CN104683143B - 网络元件以及用于管理网络元件的控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种网络元件以及用于管理网络元件的控制器。软件定义网络包括，数据库(105)，其可以被软件定义网络的控制器系统(108、109)访问，也可以被软件定义网络的网络元件(101‑104)访问。控制器系统确定配置数据并将其传递给数据库。每个网络元件从数据库检索其配置数据的一部分，并将检索的配置数据的一部分实施为其本身的配置系统，其使得网络元件能够操作为软件定义网络的一部分。共用的数据库有助于维持软件定义网络的网络元件与控制器系统之间的一致性。

Description

网络元件以及用于管理网络元件的控制器

技术领域

本发明一般涉及软件定义网络。更具体地，本发明涉及用于软件定义网络“SDN”的网络元件，并涉及用于软件定义网络的控制器。此外，本发明涉及用于配置软件定义网络的网络元件的方法。此外，本发明涉及用于软件定义网络的网络元件的计算机程序，并涉及用于软件定义网络的控制器的计算机程序。

背景技术

软件定义网络是用于数据传送网络的新兴基础结构。在软件定义网络“SDN”中，控制面与数据面分离，使得在一个或多个可以与网络元件分离的控制器中实施控制面，并且在网络元件中实施数据面。网络元件例如可以是互联网协议“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个设备组成，也可以由多个设备的组合组成。通常，软件定义网络允许交换和/或路由策略的快速体验和优化，以及外部访问对原来封闭和专有的网络元件内部。

基于互联网协议“IP”的网络最初基于自治系统“AS”的概念而建立。这种概念允许网络基于部分需要了解的信息，通过将分组转发到合理的下一跳的连接结点而缩放和扩展。AS原理的工作很像传统的邮局服务，其中为了给手边的信件选择合理的下一跳，给定城市中的邮政工作人员不需要了解另一个城市中所有街道的所有住户。这种建网途径是简单的，并且被证明是可复原并且可缩放的。但是这种途径有一些不足。就涉及的分组传递服务而言，它不允许指定目的地或者有家庭邮箱的住户在不改变他们身份的情况下移动。目的地的拓扑位置(是他们所附接到的网络接口)规定了与分组传递服务有关的他们身份。此外，仅仅使用基本的AS原理，难以指定其它质量，诸如逻辑分组、接入控制、服务质量、中间网络处理，或者指定与形成流的分组序列有关的方面。

下面按照使用对邮政服务的模拟的简化方式示出软件定义网络。对于任何给定的街道位置，软件定义网络工作使得来自所有住户的所有信件首先通过软件定义网络边缘上的网络元件聚集。该网络元件被配置为使用全球查找机制，检查每个信件目的地的当前位置。基于全球查找以及基于其它全球限定且全球测量的考虑，诸如接入控制或远程位置负载条件，所述网络元件将一个或多个原始信件放置在寻址到目的地当前所在的每个街道位置的附加信封中。然后它使用像传统的互联网协议“IP”那样工作的正常的邮政服务将这些外部信封送到远程位置。这是基于现有的并且可缩放的逐跳转发服务来实现的。然后通过远程网络元件打开外部信件，并将原始信封传递到目的地。要注意，上面提出的软件定义网络与邮政服务之间的模拟是一种高度简化，并且它只给出关于软件定义网络提供的通用性可能性的有限观点。

但是，软件定义网络并未脱离挑战。有些挑战与配置网络元件有关。通常，网络元件被配置为使得控制器在构建配置系统的网络元件的帮助下向每个网络元件发送配置数据。配置系统使得网络元件能够操作为软件定义网络“SDN”的一部分。配置系统例如可包括一个或多个查找表，其限定了不同操作情况下要执行的动作。挑战中的一个与在所有情况下保持控制器的数据库与网络元件的数据库一致的需要有关，因为不一致将导致软件定义网络内的严重功能障碍。

发明内容

为了提供对各种发明实施例的一些方案的基本理解，下面提供简化发明内容。发明内容并非本发明的扩展概述。它既不是要识别本发明的关键或重要要素，也不是要描述本发明的范围。以下发明内容仅以简化形式提供本发明的一些概念，作为本发明示例性实施例的更详细描述的前序。

根据本发明，提供一种新的软件定义网络“SDN”，其包括：

-控制器系统；

-网络元件；以及

-控制器系统可访问并且网络元件也可访问的数据库。

控制器系统适于确定配置数据以及将配置数据传递给数据库，并且每个网络元件适于从数据库检索配置数据与网络元件有关的一部分，并将检索的配置数据部分实施到网络元件的配置系统中，配置系统使得被考虑的网络元件能够操作为软件定义网络的一部分。

上述被控制器系统和网络元件共用的数据库有助于维持软件定义网络中网络元件与控制器系统之间的一致性。除了配置数据之外，还可将数据库用于在网络元件之间以及在控制器系统与网络元件之间传递其它信息。其它信息例如可包括与网络元件之间的协商和/或控制器系统与网络元件之间的协商有关的消息。

根据本发明，还提供一种用于配置软件定义网络“SDN”的网络元件的新方法。根据本发明的方法包括：

-维持软件定义网络的控制器系统可访问并且软件定义网络的网络元件也可访问的数据库；以及

-将从控制器系统接收到的配置数据写入数据库。

该方法包括响应于从网络元件中的一个接收指定配置数据的一部分的查询的以下动作：

-向网络元件中的所述一个传递表示配置数据的指定部分的配置信息，以便使得网络元件中的所述一个能够将配置信息至少部分地实施到配置系统中，该配置系统使得网络元件中的所述一个能够操作为软件定义网络的一部分。

根据本发明，还提供一种用于软件定义网络的新网络元件。该网络元件例如可以是互联网协议“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：

-数据传送接口，用于将数据发射给软件定义网络，以及用于从软件定义网络接收数据；以及

-处理系统，用于维持使得网络元件能够操作为软件定义网络的一部分的配置系统，以及用于根据配置系统操作网络元件。

网络元件的处理系统适于：

-控制数据传送接口将查询发射给维持软件定义网络的多个网络元件可访问的、以及存储与软件定义网络的网络元件有关的配置数据的数据库的软件定义网络一部分，查询指定配置数据的一部分以及请求向网络元件发送表示配置数据的指定部分的配置信息，以及

-能够响应于接收配置信息，将所接收的配置信息至少部分地实施到配置系统中。

根据本发明，还提供一种用于配置软件定义网络“SDN”的网络元件的新控制器。该控制器可以是通过软件定义网络的多个控制器构成的控制器系统的一部分。也可以是，控制器单独构成软件定义网络的控制器系统。此外，控制器可以是单个设备，或能够相互通信的多个设备的组合。根据本发明的控制器包括：

-数据传送接口，用于将数据发射给软件定义网络，以及用于从软件定义网络接收数据；以及

-处理系统，用于确定使得网络元件能够操作为软件定义网络的多个部分的配置数据以及用于传递要写入要被配置的网络元件可访问的数据库的配置数据。

根据本发明，还提供一种用于软件定义网络的网络元件的新计算机程序。该计算机程序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：

-控制网络元件的数据传送接口，将查询发射给维持软件定义网络的多个网络元件可访问以及存储与软件定义网络的网络元件有关的配置数据的数据库的软件定义网络的一部分，该查询指定配置数据的一部分以及请求将表示配置数据的指定部分的配置信息发送给网络元件；以及

-响应于接收配置信息，将所接收的配置信息至少部分地实施到使得网络元件能够操作为软件定义网络的一部分的配置系统中。

根据本发明，还提供一种用于软件定义网络的控制器的新计算机程序。该计算机程序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，将与软件定义网络的多个网络元件有关的配置数据传递给控制器可访问以及要被配置的网络元件可访问的数据库。

根据本发明，还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，例如光盘“CD”，其编码有根据本发明用于软件定义网络的网络元件的计算机程序和/或根据本发明用于软件定义网络的控制器的计算机程序。

在所附权利要求书中描述了本发明的多个示例性和非限制性实施例。

在结合附图阅读时，根据以下特定示例性实施例的描述，将最好地理解本发明关于构造和操作方法两者的各个示例性和非限制性实施例连同其附加目的和优点。

本文献中将动词“包括”和“包含”作为开放性限制使用，既不排除也不要求未引用特征的存在。除非明确说明，否则后附权利要求书中引用的特征可以相互自由组合。此外要理解，本文献全文中“一”或“一个”即单数形式的使用不排除多数。

附图说明

下面参照附图更详细地说明本发明的示例性和非限制性实施例及其优点，在附图中：

图1示出软件定义网络的示意图，软件定义网络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；

图2示出用于配置软件定义网络的网络元件的根据本发明示例性实施例的控制器的示意图；

图3示出根据本发明示例性实施例的网络元件的示意图；以及

图4示出用于配置软件定义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示出示例性软件定义网络“SDN”100的示意图。软件定义网络包括网络元件101、102、103和104。软件定义网络100还包括控制器108和109，控制器108和109可以视为构成软件定义网络的控制器系统。本示例性软件定义网络的网络元件101-104与数据传送链路互连，如图1所示。此外，示例性软件定义网络“SDN”100可包括图1中未示出的其它网络元件。每个网络元件例如可以是互联网协议“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个设备组成或可以由多个设备的组合组成。此外，每个控制器108和109可以由单个设备组成或可以由多个设备的组合组成。在图1所示的示例性情况中，控制器108包括两个互连设备。用户接口装置110连接到控制器108，并且对应地，用户接口装置111连接到控制器109。在图1所示的示例性情况中，网络元件104用作到外部网络199的网关，外部网络199例如可以是全球互联网。要注意，控制器108或者它的一个或多个部分也可以用作网络元件，网络元件例如可以是互联网协议“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。对应地，控制器109或者它的一个或多个部分也可以用作上述种类的网络元件。此外软件定义网络100包括数据库105，数据库105可以被控制器108和109访问，也可以被网络元件101-104访问。在图1所示的示例性软件定义网络中，数据库105通过存储器装置106和107的帮助来实施，存储器装置106和107可通信地连接到网络元件101和102。因此，网络元件101和102以及存储器装置106和107构成维持数据库105的软件定义网络的一部分112。也可以是，用于实施数据库的存储器装置或者一个或多个存储器装置直接连接到控制器108和/或控制器109。因此，可以通过多种不同的方式来实施用于维持数据库的软件定义网络的一部分。

在不限制一般性的情况下并且仅仅为了说明的目的，我们考虑控制器108的操作。控制器109可以按照类似的方式操作，和/或控制器109可以构成控制器108的后备。控制器108适于确定配置数据，配置数据使得一个或多个网络元件能够操作为软件定义网络的一部分。此外，控制器108适于传递要写入数据库105的配置数据，数据库105可以被软件定义网络的网络元件访问。在图1所示的示例性情况中，控制器将配置数据传递给数据库105，使得控制器将配置数据发射给软件定义网络的一部分112。但是也可以是，将用于实施数据库的一个或多个存储器装置直接连接到控制器108。在这种情况下，不需要软件定义网络的转发机制用于将配置数据从控制器传送到数据库。

上述配置数据包括与要被配置的网络元件有关的部分。因为配置数据可包括两个或更多个网络元件公共的数据，所以配置数据的网络元件专用部分不一定相互不重叠。与网络元件中的一个有关的配置数据的相关部分使得被考虑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按照希望的方式管理数据。要通过网络元件管理的数据可以采用数据帧的形式，诸如例如互联网协议IP分组、加MPLS标签的帧、以太网帧，或者数据可以采用根据正在使用的一个或多个数据传送协议的某些其它形式。配置系统例如可包括互连查找表的系统，互连查找表限定在不同的操作情况下要执行的动作。查找表例如可包括一个或多个连续流表以及组表。每个流表包含流条目的集合。每个流条目可以由匹配字段、计数器以及应用于匹配数据帧的动作的集合组成。组表包含组条目，其中每个组条目可包含要指向被限定为属于特定组的数据帧的动作列表。通过配置数据限定的动作例如可包括：将数据记录在存储器中、修改数据、选择网络元件的一个或多个出口端口并将数据及其可能的复制转发到所选择的一个或多个出口端口、选择网络元件的配置系统的一个或多个查找表并根据所选择的查找表执行一次或多次查找、进行算术操作、分支操作、进行逻辑操作、读取与正在管理的数据相关联的元数据、写入与数据相关联的元数据、修改与数据相关联的元数据、删除数据和/或复制数据。控制器108和109可访问，并且网络元件也可访问的数据库105使得可以在不需要运行控制器与网络元件之间的开放流或者某些其它对应的配置协议的情况下，配置软件定义网络100。关于上述开放流的更多细节可以从开放网络基金“ONF”管理的“开放流交换机规范”中找到。

在不限制一般性的情况下并且仅仅为了说明的目的，下面考虑网络元件103的操作。网络元件103包括用于从数据库105检索配置信息的软件和/或硬件装置，以及用于根据所检索的配置信息构建使得网络元件103能够操作为软件定义网络的一部分的配置系统的软件和/或硬件装置。配置信息代表通过数据库105存储的配置数据的相关部分。在图1所示的示例性情况下，网络元件103检索配置信息，使得网络元件将查询发射给维持数据库105的软件定义网络的一部分112。查询指定配置数据的相关部分，并请求向网络元件103发送表示配置数据的指定部分的配置信息。例如可以响应于在网络装置处接收配置数据的变化的通知，通过网络元件发射查询。在这种情况下，接收的变化的通知用作从数据库105下载配置数据的相关部分的触发器。为了维持和保证数据库105与网络元件103之间的一致性，网络元件103可以适于向软件定义网络的一部分112周期性地发射更新请求，其中每个更新请求都请求至少发送与网络元件103有关的配置数据的一部分的变化。替代接收上述变化的通知并响应于接收变化的通知发射上述查询，周期性发射的更新请求也可以是对配置数据的唯一查询。在本示例性情况下，通过轮询保持网络元件103与数据库105一致。

在根据本发明示例性实施例的软件定义网络中，网络元件101-104的至少中的一个适于检查从数据库105检索的配置信息是否适合于被考虑的网络元件。在其中配置信息适合于网络元件的情况下，网络元件将配置信息实施进网络元件的配置系统，并发射要写入数据库105的接受通知。在其中配置信息不适合于网络元件的情况下，网络元件发射要写入数据库105的拒绝通知。写入数据库105的接受或拒绝通知使得控制器108和/或控制器109能够知道配置信息是否已经被实施进网络元件的配置系统。在图1所示的示例性情况下，控制器检索接受或拒绝通知，使得控制器向软件定义网络的一部分112发射指定要检索的数据并请求向控制器发送指定数据的查询。如上所述，也可以是，将用于实施数据库的一个或多个存储器装置直接连接到控制器。在这种情况下，不需要软件定义网络的转发机制用于将接受或拒绝通知从数据库传送到控制器。

在根据本发明示例性实施例的软件定义网络中，网络元件101-104的至少中的一个适于检查从数据库105检索的配置信息是否包括适合于网络元件的部分，以及配置信息是否包括不适合部分。在其中配置信息包括适合部分的情况下，网络元件将适合部分实施进配置系统，并向数据库发射识别适合部分的接受通知。在这种示例性情况下，接受通知使得控制器108和/或控制器109能够了解已经将配置信息的哪一部分实施进网络元件的配置系统。也可以是，配置信息与这样的业务有关，该业务包括要向网络元件的配置系统做出的变化的集合，使得仅当该集合的全部变化被检查为适合于网络元件之后，每个变化都有效被实施进配置系统，并且使得，如果任何变化证明是不适合，则将变化的全部集合视为不适合。在这种示例性情况下，网络元件连同较早接收的其它配置信息一起，检查配置信息是否适合于网络元件，即，网络元件检查配置信息是否完成了要做出的变化的集合。在其中配置信息完成变化的集合的情况下，网络元件将变化的集合，即，配置信息和较早接收到的配置信息，实施进配置系统，并将表示已经将变化的集合实施进网络元件的配置系统的接受通知发射到数据库105。在这种示例性情况下，接受通知使得控制器108和/或控制器109能够知道将变化的集合实施进网络元件的配置系统。

在根据本发明示例性实施例的软件定义网络中，网络元件101-104的至少中的一个适于向软件定义网络的一部分112发射要写入数据库105的网络元件专用能力指示符。网络元件专用能力指示符表示适合于被考虑的网络元件的一种或多种数据格式，以便使得控制器108和/或控制器109能够知道适合于网络元件的一种或多种数据格式。每个控制器108和控制器109可以适于向软件定义网络的一部分112发射要写入数据库105的控制器专用能力指示符。控制器专用能力指示符表示适合于被考虑的控制器的一种或多种数据格式，以便使得网络元件能够知道适合于控制器的一种或多种数据格式。因此，可将数据库105用于协商关于适合于网络元件的数据格式和/或关于适合于控制器的数据格式。

在根据本发明示例性实施例的软件定义网络中，网络元件101-104的至少中的一个适于向软件定义网络的一部分112发射与被考虑的网络元件有关、并且要写入数据库105的状态数据。状态数据例如可以表示测量的负载或者与网络元件有关的其它统计数据、网络元件中自由缓存的数量、连接到网络元件的数据传送链路的可用性和数据传送能力、网络元件的入口和/或出口端口的数据传送能力等等。每个控制器108和控制器109可以适于从数据库检索通过一个或多个网络元件传递给数据库105的状态数据。控制器可以适于检查所检索的状态数据是否表示涉及的网络元件对于操作为软件定义网络的一部分的适合性。在其中控制器将网络元件视为适合于操作为软件定义网络的一部分的情况下，控制器可以传递要写入数据库的接受通知，而在其中控制器将网络元件视为不适合于操作为软件定义网络的一部分的情况下，控制器可以传递要写入数据库的拒绝通知。控制器可以适于使得通知指定控制器为什么将网络元件视为不适合的拒绝原因，以便使得网络元件知道不适合性的原因。在某些情况下，网络元件能够纠正情况。示例性情况例如可以是，从网络元件到相邻网络元件的传输率对于相邻网络元件而言太高。在这种情况下，网络元件可以通过设置其塑造者，将传输率限制为允许水平，来纠正情况。

在根据本发明示例性实施例的软件定义网络中，控制器108和109的中的至少一个适于向数据库105传递包括配置数据的数据部分，该数据部分采用控制器支持并且使用该数据部分的网络元件中的网络元件也支持的数据格式，以及传递另一个数据部分，另一个数据部分采用不同于上述第一数据格式、并且至少由控制器支持，但是不一定被任何网络元件支持的另一种数据格式。此外也可以是，网络元件的中的至少一个适于向数据库105传递数据，该数据采用控制器支持并且使用该数据的网络元件中的网络元件也支持的数据格式，以及传递其它数据，其它数据采用至少被考虑的网络元件支持，但是不一定被控制器和/或其它网络元件支持的另一种不同的数据格式。因此，数据库的某些部分可以根据一种或多种预先确定的数据格式，而某些其它部分可以是自由格式部分。软件定义网络100的一个或多个网络元件可包括功能实体，例如软件和/或硬件模块，使得每个功能实体可具有它自己的配置数据部分。在这种情况下，与被考虑的网络元件有关的配置数据可包括与整个网络元件有关的第一部分、全部功能实体公共的第二部分、每个专用于功能实体中的仅一个的一个或多个第三部分以及每个对两个或更多个功能实体公共的一个或多个第四部分。配置数据的相关部分使得每个功能实体能够构建这样的实体专用配置系统，该配置系统使得功能实体能够按照希望的方式管理数据。可将数据库105布置为可以被功能实体访问，使得每个功能实体都能够从数据库检索与被考虑的功能实体有关的数据。此外，可将每个功能实体布置为能够发射要写入数据库105的数据。其中每个功能实体可以与数据库通信的上述种类的布置有助于在被考虑的网络元件中提供模块化的软件和/或硬件基础结构。

图2示出根据本发明示例性实施例，用于配置软件定义网络的网络元件的控制器209的示意图。图2未示出要配置的网络元件。在图2所示的示例性情况下，控制器是单个设备，但是，如本文献前面所述，控制器也可以是多个设备的组合。控制器包括数据传送接口213，用于接收数据以及用于发射数据。数据传送接口213包括入口端口215和217以及出口端口216和218，用于经由数据传送链路连接到软件定义网络的其它元件。在图2中，将除了控制器209之外的软件定义网络的元件用云200描述。此外，数据传送接口213可包括一个或多个数据端口，用于连接到用户接口装置211和/或其它外设。控制器209包括处理系统214，用于确定配置数据，配置数据使得每个网络元件能够构建配置系统，以便使得被考虑的网络元件能够操作为软件定义网络的一部分。处理系统适于传递要写入数据库205的配置数据，数据库205可以被要配置的网络元件访问。在根据本发明示例性实施例的控制器中，处理系统214适于响应于其中被考虑的网络元件已经向数据库205传递对配置数据的查询的情况，向数据库205传递与网络元件中的一个有关的配置数据的一部分。因此，网络元件可以通过发射查询来订阅配置数据，并且控制器可以通过向数据库传递配置数据的相关部分，向网络元件公开配置数据的相关部分。也可以是，将上述查询从网络元件传送到控制器，而不需要向数据库传递查询。

在图2所示的示例性情况下，处理系统214适于控制数据传送接口213，将配置数据发射到维持数据库205的软件定义网络的一部分212，以便将配置数据传递给数据库。此外，处理系统214适于响应于从数据库205检索数据的需要，控制数据传送接口213向软件定义网络的一部分212发射指定要检索的数据并请求将指定数据发送给控制器的检索查询。但是也可以是，将用于实施数据库的一个或多个存储器装置直接连接到控制器。在这种情况下，不需要软件定义网络的转发机制用于将配置数据从控制器传送到数据库以及用于将配置数据从数据库传送到控制器。

在根据本发明示例性实施例的控制器中，处理系统214适于向数据库传递表示适合于控制器的一种或多种数据格式的能力指示符，以便使得网络元件能够知道一种或多种数据格式。

在根据本发明示例性实施例的控制器中，处理系统214适于从数据库检索通过一个或多个网络元件传递给数据库的状态数据。此外，处理系统214可以适于：

-检查状态数据是否表示用于操作为软件定义网络的一部分的一个或多个网络元件的适合性；

-响应于一个或多个网络元件的适合性，向数据库传递接受通知；以及

-响应于一个或多个网络元件的不适合性，向数据库传递拒绝通知。

在根据本发明示例性实施例的控制器中，处理系统214适于向数据库传递请求一个或多个网络元件将它们的状态数据传递给数据库的查询。因此，控制器可通过发射查询来订阅状态数据，并且一个或多个网络元件可以通过向数据库传递它们的状态来向控制器公布它们的状态数据。也可以是，将上述查询从控制器传送到一个或多个网络元件，而不需要将查询传递给数据库205。

在根据本发明示例性实施例的控制器中，处理系统214适于向数据库传递包括配置数据的第一部分数据，第一部分数据采用控制器支持以及使用第一部分数据的网络元件中的网络元件支持的第一数据格式，以及向数据库传递第二部分数据，第二部分数据采用不同于第一数据格式、并且至少被控制器支持的第二数据格式。

处理系统214可以通过一个或多个处理器电路、专用硬件处理器或者可配置的硬件处理器来实施，每个处理器电路可以是设置有适当的软件的可编程处理器，专用硬件处理器例如是专用集成电路“ASIC”，可配置的硬件处理器例如是现场可编程门阵列“FPGA”。

图3示出根据本发明示例性实施例用于软件定义网络的网络元件301的示意图。网络元件例如可以是互联网协议“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。网络元件包括数据传送接口313，用于接收数据以及用于发射数据。数据传送接口313包括入口端口315和317以及出口端口316和318，用于经由数据传送链路连接到软件定义网络的其它元件。在图3中，除了网络元件301之外的软件定义网络的元件用云300描述。网络元件包括处理系统314，用于维持配置系统，其使得网络元件能够操作为软件定义网络的一部分，以及用于根据配置系统操作网络元件。配置系统例如可包括一个或多个查找表，查找表限定要结合管理要通过网络元件转发的数据执行的动作。处理系统314适于控制数据传送接口313，向维持数据库305的软件定义网络的一部分312发射查询，数据库305存储与软件定义网络的多个网络元件有关的配置数据。查询指定配置数据的一部分并请求向网络元件发送表示配置数据的指定部分的配置信息。处理系统314能够响应于接收上述配置信息，将接收到的配置信息至少部分地实施进网络元件的配置系统。

在根据本发明示例性实施例的网络元件中，处理系统314适于控制数据传送接口313，响应于从软件定义网络的一部分312接收配置数据的变化的通知，发射查询。接收到的变化的通知用作从数据库305下载配置数据的相关部分的触发器。为了维持和保证数据库305与网络元件之间的一致性，处理系统314可以适于控制数据传送接口313，向软件定义网络的一部分312周期性地发射更新请求，其中每个更新请求请求至少发送与网络元件有关的配置数据的一部分的变化。替代接收上述变化的通知并响应于接收变化的通知发射上述查询，周期性发射的更新请求可以是仅对配置数据的查询。在这种示例性情况下，通过轮询保持网络元件301与数据库305一致。

根据本发明示例性实施例的网络元件包括功能实体，例如软件和/或硬件模块，每个模块具有配置系统的实体专用部分。在这种情况下，上述查询可以专用于一个或多个功能实体，并且配置数据的指定部分可以与一个或多个功能实体有关。

在根据本发明示例性实施例的网络元件中，处理系统314适于控制数据传送接口313，向软件定义网络的一部分312发射要写入数据库的能力指示符。能力指示符表示适合于网络元件的一种或多种数据格式，以便使得软件定义网络的控制器系统能够知道一种或多种数据格式。

在根据本发明示例性实施例的网络元件中，处理系统314适于控制数据传送接口313，向软件定义网络的一部分312发射与网络元件有关并且要写入数据库的状态数据，以便使得软件定义网络的控制器系统能够知道状态数据。处理系统314可以适于控制数据传送接口313，按照适合于软件定义网络的控制器系统的数据格式发射状态数据，其中可以基于从软件定义网络的一部分312接收的信息，通过网络元件了解适合的数据格式，或另外也可以通过网络元件了解适合的数据格式。

在根据本发明示例性实施例的网络元件中，处理系统314适于：

-检查接收到的配置信息是否适合于网络元件；

-响应于接收到的配置信息的适合性，将配置信息实施进配置系统，并控制数据传送接口313，将接受通知发射给软件定义网络的一部分312；以及

-响应于配置信息的不适合性，控制数据传送接口313，将拒绝通知发射给软件定义网络的一部分312。

上述接受或拒绝通知使得软件定义网络的控制器系统能够知道是否已经将配置信息实施进网络元件的配置系统。

在根据本发明示例性实施例的网络元件中，处理系统314适于：

-检查接收到的配置信息是否包括适合于网络元件的部分，以及接收到的配置信息是否包括不适合部分；

-响应于适合部分的存在，将适合部分实施进配置系统，并控制数据传送接口313，以发射识别适合部分并被寻址到软件定义网络的一部分312的接受通知；以及

-响应于不适合部分的存在，控制数据传送接口313，以发射识别不适合部分并被寻址到软件定义网络的一部分312的拒绝通知。

上述接受或拒绝通知使得软件定义网络的控制器系统能够知道已经被实施进网络元件的配置系统的配置信息的适合部分。

在根据本发明示例性实施例的网络元件中，处理系统314适于：

-连同较早接收到的其它配置信息一起，检查接收到的配置信息是否适合于网络元件；以及

-响应于连同较早接收到的其它配置信息一起接收到的配置信息的适合性，将接收到的配置信息连同较早接收的其它配置信息一起实施到配置系统中，并控制数据传送接口313，以发射识别接收到的配置信息和较早接收到的其它配置信息两者并被寻址到软件定义网络的一部分312的接受通知。

配置信息和较早接收到的其它配置信息例如可以与这样的业务有关，该业务包括要向网络元件的配置系统做出的变化的集合，使得仅在该集合的全部变化被检查为适合于网络元件之后，每个变化都有效被实施进配置系统，并且使得，如果任何变化证明是不适合，则将变化的全部集合视为不适合。上述接受通知使得软件定义网络的控制器系统能够知道将变化的集合实施进网络元件的配置系统。

在根据本发明示例性实施例的网络元件中，处理系统314适于控制数据传送接口313，向软件定义网络的一部分312发射采用至少被网络元件系统支持并且被控制器系统支持的数据格式的第一部分数据，以及发射采用至少被网络元件支持的另一种不同数据格式的第二部分数据。

处理系统314可以通过一个或多个处理器电路、专用硬件处理器或者可配置的硬件处理器来实施，每个处理器电路可以是设置有适当的软件的可编程处理器，专用硬件处理器例如是专用集成电路“ASIC”，可配置的硬件处理器例如是现场可编程门阵列“FPGA”。

图4示出根据本发明示例性实施例，用于配置软件定义网络的网络元件的方法的流程图。该方法包括以下动作：

-动作401：维持可以被软件定义网络的控制器系统访问，并且也可以被软件定义网络的网络元件访问的数据库；以及

-动作402：将从控制器系统接收到的配置数据写入数据库，

该方法包括响应于从网络元件中的一个接收(403)指定配置数据的一部分的查询的以下动作：

-动作404：向网络元件中的一个传递表示配置数据的指定部分的配置信息，以便使得网络元件中的一个能够将配置信息至少部分地实施进配置系统，该配置系统使得网络元件中的一个能够操作为软件定义网络的一部分。

在根据本发明示例性实施例的方法中，网络元件中的一个是以下中的至少一个：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。

根据本发明示例性实施例的方法包括响应于与网络元件中的一个有关的配置数据的一部分的变化，向网络元件中的一个发射变化通知。

根据本发明示例性实施例的方法包括向数据库写入从网络元件中的一个接收的、表示适合于网络元件中的一个的一个或多个第一数据格式的第一能力指示符，以便使得控制器系统能够知道一个或多个第一数据格式。

根据本发明示例性实施例的方法包括向数据库写入从控制器系统接收的、表示适合于控制器系统的一个或多个第二数据格式的第二能力指示符，以便使得网络元件能够知道一个或多个第二数据格式。

根据本发明示例性实施例的方法包括向数据库写入从网络元件中的一个接收的、与传递的配置信息有关的第一通知。第一通知使得控制器系统能够知道传递的配置信息已经被实施进网络元件中的一个的配置系统的一部分。

根据本发明示例性实施例的方法包括向数据库写入从网络元件中的一个接收的、与传递的配置信息有关的第二通知。第二通知使得控制器系统能够知道传递的配置信息已经连同之前传递给网络元件中的一个的其它配置信息一起，被实施进网络元件中的一个的配置系统。

根据本发明示例性实施例的方法包括向数据库写入从网络元件中的一个接收的状态数据，以便使得控制器系统能够知道状态数据。有利地，按照适合于控制器系统的数据格式将状态数据写入数据库，其中通过从控制器系统接收并写入数据库的数据来表示适合的数据格式。

根据本发明示例性实施例的方法包括向数据库写入从控制器系统接收的第三通知。第三通知使得网络元件中的一个能够知道是否已经基于状态数据，将网络元件中的一个视为适合于操作为软件定义网络的一部分。

根据本发明示例性实施例的方法包括向数据库写入包括配置数据的第一部分数据，第一部分数据采用被控制器系统支持、并且被使用第一部分数据的网络元件中的网络元件支持的数据格式，并写入第二部分数据，第二部分数据采用至少被控制器系统支持的另一种不同的数据格式。在根据本发明示例性实施例的方法中，网络元件中的一个包括功能实体，例如软件和/或硬件模块，每个功能实体具有配置系统的实体专用部分，并且查询专用于一个或多个功能实体，以及配置数据的指定部分与一个或多个功能实体有关。

在根据本发明示例性实施例的方法中，将数据库维持在可以被控制器系统经由软件定义网络的一个或多个数据链接访问的软件定义网络的一部分中。

根据本发明示例性实施例的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任何上述示例性实施例的方法。

根据本发明示例性实施例的计算机程序包括用于操作软件定义网络的网络元件的软件模块。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：

-控制网络元件的数据传送接口向维持可以被软件定义网络的多个网络元件访问以及存储与软件定义网络的网络元件有关的配置数据的数据库的软件定义网络的一部分发射查询，该查询指定配置数据的一部分并请求向网络元件发送表示配置数据的指定部分的配置信息；以及

-响应于接收配置信息，将接收到的配置信息至少部分地实施进配置系统，配置系统使得网络元件能够操作为软件定义网络的一部分。

根据本发明示例性实施例的计算机程序包括用于操作软件定义网络的控制器的软件模块。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，将软件定义网络的多个网络元件的配置数据传递给可以被控制器访问、并且也可以被网络元件访问的数据库。

根据本发明示例性实施例的计算机程序包括上述用于操作软件定义网络的网络元件的软件模块以及上述用于操作软件定义网络的控制器的软件模块。

软件模块例如可以是通过适合的编程语言、以及通过适合于编程语言和可编程处理系统的编译器实现的子程序或函数。

根据本发明示例性实施例的计算机程序产品包括通过根据本发明示例性实施例的计算机程序编码的计算机可读介质，例如压缩盘“CD”。

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

以上说明书中提供的具体示例不应被视为限制后附权利要求书的范围和/或应用性。

Claims (18)

1.一种用于软件定义网络的网络元件(301)，所述网络元件包括：

数据传送接口(313)，用于向所述软件定义网络发射数据以及用于从所述软件定义网络接收数据，

用于维持使得所述网络元件能够操作为所述软件定义网络的一部分的配置系统，以及用于根据所述配置系统操作所述网络元件的装置(314)，

用于控制所述数据传送接口将查询发射给所述软件定义网络的一部分的装置(314)，所述软件定义网络的所述一部分维持所述软件定义网络的多个网络元件可访问以及所述软件定义网络的控制器系统可访问的数据库，所述数据库存储与所述软件定义网络的网络元件有关的配置数据，并且所述查询指定所述配置数据的一部分并请求向所述网络元件发送表示所述配置数据的指定部分的配置信息；以及

用于响应于接收到所述配置信息，将所接收的配置信息至少部分地实施到所述配置系统中的装置(314)，

其特征在于，所述网络元件进一步包括用于控制所述数据传送接口将要写入所述数据库并且表示适合于所述网络元件的一个或多个数据格式的能力指示符发射给所述软件定义网络的所述一部分，以便使得所述软件定义网络的所述控制器系统能够知道所述一个或多个数据格式的装置。

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控制所述数据传送接口响应于从所述软件定义网络的所述一部分接收到所述配置数据的变化的通知而发射所述查询的装置。

3.根据权利要求1或2所述的网络元件，其中，所述网络元件包括用于控制所述数据传送接口周期性地将更新请求发射给所述软件定义网络的所述一部分的装置，每个更新请求请求至少发送所述配置数据与所述网络元件有关的一部分的变化。

4.根据权利要求3所述的网络元件，当从属于权利要求1时，其中，所述查询是所述更新请求中的一个。

5.根据权利要求1或2所述的网络元件，其中，所述网络元件包括用于控制所述数据传送接口将状态数据发射给所述软件定义网络的所述一部分，以便使得所述软件定义网络的控制器系统能够知道所述状态数据的装置，所述状态数据与所述网络元件有关并且要写入所述数据库。

6.根据权利要求5所述的网络元件，其中，所述网络元件包括用于控制所述数据传送接口按照适合于所述软件定义网络的所述控制器系统的数据格式发射所述状态数据的装置，所述数据格式通过从所述软件定义网络的所述一部分接收到的数据来表示。

7.根据权利要求1或2所述的网络元件，其中，所述网络元件包括：

用于检查所接收的配置信息是否适合于所述网络元件的装置；

用于响应于所接收的配置信息的适合性，将所述配置信息实施到所述配置系统中，并且用于控制所述数据传送接口将接受通知发射给所述软件定义网络的所述一部分的装置；以及

用于响应于所述配置信息的不适合性，控制所述数据传送接口将拒绝通知发射给所述软件定义网络的所述一部分的装置。

8.根据权利要求1或2所述的网络元件，其中，所述网络元件包括：

用于检查所接收的配置信息是否包括适合于所述网络元件的适合部分，以及所接收的配置信息是否包括不适合部分的装置；

用于响应于所述适合部分的存在，将所述适合部分实施到所述配置系统中，并且用于控制所述数据传送接口发射接受通知的装置，所述接受通知识别所述适合部分并且被寻址到所述软件定义网络的所述一部分；以及

用于响应于所述不适合部分的存在，控制所述数据传送接口发射拒绝通知的装置，所述拒绝通知识别所述不适合部分并且被寻址到所述软件定义网络的所述一部分。

9.根据权利要求1或2所述的网络元件，其中，所述网络元件包括：

用于连同较早接收的其它配置信息一起，检查所接收的配置信息是否适合于所述网络元件的装置；以及

用于响应于连同所述较早接收的其它配置信息一起接收的配置信息的适合性，连同所述较早接收的其它配置信息一起将所接收的配置信息实施到所述配置系统中，以及用于控制所述数据传送接口发射接受通知的装置，所述接受通知识别所接收的配置信息和所述较早接收的其它配置信息两者并且被寻址到所述软件定义网络的所述一部分。

10.根据权利要求1或2所述的网络元件，其中，所述网络元件包括每个具有所述配置系统的实体专用部分的功能实体，并且所述查询专用于一个或多个所述功能实体，以及所述配置数据的指定部分与所述一个或多个功能实体有关。

11.根据权利要求1或2所述的网络元件，其中，所述网络元件是以下中的至少一个：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。

12.一种用于配置软件定义网络的网络元件的控制器(209)，所述控制器包括：

-数据传送接口(213)，用于向所述软件定义网络发射数据以及用于从所述软件定义网络接收数据，以及

-用于确定使得所述网络元件能够操作为所述软件定义网络的部分的配置数据的装置(214)，

其中，所述控制器进一步包括用于传递配置数据的装置(214)，所述配置数据要写入要被配置的网络元件能够访问以及所述控制器能够访问的数据库，

其特征在于，所述控制器包括用于将表示适合于所述控制器的一个或多个数据格式的能力指示符传递给所述数据库，以便使得所述网络元件能够知道所述一个或多个数据格式的装置。

13.根据权利要求12所述的控制器，其中，所述控制器包括用于从所述数据库检索由一个或多个所述网络元件传递给所述数据库的状态数据的装置。

14.根据权利要求13所述的控制器，其中，所述控制器包括：

-用于检查所述状态数据是否表示用于操作为所述软件定义网络的一部分的所述一个或多个所述网络元件的适合性的装置；

-用于响应于所述一个或多个所述网络元件的所述适合性，将接受通知传递给所述数据库的装置；以及

-用于响应于所述一个或多个所述网络元件的不适合性，将拒绝通知传递给所述数据库的装置。

15.根据权利要求12所述的控制器，其中，所述控制器包括用于向所述数据库传递包括所述配置数据的第一部分数据以及第二部分数据的装置，所述第一部分数据采用由所述控制器以及由使用所述第一部分数据的所述网络元件中的这样的网络元件支持的第一数据格式，所述第二部分数据采用与所述第一数据格式不同并且至少由所述控制器支持的第二数据格式。

16.根据权利要求12所述的控制器，其中，所述控制器包括用于控制所述数据传送接口将所述配置数据发射给维持所述数据库的所述软件定义网络的一部分，以便将所述配置数据传递给所述数据库的装置。

17.根据权利要求16所述的控制器，其中，所述控制器包括用于响应于从所述数据库检索数据的需要，控制所述数据传送接口将查询发射给所述软件定义网络的所述一部分的装置，所述查询指定要检索的数据并且请求将指定数据发送到所述控制器。

18.一种用于配置软件定义网络的网络元件的方法，所述方法包括：

-维持(401)所述软件定义网络的控制器系统以及所述软件定义网络的所述网络元件能够访问的数据库；以及

-将从所述控制器系统接收到的配置数据写入(402)所述数据库，

其中，所述方法包括响应于从所述网络元件中的一个接收(403)指定所述配置数据的一部分的查询的以下动作：

-将表示所述配置数据的指定部分的配置信息传递(404)给所述网络元件中的所述一个，以便使得所述网络元件中的所述一个能够将所述配置信息至少部分地实施到配置系统中，所述配置系统使得所述网络元件中的所述一个能够操作为所述软件定义网络的一部分，

其特征在于，所述方法包括将从所述网络元件中的所述一个接收的并且表示适合于所述网络元件中的所述一个的一个或多个数据格式能力指示符写入到所述数据库，以便使得所述软件定义网络的所述控制器系统能够知道所述一个或多个数据格式。