CN104660457A - 网络元件及用于管理该网络元件的控制器 - Google Patents

Abstract

公开了一种网络元件及用于管理该网络元件的控制器。软件限定网络的网络元件(101-104)适于，基于从该软件限定网络的控制器(105、106)接收到的配置数据构建配置系统。该网络元件被布置成，响应于指示需要验证配置系统的事件，将状态信息发射至控制器。该事件可以包括，例如，网络元件和控制器之间连接的丢失和随后重建。状态信息指示在该事件以前已经在配置系统中实施的配置数据的第一部分。在接收到状态信息之后，控制器能够将配置数据的适当的第二部分发射至网络元件，以便使得能够验证配置系统的适当部分。因此，在该事件之后，不需要验证整个配置系统。

Description

网络元件及用于管理该网络元件的控制器

技术领域

本发明总体上涉及软件限定网络“SDN”。更具体地说，本发明涉及用于软件限定网络的网络元件以及软件限定网络的控制器。此外，本发明涉及用于使得软件限定网络的控制器能够管理网络元件的方法，以及用于管理软件限定网络的网络元件的方法。此外，本发明涉及用于软件限定网络的网络元件的计算机程序，以及用于软件限定网络的控制器的计算机程序。

背景技术

软件限定联网是用于数据传输网络的新兴架构。在软件限定网络“SDN”中，将控制平面从数据平面分离，以便通过在与网络元件分离的一个或多个控制器中实施该控制平面，并且在网络元件中实现该数据平面。网络元件可以是，例如，互联网协议“IP”路由器、多协议标签交换“MPLS”节点、分组光交换机和/或以太网交换机。每个网络元件可以由单一装置或多个装置的组合构成。典型的是，软件限定联网允许交换和/或路由策略的快速试验和优化，以及对于先前封闭并且专有的网络元件的内部结构的外部访问。

基于互联网协议“IP”的网络初期建设是基于自动系统“AS”的概念。该概念允许网络通过基于局部需要了解信息将分组转发至合理下一跳的连接结点进行扩展和延伸。AS原则的作用与传统邮局服务类似，其中，在给定城市中的邮递工人不需要了解在另一城市中的所有街道上的所有住户来为其手头的信件选择合理的下一跳。该联网方法是简单的，并且其弹性和可扩展性已经得到证实。然而，该方法具有若干缺点。只要涉及到分组传送服务，其不允许指定目的地或者具有家庭邮箱的住户在没有改变其身份的条件下移动。目的地的拓扑位置，也是它们所附接到的网络接口，规定了它们涉及分组传送服务的身份。此外，仅使用基本的AS原理，难以指定其它特质，诸如逻辑分组、访问控制、服务质量、中间网络处理或者指定涉及形成流的分组顺序的方面。

在下文中，使用与邮递服务的类比，以简化方式示出软件限定联网。对于任何给定街道位置，软件限定联网工作使得来自所有住户的信件将首先由在软件限定网络边缘的网络元件汇总。该网络元件被配置成使用全局查找机制，检查对于每个信件目的地的当前位置。基于该全局查找以及其它全局限定并且全局测量的考虑，诸如访问控制或远程位置负载条件，所述网络元件将原始信件的一个或多个放置在寻址到其中这些目的地当前所处的街道位置的每个的另外信封中。然后，其使用与传统互联网协议“IP”一样工作的正常邮递服务，使这些外部信封到达远程位置。基于现有和可扩展逐跳转发服务，执行这一点。然后，这些外部信件被远程网络元件打开，并且原始的信封被传送至目的地。应指出的是，上述软件限定网络和邮递服务之间的类比是高度简化的，并且其仅给出了关于由软件限定网络所提供的多种可能性的有限观点。

然而，软件限定网络不可避免面临挑战。某些挑战与配置网络元件相关。当配置网络元件时，控制器将配置数据发送至网络元件，凭借该配置数据，网络元件构建配置系统。该配置系统使得网络元件能够作为软件限定网络“SDN”的一部分操作。配置系统可以包括例如限定在不同操作环境中执行的动作的一个或多个查找表。

在软件限定网络中，可能发生许多可能导致需要验证网络元件的配置系统的完整性的事件。动词“验证”应作广义理解，以便其可以涵盖例如校验配置系统的完整性、恢复配置系统的完整性、重新构建该配置系统和/或用于确保配置系统和控制器状态之间一致性的任何其它处理。导致需要验证配置系统的事件可以是，例如，控制器和网络元件之间的连接丢失并且随后被重建的情形、网络元件从另一网络元件接收了操作责任的情形、控制器从另一控制器接收了管理责任的情形、控制器将指示需要验证配置系统的通知消息发送至网络元件的情形等。然而，网络元件的配置系统可以是很大的，并且因此，可能花费时间来验证整个配置系统，并且而且，需要在控制器和网络元件之间传输的必需数据量可能较大。

发明内容

下面提出了简化的发明内容，以提供对于各个发明实施例的某些方面的基本理解。该发明内容不是本发明的广泛概括。其也既非旨在识别本发明的重要或关键元素，也非描绘本发明的范围。下面的发明内容仅以简化形式提出了本发明的某些概念，作为本发明示例性实施例的更具体描述的前言。

根据本发明，提供一种用于软件限定网络“SDN”的新网络元件。该网络元件可以是，例如，互联网协议“IP”路由器、多协议标签交换“MPLS”交换机、分组光交换机和/或以太网交换机。根据本发明的网络元件包括：

-数据传输接口，用于从通信连接至网络元件的控制器系统接收配置数据，该配置数据使得该网络元件能够构建配置系统，以便使得该网络元件能够作为该软件限定网络的一部分操作，以及

-处理系统，用于基于该配置数据构建配置系统。

该处理系统被适配成：

响应于指示需要验证该配置系统的事件，控制数据传输接口将状态信息发射至控制器系统，该状态信息指示配置数据的第一部分，其中，配置数据的第一部分在该事件以前已经在该配置系统中实施，以及

-响应于接收到配置数据的第二部分，验证与配置数据的第二部分相对应的配置系统的部分，该配置数据的第二部分包括该配置数据的第一部分外部的数据。

在绝大多数情形下，由于凭借其可以限定配置系统的哪个部分不需要被验证的上述状态，可以避免验证整个配置系统的需要。因此，在绝大多数情形下，可以减少控制器系统与网络元件之间的时间消耗和数据流量。

根据本发明，也提供一种用于管理软件限定网络“SDN”的网络元件的新控制器。该控制器可以是由软件限定网络的许多控制器组成的控制器系统的一部分。控制器也可能单独组成软件限定网络的控制器系统。此外，控制器可以是单一装置或能够彼此通信的多个装置的组合。根据本发明的一种控制器包括：

-数据传输接口，用于向网络元件发射配置数据，该配置数据使得该网络元件能够构建配置系统，以便使得该网络元件能够作为软件限定网络的一部分操作，以及

-处理系统，用于控制数据传输接口以将配置数据发射至网络元件，

其中：

-数据传输接口被适配成，从网络元件接收状态信息，该状态信息指示配置数据的第一部分，其中，该配置数据的第一部分在指示需要验证该网络元件的配置系统的事件以前已经在网络元件的配置系统中实施，以及

-处理系统被适配成，响应于接收到状态信息，控制数据传输接口以将配置数据的第二部分发射至网络元件，以便使得能够验证与配置数据的第二部分相对应的配置系统的部分，该配置数据的第二部分包括配置数据的第一部分外部的数据。

有利的是，该处理系统被适配成，响应于接收到上述状态信息，在该配置数据的第二部分被发射至网络元件以前，至少部分基于该状态信息，限定来自配置数据中的配置数据的第二部分。

根据本发明，也提供一种新的方法，用于使得软件限定网络“SDN”的控制器系统能够管理该软件限定网络的网络元件。该网络元件包括数据传输接口，用于从该控制器系统接收配置数据，该配置数据使得网络元件能够构建配置系统，以便使得该网络元件能够作为该软件限定网络的一部分操作。该方法包括：

-响应于指示需要验证该配置系统的事件，将状态信息发射至控制器系统，该状态信息指示该配置数据的第一部分，其中，该配置数据的第一部分在该事件以前已经在该配置系统中实施，以及

-响应于接收到配置数据的第二部分，验证与配置数据的第二部分相对应的配置系统的部分，该配置数据的第二部分包括配置数据的第一部分外部的数据。

根据本发明，也提供用于管理网络元件的一种新方法。该方法包括：

-从网络元件接收指示配置数据的第一部分的状态信息，以及

-响应于接收到该状态信息，将配置数据的第二部分发射至网络元件，以便使得能够验证与该配置数据的第二部分相对应的配置系统的部分。

根据本发明，也提供一种用于软件限定网络的网络元件的新计算机程序，其中，该网络元件包括数据传输接口，用于从软件限定网络的控制器系统接收配置数据，该配置数据使得网络元件能够构建配置系统，以便使得该网络元件能够作为软件限定网络的一部分操作。用于该网络元件的计算机程序包括计算机可执行指令，用于控制该网络元件的可编程处理系统以：

-响应于指示需要验证配置系统的事件，控制数据传输接口以将状态信息发射至控制器系统，该状态信息指示配置数据的第一部分，其中，该配置数据的第一部分在事件以前已经在配置系统中实施，以及

-响应于接收到配置数据的第二部分，验证与该配置数据的第二部分相对应的配置系统的部分，该配置数据的第二部分包括该配置数据的第一部分外部的数据。

根据本发明，也提供一种用于软件限定网络的控制器的新计算机程序，其中，该控制器包括数据传输接口，用于向该软件限定网络的网络元件发射配置数据，该配置数据使得该网络元件能够构建配置系统，以便使得该网络元件能够作为软件限定网络的一部分操作。用于该控制器的该计算机程序包括计算机可执行指令，用于控制该控制器的可编程处理系统以：

-检测来自网络元件的状态信息的接收，该状态信息指示配置数据的第一部分，其中，该配置数据的第一部分在指示需要验证该配置系统的事件以前已经在配置系统中实施，以及

-响应于接收到状态信息，控制数据传输接口以将配置数据的第二部分发射至网络元件，以便能够验证与该配置数据的第二部分相对应的配置系统的部分，该配置数据的第二部分包括配置数据的第一部分外部的数据。

根据本发明，也提供一种新的计算机程序产品。该计算机程序产品包括非易失性计算机可读介质，例如，压缩盘“CD”，其编码有根据用于软件限定网络的网络元件的本发明的计算机程序和/或根据用于软件限定网络的控制器的本发明的计算机程序。

在随附的从属权利要求中描述了本发明的多个示例性和非限制性实施例。

当结合附图进行阅读时，从对特定示例性实施例的下文描述中，能够更好地理解关于本发明的构建和操作方法以及另外目的和优势的本发明的各种示例性和非限制性实施例。

本文献中所使用的动词“包括”和“包含”是开放式限制，其既不排除也不要求未叙述特征的存在。除非另有明确说明，在随附的从属权利要求中所叙述的特征是可以互相自由组合的。此外，应理解的是，本文通篇所使用的“一个(a)”、或“一个(an)”，亦即单数形式，不排除复数。

附图说明

下文参考附图对本发明的示例性和非限制性实施例及其优势进行了更具体的解释，在附图中：

图1示出了包括根据本发明示例性实施例的网络元件以及根据本发明示例性实施例的控制器的软件限定网络的示意图，

图2示出了根据用于管理软件限定网络的网络元件的本发明的示例性实施例的控制器的示意图，

图3示出了根据本发明示例性实施例的网络元件的示意图，

图4示出了用于使得软件限定网络的控制器系统能够管理软件限定网络的网络元件的、根据本发明示例性实施例的方法的流程图，以及

图5示出了用于管理软件限定网络的网络元件的、根据本发明示例性实施例的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了示例性软件限定网络“SDN”100的示意图。软件限定网络包括网络元件101、102、103和104。该软件限定网络100进一步包括能够被认为组成该软件限定网络的控制器系统的控制器105和106。该示例性软件限定网络的网络元件101-104与图1中所示的数据传输链路彼此互相连接。此外，该示例性软件限定网络“SDN”100可以包括未在图1中示出的其它网络元件。每个网络元件可以是，例如，互联网协议“IP”路由器、多协议标签交换“MPLS”节点、分组光交换机和/或以太网交换机。每个网络元件可以由单一装置或多个装置的组合构成。而且，每个控制器105和106可以由单个装置或多个装置的组合构成。在图1所示的示例性情形下，控制器105包括两个互相连接的装置。用户接口设备107被连接至控制器105，并且相应地，用户接口设备108被连接至控制器106。在图1所示的示例性情形下，网络元件102作为去往可能是例如全球互联网的外部网络109的网关。应指出的是，控制器105或其一个或多个部分也作为一个或多个网络元件，其可以是，例如，互联网协议“IP”路由器、多协议标签交换“MPLS”交换机、分组光交换机和/或以太网交换机。相应地，控制器106或其一个或多个部分也可以作为上述所提到的这种一个或多个网络元件。

在不限制普遍性的条件下并且出于阐释目的，我们考虑控制器105的操作。控制器106可以以类似方式操作，并且/或者控制器106可以组成对于控制器105的备份。控制器105被适配为，向网络元件101-104中的至少一个发送配置数据，该配置数据使得所研究的网络元件能够构建配置系统，该配置系统使得网络元件能够以期望的方式管理数据。配置系统通常包括限定在不同操作环境中执行的动作的互相连接的查找表的系统。该数据可以是数据帧形式，诸如，例如互联网协议IP分组、MPLS标签帧、以太网帧，或者该数据可以是与正在使用的一个或多个数据传输协议一致的某种其它形式。控制器105可以适于根据开放流或其它适当协议配置所研究的网络元件。开放流由开放网络基金会“ONF”管理。在使用开放流的示例情形下，配置系统包括查找系统，其可以包含一个或多连续流表和组表。每个流表含有一组流条目。每个流条目可以由匹配字段、计数器和应用于匹配数据帧的一组动作组成。组表含有组条目，其中，每个组条目可以含有针对定义成属于特定组的数据帧的动作的列表。此外，发送至网络元件101-104中的一个或多个的配置数据可限定一个或多个配置程序，其每个包括一个或多个计算机可执行指令，该计算机可执行指令限定在所研究的网络元件中与管理数据联合执行的动作或一系列动作。由配置程序所限定的该动作或该一系列动作可以包括，例如：将数据记录到存储器中，修改数据，选择网络元件的出端口中的一个或多个并且将数据和其可能副本转发至选择的一个或多个出端口，选择网络元件的配置系统的一个或多个查找表并且从选择的查找表中执行一个或多个查找，执行算数运算，分支运算，执行逻辑运算，读取与被管理的数据相关联的元数据，写与该数据相关联的元数据，修改与该数据相关联的元数据，丢弃该数据和/或复制该数据。

在软件限定网络100中，可能发生许多可能导致需要验证网络元件101-104的一个或多个的配置系统的事件。动词“验证”应作广义理解，以便其可以涵盖例如校验配置系统的完整性、恢复配置系统的完整性、重新构建配置系统、构建配置系统的一部分和/或用于确保配置系统和所研究的控制器状态之间一致性的任何其它处理。导致需要验证配置系统的事件可以是，例如，控制器和网络元件之间的数据传输连接已经丢失并且随后被重建的情形、网络元件从另一网络元件接收了操作责任的情形、控制器从另一控制器接收了管理责任的情形、控制器将指示需要验证配置系统的通知消息发送至网络元件的情形等。

在不限制普遍性的条件下并且出于阐释目的，网络元件101的操作与控制器105的操作一并在下文中考虑。网络元件101包括用于接收上述配置数据的装置，该配置数据使得网络元件101能够构建配置系统，该配置系统使得该网络元件能够作为软件限定网络100的一部分操作。网络元件101被适配成，响应于上述提到的并且指示需要验证网络元件的配置系统的这种事件而将状态信息发射至控制器105。该状态信息指示在上述事件以前已经在配置系统中实施的配置数据这样的第一部分。因此，状态信息通知控制器105关于可能被认为在网络元件101的配置系统中适当实施的配置数据的那些项，无论诸如例如网络元件101和控制器105之间的数据传输连接的丢失和随后重建，或者从控制器106至控制器105的操作责任传输等的事件。因此，仅与配置数据的第二部分相对应的配置系统的部分而非上述第一部分需要被验证。为了能够验证配置系统的上述部分，控制器105将配置数据的上述第二部分发射至网络元件105。然后，网络元件验证配置系统的上述部分。该验证可以包括，例如，基于配置数据的第二部分，构建或重新构建配置系统的上述部分，或者将配置系统的部分与配置数据的第二部分比较并且基于配置数据的第二部分校正配置系统的该部分的可能偏差，或者用于确保配置系统和控制器105状态之间的一致性的任何其它处理。

值得注意的是，上述状态不必一定通知控制器105关于在上述事件以前已经在配置系统中适当实施的所有配置数据。换言之，配置数据的上述第一部分不一定必须含有在该事件以前已经被适当实施的所有配置数据。因此，配置数据的上述第二部分也可以含有在所研究的事件以前已经在网络元件101的配置系统中适当实施的这样的配置数据。然而，其效果是，仅从不必要验证的配置系统的部分仍然被验证的意义上来看，从工作量的角度，这是经济的。另一方面，如果上述状态信息被要求通知控制器105关于在所研究的事件以前已经适当实施了所有配置数据，则在许多情形下，需要控制器105和网络元件101之间相当复杂的信令布置。因此，有利的是，具有在上述这种不必要验证和控制器105与网络元件101之间的信令布置复杂度之间的合理的平衡。

在根据本发明示例性实施例的软件限定网络中，控制器105适于，在接收了上述状态信息之后，将查询发射至网络元件。这些查询的每个指向网络元件的配置系统的特定部分，例如，查找表系统的一个或多个条目，并且请求网络元件101向控制器105发送关于配置系统的被指向的部分的信息。基于响应于这些查询而接收的信息，控制器105可以进一步界定待发射至网络元件101的配置数据的上述第二部分，即，控制器可以找出是否需要校正该配置系统的一个或多个特定部分，其可能处于适当的顺序，但是不能仅基于上述状态信息就认为处于适当的顺序。通过可能需要的校正的验证可以与查询的发射和相对应的响应信息的接收交织，以便在发射下一查询以前，与每个查询相关的配置系统的部分通过可能需要的校正而被验证。在这种情形下，配置数据的第二部分在许多相互独立的时间间隔被传输至网络元件。自然也是可能的是，所有查询被发射，并且所有响应被首先接收，并且通过可能需要的校正的验证随后被执行。也是可能的是，一组查询被发射，并且它们的响应被首先接收，并且在发射下一组查询以前，与该组查询相关的配置系统的部分通过可能需要的校正而被验证。

在根据本发明示例性实施例的软件限定网络中，控制器105被适配成向网络元件101发射配置数据中的校验数据项，以便该配置数据的项和校验数据项组成从控制器105传输至网络元件101的一系列数据项。在使用开放流的示例情形中，通过开放流屏障命令可以承载校验数据项，每个屏障命令确保在所研究的屏障之前到达的配置数据的项在屏障之后到达的配置数据项以前在网络元件中被实施。接收配置数据和校验数据项的网络元件101可以适于，向控制器105发射确认，以便每个确认与校验数据项之一相关，并且通知控制器以接收顺序或某种其它可应用的顺序处于所研究的校验数据项之前的配置数据的那些项已经在配置系统中实施。有利的是，校验数据项和确认在控制器操作的范围内是唯一的，以便控制器可以监控在由控制器所管理的网络元件中执行的配置处理的进程。上述校验数据项可以被用作状态信息的基础，其通知控制器105关于配置数据的第一部分，其中，第一部分可以被认为在诸如例如数据传输连接的丢失和随后重建的时间以前在网络元件101的配置系统中适当实施。网络元件101可以适于设置状态信息，以表示这样的校验数据项之一，其以接收顺序或其它可应用顺序，仅处于事件以前已经在配置系统中适当实施的配置数据的这样的项之后。为了使不必要验证所导致的工作量最小化，有利的是，通过状态信息所表示的校验数据项是最新接收的这样的校验数据项，其以接收顺序或者其它可应用顺序，仅处于事件以前已经在配置系统中适当实施的配置数据的这样的项之后。可以理解的是，非必要验证的平均量，即，在事件以前已经在配置系统中实施但未由状态信息指示的配置数据的项的平均量，取决于在两个连续校验数据项之间连续发射的配置数据的项的数目。在下述情形下：a)上述确认被使用，以及b)状态信息表示最新接收的校验数据项，其以接收顺序或其它可应用顺序，仅处于在事件以前已经被适当实施的这样的配置数据的项之后，控制器可以适于，响应于接收到表示这些配置数据项已经在网络元件的配置系统中实施的确认，释放存储配置数据项和在这些配置数据项之间发射的校验数据项的发射顺序或另一可应用顺序的存储器区域。通过上述方法，可以节省存储器容量，因为，在指示需要验证配置系统的事件之后，根据状态信息，已经被成功确认在配置系统中实施的所有配置数据项，是在事件以前已经在配置系统中实施的这样的配置数据项。因此，当验证配置系统时，由这些配置数据项以及在它们之间的校验数据项组成的数据流，不需要被发射/重新发射至网络元件，并且因此，存储所述数据流的存储器区域可以被释放以用于其它用途。

图2示出了根据本发明示例性实施例的用于管理软件限定网络的网络元件的控制器206的示意图。网络元件未在图2中示出。在图2中所示的示例性情形下，控制器是单一装置，但是如在本文献中先前所提及的，控制器也可以是多个装置的组合。控制器包括用于接收数据和用于发射数据的数据传输接口213。数据传输接口213包括用于经由数据传输链路连接至数据传输网络200的入端口216和218以及出端口217和219。数据传输接口213可以进一步包括一个或多个数据端口，用于连接至用户接口设备208和/或其它外围设备。数据传输接口213适合于向被管理的网络元件发射配置数据，该配置数据使得网络元件能够构建配置系统，以便使得网络元件能够作为软件限定网络的一部分操作。控制器包括处理系统214，用于控制数据传输接口213以发射配置数据至网络元件。数据传输接口213适于从网络元件接收状态信息，其指示配置数据的第一部分，其中，配置数据的第一部分在指示需要验证网络元件的配置系统的事件以前已经在网络元件的配置系统中实施。处理系统214适于，响应于接收到上述状态信息，至少部分基于状态信息，定义配置数据的第二部分，并且控制数据传输接口213，以将配置数据的第二部分发射至网络元件，以便使得能够验证与该配置数据的第二部分相对应的配置系统的部分。

在根据本发明示例性实施例的控制器中：

-数据传输接口213被适配成向网络元件发射配置数据中的校验数据项，

-该数据传输接口适于，从网络元件接收确认，每个确认涉及校验数据项之一，并且通知控制器以发射顺序或某种其它可应用顺序处于校验数据项之一之前的配置数据的那些项已经在网络元件的配置系统中实施，以及

-上述状态信息表示以发射顺序或其它可应用顺序处于配置数据的上述第一部分之后并且在配置数据的上述第二部分之前的校验数据项中这样的一个。

在根据本发明的示例性实施例中，处理系统214适于，为了节省存储器容量，响应于接收到表示配置数据的第三部分已经在网络元件的配置系统中实施的确认，释放存储配置数据的第三部分项目的发射顺序或某个其它可应用顺序的存储器区域。

处理系统214可以利用一个或多个处理器电路实施，其每个可以是设置有适当软件的可编程处理器电路、诸如例如专用集成电路“ASIC”的专用硬件处理器或者诸如例如现场可编程门阵列“FPGA”的可配置硬件处理器。

图3示出了用于软件限定网络的、根据本发明示例性实施例的网络元件301的示意图。该网络元件可以是，例如，互联网协议“IP”路由器、多协议标签交换“MPLS”交换机、分组光交换机和/或以太网交换机。网络元件包括用于接收数据和发射数据的数据传输接口310。数据传输接口310包括用于经由数据传输链路连接至数据传输网络300的入端口316和318以及出端口317和319。数据传输接口310适合于从软件限定网络的控制器系统接收配置数据，该配置数据使得网络元件能够构建配置系统，以便使得该网络元件能够作为软件限定网络的一部分操作。控制器系统未在图3中示出。网络元件包括处理器系统311，用于基于配置数据构建配置系统。配置系统可以包括，例如，限定待与管理待由网络元件转发的数据联合执行的动作的超过一个查找表之一。处理系统311被适配成，响应于指示需要验证配置系统的事件，控制数据传输接口310将状态信息发射至控制器系统。状态信息指示配置数据的第一部分，其中，配置数据的第一部分在上述事件以前已经在网络元件的配置系统中实施。处理系统311被适配成，响应于从控制器系统接收到配置数据的第二部分，验证与该配置数据的第二部分相对应的配置系统的部分。

在根据本发明示例性实施例的网络元件中，处理系统311被适配成，基于配置数据的第二部分，构建配置系统的上述部分，以验证配置系统的上述部分。

在根据本发明示例性实施例的网络元件中，处理系统被适配成，将配置系统的上述部分与配置数据的第二部分相比较，并且基于配置数据的第二部分校正配置系统的该部分的可能偏差，以验证配置系统的上述部分。

在根据本发明示例性实施例的网络元件中，处理系统311适于，响应于下列数据传输连接至少之一中已经出现干扰的情形，控制数据传输接口310将状态信息发射至控制器系统，该下列数据传输连接为：从网络元件至控制器系统的数据传输连接、从控制器系统至网络元件的数据传输连接。

在根据本发明示例性实施例的网络元件中，处理系统311适于，响应于丢失并随后重建下列数据传输连接的至少之一的情形，控制数据传输接口310将状态信息发射至控制器系统，该下列数据传输连接是：从网络元件至控制器系统的数据传输连接、从控制器系统至网络元件的数据传输连接。

在根据本发明示例性实施例的网络元件中，处理系统311适于，响应于网络元件已经是另一网络元件的备份，该网络元件的配置系统已经与其它网络元件的配置系统至少部分保持一致，并且该网络元件被激活以代替其它网络元件操作的情形，控制数据传输接口310将状态信息发射至控制器系统。

在根据本发明示例性实施例的网络元件中，处理系统311适于，响应于网络元件的第一功能实体已经是网络元件的第二功能实体的备份，该网络元件的第一功能实体的配置系统已经与网络元件的第二功能实体的配置系统至少部分保持一致，并且该网络元件的第一功能实体被激活以代替该网络元件的第二功能实体操作的情形，控制数据传输接口310将状态信息发射至控制器系统。第一和第二功能实体可以是例如网络元件的线或控制卡。

在根据本发明示例性实施例的网络元件中，处理系统311被适配成，响应于已经从控制器系统的第二控制器接收了配置数据的至少上述第一部分，并且控制器系统的第一控制器被激活以代替控制器系统的第二控制器操作的情形，控制数据传输接口310将状态信息发射至控制器系统的第一控制器。

在根据本发明示例性实施例的网络元件中，处理系统311适于，响应于从控制器系统接收到通知消息，控制数据传输接口310将状态信息发射至控制器系统，其中，通知消息的接收代表指示需要验证配置系统的事件。因此，配置系统的验证也可以由控制器系统发起。

在根据本发明示例性实施例的网络元件中：

-数据传输接口310适于从控制器系统接收配置数据中的校验数据项，

-处理系统311适于，控制数据传输接口以向控制器系统发射确认，每个确认涉及校验数据项之一并且通知控制器系统以接收顺序或某个其它可应用顺序处于校验数据项之一之前的配置数据的那些项已经在配置系统中实施，以及

-处理系统适于设置上述状态信息，以表示以接收顺序或其它可应用顺序处于配置数据的上述第一部分之后并且处于配置数据的上述第二部分之前的校验数据项中这样的一个。

处理系统311可以利用一个或多个处理器电路实施，其每个可以是设置有适当软件的可编程处理器电路、诸如例如专用集成电路“ASIC”的专用硬件处理器或者诸如例如现场可编程门阵列“FPGA”的可配置硬件处理器。

图4示出了根据本发明一个示例性实施例的、用于使软件限定网络的控制器系统能够管理软件限定网络的网络元件的方法的流程图。网络元件包括数据传输接口，用于从控制器系统接收配置数据，该配置数据使得网络元件能够构建配置系统，以便使得该网络元件能够作为软件限定网络的一部分操作。该方法包括下列动作：

-动作402：响应于指示需要验证配置系统的事件401，将状态信息发射至控制器系统，该状态信息指示配置数据的第一部分，其中，该配置数据的第一部分在事件以前已经在该配置系统中实施，以及

-动作404：响应于接收403到配置数据的第二部分，验证与该配置数据的第二部分相对应的配置系统的部分。

在根据本发明示例性实施例的方法中，配置系统的上述部分是基于配置数据的上述第二部分构建/重新构建的，以验证配置系统的部分。

在根据本发明示例性实施例的方法中，配置系统的上述部分与配置数据的上述第二部分比较，并且基于配置数据的第二部分，校正配置系统该部分的可能偏差。

在根据本发明示例性实施的方法中，响应于下列数据传输连接的至少之一中已经出现干扰的情形，上述状态信息被发射至控制器系统，该下列数据传输连接为：从网络元件至控制器系统的数据传输连接、从控制器系统至网络元件的数据传输连接。

在根据本发明示例性实施例的方法中，响应于丢失并随后重建下列数据传输连接的至少之一的情形，上述状态信息被发射至控制器系统，该下列数据传输连接是：从网络元件至控制器系统的数据传输连接、从控制器系统至网络元件的数据传输连接。

在根据本发明示例性实施例的方法中，响应于网络元件已经是另一网络元件的备份，该网络元件的配置系统已经与其它网络元件的配置系统保持一致，并且该网络元件被激活以代替其它网络元件操作的情形，上述状态信息被发射至控制器系统。

在根据本发明示例性实施例的方法中，响应于已经从控制器系统的第二控制器接收了配置数据的至少第一部分，并且该控制器系统的第一控制器被激活以代替该控制器系统的第二控制器操作的情形，上述状态信息被发射至控制器系统的第一控制器。

在根据本发明示例性实施例的方法中，响应于从控制器系统接收到通知消息，状态信息被发射至控制器系统，通知消息的接收代表指示需要验证配置系统的事件。在这种情形下，配置系统的验证由控制器系统发起。

根据本发明示例性实施例的一种方法包括：

-从控制器系统接收配置数据中的校验数据项，

-向控制器系统发射确认，每个确认涉及校验数据项之一并且通知控制器系统以接收顺序或某个其它可应用顺序处于校验数据项之一之前的配置数据的那些项已经在该配置系统中实施，以及

-设置状态信息，以表示以接收顺序或某个其它可应用顺序处于配置数据的上述第一部分之后并且在配置数据的上述第二部分之前的校验数据项中这样的一个。

在根据本发明示例性实施例的方法中，配置系统包括限定待与管理待由网络元件转发的数据联合执行的动作的超过一个查找表之一。

在根据本发明示例性实施例的方法中，网络元件是至少下列之一：互联网协议IP路由器、多协议标签交换MPLS交换机、分组光交换机、以太网交换机。

图5示出了根据本发明示例性实施例的、用于管理软件限定网络的网络元件的方法的流程图。网络元件包括数据传输接口，用于接收配置数据，该配置数据使得网络元件能够构建配置系统，以便使得网络元件能够作为软件限定网络的一部分操作。该方法包括下列动作：

-动作501：从网络元件接收指示配置数据的第一部分的状态信息，其中，该配置数据的第一部分在指示需要验证配置系统的事件以前已经在配置系统中实施，以及

-动作501：响应于接收到状态信息，将配置数据的第二部分发射至网络元件，以便使得能够验证与配置数据的第二部分相对应的配置系统的部分。

根据本发明示例性实施例的一种方法包括：

-向网络元件发射配置数据中的校验数据项，

-从网络元件接收确认，每个曲儿涉及校验数据之一，并且表示以发射顺序或某个其它可应用顺序处于该校验数据项之一之前的配置数据的那些项已经在配置系统中实施。

其中，上述状态信息表示以发射顺序或其它可应用顺序处于配置数据的上述第一部分之后并且处于配置数据的上述第二部分之前的校验数据项中这样的一个。

根据本发明示例性实施例的一种方法包括，响应于接收到表示配置数据的第三部分已经在网络元件的配置系统中实施的确认，释放存储配置数据的第三部分项的发射顺序或某个其它可应用顺序的存储器区域。在这种情形下，软件限定网络的配置系统的或由其使用的存储器容量可以被节省，因为就已经在网络元件的配置系统中实施的那些配置数据项而言，控制器系统不需要记住这些配置数据项已经被发射至网络元件所依据的顺序。

根据本发明的示例性实施例的一种计算机程序包括计算机可执行指令，用于控制可编程处理系统执行根据本发明上述示例性实施例的任何一个的方法。

根据本发明示例性实施例的一种计算机程序包括用于操作软件限定网络的网络元件的软件模块，其中，网络元件包括数据传输接口，用于从该软件限定网络的控制器系统接收配置数据，该配置数据使得网络元件能够构建配置系统，以便使得网络元件能够作为软件限定网络的一部分操作。软件模块包括计算机可执行指令，用于控制网络元件的可编程处理系统以：

-响应于指示需要验证配置系统的事件，控制数据传输接口以将状态信息发射至控制器系统，该状态信息指示配置数据的第一部分，其中，该配置数据的第一部分在事件以前已经在配置系统中实施，以及

-响应于接收到配置数据的第二部分，验证与该配置数据的第二部分相对应的配置系统的部分。

根据本发明示例性实施例的一种计算机程序包括用于操作软件限定网络的控制器的软件模块，其中，该控制器包括数据传输接口，用于向网络元件发射配置数据，该配置数据使得网络元件能够构建配置系统，以便使得网络元件能够作为软件限定网络的一部分操作。软件模块包括计算机可执行指令，用于控制控制器的可编程处理系统以：

-检测来自网络元件的状态信息的接收，该状态信息指示配置数据的第一部分，其中，该配置数据的第一部分在指示需要验证该配置系统的事件以前已经在配置系统中实施，以及

-响应于接收到状态信息，控制数据传输接口以将配置数据的第二部分发射至网络元件，以便能够验证与该配置数据的第二部分相对应的配置系统的部分。

根据本发明示例性实施例的计算机程序包括上述软件模块，上述软件模块用于操作软件限定网络的网络元件，并且上述软件模块用于操作软件限定网络的控制器。

软件模块可以是例如以适当的编程语言以及适合于该编程语言和可编程处理系统的编译器实施的子程序或功能。

根据本发明示例性实施例的一种计算机程序产品包括编码有根据本发明示例性实施例的计算机程序的计算机可读介质，例如，压缩盘“CD”。

根据本发明示例性实施例的一种信号被编码成承载限定根据本发明示例性实施例的计算机程序的信息。

在上文给出的描述中所提供的特定示例不应被解释为限制随附的权利要求的范围和/或可应用性。

Claims (17)

1.一种用于软件限定网络的网络元件(301)，所述网络元件包括：

-数据传输接口(310)，所述数据传输接口用于从通信连接至所述网络元件的控制器系统接收配置数据，所述配置数据使得所述网络元件能够构建配置系统，以便使得所述网络元件能够作为所述软件限定网络的一部分操作，以及

-用于基于所述配置数据构建所述配置系统的装置(311)，

其特征在于，所述网络元件进一步包括：

-用于响应于指示需要验证所述配置系统的事件，控制所述数据传输接口将状态信息发射至所述控制器系统的装置(311)，所述状态信息指示所述配置数据的第一部分，其中，所述配置数据的所述第一部分在所述事件以前已经在所述配置系统中实施，以及

-用于响应于接收到所述配置数据的第二部分，验证与所述配置数据的所述第二部分相对应的所述配置系统的一部分的装置(311)，所述配置数据的所述第二部分包括所述配置数据的所述第一部分外部的数据，并且验证所述配置系统的所述一部分是下列之一：基于所述配置数据的所述第二部分校验所述配置系统的所述一部分的完整性，基于所述配置数据的所述第二部分恢复所述配置系统的一部分的所述完整性，基于所述配置数据的所述第二部分重新构建所述配置系统的所述一部分。

2.根据权利要求1所述的网络元件，其中，所述网络元件包括用于响应于在下列数据传输连接中的至少之一中已经发生干扰的情形，控制所述数据传输接口将所述状态信息发射至所述控制器系统的装置，所述下列数据传输连接是：从所述网络元件至所述控制器系统的数据传输连接、从所述控制器系统至所述网络元件的数据传输连接。

3.根据权利要求2所述的网络元件，其中，所述网络元件包括用于响应于丢失并且随后重建下列数据传输连接中的至少之一的情形，控制所述数据传输接口将所述状态信息发射至所述控制器系统的装置，所述下列数据传输连接是：从所述网络元件至所述控制器系统的所述数据传输连接、从所述控制器系统至所述网络元件的所述数据传输连接。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的网络元件，其中，所述网络元件包括用于响应于所述网络元件已经是另一网络元件的备份，所述网络元件的所述配置系统已经与其它网络元件的配置系统至少部分保持一致，以及所述网络元件被激活以代替所述其它网络元件操作的情形，控制所述数据传输接口将所述状态信息发射至所述控制器系统的装置。

5.根据权利要求1-3中的任一项所述的网络元件，其中，所述网络元件包括用于响应于所述网络元件的第一功能实体已经是所述网络元件的第二功能实体的备份，所述网络元件的所述第一功能实体的所述配置系统已经与所述网络元件的所述第二功能实体的配置系统至少部分保持一致，以及所述网络元件的所述第一功能实体被激活以代替所述网络元件的所述第二功能实体操作的情形，控制所述数据传输接口将所述状态信息发射至所述控制器系统的装置。

6.根据权利要求1-3中的任一项所述的网络元件，其中，所述网络元件包括用于响应于已经从所述控制器系统的第二控制器接收了所述配置数据的至少所述第一部分并且所述控制器系统的第一控制器被激活以代替所述控制器系统的所述第二控制器操作的情形，控制所述数据传输接口将所述状态信息发射至所述控制器系统的所述第一控制器的装置。

7.根据权利要求1-3中的任一项所述的网络元件，其中，所述网络元件包括用于响应于从所述控制器系统接收到通知消息，控制所述数据传输接口将所述状态信息发射至所述控制器系统的装置，所述通知消息的所述接收代表指示需要验证所述配置系统的所述事件。

8.根据权利要求1-3中的任一项所述的网络元件，其中，所述网络元件包括用于为了验证所述配置系统的所述一部分，基于所述配置数据的所述第二部分，构建所述配置系统的所述一部分的装置。

9.根据权利要求1-3中的任一项所述的网络元件，其中，所述网络元件包括用于为了验证所述配置系统的所述一部分，将所述配置系统的所述一部分与所述配置数据的所述第二部分比较，并且基于所述配置数据的所述第二部分，校正所述配置系统的所述一部分的可能偏差的装置。

10.根据权利要求1-3中的任一项所述的网络元件，其中：

-所述数据传输接口适于从所述控制器系统接收所述配置数据当中的校验数据项、所述配置数据的项和组成数据序列的所述校验数据项，

-所述网络元件包括用于控制所述数据传输接口向所述控制器系统发射确认，所述确认每个与所述校验数据项中的一个相关；并且向所述控制器系统通知以下内容的装置：在所述数据序列中处于所述校验数据项中的所述一个之前的所述配置数据的那些项已经在所述配置系统中实施，以及

-所述网络元件包括用于设置所述状态信息，以表示在所述数据序列中处于所述配置数据的所述第一部分之后并且处于所述配置数据的所述第二部分之前的所述校验数据项中这样的一个的装置。

11.根据权利要求1-3中的任一项所述的网络元件，其中，所述配置系统包括限定待与管理待由所述网络元件转发的数据联合执行的动作的超过一个查找表之一。

12.根据权利要求1-3中的任一项所述的网络元件，其中，所述网络元件是下列至少之一：互联网协议IP路由器、多协议标签交换MPLS交换机、分组光交换机、以太网交换机。

13.一种用于配置软件限定网络的网络元件的控制器(206)，所述控制器包括：

-数据传输接口(213)，所述数据传输接口用于向所述网络元件发射配置数据，所述配置数据使得所述网络元件能够构建配置系统，以便使得所述网络元件能够作为所述软件限定网络的一部分操作，以及

-用于控制所述数据传输接口将所述配置数据发射至所述网络元件的装置(214)，

其特征在于：

-所述数据传输接口适于，从所述网络元件接收状态信息，所述状态信息指示所述配置数据的第一部分，其中，所述配置数据的所述第一部分在指示需要验证所述网络元件的所述配置系统的事件以前已经在所述网络元件的所述配置系统中实施，以及

-所述控制器包括用于响应于接收到所述状态信息，控制所述数据传输接口将所述配置数据的第二部分发射至所述网络元件，以便使得能够验证与所述配置数据的所述第二部分相对应的所述配置系统的一部分的装置(214)，所述配置数据的所述第二部分包括所述配置数据的所述第一部分外部的数据，并且验证所述配置系统的所述一部分是下列之一：基于所述配置数据的所述第二部分校验所述配置系统的所述一部分的完整性，基于所述配置数据的所述第二部分恢复所述配置系统的一部分的所述完整性，基于所述配置数据的所述第二部分重新构建所述配置系统的所述一部分。

14.根据权利要求13所述的控制器，其中：

-所述数据传输接口适于，向所述网络元件发射所述配置数据当中的校验数据项、所述配置数据的项、和组成数据序列的所述校验数据项，

-所述数据传输接口适于，从所述网络元件接收确认，所述确认每个与所述校验数据项中的一个相关并且向所述控制器通知以下内容：在所述数据序列中处于所述校验数据项中的所述一个之前的所述配置数据的那些项已经在所述网络元件的所述配置系统中实施，并且

-所述状态信息表示在所述数据序列中处于所述配置数据的所述第一部分之后并且处于所述配置数据的所述第二部分之前的所述校验数据项中这样的一个。

15.根据权利要求14所述的控制器，其中，所述控制器包括用于为了节省存储器容量，响应于接收到表示所述配置数据的第三部分已经在所述网络元件的所述配置系统中实施的所述确认中这样的一个，释放存储包括所述配置数据的所述第三部分的项目的数据序列的存储器区域的装置。

16.一种用于管理软件限定网络的网络元件的方法，所述网络元件包括数据传输接口，所述数据传输接口用于接收配置数据，所述配置数据使得所述网络元件能够构建配置系统，以便使得所述网络元件能够作为所述软件限定网络的一部分操作，其特征在于，所述方法包括：

-从所述网络元件接收(501)指示所述配置数据的第一部分的状态信息，其中，所述配置数据的所述第一部分在指示需要验证所述配置系统的事件以前已经在所述配置系统中实施，以及

-响应于接收到所述状态信息，将所述配置数据的第二部分发射(502)至所述网络元件，以便使得能够验证与所述配置数据的所述第二部分相对应的所述配置系统的一部分，所述配置数据的所述第二部分包括所述配置数据的所述第一部分外部的数据，并且验证所述配置系统的所述一部分是下列之一：基于所述配置数据的所述第二部分校验所述配置系统的所述一部分的完整性，基于所述配置数据的所述第二部分恢复所述配置系统的一部分的所述完整性，基于所述配置数据的所述第二部分重新构建所述配置系统的所述一部分。

17.一种用于使得软件限定网络的控制器系统能够管理所述软件限定网络的网络元件的方法，所述网络元件包括数据传输接口，所述数据传输接口用于从所述控制器系统接收配置数据，所述配置数据使得所述网络元件能够构建配置系统，以便使得所述网络元件能够作为所述软件限定网络的一部分操作，其特征在于，所述方法包括：

-响应于指示需要验证所述配置系统的事件(401)，将状态信息发射(402)至所述控制器系统，所述状态信息指示所述配置数据的第一部分，其中，所述配置数据的所述第一部分在所述事件以前已经在所述配置系统中实施，以及

-响应于接收(403)到所述配置数据的第二部分，验证(404)与所述配置数据的所述第二部分相对应的所述配置系统的一部分，所述配置数据的所述第二部分包括所述配置数据的所述第一部分外部的数据，并且验证所述配置系统的所述一部分是下列之一：基于所述配置数据的所述第二部分校验所述配置系统的所述一部分的完整性，基于所述配置数据的所述第二部分恢复所述配置系统的一部分的所述完整性，基于所述配置数据的所述第二部分重新构建所述配置系统的所述一部分。