CN104780106B - 多实例实现方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供多实例实现方法及装置，该方法应用于OpenFlow设备上，所述OpenFlow设备上创建有一个或多个实例，包括：将所述Openflow设备的一个或多个IP地址与所述Openflow设备上的第一实例绑定；为需要加入所述第一实例的端口绑定所述第一实例所绑定的IP地址。应用本发明实施例可以使得第一实例和IP地址进行绑定，即使OpenFlow设备的端口发生变化时，第一实例和IP地址的绑定关系也不会发生变化，从而降低了多实例实现的难度，并提高了多实例实现的可靠性。

Description

多实例实现方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及多实例实现方法及装置。

背景技术

随着网络通信技术的发展，OpenFlow技术得到了应用。其中，OpenFlow是一种新型网络交换模型。并且，OpenFlow虚拟网中包括OpenFlow设备、控制器、以及OpenFlow设备和控制器之间的安全通道。

现有技术中，可以在OpenFlow设备上创建多个实例，一个实例可以连接多个控制器，一个控制器可以连接多个实例。并且，该多个实例可以完成不同的匹配和动作处理，并与OpenFlow设备自身的端口进行绑定。

但是，当OpenFlow设备的端口发生变化时，使得实例和端口之间的绑定关系也出现变化，从而增加了多实例实现的难度，并降低了多实例实现的可靠性。

发明内容

本发明提供多实例实现方法及装置，以解决现有技术中当OpenFlow设备的端口发生变化时，使得实例和端口之间的绑定关系也出现变化，从而增加了多实例实现的难度，并降低了多实例实现的可靠性的问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种多实例实现方法，所述方法应用于OpenFlow设备上，所述OpenFlow设备上创建有一个或多个实例，包括：

将所述Openflow设备的一个或多个IP地址与所述Openflow设备上的第一实例绑定；

为需要加入所述第一实例的端口绑定所述第一实例所绑定的IP地址。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种多实例实现装置，所述装置应用于OpenFlow设备上，所述OpenFlow设备上创建有一个或多个实例，包括：

第一绑定单元，用于将所述Openflow设备的一个或多个IP地址与所述Openflow设备上的第一实例绑定；

第二绑定单元，用于为需要加入所述第一实例的端口绑定所述第一实例所绑定的IP地址。

应用本发明实施例，通过将Openflow设备的一个或多个IP地址与Openflow设备上的第一实例绑定，为需要加入第一实例的端口绑定第一实例所绑定的IP地址，使得第一实例和IP地址进行绑定，即使OpenFlow设备的端口发生变化时，第一实例和IP地址的绑定关系也不会发生变化，从而降低了多实例实现的难度，并提高了多实例实现的可靠性。

附图说明

图1是应用本发明实施例多实例实现的应用场景示意图；

图2是本发明多实例实现方法的一个实施例流程图；

图3是本发明多实例实现方法的另一个实施例流程图；

图4是本发明多实例实现方法的另一个实施例流程图；

图5是本发明多实例实现装置所在设备的一种硬件结构图；

图6是本发明多实例实现装置的一个实施例框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。

参见图1，为应用本发明实施例多实例实现的应用场景示意图：

图1中示出了一种OpenFlow虚拟网的组网架构。该架构中包括：OpenFlow设备、控制器、以及OpenFlow设备和控制器之间的安全通道。其中，OpenFlow设备可以是OpenFlow路由器，也可以是OpenFlow交换机。另外，图1中的虚线代表安全通道。

现有技术中，可以在OpenFlow设备上创建多个实例，一个实例可以连接多个控制器，一个控制器可以连接多个实例。并且，该多个实例可以完成不同的匹配和动作处理，并与OpenFlow设备自身的端口进行绑定。但是，当OpenFlow设备的端口发生变化时，使得实例和端口之间的绑定关系也出现变化，从而增加了多实例实现的难度，并降低了多实例实现的可靠性。

而本发明实施例中，OpenFlow设备上创建有一个或多个实例后，会将Openflow设备的一个或多个IP地址与Openflow设备上的第一实例绑定，并为需要加入第一实例的端口绑定第一实例所绑定的IP地址，使得第一实例和IP地址进行绑定，即使OpenFlow设备的端口发生变化时，第一实例和IP地址的绑定关系也不会发生变化，从而降低了多实例实现的难度，并提高了多实例实现的可靠性。

下面结合附图对本发明多实例实现的实施例进行详细描述。

参见图2，为本发明多实例实现方法的一个实施例流程图，该实施例应用于OpenFlow设备上，该OpenFlow设备上创建有一个或多个实例，该OpenFlow设备可以为图1中所示的OpenFlow设备，该方法包括以下步骤：

步骤210：将Openflow设备的一个或多个IP地址与Openflow设备上的第一实例绑定。其中，第一实例是OpenFlow设备上创建有一个或多个实例中的任一实例。

本实施例中，IP地址可以为网段，与Openflow设备上的第一实例绑定的网段可以为一个，也可以为多个。

比如：OpenFlow设备的网段为8个网段，分别为：

11.11.11.1/24；

11.11.12.1/24；

11.11.13.1/24；

11.11.14.1/24；

10.10.10.1/24；

10.10.9.1/24；

10.10.8.1/24；

10.10.7.1/24。

同时，OpenFlow设备创建有2个实例，分别为实例1和实例2。

将上述8个网段与实例1、实例2绑定，使得8个网段与实例1、实例2建立绑定关系，具体如下：

11.11.11.1/24与实例1绑定；

11.11.12.1/24与实例1绑定；

11.11.13.1/24与实例1绑定；

11.11.14.1/24与实例1绑定；

10.10.10.1/24与实例2绑定；

10.10.9.1/24与实例2绑定；

10.10.8.1/24与实例2绑定；

10.10.7.1/24与实例2绑定。

步骤220：为需要加入第一实例的端口绑定第一实例所绑定的IP地址。

比如：OpenFlow设备包括8个端口，分别为GE0/0、GE0/1、GE0/2、GE0/3、GE0/4、GE0/5、GE0/6、GE0/7。

其中，GE0/0、GE0/1、GE0/2、GE0/3需要加入实例1，GE0/4、GE0/5、GE0/6、GE0/7需要加入实例2。

由于与实例1绑定的网段为：

11.11.11.1/24；

11.11.12.1/24；

11.11.13.1/24；

11.11.14.1/24。

以及，与实例2绑定的网段为：

10.10.10.1/24；

10.10.9.1/24；

10.10.8.1/24；

10.10.7.1/24。

故为需要加入实例1的端口绑定网段时，具体为：

GE0/0与11.11.11.1/24绑定；

GE0/1与11.11.12.1/24绑定；

GE0/2与11.11.13.1/24绑定；

GE0/3与11.11.14.1/24绑定。

以及，为需要加入实例2的端口绑定网段时，具体为：

GE0/4与10.10.10.1/24绑定；

GE0/5与10.10.9.1/24绑定；

GE0/6与10.10.8.1/24绑定；

GE0/7与10.10.7.1/24绑定。

由上述实施例可见，OpenFlow设备上创建有一个或多个实例后，会将Openflow设备的一个或多个IP地址与Openflow设备上的第一实例绑定，并为需要加入第一实例的端口绑定第一实例所绑定的IP地址，使得第一实例和IP地址进行绑定，即使OpenFlow设备的端口发生变化时，第一实例和IP地址的绑定关系也不会发生变化，从而降低了多实例实现的难度，并提高了多实例实现的可靠性。

另外，本发明以下所有实施例中的IP地址皆可以为网段。

在一个实施例中，当执行步骤220中的为需要加入第一实例的端口绑定第一实例所绑定的IP地址时，可以根据第一实例所绑定的IP地址的个数，来确定与端口进行绑定的IP地址，具体如下：

(1)若第一实例所绑定的IP地址为一个，则将该IP地址与需要加入第一实例的端口进行绑定。

(2)若第一实例所绑定的IP地址为多个，则从该多个IP地址中选择一个IP地址，并将所选择的IP地址与需要加入第一实例的端口进行绑定。

本实施例中，一个端口只能绑定一个IP地址或一个网段，一个IP地址或一个网段只能绑定一个实例，不能将两个IP地址或两个网段同时绑定到一个端口上，也不能将一个IP地址或一个网段同时绑定到多个实例上，从而使得端口与绑定的IP地址或网段是一一对应的关系。

另一个实施例中，本发明多实例实现方法还可以将第一实例和IP地址的绑定关系上报给控制器，比如，图1中与OpenFlow设备相连接的控制器，而且，该控制器还需要获知第一实例和IP地址的绑定关系，并用于生成第一实例对应的流表项。本实施例中可以采用以下两种方式使得控制器能够获知第一实例和IP地址的绑定关系：

方式一：主动方式。

本实施例中，当第一实例与控制器建立连接后，通过上报消息将第一实例与第一实例所绑定的IP地址之间的绑定关系上报给控制器。

方式二：被动方式，如图3所示。参见图3，为本发明多实例实现方法的另一个实施例流程图，能够根据控制器的请求将第一实例和IP地址的绑定关系上报给控制器，并且该实施例应用于OpenFlow设备上，该OpenFlow设备可以为图1中所示的OpenFlow设备，控制器可以为图1所示的与OpenFlow设备相连接的控制器，该方法包括以下步骤：

步骤310：接收控制器发送的网络配置获取请求。

本实施例中，控制器可以采用NETCONF GET方式来要求OpenFlow设备上报第一实例和IP地址的绑定关系。其中，NETCONF是一种网络配置协议。

除了采用NETCONF GET方式来要求OpenFlow设备上报第一实例和IP地址的绑定关系之外，控制器还可以采用其他方式从OpenFlow设备获取第一实例和IP地址的绑定关系。而本发明实施例中，对控制器获取器第一实例和IP地址的绑定关系的方式不作具体限定，只要达到控制器能够获知第一实例和IP地址的绑定关系即可。

步骤320：根据网络配置获取请求将第一实例与第一实例所绑定的IP地址之间的绑定关系上报给控制器。

本实施例中，控制器接收到第一实例与第一实例所绑定的IP地址之间的绑定关系后，可以记录该绑定关系。

另外，上述方式一和方式二中，还可以将第一实例所绑定的IP地址对应的端口的端口信息发送至控制器，使得控制器根据接收到的端口信息，获知第一实例、IP地址和端口之间的绑定关系。

由上述实施例可见，当OpenFlow设备建立第一实例和IP地址的绑定关系后，会采用不同的方式将第一实例和IP地址的绑定关系上报给控制器，使得控制器记录有第一实例和IP地址的绑定关系，即使OpenFlow设备的端口发生变化时，控制器记录的第一实例和IP地址的绑定关系也不会发生变化，从而降低了多实例实现的难度，并提高了多实例实现的可靠性。

另一个实施例中，本发明多实例实现方法还可以实现报文转发，如图4所示。参见图4，为本发明多实例实现方法的另一个实施例流程图，能够实现报文转发，并且该实施例应用于OpenFlow设备上，该OpenFlow设备可以为图1中所示的OpenFlow设备，控制器可以为图1所示的与OpenFlow设备相连接的控制器，该方法包括以下步骤：

步骤410：接收第一报文。其中，该第一报文是需要转发的报文。

步骤420：若第一报文匹配到第一实例的缺省(table-miss)表项，则将第一报文发送至控制器。

本实施例中，若第一报文匹配到第一实例的缺省表项，表明本地没有该第一报文对应的第一流表项，需要将第一报文发送至控制器，目的是需要由控制器下发该第一报文对应的第一流表项。

控制器接收到第一报文后，首先对第一报文进行分析，再根据应用业务的算法、以及第一实例和IP地址的绑定关系，生成第一报文对应的第一流表项。该第一流表项的动作域中指定的出口为指定的IP地址，该指定的IP地址与第一实例具有绑定关系。

步骤430：接收控制器下发的针对第一报文的第一流表项，该第一流表项的动作域中指定的出口为指定的IP地址，该指定的IP地址与第一实例具有绑定关系。

本实施例中，接收控制器发送的第一实例的第一流表项后，可以将该第一实例的第一流表项存入第一实例的存储区域内，该存储区域内还可以包括第一实例的缺省表项。其中，第一实例的第一流表项的优先级大于第一实例的缺省表项的优先级。

步骤440：若接收到与第一报文具有相同匹配域内容的后续报文，且该后续报文匹配到第一流表项后，根据第一流表项的动作域中指定的出口IP地址查询该出口IP地址所绑定的本地端口，从该出口IP地址所绑定的本地端口转发后续报文。

本实施例中，第一报文的后续报文，可能是与第一报文相同流量的报文，也可能是与第一报文不同流量的报文。但是，当第一报文的后续报文是与第一报文具有相同匹配域内容的后续报文，且该后续报文匹配到第一流表项后，则说明该第一报文的后续报文是与第一报文相同流量的报文，可以根据第一流表项的动作域中指定的出口IP地址转发出去。其中，转发时可以根据本地保存的IP地址与端口的绑定关系找到指定的出口IP地址所绑定的本地端口，并通过该所绑定的本地端口将第一报文的后续报文发送出去。

由上述实施例可见，接收到第一报文后，若第一报文匹配到第一实例的缺省表项，则将第一报文发送至控制器，接收控制器下发的针对第一报文的第一流表项，该第一流表项的动作域中指定的出口为指定的IP地址，该指定的IP地址与第一实例具有绑定关系，若接收到与第一报文具有相同匹配域内容的后续报文，且该后续报文匹配到第一流表项后，根据第一流表项的动作域中指定的出口IP地址查询该出口IP地址对应的本地端口，从查询到的本地出端转发后续报文，从而实现了基于IP地址的报文转发，即使OpenFlow设备的端口发生变化时，控制器下发的第一流表项的动作域中指定的出口IP地址也不会发生变化，进而降低了多实例实现的难度，并提高了多实例实现的可靠性。

与前述多实例实现方法的实施例相对应，本发明还提供了多实例实现装置的实施例。

本发明多实例实现装置的实施例可以应用在网络设备上。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图5所示，为本发明多实例实现装置所在设备的一种硬件结构图，除了图5所示的处理器、网络接口、内存以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的设备通常还可以包括其他硬件，如负责处理报文的转发芯片等等；从硬件结构上来讲该设备还可能是分布式的设备，可能包括多个接口卡，以便在硬件层面进行报文处理的扩展。

参见图6，为本发明多实例实现装置的一个实施例框图，该装置可以应用于OpenFlow设备上，该OpenFlow设备上创建有一个或多个实例，包括：第一绑定单元61和第二绑定单元62。

其中，第一绑定单元61用于将Openflow设备的一个或多个IP地址与该Openflow设备上的第一实例绑定。

第二绑定单元62用于为需要加入第一实例的端口绑定该第一实例所绑定的IP地址。

由上述实施例可见，本发明多实例实现装置将Openflow设备的一个或多个IP地址与Openflow设备上的第一实例绑定，并为需要加入第一实例的端口绑定第一实例所绑定的IP地址，使得第一实例和IP地址进行绑定，即使OpenFlow设备的端口发生变化时，第一实例和IP地址的绑定关系也不会发生变化，从而降低了多实例实现的难度，并提高了多实例实现的可靠性。

在一个可选的实现方式中，第二绑定单元62具体用于若第一实例所绑定的IP地址为一个，则将该IP地址与需要加入第一实例的端口进行绑定；若第一实例所绑定的IP地址为多个，则从该多个IP地址中选择一个IP地址，并将所选择的IP地址与需要加入第一实例的端口进行绑定。

另一个可选的实现方式中，本发明多实例实现装置还可以包括：第一上报单元(图6中未示出)。

其中，第一上报单元当第一实例与控制器建立连接后，通过上报消息将第一实例与第一实例所绑定的IP地址之间的绑定关系上报给控制器。

另一个可选的实现方式中，本发明多实例实现装置还可以包括：第一接收单元和第二上报单元(图6中未示出)。

其中，第一接收单元用于接收控制器发送的网络配置获取请求。

第二上报单元用于根据网络配置获取请求将第一实例与第一实例所绑定的IP地址之间的绑定关系上报给控制器。

由上述可选的实现方式可见，本发明多实例实现装置可以采用不同的方式将第一实例和IP地址的绑定关系上报给控制器，使得控制器记录有第一实例和IP地址的绑定关系，即使OpenFlow设备的端口发生变化时，控制器记录的第一实例和IP地址的绑定关系也不会发生变化，从而降低了多实例实现的难度，并提高了多实例实现的可靠性。

另一个可选的实现方式中，本发明多实例实现装置还可以包括：第一发送单元(图6中未示出)。

其中，第一发送单元用于将第一实例所绑定的IP地址对应的端口的端口信息发送至控制器。

另一个可选的实现方式中，本发明多实例实现装置还可以包括：第二接收单元、第二发送单元、第三接收单元和转发单元(图6中未示出)。

其中，第二接收单元用于接收第一报文。

第二发送单元用于若第一报文匹配到第一实例的缺省表项，则将第一报文发送至控制器。

第三接收单元用于接收控制器下发的针对第一报文的第一流表项，该第一流表项的动作域中指定的出口为指定的IP地址，该指定的IP地址与第一实例具有绑定关系。

转发单元用于若接收到与第一报文具有相同匹配域内容的后续报文，且该后续报文匹配到第一流表项后，根据第一流表项的动作域中指定的出口IP地址查询该出口IP地址所绑定的本地端口，从该出口IP地址所绑定的本地端口转发后续报文。

另外，上述所有可选的实现方式中的IP地址可以为网段。

由上述可选的实现方式可见，本发明多实例实现装置可以实现了基于IP地址的报文转发，即使OpenFlow设备的端口发生变化时，控制器下发的流表项的动作域中指定的IP地址也不会发生变化，进而降低了多实例实现的难度，并提高了多实例实现的可靠性。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

由上述实施例可见，将Openflow设备的一个或多个IP地址与Openflow设备上的第一实例绑定，并为需要加入第一实例的端口绑定第一实例所绑定的IP地址，使得第一实例和IP地址进行绑定，即使OpenFlow设备的端口发生变化时，第一实例和IP地址的绑定关系也不会发生变化，从而降低了多实例实现的难度，并提高了多实例实现的可靠性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (14)

1.一种多实例实现方法，其特征在于，所述方法应用于OpenFlow设备上，所述OpenFlow设备上创建有一个或多个实例，包括：

将所述Openflow设备的一个或多个IP地址与所述Openflow设备上的第一实例绑定；

为需要加入所述第一实例的端口绑定所述第一实例所绑定的IP地址。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为需要加入所述第一实例的端口绑定所述第一实例所绑定的IP地址具体包括：

若所述第一实例所绑定的IP地址为一个，则将该IP地址与需要加入所述第一实例的端口进行绑定；

若所述第一实例所绑定的IP地址为多个，则从该多个IP地址中选择一个IP地址，并将所选择的IP地址与需要加入所述第一实例的端口进行绑定。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述第一实例与控制器建立连接后，通过上报消息将所述第一实例与所述第一实例所绑定的IP地址之间的绑定关系上报给控制器。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收控制器发送的网络配置获取请求；

根据所述网络配置获取请求将所述第一实例与所述第一实例所绑定的IP地址之间的绑定关系上报给控制器。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述第一实例所绑定的IP地址对应的端口的端口信息发送至所述控制器。

6.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收第一报文；

若所述第一报文匹配到所述第一实例的缺省表项，则将所述第一报文发送至所述控制器；

接收所述控制器下发的针对所述第一报文的第一流表项，所述第一流表项的动作域中指定的出口为指定的IP地址，该指定的IP地址与所述第一实例具有绑定关系；

若接收到与所述第一报文具有相同匹配域内容的后续报文，且所述后续报文匹配到所述第一流表项后，根据所述第一流表项的动作域中指定的出口IP地址查询该出口IP地址所绑定的本地端口，从该出口IP地址所绑定的本地端口转发所述后续报文。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述IP地址为网段。

8.一种多实例实现装置，其特征在于，所述装置应用于OpenFlow设备上，所述OpenFlow设备上创建有一个或多个实例，包括：

第一绑定单元，用于将所述Openflow设备的一个或多个IP地址与所述Openflow设备上的第一实例绑定；

第二绑定单元，用于为需要加入所述第一实例的端口绑定所述第一实例所绑定的IP地址。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二绑定单元具体用于若所述第一实例所绑定的IP地址为一个，则将该IP地址与需要加入所述第一实例的端口进行绑定；若所述第一实例所绑定的IP地址为多个，则从该多个IP地址中选择一个IP地址，并将所选择的IP地址与需要加入所述第一实例的端口进行绑定。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一上报单元，用于当所述第一实例与控制器建立连接后，通过上报消息将所述第一实例与所述第一实例所绑定的IP地址之间的绑定关系上报给控制器。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一接收单元，用于接收控制器发送的网络配置获取请求；

第二上报单元，用于根据所述网络配置获取请求将所述第一实例与所述第一实例所绑定的IP地址之间的绑定关系上报给控制器。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一发送单元，用于将所述第一实例所绑定的IP地址对应的端口的端口信息发送至所述控制器。

13.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二接收单元，用于接收第一报文；

第二发送单元，用于若所述第一报文匹配到所述第一实例的缺省表项，则将所述第一报文发送至所述控制器；

第三接收单元，用于接收所述控制器下发的针对所述第一报文的第一流表项，所述第一流表项的动作域中指定的出口为指定的IP地址，该指定的IP地址与所述第一实例具有绑定关系；

转发单元，用于若接收到与所述第一报文具有相同匹配域内容的后续报文，且所述后续报文匹配到所述第一流表项后，根据所述第一流表项的动作域中指定的出口IP地址查询该出口IP地址所绑定的本地端口，从该出口IP地址所绑定的本地端口转发所述后续报文。

14.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述IP地址为网段。