CN104702536A - 用于无线通信中OpenFlow交换机的报文处理方法 - Google Patents

用于无线通信中OpenFlow交换机的报文处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于无线通信中OpenFlow交换机的报文处理方法，属于无线通信技术领域。OpenFlow交换机接收无线通信中的报文，对报文进行包头解析，得到报文P；报文P与交换机中的流表匹配，若与报文P匹配的流表的流表项中存在触发组表的指令，则在该流表后部增加报文复制单元，并在匹配成功的最后一个流表的后部增加报文合并单元，报文复制单元对报文P复制，报文P执行数据流水线处理，得到带有要处理的动作集的报文P2；报文P1进行组表处理，按组表项优先级执行完所有组表中的动作后得到报文P′1；在报文合并单元将报文P′1和P2合并，得到报文P3，执行报文P3中的动作集报文处理结束，得到用于发送的报文。本方法提高了OpenFlow交换机对报文的处理速度和效率。

Description

用于无线通信中OpenFlow交换机的报文处理方法
技术领域
本发明涉及一种用于无线通信中OpenFlow交换机的报文处理方法，属于无线通信技术领域。
背景技术
SDN(Software Defined Network，以下简称软件定义网络)作为一种新型的网络技术，其控制平面与数据转发平面分离的思想，正符合信息网络中对信息高度可控性的要求。SDN将原来与网络设备绑在一起的控制面板迁移到中央控制器上，负责监控管理整个网络。控制面与转发面的分离简化了网络的设计与运行。在SDN网络中包括网络设备(如OpenFlow交换机)和SDN控制器。SDN控制器用于更具用户的配置或者动态运行的协议生成流表(FlowTable)，并将流表发送到网络设备。网络设备用于接收来自SDN控制器的流表，并根据流表来匹配和处理报文。
传统的报文转发过程完全是由交换机/路由器控制的。交换机/路由器通过传统转发动作对对获取到的报文进行控制。传统的转发动作表可以是桥动作表(bridge table)或者路由动作表(route table)。完全有交换机/路由器控制实现的对报文的控制过程具有想能高、技术成熟的特点。但是，完全由交换机/路由器控制实现的对报文的控制过程不够灵活，不能较好的适应业务需求的变化。
随着SDN技术的发展，出现了OpenFlow技术，OpenFlow技术将原来完全由交换机/路由器控制的转化过程，转化为OpenFlow交换机和控制器共同控制。OpenFlow技术多级流表的数据流水线完成报文从输入都输出的转发处理过程。具体来说，流表由多个流表项组成，每个流表项对应一个转发规则。流表包括匹配域、指令域、计数器域等。匹配域用于匹配报文，指令域用于对报文进行处理。上述技术方案中报文处理不够灵活和高效。也没有设计组表的处理过程。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于无线通信中OpenFlow交换机的报文处理方法，重新定义了组表中组表项的结构，在组表项中祖标识符的后面增加了优先级，在组表中组表项按照优先级高低顺序匹配执行组表项中指令动作桶中的相关动作；增加了报文复制单元和报文合并单元，并在需要组表处理时，由报文复制单元将原报文复制后，两条报文进行并行处理，然后将处理完的报文合并。
本发明提出的用于无线通信中OpenFlow交换机的报文处理方法，包括以下步骤：
(1)设OpenFlow交换机内包含多个流表和一个组表，每个流表由多个流表项和/或一个表丢失项(Table-miss)组成，每个流表项和表丢失项中各含有匹配域、优先级、计数器和指令，组表由多个组表项组成，每个组表项由组标示符、优先级、组类型、计数器和动作捅组成，
(2)OpenFlow交换机接收无线通信中的报文，对报文进行包头解析，得到报文PP；
(3)将报文PP与OpenFlow交换机内的第n流表按流表项的优先级进行匹配，若报文PP与第n流表中的所有流表项均不匹配，则判断第n流表中的表丢失项，若表丢失项不存在，则将报文PP丢弃，若表丢失项存在，则按照表丢失项中的指令执行相应操作，若报文PP与第n流表中的任意一个流表项匹配，则执行第n流表中相应流表项中的指令，并更新第n流表中相应流表项的计数器、动作集和匹配域；
(4)对上述与报文PP相匹配的第n流表中指令进行判断，若第n流表的流表项中存在触发组表的指令，则在第n流表的后部增加一个报文复制单元，该报文复制单元对报文P进行复制，得到报文P1；
(5)将上述报文P1与按照组表中组表项的优先级依次进行匹配，若上述报文P1与组表中的一个组表项相匹配，则执行该相应组表项中动作桶的动作，若上述报文P1与组表中的组表项不匹配，则不执行动作，重复本步骤，遍历组表中的所有组表项，执行所有匹配组表项中动作桶的相关动作后得到报文P′1；
(6)对OpenFlow交换机中，与上述报文PP相匹配的第n流表以外的流表，重复步骤(3)进行处理，根据处理结果，对该流表中相应流表项的计数器、动作集、元数据、匹配域进行更新，按照流表项中的指令执行操作，并对该流表项的指令进行判断，若指令中存在跳转，则重复本步骤，若指令中不存在跳转，则结束动作集的更新，得到带有要处理的动作集的报文P2；
(7)在上述步骤(6)匹配成功的最后一个流表的后部增加一个报文合并单元，该报文合并单元将报文P′1和P2进行合并，将报文P2的动作集加入到报文P′1的动作集中，得到报文P3，执行报文P3中的动作集，报文处理结束，得到用于发送的报文。
本发明提出的用于无线通信中OpenFlow交换机的报文处理方法，其优点是：重新定义了组表中组表项的结构，在组表项中祖标识符的后面增加了优先级，在组表中组表项按照优先级高低顺序匹配执行组表项中指令动作桶中的相关动作，增加了报文在组表中的处理速度。增加了报文复制单元和报文合并单元，并在需要组表处理时，由报文复制单元将原报文复制后，两条报文进行并行处理，然后将处理完的报文合并，这种报文处理过程提高了OpenFlow交换机对报文的处理速度和效率及灵活性。
附图说明
图1是本发明方法的流程框图。
图2是本发明方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
本发明提出的用于无线通信中OpenFlow交换机的报文处理方法，其流程框图如图1所示，根据具体的发明内容，在无线通信领域OpenFlow交换机接收报文、处理报文、发送报文的具体流程图如图2所示，包括以下步骤：
(1)设OpenFlow交换机内包含多个流表和一个组表，每个流表由多个流表项和/或一个表丢失项(Table-miss)组成，每个流表项和表丢失项中各含有匹配域、优先级、计数器和指令，组表由多个组表项组成，每个组表项由组标示符、优先级、组类型、计数器和动作捅组成；
(2)OpenFlow交换机接收无线通信中的报文，对报文进行包头解析，得到报文PP；
(3)将报文PP与OpenFlow交换机内的第n流表按流表项的优先级进行匹配，若报文PP与第n流表中的所有流表项均不匹配，则判断第n流表中的表丢失项，若表丢失项不存在，则将报文PP丢弃，若表丢失项存在，则按照表丢失项中的指令执行相应操作，若报文PP与第n流表中的任意一个流表项匹配，则执行第n流表中相应流表项中的指令，并更新第n流表中相应流表项的计数器、动作集和匹配域；
(4)对上述与报文PP相匹配的第n流表中指令进行判断，若第n流表的流表项中存在触发组表的指令，则在第n流表的后部增加一个报文复制单元，该报文复制单元对报文P进行复制，得到报文P1；
(5)将上述报文P1与按照组表中组表项的优先级依次进行匹配，若上述报文P1与组表中的一个组表项相匹配，则执行该相应组表项中动作桶的动作，若上述报文P1与组表中的组表项不匹配，则不执行动作，重复本步骤，遍历组表中的所有组表项，执行所有匹配组表项中动作桶的相关动作后得到报文P′1；
(6)对OpenFlow交换机中，与上述报文PP相匹配的第n流表以外的流表，重复步骤(3)进行处理，根据处理结果，对该流表中相应流表项的计数器、动作集、元数据、匹配域进行更新，按照流表项中的指令执行操作，并对该流表项的指令进行判断，若指令中存在跳转，则重复本步骤，若指令中不存在跳转，则结束动作集的更新，得到带有要处理的动作集的报文P2；
(7)在上述步骤(6)匹配成功的最后一个流表的后部增加一个报文合并单元，该报文合并单元将报文P′1和P2进行合并，将报文P2的动作集加入到报文P′1的动作集中，得到报文P3，执行报文P3中的动作集，报文处理结束，得到用于发送的报文。

Claims (1)

1.一种用于无线通信中OpenFlow交换机的报文处理方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)设OpenFlow交换机内包含多个流表和一个组表，每个流表由多个流表项和/或一个表丢失项组成，每个流表项和表丢失项中各含有匹配域、优先级、计数器和指令，组表由多个组表项组成，每个组表项由组标示符、优先级、组类型、计数器和动作捅组成，
(2)OpenFlow交换机接收无线通信中的报文，对报文进行包头解析，得到报文P；
(3)将报文P与OpenFlow交换机内的第n流表按流表项的优先级进行匹配，若报文P与第n流表中的所有流表项均不匹配，则判断第n流表中的表丢失项，若表丢失项不存在，则将报文P丢弃，若表丢失项存在，则按照表丢失项中的指令执行相应操作，若报文P与第n流表中的任意一个流表项匹配，则执行第n流表中相应流表项中的指令，并更新第n流表中相应流表项的计数器、动作集和匹配域；
(4)对上述与报文P相匹配的第n流表中指令进行判断，若第n流表的流表项中存在触发组表的指令，则在第n流表的后部增加一个报文复制单元，该报文复制单元对报文P进行复制，得到报文P1；
(5)将上述报文P1与按照组表中组表项的优先级依次进行匹配，若上述报文P1与组表中的一个组表项相匹配，则执行该相应组表项中动作桶的动作，若上述报文P1与组表中的组表项不匹配，则不执行动作，重复本步骤，遍历组表中的所有组表项，执行所有匹配组表项中动作桶的相关动作后得到报文P′1；
(6)对OpenFlow交换机中，与上述报文P相匹配的第n流表以外的流表，重复步骤(3)进行处理，根据处理结果，对该流表中相应流表项的计数器、动作集、元数据、匹配域进行更新，按照流表项中的指令执行操作，并对该流表项的指令进行判断，若指令中存在跳转，则重复本步骤，若指令中不存在跳转，则结束动作集的更新，得到带有要处理的动作集的报文P2；
(7)在上述步骤(6)匹配成功的最后一个流表的后部增加一个报文合并单元，该报文合并单元将报文P′1和P2进行合并，将报文P2的动作集加入到报文P′1的动作集中，得到报文P3，执行报文P3中的动作集，报文处理结束，得到用于发送的报文。
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