CN104869057A - 开放流交换机优雅重启处理方法、装置及开放流控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种开放流OpenFlow交换机优雅重启处理方法、装置及OpenFlow控制器，该方法包括：确定OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态；将OpenFlow交换机的状态标记为优雅重启状态，其中，标记为优雅重启状态包括：维持OpenFlow交换机在进行优雅重启之前的流表及对外连接仍有效，并且禁止对流表进行修改，通过本发明，解决了相关技术中存在无法实现OpenFlow交换机优雅重启的问题，进而达到了有效实现OpenFlow交换机优雅重启的效果。

Description

开放流交换机优雅重启处理方法、装置及开放流控制器

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种开放流OpenFlow交换机优雅重启处理方法、装置及开放流控制器。

背景技术

在数据通信网络中，网元设备经常会由于各种原因而发生重启，比如软件的重装或升级、软件发生故障或是运行控制软件的处理器发生主备切换等等。网元设备的重启可以被分为两类：一类重启会导致网元设备的转发功能随着控制软件的重启而同时失效，这类重启必然会引发网络中转发路由的重新收敛，进而会对网络中的业务流量产生影响；另一类重启能够确保网元设备的转发功能在控制软件重启的过程中保持正常运行，这类重启不必然会引发网络中转发路由的重新收敛，进而不会对网络中的业务流量产生影响。

针对上述后一类重启，为了避免网络中转发路由的重新收敛，需要对开放式最短路径优先（Open Shortest Path First，简称为OSPF）、中间系统到中间系统（Intermediate System toIntermediate System，简称为IS-IS）和边界网关协议（Border Gateway Protocol，简称为BGP）这样的基本路由协议做一些扩展，增加相应的协议消息和协议流程。支持这些协议扩展的网元设备所实施的非中断转发（non-stop forwarding）的重启过程被称为优雅重启（GracefulRestart，简称为GR）。国际标准组织互联网工程任务组（Internet Engineering Task Force，简称为IETF）分别于2003年11月和2008年6月发布了RFC3623和RFC5187，规定了如何扩展OSPF协议以支持运行OSPF协议的网元设备的优雅重启；IETF于2008年10月发布了RFC5306，规定了如何扩展IS-IS协议以支持运行IS-IS协议的网元设备的优雅重启；IETF于2007年1月发布了RFC4724，规定了如何扩展BGP协议以支持运行BGP协议的网元设备的优雅重启。

随着软件定义网络（Software Defined Network，简称为SDN）概念的提出及其应用的发展，作为SDN核心技术的OpenFlow技术正处于快速发展阶段，目前利用OpenFlow技术建设的OpenFlow网络已经越来越多地应用于实际的生产生活中。OpenFlow网络采用控制平面与转发平面（也称为数据平面或用户平面）相分离的架构，图1是根据相关技术的OpenFlow网络组件架构示意图，如图1所示，OpenFlow网络的控制平面由OpenFlow控制器来实现，OpenFlow控制器是一种具备强大计算能力的设备，具体的设备形态可以是个人电脑、服务器或服务器集群等。OpenFlow网络的转发平面由OpenFlow交换机来实现，OpenFlow交换机是一种具备强大交换能力的设备，具体的设备形态是配备多个网络端口、基于流表（Flow Table）进行报文处理与转发的网元设备。网络应用程序是一种应用（App）软件，类似于手机和平板电脑等终端设备上运行的App，它用于完成某种网络业务的部署和/或修改。OpenFlow控制器与OpenFlow交换机之间的接口运行OpenFlow协议，网络应用程序可以通过北向接口（Northbound Interface，简称为NBI）调用OpenFlow控制器以实现对OpenFlow网络的操作。OpenFlow协议和NBI都由国际标准组织开放网络基金会（Open Networking Foundation，简称为ONF）负责规定和修改，ONF于2013年10月正式发布的OpenFlow交换机规范1.4.0版本，规定了OpenFlow协议流程以及OpenFlow交换机内部的报文处理流程。OpenFlow交换机规范规定，当OpenFlow交换机与OpenFlow控制器之间的连接发生中断时，OpenFlow交换机会进入故障安全模式（Fail Secure Mode）或故障独立模式（Fail Standalone Mode）：进入故障安全模式的OpenFlow交换机仍根据流表转发收到的业务报文，同时对于需要发送到OpenFlow控制器的业务报文会直接丢弃；进入故障独立模式的OpenFlow交换机则会采用非流表的转发方式，即利用传统转发表来转发业务报文，故障独立模式只适用于同时支持流表转发和传统转发表转发的混合网元设备。上述OpenFlow交换机规范只规定了OpenFlow交换机在与OpenFlow控制器的连接中断后的行为，缺乏对于如何支持OpenFlow交换机优雅重启的考虑，也就没有提供OpenFlow交换机和OpenFlow控制器在OpenFlow交换机优雅重启前后的行为规范。于是，OpenFlow交换机一旦重启并引发其与OpenFlow控制器的连接中断后，OpenFlow控制器会从自身保存的网络拓扑中删除该OpenFlow交换机及其所有网络连接，进而重新计算路由并更新网络中所有受影响的OpenFlow交换机的流表；而在OpenFlow交换机完成重启并与OpenFlow控制器重新建立起OpenFlow协议连接后，OpenFlow控制器会重新发现（Discover）该OpenFlow交换机的所有网络连接并把该网元设备加入自身保存的网络拓扑中，进而重新计算路由并更新网络中所有受影响的OpenFlow交换机的流表。

因此，在相关技术中存在无法实现OpenFlow交换机优雅重启的问题。

发明内容

本发明提供了一种开放流OpenFlow交换机优雅重启处理方法、装置及开放流控制器，以至少解决在相关技术中存在无法实现OpenFlow交换机优雅重启的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种开放流OpenFlow交换机优雅重启处理方法，包括：确定OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态；将所述OpenFlow交换机的状态标记为所述优雅重启状态，其中，标记为所述优雅重启状态包括：维持所述OpenFlow交换机在进行优雅重启之前的流表及对外连接仍有效，并且禁止对所述流表进行修改。

优选地，确定所述OpenFlow交换机所处的状态为所述优雅重启状态包括：接收到所述OpenFlow交换机发送的优雅重启通告消息；依据接收到的所述优雅重启通告消息确定所述OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态。

优选地，确定所述OpenFlow交换机所处的状态为所述优雅重启状态包括：在与所述OpenFlow交换机建立连接时，向所述OpenFlow交换机发送优雅重启支持能力查询消息；接收到所述OpenFlow交换机反馈的优雅重启支持能力响应消息；在与所述OpenFlow交换机之间的连接断开时，依据接收到的所述优雅重启支持能力响应消息确定所述OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态。

优选地，在将所述OpenFlow交换机的状态标记为所述优雅重启状态之后，还包括：将所述OpenFlow交换机的所述优雅重启状态反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序模块。

优选地，在将所述OpenFlow交换机的状态标记为所述优雅重启状态之后，还包括：检测到与所述OpenFlow交换机重新建立连接；将所述OpenFlow交换机的所述优雅重启状态进行清除。

优选地，在将所述OpenFlow交换机的所述优雅重启状态进行清除之后，还包括：将所述OpenFlow交换机的所述优雅重启状态清除的状态更新反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序模块。

根据本发明的另一方面，提供了一种开放流OpenFlow交换机优雅重启处理装置，包括：确定模块，用于确定OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态；标记模块，用于将所述OpenFlow交换机的状态标记为所述优雅重启状态，其中，标记为所述优雅重启状态包括：维持所述OpenFlow交换机在进行优雅重启之前的流表及对外连接仍有效，并且禁止对所述流表进行修改。

优选地，所述确定模块包括：第一接收单元，用于接收到所述OpenFlow交换机发送的优雅重启通告消息；第一确定单元，用于依据接收到的所述优雅重启通告消息确定所述OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态。

优选地，所述确定模块包括：发送单元，用于在与所述OpenFlow交换机建立连接时，向所述OpenFlow交换机发送优雅重启支持能力查询消息；第二接收单元，用于接收到所述OpenFlow交换机反馈的优雅重启支持能力响应消息；第二确定单元，用于在与所述OpenFlow交换机之间的连接断开时，依据接收到的所述优雅重启支持能力响应消息确定所述OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态。

优选地，所述装置还包括：第一反馈模块，用于将所述OpenFlow交换机的所述优雅重启状态反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序模块。

优选地，所述装置还包括：检测模块，用于检测到与所述OpenFlow交换机重新建立连接；清除模块，用于将所述OpenFlow交换机的所述优雅重启状态进行清除。

优选地，所述装置还包括：第二反馈模块，用于将所述OpenFlow交换机的所述优雅重启状态清除的状态更新反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序模块。

根据本发明的再一方面，提供了一种开放流OpenFlow控制器，包括上述任一项所述的装置。

通过本发明，采用确定OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态；将所述OpenFlow交换机的状态标记为所述优雅重启状态，其中，标记为所述优雅重启状态包括：维持所述OpenFlow交换机在进行优雅重启之前的流表及对外连接仍有效，并且禁止对所述流表进行修改，解决了相关技术中存在无法实现OpenFlow交换机优雅重启的问题，进而达到了有效实现OpenFlow交换机优雅重启的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的OpenFlow网络组件架构示意图；

图2是根据本发明实施例的开放流OpenFlow交换机优雅重启处理方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的开放流OpenFlow交换机优雅重启处理装置的结构框图；

图4是根据本发明实施例的开放流OpenFlow交换机优雅重启处理装置的确定模块32的优选结构框图一；

图5是根据本发明实施例的开放流OpenFlow交换机优雅重启处理装置的确定模块32的优选结构框图二；

图6是根据本发明实施例的开放流OpenFlow交换机优雅重启处理装置的优选结构框图一；

图7是根据本发明实施例的开放流OpenFlow交换机优雅重启处理装置的优选结构框图二；

图8是根据本发明实施例的开放流OpenFlow交换机优雅重启处理装置的优选结构框图三；

图9是根据本发明实施例的开放流OpenFlow控制器的结构框图；

图10是根据本发明优选实施例的OpenFlow交换机优雅重启方法一的流程图；

图11是根据本发明优选实施例的OpenFlow交换机优雅重启方法二的流程图；

图12是根据本发明优选实施方式一的应用OpenFlow交换机优雅重启的OpenFlow网络场景示意图；

图13是根据本发明优选实施方式二的应用OpenFlow交换机优雅重启的OpenFlow网络场景示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实施例中提供了一种开放流OpenFlow交换机优雅重启处理方法，图2是根据本发明实施例的开放流OpenFlow交换机优雅重启处理方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S202，确定OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态；

步骤S204，将OpenFlow交换机的状态标记为优雅重启状态，其中，标记为优雅重启状态包括：维持OpenFlow交换机在进行优雅重启之前的流表及对外连接仍有效，并且禁止对流表进行修改。

通过上述步骤，在OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态时，通过将OpenFlow交换机的状态标记为优雅重启状态，即在OpenFlow交换机重启的这段时间内，维持OpenFlow交换机在进行优雅重启之前的流表及对外连接仍有效，并且禁止对流表进行修改，解决了相关技术中由于OpenFlow交换机在重启时需要重新修改网络拓扑，以及对网络路由进行重新计算导致业务流的中断，即无法实现OpenFlow交换机优雅重启的问题，通过上述处理，在OpenFlow交换机重启的这段时间内，维持重启之前所处的状态，即不对网络拓扑进行修改以及路由进行重新计算，进而达到了有效实现OpenFlow交换机优雅重启的效果。

在确定OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态时可以通过多种方式，例如，可以采用以下方式来实现：接收到OpenFlow交换机发送的优雅重启通告消息；依据接收到的优雅重启通告消息确定OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态。即由OpenFlow交换机主动通告的方式来确定OpenFlow交换机的优雅重启状态。又例如，确定OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态还可以采用以下方式：在与OpenFlow交换机建立连接时，向OpenFlow交换机发送优雅重启支持能力查询消息；接收到OpenFlow交换机反馈的优雅重启支持能力响应消息；在与OpenFlow交换机之间的连接断开时，依据接收到的优雅重启支持能力响应消息确定OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态。即由OpenFlow控制器主动向OpenFlow交换机查询的方式来确定OpenFlow交换机的优雅重启状态。

优选地，在将OpenFlow交换机的状态标记为优雅重启状态之后，还可以将OpenFlow交换机的优雅重启状态反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序模块。在将OpenFlow交换机的状态标记为优雅重启状态之后，在检测到与OpenFlow交换机重新建立连接时，将OpenFlow交换机的优雅重启状态进行清除。较优地，在将OpenFlow交换机的优雅重启状态进行清除之后，还可以，将OpenFlow交换机的优雅重启状态清除的状态更新反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序模块。通过上述处理，有效地实现了整个业务流处理的流畅性。

在本实施例中还提供了一种开放流OpenFlow交换机优雅重启处理装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”表示可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图3是根据本发明实施例的开放流OpenFlow交换机优雅重启处理装置的结构框图，如图3所示，该装置包括确定模块32和标记模块34，下面对该装置进行说明。

确定模块32，用于确定OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态；标记模块34，连接至上述确定模块32，用于将OpenFlow交换机的状态标记为优雅重启状态，其中，标记为优雅重启状态包括：维持OpenFlow交换机在进行优雅重启之前的流表及对外连接仍有效，并且禁止对流表进行修改。

图4是根据本发明实施例的开放流OpenFlow交换机优雅重启处理装置的确定模块32的优选结构框图一，如图4所示，该确定模块32包括第一接收单元42和第一确定单元44，下面对该确定模块32进行说明。

第一接收单元42，用于接收到OpenFlow交换机发送的优雅重启通告消息；第一确定单元44，连接至上述第一接收单元42，用于依据接收到的优雅重启通告消息确定OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态。

图5是根据本发明实施例的开放流OpenFlow交换机优雅重启处理装置的确定模块32的优选结构框图二，如图5所示，该确定模块32包括：发送单元52、第二接收单元54和第二确定单元56，下面对该确定模块32进行说明。

发送单元52，用于在与OpenFlow交换机建立连接时，向OpenFlow交换机发送优雅重启支持能力查询消息；第二接收单元54，连接至上述发送单元52，用于接收到OpenFlow交换机反馈的优雅重启支持能力响应消息；第二确定单元56，连接至上述第二接收单元54，用于在与OpenFlow交换机之间的连接断开时，依据接收到的优雅重启支持能力响应消息确定OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态。

图6是根据本发明实施例的开放流OpenFlow交换机优雅重启处理装置的优选结构框图一，如图6所示，该装置除包括图3所示的所有模块外，还包括第一反馈模块62，下面对该第一反馈模块62进行说明。

第一反馈模块62，连接至上述标记模块34，用于将OpenFlow交换机的优雅重启状态反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序模块。

图7是根据本发明实施例的开放流OpenFlow交换机优雅重启处理装置的优选结构框图二，如图7所示，该装置除包括图3所示的所有模块外，还包括：检测模块72和清除模块74，下面对该优选结构进行说明。

检测模块72，连接至上述标记模块34，用于检测到与OpenFlow交换机重新建立连接；清除模块74，连接至上述检测模块72，用于将OpenFlow交换机的优雅重启状态进行清除。

图8是根据本发明实施例的开放流OpenFlow交换机优雅重启处理装置的优选结构框图三，如图8所示，该装置除包括图7所示的所有模块外，还包括：第二反馈模块82，下面对该第二反馈模块82进行说明。

第二反馈模块82，连接至上述清除模块74，用于将OpenFlow交换机的优雅重启状态清除的状态更新反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序模块。

图9是根据本发明实施例的开放流OpenFlow控制器的结构框图，如图9所示，该OpenFlow控制器90包括上述任一项的开放流OpenFlow交换机优雅重启处理装置92。

针对相关技术中OpenFlow交换机无法实现优雅重启的问题，在本实施例中提供了一种OpenFlow交换机优雅重启的实现方法，使得OpenFlow交换机能够完成不会引发OpenFlow网络中业务流量中断的优雅重启，克服了相关技术中无法实现OpenFlow交换机优雅重启的缺陷。OpenFlow交换机优雅重启的方法可以采用以下实现方式：

在本实施方式中，扩展了ONF规定的OpenFlow协议和NBI，增加了OpenFlow交换机在优雅重启前向OpenFlow控制器发送通告消息的机制，而OpenFlow控制器在收到通告消息后会在自身保存的网络拓扑中把相应OpenFlow交换机标记为优雅重启状态，并通过NBI把该OpenFlow交换机的优雅重启状态反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序，待OpenFlow交换机完成重启并与OpenFlow控制器重新建立起OpenFlow协议连接后，OpenFlow控制器会在自身保存的网络拓扑中清除相应OpenFlow交换机的优雅重启状态，并通过NBI把该OpenFlow交换机优雅重启状态清除的状态更新反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序，上述对于现有OpenFlow协议和NBI的扩展共同实现了OpenFlow交换机的优雅重启。较优地，在本实施例中还通过扩展现有OpenFlow协议实现了OpenFlow控制器对OpenFlow交换机的优雅重启支持能力的查询，使得OpenFlow控制器在没有收到OpenFlow交换机发送的优雅重启通告消息的情况下，仍然可以选择执行本发明规定的收到优雅重启通告消息后所执行的流程，增加了OpenFlow控制器实现方式的灵活性。

下面结合附图对本发明优选实施例及优选实施方式进行说明。

图10是根据本发明优选实施例的OpenFlow交换机优雅重启方法一的流程图，如图10所示，该流程包括如下步骤：

步骤S1002，OpenFlow交换机检测到触发优雅重启的事件后，向OpenFlow控制器发送优雅重启通告消息。

OpenFlow交换机与OpenFlow控制器之间运行的是OpenFlow协议，优雅重启通告消息也可以是一种采用现有OpenFlow协议封装的OpenFlow协议消息，该消息用于通知OpenFlow控制器发送该消息的OpenFlow交换机即将进行优雅重启，该消息既可以是一个全新定义的OpenFlow协议消息，也可以是一个通过扩展现有OpenFlow协议消息获得的新的OpenFlow协议消息。

优雅重启通告消息可以同时携带指示OpenFlow交换机即将进行优雅重启的标志位、发送该消息的OpenFlow交换机的标识（可采用现有OpenFlow协议所规定的OpenFlow交换机标识Datapath ID，也即数据通道标识）、触发优雅重启的事件和重启所需最长时间，其中触发优雅重启的事件包括网络操作员的指令、控制软件的故障和控制软件的升级等等，重启所需最长时间用于供OpenFlow控制器判断OpenFlow交换机是否陷入了重启故障，也是OpenFlow控制器等待优雅重启的OpenFlow交换机重新与其建立起OpenFlow协议连接的最长等待时间。

步骤S1004，OpenFlow控制器收到优雅重启通告消息后，向OpenFlow交换机回复优雅重启通告接收确认消息，同时在自身保存的网络拓扑中把相应OpenFlow交换机标记为优雅重启状态，并且把相应OpenFlow交换机的优雅重启状态通过NBI反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序。

OpenFlow控制器把一个OpenFlow交换机标记为优雅重启状态，即表明该OpenFlow交换机的现有流表及现有对外连接仍然有效，OpenFlow控制器不需要由于该OpenFlow交换机的重启而重新计算路由及根据重新计算的路由修改网络中其它OpenFlow交换机的流表，同时还表明该OpenFlow交换机的流表暂时不能被修改，包括不能给该OpenFlow交换机增加新的流表以及不能删除或改变它的现有流表。

网络应用程序可以分为两类，一类网络应用程序不需要了解网络拓扑，另一类网络应用程序需要了解网络拓扑，需要了解网络拓扑的网络应用程序包括网络提供商使用的网管软件、租用提供商网络的虚拟运营商使用的更高一级的OpenFlow控制器软件等，OpenFlow控制器把一个OpenFlow交换机标记为优雅重启状态后，需要把相应OpenFlow交换机的优雅重启状态通过NBI反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序。

步骤S1006，OpenFlow交换机完成重启并与OpenFlow控制器重新建立起OpenFlow协议连接后，OpenFlow控制器在自身保存的网络拓扑中清除相应OpenFlow交换机的优雅重启状态，并且把相应OpenFlow交换机优雅重启状态清除的状态更新通过NBI反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序。

在收到OpenFlow控制器回复的优雅重启通告接收确认消息后，OpenFlow交换机立即进行软件重启，它与OpenFlow控制器之间的OpenFlow协议连接随即会中断，即使没有收到OpenFlow控制器回复的优雅重启通告接收确认消息，OpenFlow交换机也会在等待一段时间后进行软件重启并导致它与OpenFlow控制器之间的OpenFlow协议连接中断。

经过一段重启时间，OpenFlow交换机重启完成，随即会发起并重新建立起与OpenFlow控制器之间的OpenFlow协议连接。OpenFlow控制器一旦与该OpenFlow交换机重新建立起OpenFlow协议连接，就会在自身保存的网络拓扑中清除相应OpenFlow交换机的优雅重启状态，即表明OpenFlow控制器重新可以控制该OpenFlow交换机并修改它的流表，包括可以给该OpenFlow交换机增加新的流表以及可以删除或改变它的现有流表。同时，为了使需要了解网络拓扑的网络应用程序获取最新的网络状态，OpenFlow控制器会立即把相应OpenFlow交换机优雅重启状态清除的状态更新通过NBI反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序。

经过OpenFlow交换机发送给OpenFlow控制器的优雅重启通告消息中携带的重启所需最长时间后，如果OpenFlow控制器仍然没有重新建立起与该OpenFlow交换机的OpenFlow协议连接，则OpenFlow控制器会根据相关技术把该OpenFlow交换机及其对外连接从自身保存的网络拓扑中删除，并把网络拓扑的更新反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序。

图11是根据本发明优选实施例的OpenFlow交换机优雅重启方法二的流程图，如图11所示，该流程包括如下步骤：

步骤S1102，OpenFlow控制器一旦与OpenFlow交换机建立起OpenFlow协议连接，就立即向OpenFlow交换机发送优雅重启支持能力查询消息，OpenFlow交换机向OpenFlow控制器回复优雅重启支持能力响应消息。

OpenFlow交换机与OpenFlow控制器之间运行的是OpenFlow协议，优雅重启支持能力查询消息也是一种采用现有OpenFlow协议封装的OpenFlow协议消息，该消息用于查询OpenFlow交换机是否支持优雅重启，该消息既可以是一个全新定义的OpenFlow协议消息，也可以是一个通过扩展现有OpenFlow协议消息获得的新的OpenFlow协议消息。

优雅重启支持能力响应消息同样也是一种采用现有OpenFlow协议封装的OpenFlow协议消息。如果发送该消息的OpenFlow交换机支持优雅重启，则该消息同时携带指示OpenFlow交换机支持优雅重启的标志位、发送该消息的OpenFlow交换机的标识（可采用现有OpenFlow协议所规定的OpenFlow交换机标识Datapath ID，也即数据通道标识）和重启所需最长时间，其中重启所需最长时间用于供OpenFlow控制器判断OpenFlow交换机是否陷入了重启故障，也是OpenFlow控制器等待优雅重启的OpenFlow交换机重新与其建立起OpenFlow协议连接的最长等待时间；如果发送该消息的OpenFlow交换机不支持优雅重启，则该消息同时携带指示OpenFlow交换机不支持优雅重启的标志位和发送该消息的OpenFlow交换机的标识，OpenFlow控制器在收到该消息后，会根据相关技术在该OpenFlow交换机处于重启状态时把它从自身保存的网络拓扑中删除，进而根据新的网络拓扑重新计算路由并更新网络中所有受影响的OpenFlow交换机的流表。

后续的步骤假定发送优雅重启支持能力响应消息的OpenFlow交换机支持优雅重启。

步骤S1104，OpenFlow控制器检测到与OpenFlow交换机之间的OpenFlow协议连接中断后，在自身保存的网络拓扑中把相应OpenFlow交换机标记为优雅重启状态，并且把相应OpenFlow交换机的优雅重启状态通过NBI反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序。

步骤S1106，OpenFlow交换机完成重启并与OpenFlow控制器重新建立起OpenFlow协议连接后，OpenFlow控制器在自身保存的网络拓扑中清除相应OpenFlow交换机的优雅重启状态，并且把相应OpenFlow交换机优雅重启状态清除的状态更新通过NBI反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序。

经过OpenFlow交换机回复给OpenFlow控制器的优雅重启支持能力响应消息中携带的重启所需最长时间后，如果OpenFlow控制器仍然没有重新建立起与该OpenFlow交换机的OpenFlow协议连接，则OpenFlow控制器会根据相关技术把该OpenFlow交换机从自身保存的网络拓扑中删除，并把网络拓扑的更新反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序。

优选实施方式一

图12是根据本发明优选实施方式一的应用OpenFlow交换机优雅重启的OpenFlow网络场景示意图，如图12所示，OpenFlow网络包含三个OpenFlow交换机和一个OpenFlow控制器，三个OpenFlow交换机与OpenFlow控制器之间已分别建立了OpenFlow协议连接。三个OpenFlow交换机分别是OpenFlow交换机1、OpenFlow交换机2和OpenFlow交换机3，OpenFlow交换机1的端口2与OpenFlow交换机2的端口1相连，OpenFlow交换机2的端口2与OpenFlow交换机3的端口1相连。网络应用程序通过NBI调用OpenFlow控制器在OpenFlow交换机1的端口1与OpenFlow交换机3的端口2之间已经建立了带宽为50兆的IP业务连接。

OpenFlow交换机2由于收到网络操作员的指令即将进行优雅重启。结合图10与图12所示，在本优选实施方式中，OpenFlow网络中的OpenFlow交换机和OpenFlow控制器要执行如下步骤：

步骤1，OpenFlow交换机2收到网络操作员的优雅重启指令后，向OpenFlow控制器发送优雅重启通告消息。

步骤2，OpenFlow控制器收到优雅重启通告消息后，向OpenFlow交换机2回复优雅重启通告接收确认消息，同时在自身保存的网络拓扑中把OpenFlow交换机2标记为优雅重启状态，并且把OpenFlow交换机2的优雅重启状态通过NBI反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序。

在OpenFlow交换机2重启的过程中，网络应用程序通过调用OpenFlow控制器在OpenFlow交换机1的端口1与OpenFlow交换机3的端口2之间已经建立的带宽为50兆的IP业务连接不受影响，但是此时网络应用程序无法对该IP业务连接进行修改，并且也无法在OpenFlow交换机1的端口1与OpenFlow交换机3的端口2之间建立新的业务连接。

步骤3，OpenFlow交换机2完成重启并与OpenFlow控制器重新建立起OpenFlow协议连接后，OpenFlow控制器在自身保存的网络拓扑中清除OpenFlow交换机2的优雅重启状态，并且把OpenFlow交换机2优雅重启状态清除的状态更新通过NBI反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序。

网络应用程序在收到OpenFlow控制器反馈的OpenFlow交换机2优雅重启状态清除的状态更新后，就可以对已经在OpenFlow交换机1的端口1与OpenFlow交换机3的端口2之间建立的带宽为50兆的IP业务连接进行修改，也可以在OpenFlow交换机1的端口1与OpenFlow交换机3的端口2之间建立新的业务连接。

优选实施方式二

图13是根据本发明优选实施方式二的应用OpenFlow交换机优雅重启的OpenFlow网络场景示意图，如图13所示，OpenFlow网络包含四个OpenFlow交换机和一个OpenFlow控制器，四个OpenFlow交换机与OpenFlow控制器之间已分别建立了OpenFlow协议连接。四个OpenFlow交换机分别是OpenFlow交换机1、OpenFlow交换机2、OpenFlow交换机3和OpenFlow交换机4，OpenFlow交换机1的端口2与OpenFlow交换机2的端口1相连，OpenFlow交换机2的端口2与OpenFlow交换机3的端口1相连，OpenFlow交换机1的端口3与OpenFlow交换机4的端口1相连，OpenFlow交换机3的端口3与OpenFlow交换机4的端口2相连。网络应用程序通过NBI调用OpenFlow控制器在OpenFlow交换机1的端口1与OpenFlow交换机3的端口2之间已经建立了经过OpenFlow交换机2的带宽为50兆的IP业务连接。

OpenFlow交换机2由于收到网络操作员的指令即将进行优雅重启。结合图10与图13所示，在本优选实施方式中，OpenFlow网络中的OpenFlow交换机和OpenFlow控制器要执行如下步骤：

步骤1，OpenFlow交换机2收到网络操作员的优雅重启指令后，向OpenFlow控制器发送优雅重启通告消息。

步骤2，OpenFlow控制器收到优雅重启通告消息后，向OpenFlow交换机2回复优雅重启通告接收确认消息，同时在自身保存的网络拓扑中把OpenFlow交换机2标记为优雅重启状态，并且把OpenFlow交换机2的优雅重启状态通过NBI反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序。

在OpenFlow交换机2重启的过程中，网络应用程序通过调用OpenFlow控制器在OpenFlow交换机1的端口1与OpenFlow交换机3的端口2之间已经建立的经过OpenFlow交换机2的带宽为50兆的IP业务连接不受影响，但是此时网络应用程序无法对该IP业务连接进行修改。由于OpenFlow交换机1还可以经过OpenFlow交换机4与OpenFlow交换机3连接，所以此时网络应用程序可以在OpenFlow交换机1的端口1与OpenFlow交换机3的端口2之间建立新的业务连接，OpenFlow控制器在接收到网络应用程序要求建立新的业务连接的调用后，会根据OpenFlow交换机2所处的优雅重启状态选择给OpenFlow交换机1、OpenFlow交换机3和OpenFlow交换机4下发新的流表，建立经过OpenFlow交换机4的新的业务连接。

步骤3，OpenFlow交换机2完成重启并与OpenFlow控制器重新建立起OpenFlow协议连接后，OpenFlow控制器在自身保存的网络拓扑中清除OpenFlow交换机2的优雅重启状态，并且把OpenFlow交换机2优雅重启状态清除的状态更新通过NBI反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序。

网络应用程序在收到OpenFlow控制器反馈的OpenFlow交换机2优雅重启状态清除的状态更新后，就可以对已经在OpenFlow交换机1的端口1与OpenFlow交换机3的端口2之间建立的、经过OpenFlow交换机2的、带宽为50兆的IP业务连接进行修改，也可以在OpenFlow交换机1的端口1与OpenFlow交换机3的端口2之间建立新的业务连接。OpenFlow控制器在接收到网络应用程序要求建立新的业务连接的调用后，为了防止OpenFlow交换机2由于故障原因发生反复的重启，可以选择给OpenFlow交换机1、OpenFlow交换机3和OpenFlow交换机4下发新的流表，建立经过OpenFlow交换机4的新的业务连接，也可以忽略OpenFlow交换机2之前进行的重启，选择给OpenFlow交换机1、OpenFlow交换机2和OpenFlow交换机3下发新的流表，建立经过OpenFlow交换机2的新的业务连接。

优选实施方式三

在本优选实施方式三中，OpenFlow网络场景与优选实施方式一中的一致，不同之处在于本优选实施方式采用本发明提供的另一种OpenFlow交换机优雅重启的实现方法。

OpenFlow交换机2由于收到网络操作员的指令即将进行优雅重启。结合图11与图12所示，在本优选实施方式三中，OpenFlow网络中的OpenFlow交换机和OpenFlow控制器要执行如下步骤：

步骤1，OpenFlow控制器一旦与OpenFlow交换机1、OpenFlow交换机2或OpenFlow交换机3建立起OpenFlow协议连接，就立即向各OpenFlow交换机发送优雅重启支持能力查询消息，各OpenFlow交换机向OpenFlow控制器回复优雅重启支持能力响应消息，OpenFlow交换机2在回复的优雅重启支持能力响应消息中表明它支持优雅重启。

步骤2，OpenFlow交换机2重启后，OpenFlow控制器检测到与OpenFlow交换机2之间的OpenFlow协议连接中断，于是在自身保存的网络拓扑中把OpenFlow交换机2标记为优雅重启状态，并且把OpenFlow交换机2的优雅重启状态通过NBI反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序。

步骤3，OpenFlow交换机2完成重启并与OpenFlow控制器重新建立起OpenFlow协议连接后，OpenFlow控制器在自身保存的网络拓扑中清除OpenFlow交换机2的优雅重启状态，并且把OpenFlow交换机2优雅重启状态清除的状态更新通过NBI反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种开放流OpenFlow交换机优雅重启处理方法，其特征在于，包括：

确定OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态；

将所述OpenFlow交换机的状态标记为所述优雅重启状态，其中，标记为所述优雅重启状态包括：维持所述OpenFlow交换机在进行优雅重启之前的流表及对外连接仍有效，并且禁止对所述流表进行修改。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述OpenFlow交换机所处的状态为所述优雅重启状态包括：

接收到所述OpenFlow交换机发送的优雅重启通告消息；

依据接收到的所述优雅重启通告消息确定所述OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述OpenFlow交换机所处的状态为所述优雅重启状态包括：

在与所述OpenFlow交换机建立连接时，向所述OpenFlow交换机发送优雅重启支持能力查询消息；

接收到所述OpenFlow交换机反馈的优雅重启支持能力响应消息；

在与所述OpenFlow交换机之间的连接断开时，依据接收到的所述优雅重启支持能力响应消息确定所述OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述OpenFlow交换机的状态标记为所述优雅重启状态之后，还包括：

将所述OpenFlow交换机的所述优雅重启状态反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序模块。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述OpenFlow交换机的状态标记为所述优雅重启状态之后，还包括：

检测到与所述OpenFlow交换机重新建立连接；

将所述OpenFlow交换机的所述优雅重启状态进行清除。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在将所述OpenFlow交换机的所述优雅重启状态进行清除之后，还包括：

将所述OpenFlow交换机的所述优雅重启状态清除的状态更新反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序模块。

7.一种开放流OpenFlow交换机优雅重启处理装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态；

标记模块，用于将所述OpenFlow交换机的状态标记为所述优雅重启状态，其中，标记为所述优雅重启状态包括：维持所述OpenFlow交换机在进行优雅重启之前的流表及对外连接仍有效，并且禁止对所述流表进行修改。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：

第一接收单元，用于接收到所述OpenFlow交换机发送的优雅重启通告消息；

第一确定单元，用于依据接收到的所述优雅重启通告消息确定所述OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：

发送单元，用于在与所述OpenFlow交换机建立连接时，向所述OpenFlow交换机发送优雅重启支持能力查询消息；

第二接收单元，用于接收到所述OpenFlow交换机反馈的优雅重启支持能力响应消息；

第二确定单元，用于在与所述OpenFlow交换机之间的连接断开时，依据接收到的所述优雅重启支持能力响应消息确定所述OpenFlow交换机所处的状态为优雅重启状态。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

第一反馈模块，用于将所述OpenFlow交换机的所述优雅重启状态反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序模块。

11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

检测模块，用于检测到与所述OpenFlow交换机重新建立连接；

清除模块，用于将所述OpenFlow交换机的所述优雅重启状态进行清除。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，还包括：

第二反馈模块，用于将所述OpenFlow交换机的所述优雅重启状态清除的状态更新反馈给需要了解网络拓扑的网络应用程序模块。

13.一种开放流OpenFlow控制器，其特征在于，包括权利要求7至12中任一项所述的装置。