚拟机停止工作，进而影响虚拟机上的业务运行。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种流表项处理方法以及装置。

本发明提供了一种流表项处理方法，应用于SDN网络中的本地交换设备，其中该方法包括：

与所述SDN网络中各交换设备进行堆叠，同步所述SDN网络中各交换设备的流表项，并确定所述SDN网络中交换设备的网络拓扑；

确定邻居交换设备故障，且接收到控制设备发送的所述邻居交换设备运行的虚拟机的配置信息时，使用所述配置信息在本地交换设备上启动所述虚拟机；

修改本地交换设备上同步的所述邻居交换设备的流表项，修改后的所述邻居交换设备的流表项用于指示本地交换设备转发所述虚拟机在所述邻居交换设备故障之前与当前堆叠中的交换设备下挂的虚拟机交互的流量；

通知所述控制设备所述虚拟机在所述本地交换设备上已启动，以使所述控制设备指示除本地交换设备以外的各交换设备修改与所述虚拟机相关的流表项。

本发明还提供一种流表项处理装置，应用于SDN网络中的本地交换设备，包括：

同步单元，用于与所述SDN网络中各交换设备进行堆叠，同步所述SDN网络中各交换设备的流表项，并确定所述SDN网络中交换设备的网络拓扑；

获取单元，用于确定邻居交换设备故障时，从控制设备获取所述邻居交换设备运行的虚拟机的配置信息，使用所述配置信息在本地交换设备上启动所述虚拟机；

修改单元，用于修改本地交换设备上同步的所述邻居交换设备的流表项，修改后的所述邻居交换设备的流表项用于指示本地交换设备转发所述虚拟机在所述邻居交换设备故障之前与当前堆叠中的交换设备下挂的虚拟机交互的流量；

通知单元，用于通知所述控制设备所述虚拟机在所述本地交换设备上已启动，以使所述控制设备指示除本地交换设备以外的各交换设备修改与所述虚拟机相关的流表项

本发明提供的流表项处理方法以及装置，通过将SDN网络中各交换设备进行堆叠并进行流表项同步，以在确定邻居交换设备故障时，在本地交换设备上启动邻居交换设备上运行的虚拟机，并修改本地同步的流表项中该邻居交换设备的流表项，从而在任一交换设备出现故障时，可由其邻居交换设备快速接替故障交换设备每个虚拟机的业务，保证这些虚拟机在堆叠中的业务不中断。

附图说明

图1是本发明实施例中的组网环境示意图；

图2是本发明实施例中一种流表项处理方法流程示意图；

图3是本发明实施例中交换设备故障的组网环境示意图；

图4是本发明实施例中流表项处理装置的逻辑结构示意图；

图5是本发明实施例中流表项处理装置所在本地交换设备的硬件架构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图对本申请方案做进一步的详细说明。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种流表项处理方法以及装置。

本发明实施例所应用的一种网络环境如图1所示，在SDN网络中，包括控制设备、交换设备以及接入交换设备的多个虚拟机(VM，Virtual Machine)。该交换设备可以是实际存在的硬件交换设备也可以是OVS(Open Virtual Switch，虚拟交换设备)。图1示出的交换设备以及虚拟机分别为OVS(包括OVS1、OVS2、OVS3和OVS4)以及VM(包括VM1、VM2、VM3、和VM4)，其中，OVS2为本地交换设备，OVS1以及OVS3分别为OVS2的邻居交换设备，每个OVS上又包括至少一个堆叠端口(Port)，如OVS1上包括Port1和Port2，其中Port1为VM1的端口(即交换设备与VM相连的端口)，Port2为堆叠端口(即交换设备与交换设备相连的端口)。

请参考图2，为本发明提供的流表项处理方法的处理流程示意图，该流表项处理方法可应用于交换设备OVS，本发明以应用于本地交换设备OVS2为例进行说明，该流表项处理方法包括以下步骤：

步骤201，与所述SDN网络中各交换设备进行堆叠，同步所述SDN网络中各交换设备的流表项，并确定所述SDN网络中交换设备的网络拓扑；

SDN网络中，在本地交换设备启动时，该启动的交换设备可以接收控制设备发送的Request(请求)消息，该消息为控制设备获取该交换设备的设备信息的请求，本地交换设备OVS2可通过配置文件获取自身的设备信息，该设备信息可以包括设备运行模式(独立模式以及堆叠模式)、设备优先级、设备编号、设备的DPID(Data Path Identity，数据路径标识)、端口连接关系与链路状态、设备启动时间以及堆叠端口(为建立堆叠系统提供的端口)等。并由本地交换设备OVS2将自身的设备信息生成REPLY(回应)消息，通过与控制设备建立的连接上送至控制设备保存。

之后，本地交换设备OVS2将该设备信息作为拓扑信息发送至邻居交换设备，并由邻居交换设备转发至其他交换设备。同时本地交换设备OVS2也可以收集SDN网络中其他交换设备的拓扑信息，并根据收集到的拓扑信息创建本地的拓扑信息表项，后续接收到的拓扑信息均可保存在该拓扑信息表项中，各交换设备即可以通过各自保存的拓扑信息表项确定出SDN网络中交换设备的网络拓扑。如表1所示，该拓扑信息表项可以为：

表1

表1示出了本地保存的拓扑信息表项，为示例方便，该表1中仅示出了拓扑信息的部分内容，该表项仅是为进一步理解本发明的示例，并不用于限制本发明实施例中拓扑信息表项的具体内容。

接着，对SDN网络中运行模式为堆叠模式的交换设备建立堆叠系统。

目前的堆叠系统可以包括链型堆叠系统以及环型堆叠系统，以下以本发明实施例所建立的堆叠系统为链型堆叠系统为例进行进一步的说明，在建立环型堆叠系统时的处理流程可参考下述链型堆叠系统时的流程，在此不再一一列举。

链型堆叠系统中，在接收到交换设备发送的拓扑信息后，根据接收到的所有拓扑信息的交换设备的设备标识(设备编号或者设备DPID)，根据所述拓扑信息表项检查本地设备左侧的交换设备数量加上右侧的交换设备数量减去一是否等于预先配置的设备总数，若是，说明已收集到所有交换设备的拓扑信息，可以确定当前的SDN网络为稳定状态。在当前状态为稳定状态的时间到达预设时长，所有的交换设备都收集到SDN网络中所有的交换设备的拓扑信息后，执行角色选举。执行角色选举后可以产生一个主交换设备，以及多个从交换设备，主交换设备负责管理整个堆叠系统。

具体地，根据交换设备保存的拓扑信息表项中的拓扑信息，按照以下任意一项或多项来选举出主交换设备：

优先选举设备角色已为主交换设备的交换设备；

优先选举设备优先级最高的交换设备；

优先选举系统运行时间最长或最短的交换设备；

优先选举交换设备的DPID最大或最小的交换设备。

在实际选举时，可以根据上述选举规则的顺序或者由开发人员自定义的顺序，从第一条选举规则开始判断拓扑信息表项中的最优交换设备，并将最终选举出的最优交换设备作为主交换设备。

例如，根据表1中的拓扑信息按照上述判断规则进行选举时，可以首先检查拓扑信息表项中的交换设备是否已进行过角色选举。若已进行过角色选举，也可以将该已选为主交换设备的交换设备仍选为主交换设备。

然而在初始情况下，SDN网络中的交换设备并未进行过角色选举，因此所保存的拓扑信息表中不存在已是主交换设备的交换设备，此时，即可以按照上述顺序进一步检查拓扑信息表项中优先级最高的交换设备。

根据表1所示出的拓扑信息表可以得出，OVS2以及OVS3为具有并列最高优先级的交换设备，那么可以将OVS2以及OVS3均作为优选地交换设备备选，并按照上述顺序进一步检查拓扑信息表项中系统运行时间最长或最短的交换设备。

以选举系统运行时间最长的交换设备为例，在表1中可以判断得出OVS2为1:1:01开始运行，其运行时间在OVS2与OVS3中为最长，因此，可以选举最优交换设备OVS2作为主交换设备。

在将本地交换设备OVS2选举为主交换设备后，SDN网络中其余的交换设备OVS1、OVS3、OVS4均为从交换设备。并可以将本地保存的拓扑信息表中增加各交换设备的“设备角色”，由主交换设备OVS2将主交换设备的设备信息以及本地的拓扑信息表项发送至各从交换设备OVS1、OVS3以及OVS4，各从交换设备接收到该选举报文后，根据自身保存的流表项生成选举确认报文发送至OVS 2，并根据接收到的拓扑信息表项更新自身的拓扑信息表项。

OVS2在接收到各从交换设备回复的选举确认报文后，获取其中携带发送该选举确认报文的交换设备的流表项，并保存收集到的所有流表项，最后将收集到的所有流表项发送至各从交换设备，以使OVS1、OVS2、OVS3以及OVS4之间的流表项同步。

具体的，假设在同步流表项之前，图1中本地交换设备OVS2分别接收到VM3发送至VM2的流量、VM2发送至VM1的流量、VM2发送至VM3的流量以及VM2发送至VM4的报文，在初始状态下，由于OVS2自身没有与上述流量相关的流表项，无法指导流量的转发，因此可以将收到每个流量的首报文上送至控制设备处理，控制设备在接收到该报文后，处理各报文并生成与各报文目的地址相关的流表项下发至OVS2，OVS2保存该流表项，以指导后续对相关流量的转发。其中针对上述四个流量的流表项可以如表2所示：

表2

表2示出了OVS2保存的流表项，仅是为进一步理解本发明的示例而示出的流表项的部分内容，并不用于限制本发明实施例中OVS2保存的流表项的具体内容。其中，该流表项中包括设备DPID、匹配域以及对应的出接口等信息，该设备DPID为流表项所在交换设备的DPID，匹配域(目的MAC地址)的内容也可以是IP地址或其他特征，并不限于上述的MAC地址。在同步流表项之前，OVS1，OVS3和OVS4上获取和保存的流表项的过程与OVS2类似，在此不再赘述。

假设，在根据上述选举规则选举出本地交换设备OVS2为主交换设备，OVS1、OVS3以及OVS4为从交换设备后，从交换设备可以接收主交换设备OVS2发送的携带有OVS2的设备信息以及拓扑信息表项的选举报文，各从交换设备向主交换设备OVS2发送携带自身流表项的选举确认报文。之后，各从交换设备在接收到OVS2发送的携带同步的所有流表项的通告报文时，根据所有流表项更新自身流表项，即，将通告报文中携带的所有流表项保存至自身的流表项中，以使OVS1、OVS2、OVS3以及OVS4的流表项同步。例如，本地交换设备OVS2同步后的流表项为：

表3

表3示出了OVS 2上同步后的流表项，仅是为进一步理解本发明的示例而示出的流表项的部分内容，并不用于限制本发明实施例中OVS 2上同步后的流表项的具体内容。在所有交换设备的流表项同步之后，即成功建立链型堆叠系统。

步骤202，确定邻居交换设备故障时，从控制设备获取所述邻居交换设备运行的虚拟机的配置信息，使用所述配置信息在本地交换设备上启动所述虚拟机；

在堆叠系统建立之后，各交换设备均会定期向邻居交换设备发送链路检测报文，以告知自身的链路状态。

本发明为各个交换设备分别设置定时器，为该定时器设置的定时时间为等待接收各个交换设备发送的链路检测报文的超时时间。假设，各交换设备之间均每隔10s向邻居交换设备发送一次链路检测报文，那么，可以将该定时器的定时时间设置为15s。在每次接收到堆叠系统中邻居交换设备发送的链路检测报文后，开启与该邻居交换设备对应的定时器，在定时器的定时时间15s内未接收到与该定时器对应的邻居交换设备发送的链路检测报文，则向控制设备发送查询报文以查询该邻居交换设备的运行状态。

在接收到控制设备根据所述查询报文回复的查询确认报文后，若根据所述查询确认报文判断所述邻居交换设备运行正常，可以确定该邻居交换设备为离开状态，那么，删除本地的拓扑信息表项中与该离开状态的交换设备对应的拓扑信息，并向其他交换设备发送“XX成员离开”的离开报文，以使各交换设备删除拓扑信息表项中与该离开状态的交换设备对应的拓扑信息。另外，若判断该离开状态的邻居交换设备为主交换设备，还要进一步按照步骤201中的选举规则重新执行角色选举，选举出新的主交换设备来管理该堆叠系统。

在接收到控制设备根据所述查询报文回复的查询确认报文后，若根据所述查询确认报文判断所述邻居交换设备已停止运行，说明该交换设备故障，同样地，也要删除本地的拓扑信息表项中与该故障交换设备对应的拓扑信息，并向其他交换设备发送“XX成员离开”的离开报文，以使各交换设备删除拓扑信息表项中与该邻居交换设备对应的拓扑信息。若该故障交换设备为主交换设备，还要进一步按照步骤201中的选举规则重新执行角色选举，选举出新的主交换设备来管理该堆叠系统。另外，在根据本地的拓扑信息表项判断该故障交换设备为本地交换设备的邻居交换设备，且接收到控制设备发送的该邻居交换设备上启动的虚拟机的配置信息，并使用所述配置信息在本地交换设备上启动所述虚拟机。其中，该虚拟机的配置信息为虚拟机上线时主动发送给控制设备保存的。

优选地，本发明实施例中各交换设备向邻居交换设备周期性发送的链路检测报文中还携带有其根据最新收集到的各从交换设备更新后的流表项。本地交换设备在接收到邻居交换设备发送的链路检测报文后，得到该链路检测报文中携带的所有流表项，并根据该所有流表项更新自身保存的流表项。同样地，主交换设备也可以定期接收到链路检测报文，在根据链路检测报文携带的流表项更新自身存储的各从交换设备的流表项，并且，主交换设备还可以周期性向各从交换设备发送携带所有交换设备的所有流表项的通告报文，以使各从交换设备根据所述所有流表项更新自身保存的所有流表项。这样一来，即使有交换设备因为故障等原因导致修改了流表项，也可实现堆叠系统中的各交换设备上的流表项的实时同步，从而确保业务的正常进行。

步骤203，修改本地交换设备上同步的所述邻居交换设备的流表项，修改后的所述邻居交换设备的流表项用于指示本地交换设备转发所述虚拟机在所述邻居交换设备故障之前与当前堆叠中的交换设备下挂的虚拟机交互的流量；

如图3所示，在当前的堆叠系统是环形堆叠系统时，假设OVS3发生故障，根据SDN网络中交换设备的网络拓扑确定仅有故障的OVS3从当前的堆叠系统中分裂出去，则当前的环形堆叠系统变为链型堆叠系统；在当前是链型堆叠系统时，若OVS3发生故障，那么根据SDN网络中交换设备的网络拓扑则可以确定包括故障的OVS3以及另一侧的所有交换设备(OVS3、OVS4)都将从当前的链型堆叠系统中分裂出去。假设OVS1发生故障，当前的堆叠系统是链型堆叠系统或环形堆叠系统，根据SDN网络中交换设备的网络拓扑均可以确定仍仅有故障的OVS1从当前的堆叠系统中分裂出去。

无论当前是在链型堆叠系统还是环形堆叠系统，在根据SDN网络中交换设备的网络拓扑确定邻居交换设备因故障而从当前的堆叠系统中分裂出后，即在本地交换设备上启动邻居交换设备故障前在该邻居交换设备上运行的虚拟机。本地交换设备在启动该虚拟机的过程中，修改自身同步的所有流表项中该邻居交换设备的流表项，修改后的所述邻居交换设备的流表项用于指示本地交换设备转发所述虚拟机在所述邻居交换设备故障之前与当前堆叠中的交换设备下挂的虚拟机交互的流量。

具体地，对本地交换设备上同步的邻居交换设备的流表项进行修改时，若根据所述SDN网络中交换设备的网络拓扑确定仅有所述邻居交换设备从所述堆叠中分裂，则将本地交换设备上同步的所述邻居交换设备的流表项中的邻居交换设备数据路径标识DPID修改为本地交换设备的DPID，并当所述邻居交换设备的流表项中的目的地址和源地址均不为本地交换设备在邻居交换设备故障之前启动的虚拟机地址时，将该流表项中的邻居交换设备的堆叠端口修改为本地交换设备除与所述邻居交换设备相连的堆叠端口之外的另一堆叠端口，当所述邻居交换设备的流表项中的目的地址或源地址为本地交换设备在邻居交换设备故障之前启动的虚拟机地址时，将该流表项中的邻居交换设备的堆叠端口修改为该流表项中目的地址或源地址对应的虚拟机的接口；

若根据所述SDN网络中交换设备的网络拓扑确定除所述邻居交换设备从所述堆叠中分裂外，还有其它交换设备从所述堆叠中分裂(故障的邻居交换设备是链型堆叠系统的中间设备)，则将本地交换设备上同步的所述邻居交换设备的流表项中与所述其它交换设备相关的流表项删除，将所述邻居交换设备的流表项中剩余的流表项中的邻居交换设备的DPID修改为本地交换设备的DPID，并当所述剩余的流表项中的目的地址和源地址均不为本地交换设备在邻居交换设备故障之前启动的虚拟机地址时，将该流表项中的邻居交换设备的堆叠端口修改为本地交换设备除与所述邻居交换设备相连的堆叠端口之外的另一堆叠端口，当所述剩余的流表项中的目的地址或源地址为本地交换设备在邻居交换设备故障之前启动的虚拟机地址时，将该流表项中的邻居交换设备的堆叠端口修改为该流表项中目的地址或源地址对应的虚拟机的接口。

另外，在故障的邻居交换设备是链型堆叠系统的中间设备时，在将本地交换设备同步的该邻居交换设备的流表项中与其他交换设备(故障的邻居交换设备另一侧的所有交换设备)相关的流表项删除后，还可以将本地交换设备同步的所有流表项中的其他交换设备(故障的邻居交换设备另一侧的所有交换设备)的流表项删除，以节省流表项资源，且避免对后续的相关报文进行无效转发。

请参见表4，假设在OVS3故障后，OVS 2修改后的流表项可以为：

表4

表4示出了OVS2修改后的流表项，仅是为进一步理解本发明的示例而示出的流表项的部分内容，并不用于限制本发明实施例中OVS2修改后的流表项的具体内容。需要说明的是，虚拟机的端口是不变的，因此在修改流表项只需要修改堆叠端口。

具体地，对本地交换设备OVS2上同步的邻居交换设备OVS3的流表项中的接口进行修改时可以根据以下方式进行修改，例如：

1、在删除流表项中与故障的邻居交换设备另一侧的所有交换设备(OVS4)相关的流表项后，若所述邻居交换设备的流表项中剩余的流表项中的目的地址和源地址均不为本地交换设备在邻居交换设备故障之前启动的虚拟机地址，将该流表项中邻居交换设备的堆叠端口修改为本地交换设备除与所述邻居交换设备相连的堆叠端口之外的另一堆叠端口；

举例来说，在OVS3故障之前，若OVS3上的VM3向VM1发送流量，那么OVS3则可以接收到控制设备下发的设备DPID为0003、匹配域中的源MAC地址为VM3-MAC、目的MAC地址VM1-MAC、入接口Port6以及出接口Port7的流表项。后续VM3再向VM1发送流量时，OVS3即可根据该流表项将流量经由出接口Port7发往VM1。并且，在各交换设备间的流表项同步后，其他交换设备也将保存OVS3的该条流表项。

如图3所示，在OVS3故障，并由OVS2启动VM3后，OVS2将自身同步的上述流表项中的DPID修改为0002，由于上述流表项中的目的地址和源地址均不是OVS2在OVS3故障之前启动的虚拟机地址(VM2-MAC)的流表项，将该流表项中OVS3的堆叠端口Port7修改为除与故障的OVS3连接端口之外的Port4。这样一来，在OVS2上的VM3再次向VM1发送流量时，可由OVS2根据修改后的流表项将该流量从出接口Port4转发出去，从而保证堆叠中的虚拟机之间的业务不中断。

2、在删除流表项中与故障的邻居交换设备另一侧的所有交换设备(OVS4)相关的流表项后，若所述剩余的流表项中的目的地址或源地址为本地交换设备在邻居交换设备故障之前启动的虚拟机地址，将该流表项中的邻居交换设备的堆叠端口修改为该流表项中目的地址或源地址对应的虚拟机的接口；

在OVS3故障之前，若OVS3上的VM3向VM2发送流量，那么OVS3则可以接收到控制设备下发的设备DPID为0003、匹配域中的源MAC地址为VM3-MAC、目的MAC地址VM2-MAC、入接口Port6以及出接口Port7的流表项。后续VM3再向VM2发送流量时，OVS3即可根据该流表项将流量经由出接口Port7发往VM2。并且，在各交换设备间的流表项同步后，其他交换设备也将保存OVS3的该条流表项。

在OVS3故障，并由OVS2启动VM3后，OVS2将自身同步的上述流表项中的DPID修改为0002，由于上述流表项中的目的地址为OVS2在OVS3故障之前启动的虚拟机地址(VM2-MAC)时，将流表项中OVS3的堆叠端口Port7修改为该流表项中目的地址对应的虚拟机的接口Port3，入接口Port6仍为Port6。这样一来，在OVS2上的VM3再次向VM2发送流量时，可由OVS2根据修改后的流表项将该流量从出接口Port3转发出去，从而保证堆叠中的虚拟机之间的业务不中断。

步骤204，通知所述控制设备所述虚拟机在所述本地交换设备上已启动，以使所述控制设备指示除本地交换设备以外的各交换设备修改与所述虚拟机相关的流表项。

本步骤中，在OVS2对自身流表项进行修改后，还可以向控制设备发送报文通知控制设备虚拟机VM3已在OVS2上启动，使控制设备根据收集的拓扑信息计算出分别从各个交换设备发往VM3的流表项，并将计算后的流表项分别下发至各交换设备，以保证后续转发至原VM3的流量可以正确的转发至迁移后的位置。

进一步地，本发明实施例在建立链型堆叠系统后，为了避免堆叠系统中有交换设备因故障、离开或者重启等变化而导致各交换设备的流表项不能同步，因此该主交换设备还可以定期向所有交换设备发送携带所有交换设备的所有流表项的通告报文，以使各交换设备定期根据所有流表项更新自身流表项。

本发明还提供一种流表项处理装置，图4为该流表项处理装置的结构示意图，该装置可以应用网络设备上，该流表项处理装置可以包括：

同步单元401，用于与所述SDN网络中各交换设备进行堆叠，同步所述SDN网络中各交换设备的流表项，并确定所述SDN网络中交换设备的网络拓扑；

获取单元402，用于确定邻居交换设备故障时，从控制设备获取所述邻居交换设备运行的虚拟机的配置信息，使用所述配置信息在本地交换设备上启动所述虚拟机；

修改单元403，用于修改本地交换设备上同步的所述邻居交换设备的流表项，修改后的所述邻居交换设备的流表项用于指示本地交换设备转发所述虚拟机在所述邻居交换设备故障之前与当前堆叠中的交换设备下挂的虚拟机交互的流量；

通知单元404，用于通知所述控制设备所述虚拟机在所述本地交换设备上已启动，以使所述控制设备指示除本地交换设备以外的各交换设备修改与所述虚拟机相关的流表项。

进一步地，所述修改单元403具体可以用于若根据所述SDN网络中交换设备的网络拓扑确定仅有所述邻居交换设备从所述堆叠中分裂，则将本地交换设备上同步的所述邻居交换设备的流表项中的邻居交换设备数据路径标识DPID修改为本地交换设备的DPID，并当所述邻居交换设备的流表项中的目的地址和源地址均不为本地交换设备在邻居交换设备故障之前启动的虚拟机地址时，将该流表项中的邻居交换设备的堆叠端口修改为本地交换设备除与所述邻居交换设备相连的堆叠端口之外的另一堆叠端口，当所述邻居交换设备的流表项中的目的地址或源地址为本地交换设备在邻居交换设备故障之前启动的虚拟机地址时，将该流表项中的邻居交换设备的堆叠端口修改为该流表项中目的地址或源地址对应的虚拟机的接口；

若根据所述SDN网络中交换设备的网络拓扑确定除所述邻居交换设备从所述堆叠中分裂外，还有其它交换设备从所述堆叠中分裂，则将本地交换设备上同步的所述邻居交换设备的所述邻居交换设备的流表项中与所述其它交换设备相关的流表项删除，将所述邻居交换设备的流表项中剩余的流表项中的邻居交换设备的DPID修改为本地交换设备的DPID，并当所述剩余的流表项中的目的地址和源地址均不为本地交换设备在邻居交换设备故障之前启动的虚拟机地址时，将该流表项中的邻居交换设备的堆叠端口修改为本地交换设备除与所述邻居交换设备相连的堆叠端口之外的另一堆叠端口，当所述剩余的流表项中的目的地址或源地址为本地交换设备在邻居交换设备故障之前启动的虚拟机地址时，将该流表项中的邻居交换设备的堆叠端口修改为该流表项中目的地址或源地址对应的虚拟机的接口。

进一步地，所述同步单元401具体可以包括收集子单元、选举子单元发送子单元，其中：收集子单元，用于收集SDN网络中各交换设备的拓扑信息，并将收集到的拓扑信息保存至本地的拓扑信息表项，根据所述拓扑信息表项确定所述网络拓扑；选举子单元，用于根据所述拓扑信息表项中的拓扑信息进行角色选举，并得到选举结果；发送子单元，用于在所述选举结果为所述本地交换设备为主交换设备时，将所述主交换设备的设备信息以及所述本地的拓扑信息表项发送至各交换设备，在接收到各交换设备回复的选举确认报文时，获取所述选举确认报文中携带的各自的流表项，保存收集到的所有流表项，并将携带所述所有流表项的通告报文发送至各交换设备，以使各交换设备之间的流表项同步。

进一步地，所述拓扑信息包括设备启动时间、设备角色以及设备优先级，其中，所述选举子单元根据以下至少一项选举出主交换设备：

优先选举设备角色已为主交换设备的交换设备；

优先选举设备优先级最高的交换设备；

优先选举系统运行时间最长的交换设备；

优先选举交换设备的DPID最大或最小的交换设备。

进一步地，所述装置还包括选举确认单元405，用于在所述本地交换设备被选举为从交换设备时，接收主交换设备发送的携带选举结果的选举报文；根据所述选举报文向所述主交换设备发送携带自身流表项的选举确认报文；接收主交换设备发送的携带所有交换设备的所有流表项的通告报文，根据所述所有流表项更新自身流表项，以使各交换设备之间的流表项同步。

进一步地，所述发送子单元还可以用于由所述主交换设备接收邻居交换设备周期性发送的链路检测报文，所述链路检测报文中携带有所述邻居交换设备收集到的各从交换设备的流表项；根据所述各从交换设备的流表项更新保存的所有流表项；所述主交换设备周期性向各从交换设备发送携带所有交换设备的所有流表项的通告报文，以使各交换设备根据所述所有流表项更新自身保存的所有流表项。

进一步地，所述装置还包括查询单元406、判断单元407以及删除单元408，其中：查询单元406，用于在预设时间内未接收到交换设备的链路检测报文，向控制设备发送查询报文以查询所述交换设备的运行状态；判断单元407，用于接收到控制设备根据所述查询报文回复的查询确认报文后，若根据所述查询确认报文获知所述邻居交换设备运行正常，确定所述邻居交换设备为离开状态，若根据所述查询确认报文获知所述邻居交换设备已停止运行，确定所述邻居交换设备故障；删除单元408，用于当确定所述邻居交换设备故障或为离开状态时，删除本地的拓扑信息表项中与所述邻居交换设备对应的拓扑信息，并向除所述邻居交换设备之外的其他交换设备发送离开报文，以通知所述其他交换设备删除拓扑信息表项中与所述邻居交换设备对应的拓扑信息。

进一步地，所述选举子单元还用于当确定所述邻居交换设备故障或为离开状态时，若所述邻居交换设备为主交换设备，则重新选举新的主交换设备。

另外，本发明应用于本地交换设备的流表项处理装置在具体的处理流程中可以与上述流表项处理方法的流程一致，在此不再赘述。

上述装置可以通过软件实现，也可以通过硬件实现，为示例方便，本发明流表项处理装置所在本地交换设备的硬件架构示意图均可参考图5所示，其基本硬件环境包括CPU、转发芯片、存储器以及其他硬件，其中存储器件中包括机器可读指令，CPU读取并执行机器可读指令执行图4中各单元的功能。

从以上各种方法和装置的实施方式中可以看出，本发明实施例提供的流表项处理方法以及装置，通过将SDN网络中各交换设备的流表项同步，以在确定邻居交换设备故障时，在本地交换设备上启动邻居交换设备上运行的虚拟机，并修改本地同步的流表项中该邻居交换设备的流表项，从而在任一交换设备出现故障时，可由其邻居交换设备快速接替故障交换设备每个虚拟机的业务，保证这些虚拟机的业务不中断。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (16)

1.一种流表项处理方法，应用于软件定义网络SDN网络中的本地交换设备，其特征在于，包括：

与所述SDN网络中各交换设备进行堆叠，同步所述SDN网络中各交换设备的流表项，并确定所述SDN网络中交换设备的网络拓扑；

确定邻居交换设备故障，且接收到控制设备发送的所述邻居交换设备运行的虚拟机的配置信息时，使用所述配置信息在本地交换设备上启动所述虚拟机；

修改本地交换设备上同步的所述邻居交换设备的流表项，修改后的所述邻居交换设备的流表项用于指示本地交换设备转发所述虚拟机在所述邻居交换设备故障之前与当前堆叠中的交换设备下挂的虚拟机交互的流量；

通知所述控制设备所述虚拟机在所述本地交换设备上已启动，以使所述控制设备指示除本地交换设备以外的各交换设备修改与所述虚拟机相关的流表项。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，修改本地交换设备上同步的所述邻居交换设备的流表项具体包括：

若根据所述SDN网络中交换设备的网络拓扑确定仅有所述邻居交换设备从所述堆叠中分裂，则将本地交换设备上同步的所述邻居交换设备的流表项中的邻居交换设备数据路径标识DPID修改为本地交换设备的DPID，并当所述邻居交换设备的流表项中的目的地址和源地址均不为本地交换设备在邻居交换设备故障之前启动的虚拟机地址时，将该流表项中的邻居交换设备的堆叠端口修改为本地交换设备除与所述邻居交换设备相连的堆叠端口之外的另一堆叠端口，当所述邻居交换设备的流表项中的目的地址或源地址为本地交换设备在邻居交换设备故障之前启动的虚拟机地址时，将该流表项中的邻居交换设备的堆叠端口修改为该流表项中目的地址或源地址对应的虚拟机的接口；

若根据所述SDN网络中交换设备的网络拓扑确定除所述邻居交换设备从所述堆叠中分裂外，还有其它交换设备从所述堆叠中分裂，则将本地交换设备上同步的所述邻居交换设备的流表项中与所述其它交换设备相关的流表项删除，将所述邻居交换设备的流表项中剩余的流表项中的邻居交换设备的DPID修改为本地交换设备的DPID，并当所述剩余的流表项中的目的地址和源地址均不为本地交换设备在邻居交换设备故障之前启动的虚拟机地址时，将该流表项中的邻居交换设备的堆叠端口修改为本地交换设备除与所述邻居交换设备相连的堆叠端口之外的另一堆叠端口，当所述剩余的流表项中的目的地址或源地址为本地交换设备在邻居交换设备故障之前启动的虚拟机地址时，将该流表项中的邻居交换设备的堆叠端口修改为该流表项中目的地址或源地址对应的虚拟机的接口。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与所述SDN网络中各交换设备进行堆叠，同步所述SDN网络中各交换设备的流表项，并确定所述SDN网络中交换设备的网络拓扑具体包括：

收集SDN网络中各交换设备的拓扑信息，并将收集到的拓扑信息保存至本地的拓扑信息表项，根据所述拓扑信息表项确定所述网络拓扑；

根据所述拓扑信息表项中的拓扑信息进行角色选举，并得到选举结果；

若所述选举结果为所述本地交换设备为主交换设备，将所述主交换设备的设备信息以及所述本地的拓扑信息表项发送至各交换设备，在接收到各交换设备回复的选举确认报文时，获取所述选举确认报文中携带的发送该选举确认报文的交换设备的流表项，保存收集到的所有流表项，并将携带所述所有流表项的通告报文发送至各交换设备，以使各交换设备之间的流表项同步。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述拓扑信息包括设备启动时间、设备角色以及设备优先级，其中，根据以下至少一项选举出主交换设备：

优先选举设备角色已为主交换设备的交换设备；

优先选举设备优先级最高的交换设备；

优先选举系统运行时间最长的交换设备；

优先选举交换设备的DPID最大或最小的交换设备。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在根据所述拓扑信息表项中的拓扑信息进行角色选举之后，所述方法还包括：

若所述本地交换设备被选举为从交换设备，接收主交换设备发送的携带选举结果的选举报文；

根据所述选举报文向所述主交换设备发送携带自身流表项的选举确认报文；

接收主交换设备发送的携带所有交换设备的所有流表项的通告报文，根据所述所有流表项更新自身流表项，以使各交换设备之间的流表项同步。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述主交换设备接收邻居交换设备周期性发送的链路检测报文，所述链路检测报文中携带有所述邻居交换设备收集到的各从交换设备的流表项；

根据所述各从交换设备的流表项更新保存的所有流表项；

所述主交换设备周期性向各从交换设备发送携带所有交换设备的所有流表项的通告报文，以使各交换设备根据所述所有流表项更新自身保存的所有流表项。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定邻居交换设备故障具体包括：

若在预设时间内未接收到所述邻居交换设备的链路检测报文，向控制设备发送查询报文以查询所述邻居交换设备的运行状态，接收到控制设备根据所述查询报文回复的查询确认报文后，若根据所述查询确认报文获知所述邻居交换设备运行正常，确定所述邻居交换设备为离开状态，若根据所述查询确认报文获知所述邻居交换设备已停止运行，确定所述邻居交换设备故障；

所述方法还包括：

当确定所述邻居交换设备故障或为离开状态时，删除本地的拓扑信息表项中与所述邻居交换设备对应的拓扑信息，并向除所述邻居交换设备之外的其他交换设备发送离开报文，以通知所述其他交换设备删除拓扑信息表项中与所述邻居交换设备对应的拓扑信息。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当确定所述邻居交换设备故障或为离开状态时，若所述邻居交换设备为主交换设备，则重新选举新的主交换设备。

9.一种流表项处理装置，应用于SDN网络中的本地交换设备，其特征在于，包括：

同步单元，用于与所述SDN网络中各交换设备进行堆叠，同步所述SDN网络中各交换设备的流表项，并确定所述SDN网络中交换设备的网络拓扑；

获取单元，用于确定邻居交换设备故障时，从控制设备获取所述邻居交换设备运行的虚拟机的配置信息，使用所述配置信息在本地交换设备上启动所述虚拟机；

修改单元，用于修改本地交换设备上同步的所述邻居交换设备的流表项，修改后的所述邻居交换设备的流表项用于指示本地交换设备转发所述虚拟机在所述邻居交换设备故障之前与当前堆叠中的交换设备下挂的虚拟机交互的流量；

通知单元，用于通知所述控制设备所述虚拟机在所述本地交换设备上已启动，以使所述控制设备指示除本地交换设备以外的各交换设备修改与所述虚拟机相关的流表项。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述修改单元具体用于：

若根据所述SDN网络中交换设备的网络拓扑确定仅有所述邻居交换设备从所述堆叠中分裂，则将本地交换设备上同步的所述邻居交换设备的流表项中的邻居交换设备数据路径标识DPID修改为本地交换设备的DPID，并当所述邻居交换设备的流表项中的目的地址和源地址均不为本地交换设备在邻居交换设备故障之前启动的虚拟机地址时，将该流表项中的邻居交换设备的堆叠端口修改为本地交换设备除与所述邻居交换设备相连的堆叠端口之外的另一堆叠端口，当所述邻居交换设备的流表项中的目的地址或源地址为本地交换设备在邻居交换设备故障之前启动的虚拟机地址时，将该流表项中的邻居交换设备的堆叠端口修改为该流表项中目的地址或源地址对应的虚拟机的接口；

若根据所述SDN网络中交换设备的网络拓扑确定除所述邻居交换设备从所述堆叠中分裂外，还有其它交换设备从所述堆叠中分裂，则将本地交换设备上同步的所述邻居交换设备的流表项中与所述其它交换设备相关的流表项删除，将所述邻居交换设备的流表项中剩余的流表项中的邻居交换设备的DPID修改为本地交换设备的DPID，并当所述剩余的流表项中的目的地址和源地址均不为本地交换设备在邻居交换设备故障之前启动的虚拟机地址时，将该流表项中的邻居交换设备的堆叠端口修改为本地交换设备除与所述邻居交换设备相连的堆叠端口之外的另一堆叠端口，当所述剩余的流表项中的目的地址或源地址为本地交换设备在邻居交换设备故障之前启动的虚拟机地址时，将该流表项中的邻居交换设备的堆叠端口修改为该流表项中目的地址或源地址对应的虚拟机的接口。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述同步单元具体包括：

收集子单元，用于收集SDN网络中各交换设备的拓扑信息，并将收集到的拓扑信息保存至本地的拓扑信息表项，根据所述拓扑信息表项确定所述网络拓扑；

选举子单元，用于根据所述拓扑信息表项中的拓扑信息进行角色选举，并得到选举结果；

发送子单元，用于在所述选举结果为所述本地交换设备为主交换设备时，将所述主交换设备的设备信息以及所述本地的拓扑信息表项发送至各交换设备，在接收到各交换设备回复的选举确认报文时，获取所述选举确认报文中携带的发送该选举确认报文的交换设备的流表项，保存收集到的所有流表项，并将携带所述所有流表项的通告报文发送至各交换设备，以使各交换设备之间的流表项同步。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述拓扑信息包括设备启动时间、设备角色以及设备优先级，其中，所述选举子单元根据以下至少一项选举出主交换设备：

优先选举设备角色已为主交换设备的交换设备；

优先选举设备优先级最高的交换设备；

优先选举系统运行时间最长的交换设备；

优先选举交换设备的DPID最大或最小的交换设备。

13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

选举确认单元，用于在所述本地交换设备被选举为从交换设备时，接收主交换设备发送的携带选举结果的选举报文；根据所述选举报文向所述主交换设备发送携带自身流表项的选举确认报文；接收主交换设备发送的携带所有交换设备的所有流表项的通告报文，根据所述所有流表项更新自身流表项，以使各交换设备之间的流表项同步。

14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述发送子单元还用于，

所述主交换设备接收邻居交换设备周期性发送的链路检测报文，所述链路检测报文中携带有所述邻居交换设备收集到的各从交换设备的流表项；根据所述各从交换设备的流表项更新保存的所有流表项；所述主交换设备周期性向各从交换设备发送携带所有交换设备的所有流表项的通告报文，以使各交换设备根据所述所有流表项更新自身保存的所有流表项。

15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

查询单元，用于在预设时间内未接收到所述邻居交换设备的链路检测报文，向控制设备发送查询报文以查询所述邻居交换设备的运行状态；

判断单元，用于接收到控制设备根据所述查询报文回复的查询确认报文后，若根据所述查询确认报文获知所述邻居交换设备运行正常，确定所述邻居交换设备为离开状态，若根据所述查询确认报文获知所述邻居交换设备已停止运行，确定所述邻居交换设备故障；

删除单元，用于当确定所述邻居交换设备故障或为离开状态时，删除本地的拓扑信息表项中与所述邻居交换设备对应的拓扑信息，并向除所述邻居交换设备之外的其他交换设备发送离开报文，以通知所述其他交换设备删除拓扑信息表项中与所述邻居交换设备对应的拓扑信息。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述选举子单元还用于：

当确定所述邻居交换设备故障或为离开状态时，若所述邻居交换设备为主交换设备，则重新选举新的主交换设备。