CN105245363B - 基于OpenFlow的线性保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种基于OpenFlow的线性保护方法，该方法包括Open Flow控制器下发流表给数据发送端和数据接收端，数据发送端接收MPLS报文并根据OpenFlow控制器下发的流表通过通讯链路将MPLS报文发送给数据接收端，数据接收端根据OpenFlow控制器下发的流表行为选择相应的通讯链路接收所述MPLS报文。本发明基于OpenFlow的语义，实现了1+1和1:1的线性保护，对于推动网络迁移到通过OpenFlow统一管理阶段，提供了具有实际使用价值的保护方案。

Description

基于OpenFlow的线性保护方法
技术领域
本发明涉及线性保护技术领域，尤其是涉及一种基于OpenFlow的线性保护方法。
背景技术
MPLS-TP(Multi-Protocol Label Switching Transport Profile，多协议标签交换传输网标准)是由ITU-T和IETF成立的联合工作组在2008年4月提出，其前身是ITU-T于2005年5月开始开发的T-MPLS技术标准。
随着通信技术的发展，MPLS-TP成为了传输网发展一个主流方向。MPLS-TP技术对多协议标签交换(MPLS)、伪线(MPLS/PW)技术进行了简化和改造，引入了传送网分层、OAM和保护等概念，符合传送网的需求。MPLS-TP为了适应传输网的需求，提出了分层的概念，主要分为段层(Sectio n Layer)、LSP层(Label Switch Path Layer)、PW层(Pseudo WireLayer)。针对各层定义了各自的OAM(Operations，Administration，and Maintenance)标准，也定义了LSP(Label Switch Path)和PW(Pseudo Wire)的线性保护标准。
保护作为MPLS-TP网络中的一个核心话题，主要负责网络的可靠性保障，在网络发生故障或者传输质量降低的情况下，完成由故障链路到备份链路的倒换，在最短时间内恢复正常的业务通信。在IETF RFC5654里面对保护提出了明确的需求，基于拓扑主要分为线性保护和环网保护。线性保护主要提供LSP(Label Switch Path)和PW(Pseudo Wire)的保护。现有MPLS-TP的线性保护，支持1+1保护和1:1两种保护方式。它依靠MPLS-TP OAM检测Working(工作)和Protection(保护)两条链路的状态，再加上管理员可以参与控制，实现对线性数据传输的保护。
然而，传统的MPLS-TP线性保护，切换与否都是由发送端和接收端本地决定的，不利于网管的统一管理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于OpenFlow的线性保护方法，以将链路切换的控制权从交换机迁移到控制器，便于统一管理。
为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种基于OpenFlow的线性保护方法，包括以下步骤：
OpenFlow控制器下发流表给数据发送端和数据接收端；
数据发送端接收MPLS报文并根据OpenFlow控制器下发的流表通过通讯链路将MPLS报文发送给数据接收端；
数据接收端根据OpenFlow控制器下发的流表行为选择相应的通讯链路接收所述MPLS报文。
优选地，OpenFlow控制器下发组表给数据发送端，所述组表类型为type-all类型，所述OpenFlow控制器下发一条流表给数据接收端。
优选地，所述数据发送端根据OpenFlow控制器下发的组表行为，将MPLS报文从数据发送端所有的出口同时发送到每个出口相应的通讯链路上；所述数据接收端根据OpenFlow控制器下发的流表从其中一条通讯链路接收所述MPLS报文。
优选地，所述组表行为包括：将收到的MPLS报文先剥除MAC层，并将MPLS标签修改为数据发送端所有出口的出口号，再将修改后的MPLS报文重新加上新的MAC层，从数据发送端所有的出口发送出去。
优选地，当数据接收端当前接收MPLS报文的通讯链路发生故障时，所述控制器删除从该通讯链路接收MPLS报文的流表，并立即下发从另外一条通讯链路接收MPLS报文的流表。
优选地，所述OpenFlow控制器下发一条流表给数据发送端，所述OpenFlow控制器下发多条流表给数据接收端，所述OpenFlow控制器下发给数据接收端的流表数目与通讯链路的条目相同。
优选地，所述数据发送端根据控制器下发的流表行为选择一条通讯链路发送MPLS报文给数据接收端；所述数据接收端根据控制器下发的流表行为从所有的通讯链路上接收MPLS报文。
优选地，当数据发送端当前发送MPLS报文的通讯链路发生故障时，控制器更新数据发送端上的流表，改为从另外一条通讯链路发送MPLS报文。
优选地，所述通讯链路包括工作链路和保护链路。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明基于OpenFlow的语义，实现了1+1和1:1的线性保护，对于推动网络迁移到通过OpenFlow统一管理阶段，提供了具有实际使用价值的保护方案。
附图说明
图1是本发明基于OpenFlow的线性保护方法的流程示意图；
图2是本发明基于OpenFlow实现的1+1线性保护的原理示意图；
图3是本发明基于OpenFlow实现的1：1线性保护的原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
本发明通过OpenFlow实现了1+1和1:1的线性保护，将链路切换的控制权从交换机迁移到控制器，便于统一管理。
数据的发送端到接收端有多条路径(一般两条)可达的时候，定义其中一条为Working(工作)链路，另外一条为Protection(保护)链路。数据可以在这两条路径间切换，从而实现保护的功能。1+1线性保护的原理是“双发单收”，报文发送端同时向Working和Protection两条路径发送相同的数据，报文接收端会选取一条路径接收。
图1为本发明基于OpenFlow的线性保护方法的流程示意图；图2是本发明基于OpenFlow实现的1+1线性保护的原理示意图；图2中，控制器和数据发送端PE1、数据接收端PE2相连，可以向这两台设备下发组和流信息。下面的描述，都是基于PE1作为数据发送端，PE2作为数据接收端这个前提的。实际上本发明非常容易推广到PE2作为数据发送端，PE1作为数据发送端的场景。往往这两个方向都需要提供线性保护。
结合图1和图2所示，本发明实施例1所揭示的一种基于OpenFlow的1+1线性保护方法，包括以下步骤：
步骤1、OpenFlow控制器下发组表给数据发送端，所述组表类型为type-all类型，OpenFlow控制器下发一条流表给数据接收端；
步骤2、数据发送端根据OpenFlow控制器下发的组表行为，将MPLS报文从数据发送端所有的出口同时发送到每个出口相应的通讯链路上；
步骤3、数据接收端根据OpenFlow控制器下发的流表从其中一条通讯链路接收所述MPLS报文。
具体地，在数据发送端PE1上，MPLS报文(指的是MPLS封装下的原始报文)从其port1口进入，假设此时MPLS报文的MPLS标签为100。
在数据发送端PE1上：
(1)OpenFlow控制器创建类型为type-all组表，定义MPLS报文的出口是port2(其mpls标签＝200)和port3(mpls标签＝300)，该组表行为是将收到的MPLS报文先剥除MAC层，并将MPLS标签从100修改为200，再将修改后的MPLS报文重新加上新的MAC层，从数据发送端的出口port2发送出去；同时将MPLS标签从100修改为300，再将修改后的MPLS报文重新加上新的MAC层，从数据发送端的出口port3发送出去。
(2)OpenFlow控制器创建流表，调用type-all组表，即从端口port1进来的mpls报文，如果mpls标签＝100，就会按照type-all组表义的行为对报文进行处理。
在数据接收端PE2上：
由于数据接收端PE2上需要保持有且只有一条流表，因此OpenFlow控制器控制下发一条流表给数据接收端PE2，数据接收端PE2根据该流表定义的行为从其中working链路或protection链路接收所述MPLS报文，并从它的出口port1′转发出去，在本实施例1中，即从Working链路上，接收mpls标签为200的报文，处理后从出口port1′转发出去，或者从Protection链路上，接收mpls标签为300的报文，处理后从出口port1′转发出去。
本发明实施例1故障发生时的保护切换，具体为：
假设当前数据接收端PE2是从Working路径接收数据，而此时Working路径发生的故障，控制器会立即删除从Working路径接收MPLS报文的组表和流表，并立即下发从Protection路径接收MPLS报文的组表和流表。数据发送端PE1上的流表不需要做任何更新。同理，若当前数据接收端PE2是从Protection路径接收数据，而此时Protection路径发生的故障，控制器会立即删除从Protection路径接收MPLS报文的组表和流表，并立即下发从Working路径接收MPLS报文的组表和流表。
1：1线性保护的原理是“单发双收”，数据发送端只会选一条可用路径(Working路径或Protection路径，优先选择Working路径)发送数据，而数据接收端同时从这两条路径上接收报文。
图3是本发明基于OpenFlow实现的1：1线性保护的原理示意图，结合图1和图3所示，本发明实施例2所揭示的一种基于OpenFlow的1：1线性保护方法，包括以下步骤：
步骤1、OpenFlow控制器下发一条流表给数据发送端，OpenFlow控制器下发多条流表给数据接收端，OpenFlow控制器下发给数据接收端的流表数目与通讯链路的条目相同；
步骤2、数据发送端根据控制器下发的流表行为选择一条通讯链路发送MPLS报文给数据接收端；
步骤3、数据接收端根据控制器下发的流表行为从所有的通讯链路上接收MPLS报文。
具体地，在数据发送端PE1上，MPLS报文(指的是MPLS封装下的原始报文)从其port1口进入，假设此时MPLS报文的MPLS标签为100。
在数据发送端PE1上：
由于数据发送端PE1上需要保持有且只有一条流表，因此OpenFlow控制器控制下发一条流表给数据发送端PE1，数据发送端PE1根据该流表定义的行为将MPLS报文从working链路或protection链路发送出去，在本实施例2中，即OpenFlow控制器定义MPLS报文的出口是port2(其mpls标签＝200)或出口是port3(mpls标签＝300)。
在数据接收端PE2上：
数据接收端PE2上需要由控制器同时下发两条流表，保证无论数据从Working路径和Protection路径都能正常接收报文，并从出口port1′转发出去。在本实施例2中，即从Working链路上，接收mpls标签为200的报文，处理后从出口port1′转发出去，以及从Protection链路上，接收mpls标签为300的报文，处理后从出口port1′转发出去。
本发明实施例2故障发生时的保护切换，具体为：
假设当前数据发送端PE1是从Working路径发送数据，而此时Working路径发生的故障，控制器会立即更新数据发送端PE1上的流表，数据接收端PE2上的流表不需要做任何更新。同理，若当前数据发送端PE1是从Protection路径接收数据，而此时Protection路径发生的故障，控制器同样会更新数据发送端PE1上的流表。
本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种基于OpenFlow的线性保护方法，其特征在于：包括以下步骤：
OpenFlow控制器下发流表给数据发送端和数据接收端，包括：所述OpenFlow控制器下发组表给数据发送端，所述组表类型为type-all类型，所述OpenFlow控制器下发一条流表给数据接收端；或者，所述OpenFlow控制器下发一条流表给数据发送端，所述OpenFlow控制器下发多条流表给数据接收端，所述OpenFlow控制器下发给数据接收端的流表数目与通讯链路的条目相同；
数据发送端接收MPLS报文并根据OpenFlow控制器下发的流表通过通讯链路将MPLS报文发送给数据接收端；
数据接收端根据OpenFlow控制器下发的流表行为选择相应的通讯链路接收所述MPLS报文。
2.根据权利要求1所述的基于OpenFlow的线性保护方法，其特征在于，所述数据发送端根据OpenFlow控制器下发的组表行为，将MPLS报文从数据发送端所有的出口同时发送到每个出口相应的通讯链路上；所述数据接收端根据OpenFlow控制器下发的流表从其中一条通讯链路接收所述MPLS报文。
3.根据权利要求2所述的基于OpenFlow的线性保护方法，其特征在于，所述组表行为包括：将收到的MPLS报文先剥除MAC层，并将MPLS标签修改为数据发送端所有出口的出口号，再将修改后的MPLS报文重新加上新的MAC层，从数据发送端所有的出口发送出去。
4.根据权利要求1所述的基于OpenFlow的线性保护方法，其特征在于，当数据接收端当前接收MPLS报文的通讯链路发生故障时，所述控制器删除从该通讯链路接收MPLS报文的流表，并立即下发从另外一条通讯链路接收MPLS报文的流表。
5.根据权利要求1所述的基于OpenFlow的线性保护方法，其特征在于，所述数据发送端根据控制器下发的流表行为选择一条通讯链路发送MPLS报文给数据接收端；所述数据接收端根据控制器下发的流表行为从所有的通讯链路上接收MPLS报文。
6.根据权利要求1所述的基于OpenFlow的线性保护方法，其特征在于，当数据发送端当前发送MPLS报文的通讯链路发生故障时，控制器更新数据发送端上的流表，改为从另外一条通讯链路发送MPLS报文。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的基于OpenFlow的线性保护方法，其特征在于，所述通讯链路包括工作链路和保护链路。
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