CN108924047B - 一种流表项存储方法、装置、交换机和计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种流表项存储方法、装置、交换机和计算机可读介质，涉及交换机的技术领域，该方法包括：获取本地存储空间中流表项的标志信息，其中，标志信息表示流表项的闲置状态；当确定出标志信息为第一信息时，将流表项迁移至交换机的扩展存储设备，其中，第一信息表示流表项处于待迁移状态，待迁移状态下的流表项的闲置时长大于第一阈值；当确定出与待转发报文相匹配的流表项存储在扩展存储设备时，则将相匹配的流表项迁回至本地存储空间中，本公开缓解了交换机表项资源有限的技术问题。

Description

一种流表项存储方法、装置、交换机和计算机可读介质

技术领域

本公开涉及交换机的技术领域，尤其是涉及一种流表项存储方法、装置、交换机和计算机可读介质。

背景技术

软件定义网络(Software Defined Network，SDN)，是由Emulex提出的一种新型网络创新架构，其核心技术OpenFlow协议通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。

在基于OpenFlow协议的SDN网络中，控制器全局控制表项的下发和更新，其中，该控制器属于SDN网络中的控制层面，指导并下发流表。在现有的SDN网络中，大多使用的控制器是单控制器，即，一个控制器，但是，单控制器的处理能力有限。针对这个问题有两种解决方式：一种是扩展控制器的数量以形成分布式控制器；另一种是降低交换机对控制器的依赖。

针对上述第一种解决方式，分布式控制器当前存在北向接口协议不统一，东、西向协议不稳定的问题。因此上述第二种解决方式如何降低交换机对控制器的依赖，以及如何有效利用交换机有限的转发表空间，以及如何存储或者计算资源在交换机硬件和软件部分的分配是近期受到较多关注的问题。现有的技术通过表项压缩的方式来实现增加流表项的存储量。这种方法能只是简单的压缩了表项占用内存的大小，一方面仅能增加一定数量的表项，并不能解决交换机表项资源有限的问题；另一方面不够灵活，需要解压缩后才能进行流量的匹配，增加了的丢包风险。

发明内容

有鉴于此，本公开的目的在于提供一种流表项存储方法、装置、交换机和计算机可读介质，以缓解了交换机表项资源有限的技术问题。

第一方面，本公开实施例提供了一种流表项存储方法，应用于交换机，包括：获取本地存储空间中流表项的标志信息，其中，所述标志信息表示流表项的闲置状态；当确定出所述标志信息为第一信息时，将所述流表项迁移至所述交换机的扩展存储设备，其中，所述第一信息表示流表项处于待迁移状态，所述待迁移状态下的流表项的闲置时长大于第一阈值；当确定出与待转发报文相匹配的流表项存储在所述扩展存储设备时，则将所述相匹配的流表项迁回至所述本地存储空间中。

进一步地，所述方法还包括：在将所述流表项迁移后经过第一预设时长，如果所述交换机接收到的报文中没有与所述流表项相匹配的报文，则将所述流表项的标志信息更新为第二信息，其中，所述第二信息表示所述流表项处于待删除状态，所述待删除状态下的流表项的闲置时长大于第二阈值。

进一步地，所述方法还包括：每隔第二预设时长在所述扩展存储设备中删除闲置时长大于所述第二阈值的流表项。

进一步地，在将所述相匹配的流表项迁回至所述本地存储空间中之后，重新计算所述相匹配的流表项的闲置时长。

进一步地，当所述流表项的标志信息为第一信息时，将所述流表项迁移至扩展存储设备中包括：当所述流表项的标志信息为第一信息时，判断所述交换机中流表的存储量是否超过预设阈值；如果判断出是，则将所述流表项迁移至扩展存储设备中。

进一步地，所述方法还包括：获取控制器发送的携带所述标志信息的流表项；将所述流表项存储在所述交换机的流表中，并记录所述流表项的闲置时长；当所述闲置时长大于第一阈值时，将所述流表项的标志信息标记为所述第一信息；当所述闲置时长小于第三阈值时，将所述标志信息标记为第三信息，以通过所述第三信息表示所述流表项处于持续匹配的状态，其中，所述第三阈值小于所述第一阈值。

第二方面，本公开实施例提供了一种流表项存储装置，设置于交换机，包括：第一获取单元，用于获取本地存储空间中流表项的标志信息，其中，所述标志信息表示流表项的闲置状态；第一迁移单元，用于当确定出所述标志信息为第一信息时，将所述流表项迁移至所述交换机的扩展存储设备，其中，所述第一信息表示流表项处于待迁移状态，所述待迁移状态下的流表项的闲置时长大于第一阈值；第二迁移单元，用于当确定出与待转发报文相匹配的流表项存储在所述扩展存储设备时，则将所述相匹配的流表项迁回至所述本地存储空间中。

进一步地，所述装置还包括：更新单元，用于在将所述流表项迁移后经过第一预设时长，如果所述交换机接收到的报文中没有与所述流表项相匹配的报文，则将所述流表项的标志信息更新为第二信息，其中，所述第二信息表示所述流表项处于待删除状态，所述待删除状态下的流表项的闲置时长大于第二阈值。

进一步地，所述装置还包括：删除单元，用于每隔第二预设时长在所述扩展存储设备中删除闲置时长大于所述第二阈值的流表项。

进一步地，所述装置还用于：在将所述相匹配的流表项迁回至所述本地存储空间中之后，重新计算所述相匹配的流表项的闲置时长。

进一步地，所述第一迁移单元用于：当所述流表项的标志信息为第一信息时，判断所述交换机中流表的存储量是否超过预设阈值；如果判断出是，则将所述流表项迁移至扩展存储设备中。

进一步地，所述装置还包括：第二获取单元，用于获取控制器发送的携带所述标志信息的流表项；存储记录单元，用于将所述流表项存储在所述交换机的流表中，并记录所述流表项的闲置时长；第一标记单元，用于当所述闲置时长大于第一阈值时，将所述流表项的标志信息标记为所述第一信息；第二标记单元，用于当所述闲置时长小于或者等于第三阈值时，将所述标志信息标记为第三信息，以通过所述第三信息表示所述流表项处于持续匹配的状态，其中，所述第三阈值小于所述第一阈值。

第三方面，本公开实施例提供了一种交换机，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的流表项存储方法。

第四方面，本公开实施例提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行上述任一项所述的流表项存储方法。

在本公开实施例中，获取本地存储空间中流表项的标志信息，其中，标志信息表示流表项的闲置状态；当确定出标志信息为第一信息时，将流表项迁移至交换机的扩展存储设备，其中，第一信息表示流表项处于待迁移状态，待迁移状态下的流表项的闲置时长大于第一阈值；当确定出与待转发报文相匹配的流表项存储在扩展存储设备时，将相匹配的流表项迁回至本地存储空间中。

通过上述描述可知，在本实施例中，通过扩展存储设备和流表项的标志信息，能够实现流表项的动态存储，通过对长期占用资源的无效流表项进行迁移的方式来降低控制器的压力，进而缓解了交换机表项资源有限的技术问题。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本公开而了解。本公开的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本公开实施例的一种流表项存储方法的流程图；

图2是根据本公开实施例的第一种可选的流表项存储方法的流程图；

图3是根据本公开实施例的第二种可选的流表项存储方法的流程图；

图4是根据本公开实施例的第三种可选的流表项存储方法的流程图；

图5是根据本公开实施例的一种流表项存储装置的示意图；

图6是根据本公开实施例的一种交换机的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

通过背景技术的描述可知，现有的技术方案中，在降低交换机对控制器的依赖时，通过流表项压缩的方式来实现增加流表项的存储量，但是并不能解决交换机流表项资源有限的问题。针对该问题，本公开中提出了一种流表项存储方法，该通过扩展存储设备和流表项的标志信息，能够实现流表项的动态存储，通过对长期占用资源的无效流表项进行迁移的方式来降低控制器的压力，进而缓解了交换机表项资源有限的技术问题。下面将结合具体实施例介绍该流表项存储方法。

实施例1

根据本公开实施例，提供了一种流表项存储方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本公开实施例的一种流表项存储方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取本地存储空间中流表项的标志信息，所述标志信息表示流表项的闲置状态；其中，流表项为控制器向交换机发送的携带标志信息的流表项。

步骤S104，当确定出所述标志信息为第一信息时，将所述流表项迁移至所述交换机的扩展存储设备，其中，所述第一信息表示流表项处于待迁移状态，所述待迁移状态下的流表项；

步骤S106，当确定出与待转发报文相匹配的流表项存储在所述扩展存储设备时，将所述相匹配的流表项迁回至所述本地存储空间中。

通过上述描述可知，在本实施例中，通过扩展存储设备和流表项的标志信息，能够实现流表项的动态存储。通过流表项的动态存储，能够避免交换机和控制器之间建立请求消息，节省了连接通道的带宽，极大的增强了控制器层面的处理效率。通过流表项的动态存储，还能够对长期占用资源的无效流表项进行迁移，以降低控制器的压力，进而缓解了交换机表项资源有限的技术问题。

在本实施例中，上述交换机可以为OpenFlow交换机，OpenFlow交换机为支持OpenFlow协议的网络设备，可以是物理设备，也可以是虚拟设备；本实施例中的控制器为SDN网络中的控制层面，指导并下发流表的控制器。该控制器和交换机的工作过程描述如下：

根据上层网络应用的不同需求，控制器将针对不同数据包的流表项下发到每个交换机的流表中；交换机在报文到达时查找流表中与该报文匹配且优先级最高的流表项，并根据所查找到的流表项执行相应的转发或丢弃等操作。流表由流表项组成，一个流表中可包含多个流表项，一个流表项中包含报文的匹配条件和处理报文的动作。

如果流表中的某个流表项一直未匹配到报文，那么该流表项将处于闲置状态或者无效状态。如果处于闲置状态(或者无效状态)的流表项的数量较大，则将严重占用交换机的存储资源。

为了解决上述问题，在本实施例中，提供了一种流表项存储方法。在该方法中，通过标志信息和扩展存储设备的结合，来实现流表项的动态存储。使用扩展存储设备，避免了流表项占用过多内存而导致交换机内存耗尽的风险；同时在扩展存储设备中存入了长时间闲置的表项，增加了流量匹配表项的效率。下面将结合具体实施方式介绍该流表项存储方法。

实施例2

图2是根据本公开实施例的第一种可选的流表项存储方法的流程图。如图2所示，在上述实施例1的基础上，该方法包括如下步骤：

步骤S201，获取所述控制器发送的携带所述标志信息的流表项；

步骤S202，将所述流表项存储在所述交换机的流表中，并记录所述流表项的闲置时长；

步骤S203，当所述闲置时长大于第一阈值时，将所述流表项的标志信息标记为所述第一信息；

步骤S204，当所述闲置时长小于第三阈值时，将所述标志信息标记为第三信息，以通过所述第三信息表示所述流表项处于持续匹配的状态，所述第三阈值小于所述第一阈值。

在本实施例中，首先，控制器将针对不同数据包的流表项下发到每个交换机的流表中，其中，控制器向交换机所下发的流表项中，携带标志信息Free TimeFlag，该标志信息用于表示流表项闲置时长，其中，闲置时长是指交换机所接收到的报文没有与该流表项相匹配的报文的持续时长。例如，从t1时刻开始到t2时刻，交换机所接收到的报文没有与该流表项相匹配的报文，那么t1到t2这段时间即为该流表项的持续时长。

交换机在获取到该携带标志信息的流表项之后，将该流表项存储在交换机的本地存储空间的流表中，并记录流表项的闲置时长。当闲置时长大于第一阈值(例如，8小时)时，将流表项的标志信息标记为第一信息(Ready，简称R)。当闲置时长小于或者等于第三阈值时(例如，等于零)，将标志信息标记为第三信息，以通过第三信息表示流表项处于持续匹配的状态，其中，第三阈值小于第一阈值。优选地，第一阈值可以选择为8小时。上述第三信息为C(Continue)，当流表项的Free TimeFlag标志信息为C时，表明该条流表项持续有报文匹配。

通过上述描述可知，在本实施例中，在获取到控制器下发的流表项之后，就可以基于该流表项的闲置时长对该流表项的标志信息进行设置。例如，如果某流表项在某个时间段内，处于持续匹配状态，此时，该流表项的标志信息为C(Continue)。之后，如果交换机接收到的报文中不存在与该流表项相匹配的报文，且持续时间大于第一阈值，则将该流表项的标志信息由C(Continue)变更为R(Ready，第一信息)。

在此过程中，交换机将实时或者定时获取本地存储空间中各个流表项的标志信息，如果确定出某条流表项的标志信息变化为第一信息，则将该条流表项由本地存储空间迁移至交换机的扩展存储设备中。其中，扩展存储设备可以是硬盘，可以是其他备用设备。

通过上述描述可知，在OpenFlow流表项中增加了Free TimeFlag标志信息，以通过该Free TimeFlag标志信息标记流表项闲置状态，其中，不同闲置状态对应不同的FreeTimeFlag值，交换机就可以Free_TimeFlag的取值情况对流表进行相应的处理，例如，迁移和删除。

进一步地，在本实施例中，通过扩展存储设备来实现流表项的迁移，避免了交换机和控制器之间建流请求消息，节省了连接通道的带宽，极大的增强了控制器层面的处理效率。这就使得OpenFlow流表项的数量在交换机上没有了限制，解决了SDN交换机流表资源有限的问题。

在本实施例中，在将流表项迁移至扩展存储设备后，将流表项的标志信息更新为F(Free)，其中，F(Free)表明该条流表项超过最大闲置时长(即，上述第一阈值)，并已经被迁移至扩展存储设备中。在交换机成功的将该条流表项迁移至扩展存储设备之后，就可以将该条流表项的Free TimeFlag标志信息标记为F(Free)。

需要说明的是，在本实施例中，在将标记为R的流表项由本地存储空间迁移至扩展存储设备时，可以通过以下两种方式来实现迁移：

方式一、批量迁移

批量迁移是指当交换机的本地存储空间中标志信息为R(Ready)的流表项的数量超过预设数量值时，则批量将标志信息为R(Ready)的流表项迁移至扩展存储设备中。

批量迁移还可以是每隔预设时间，将量将标志信息为R(Ready)的流表项迁移至扩展存储设备中。

方式二、实时迁移

实时迁移是指在该条流表项的标志信息被更新为R(Ready)之后，启动将该条流表项迁移至扩展存储设备的操作。

在本实施例中，优选上述方式一来对流表项进行批量迁移，以减少交换机资源的占用，避免交换机出现死机或者运行缓慢的情况。

在本实施例中，在将所述流表项迁移后经过第一预设时长，如果交换机接收到的报文中没有与流表项相匹配的报文，则将流表项的标志信息更新为第二信息D(Delete)，其中，第二信息D(Delete)表示流表项处于待删除状态，待删除状态下的流表项的闲置时长大于第二阈值。

具体地，在本实施例中，如果监控到某条流表项的标志信息变化为第一信息R(Ready)，则将该条流表项由本地存储空间迁移至交换机的扩展存储设备中。其中，扩展存储设备可以是硬盘，可以是备用设备。在将该条流表项由本地存储空间迁移至交换机的扩展存储设备之后，就可以将该条流表项的Free TimeFlag标志信息标记为F(Free)，表明该流表项处于已迁移状态。

在将该条流表项迁移至扩展存储设备之后经过第一预设时长(也即，最大保留时间)，如果交换机接收到的报文中没有与该条流表项相匹配的报文，将该条流表项的标志信息更新为第二信息。其中，第二信息为D(Delete)，表明该条流表项的闲置时间已经超过最大保留时间(其中，最大保留时间即为上述第二阈值)，处于待删除的状态。

在本实施例中，针对标志信息被标记为第二信息D(Delete)的流表项，需要对其进行删除。在本实施例中，该方法还包括如下步骤：每隔第二预设时长在所述扩展存储设备中删除闲置时长大于所述第二阈值的流表项；或者，每隔第二预设时长在所述扩展存储设备中删除标志信息为第二信息的流表项。

具体地，删除过程描述如下：首先，获取控制器发送的删除请求，其中，所述删除请求为删除闲置时长大于所述第二阈值的流表项的请求；然后，基于所述删除请求在所述扩展存储设备中删除闲置时长大于所述第二阈值的流表项。

可选地，上述两个步骤可以应用在以下两种场景下：

场景一、控制器定时向交换机发送查询请求，其中，该查询请求用于查询交换机的中是否存在处于待删除状态的流表项。

具体地，控制器每隔一段时间向交换机发送查询请求，以查询交换机的本地存储空间和扩展存储设备的流表项中是否存在闲置时长大于所述第二阈值的流表项。如果控制器查询到交换机的本地存储空间和扩展存储设备的流表项中存在闲置时长大于所述第二阈值的流表项，则向交换机发送删除请求，以请求删除闲置时长大于所述第二阈值的流表项。交换机在获取到该删除请求之后，对闲置时长大于所述第二阈值的流表项进行删除。

场景二、交换机向控制器发送主动删除请求。

具体地，当交换机监控到本地存储空间和扩展存储设备的流表项中存在闲置时长大于所述第二阈值的流表项数量超过预设数量时，则向控制器发送主动删除请求。控制器在获取到该主动删除请求之后，向交换机发送删除请求，以指示交换机删除闲置时长大于所述第二阈值的流表项。交换机在获取到该删除请求之后，对闲置时长大于所述第二阈值的流表项进行删除。

需要说明的是，在本实施例中，可以单独采用上述场景一描述的方式来对闲置时长大于所述第二阈值的流表项进行删除，还可以单独采用上述场景二描述的方式来对闲置时长大于所述第二阈值的流表项进行删除；还可以结合上述场景一和场景二描述的方式来对闲置时长大于所述第二阈值的流表项进行删除，本实施例中不做具体限定。

在本实施例中，通过控制器向交换机发送删除指令，以删除本地存储空间或者扩展存储设备中超过最大保留时间的流表项，能够实现交换机中流表项存储资源的定时释放，使得交换机不受硬件层面交换机芯片存储能力的限制。

在本实施例中，在将流表项迁移至扩展存储设备后，如果交换机接收到的报文中存在与流表项相匹配的报文，则将该流表项迁回至本地存储空间中，重新计算该流表项的闲置时长，并将流表项的标志信息标记为第三信息C(Continue)，以通过第三信息表示流表项处于持续匹配的状态。

具体地，在本实施例中，交换机在接收到待转发的报文之后，首先，在交换机的本地存储空间中查询与该报文相匹配的流表项。如果在本地存储空间中未查询到与该报文相匹配的流表项，则在扩展存储设备中查询与该报文相匹配的流表项。如果在扩展存储设备中查询到与该报文相匹配的流表项，则按照该相匹配的流表项中的转发规则对所述待转发报文进行转发。同时，还需要将该相匹配的流表项迁移回本地存储空间中，并将该相匹配的流表项的标志信息更新为C(Continue)，以表明该流表项处于持续匹配状态。

通过上述描述可知，在本实施例中，报文的匹配规则先是匹配本地存储空间，其次匹配扩展存储设备中的流表项。通过该设置方式能将活跃的流表项先进行匹配，因此降低了进行匹配时消耗的查表时间，从而提高了匹配报文的效率。

需要说明的是，在本实施例中，相匹配的流表项可以是处于已迁移状态(F)的流表项，还可以是处于待删除状态(D)的流表项，本实施例中不做具体限定。只要是在扩展存储设备中查询到与待转发的报文相匹配的流表项，则将该相匹配的流表项迁移回本地存储空间，并设置标志信息为C(Continue)。

图3是根据本公开实施例的第二种可选的流表项存储方法的流程图。如图3所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取本地存储空间中流表项的标志信息，其中，标志信息用于表征流表项的闲置状态；

步骤S301，当确定出流表项的标志信息为第一信息时，判断所述交换机中流表的存储量是否超过预设阈值；

步骤S302，如果判断出是，则将所述流表项迁移至所述交换机的扩展存储设备中。

在本实施例中，首先，控制器将针对不同数据包的流表项下发到每个交换机的流表中，其中，控制器向交换机所下发的流表项中，携带标志信息Free TimeFlag，该标志信息用于标记流表项闲置状态，其中，闲置状态是基于闲置时长来确定的，闲置时长是指交换机所接收到的数据包中没有与该流表项相匹配的数据包的持续时长。

交换机在获取到该携带标志信息的流表项之后，将该流表项存储在交换机的本地存储空间的流表中，并记录流表项的闲置时长。当闲置时长大于第一阈值(例如，8小时)时，将流表项的标志信息标记为第一信息(Ready，简称R)。当闲置时长小于或者等于第三阈值时(例如，等于零)，将标志信息标记为第三信息，表示流表项处于持续匹配的状态，第三阈值小于第一阈值。其中，第三信息为C(Continue)，当流表项的Free TimeFlag标志信息为C时，表明该条流表项持续有报文(或者数据包)匹配。

通过上述描述可知，在本实施例中，在获取到控制器下发的流表项之后，就可以基于该流表项的闲置时长对该流表项的标志信息进行设置。例如，如果某流表项在某个时间段内，处于持续匹配状态，此时，该流表项的标志信息为C(Continue)。之后，如果交换机接收到的报文中不存在与该流表项相匹配的报文，且持续时间大于第一阈值，则将该流表项的标志信息由C(Continue)变更为R(Ready，第一信息)。

接下来，获取本地存储空间中流表项的标志信息，当确定出流表项的标志信息为第一信息时，判断交换机中流表的存储量是否超过预设阈值；如果判断出是，则将标志信息为第一信息(R)的流表项迁移至扩展存储设备中；如果判断出否，则不做任何处理。

在本实施例中，通过上述设置方式，能够在交换机的存储量达到预设阈值时，再启动流表项的迁移，以释放内存给新增加的流表项。如果交换机的存储量未达到预设阈值，则无需对流表项进行迁移，这就避免了还要从扩展存储设备中查询流表项的操作，以在某种情况下节省交换机的报文转发速率。

实施例3

为了解决交换机表项资源有限的技术问题，在本实施例中，还设置了以下几个处理模块：流表扩展模块，SDN控制器控制模块，流表迁移模块，时间控制模块。下面将具体介绍上述几个模块的功能。

在本实施例中，流表扩展模块，流表迁移模块，时间控制模块设置在交换机上，SDN控制器控制模块设置在控制器上。

一、流表扩展模块

通过上述描述可知，控制器将针对不同数据包的流表项下发到每个交换机的流表中。在本实施例中，控制器在向交换机下发流表项时，所下发的流表项中增加了FreeTimeFlag标志信息，该标志信息用于标记流表项闲置状态，其中，闲置状态是基于闲置时长来确定的，闲置时长是指交换机所接收到的数据包没有与该流表项相匹配的数据包的持续时长。流表项的不同闲置状态对应不同的Free TimeFlag标志信息的具体取值，在本实施例中，流表扩展模块可以根据Free TimeFlag标志信息的取值情况对流表中的流表项进行相应的处理。

举例如下：Free TimeFlag标志信息的取值情况可以为以下几种情况：C(Continue)，R(Ready)，F(Free)，D(Delete)。Free TimeFlag标志信息为C时，表明该条流表项持续有报文(或者数据包)匹配，此时闲置时长为0。Free TimeFlag标志信息为R时，表明该条流表项的闲置时长已经超过最大闲置时长(即，上述第一阈值)，表明该条流表项处于待迁移的状态，其中，最大闲置时长可以根据SDN组网的位置角色进行配置，本实施例中，可以设置最大闲置时长是8小时。除此之外，还可以选取最大闲置时长为9小时，本实施例不做具体限定。Free TimeFlag标志信息为F时，表明该条流表项超过最大闲置时长并已经被迁移至扩展存储设备中。Free TimeFlag标志信息为D时，表明该条流表项的闲置情况是已经超过最大保留时间(即，上述第二阈值)，处于待删除的状态。需要说明的是，在本实施例中，最大保留时间是指该条流表项从成功迁移到扩展存储设备的时刻开始经过的最大保留时间。

如表1所示的即为上述几种标志信息几种取值和对应的闲置情况和每种标志信息所对应的处理方式。

表1

通过上述描述可知，在本实施例中，流表扩展模块的作用是基于每条流表项的闲置时长对应的修改流表项的标志信息的取值。除此之外，流表扩展模块还用于实时监测交换机中流表项的存储量容量，一旦流表项的存储量容量即将达到阈值，则将Free TimeFlag标志信息为R的流表项迁移出去，释放内存给新增加的流表项。

二、时间控制模块

在本实施例中，时间控制模块的功能是记录流表项的闲置时长，然后，将记录的闲置时长反馈给流表扩展模块，以使流表扩展模块基于每条流表项的闲置时长对应的修改流表项的标志信息的取值。

三、SDN控制器的控制模块

SDN控制器下发流表项到交换机上，并且设置Free TimeFlag标志信息。下发的流表项在本地存储空间上，流表项下发以后触发流表扩展模块，更新Free TimeFlag标志信息的取值；SDN控制器定时周期的读取交换机流表项的状态，并下发将Free TimeFlag值为D的流表项删除的指令。

四、流表迁移模块

流表迁移模块的功能是将处于待迁移状态的流表项由本地存储空间迁出，释放本地存储空间的内存，并迁入扩展存储设备中。扩展存储设备可以是硬盘，可以是备用设备，其中，已经迁移的流表项对进入该交换机的报文是可见的。初始存在于扩展存储设备中的流表项，Free TimeFlag标志信息的取值为F，存储时间超出表项最大保留时间后，触发流表扩展模块将Free TimeFlag值置为D。数据报文若在本地存储空间上查询不到匹配的流表项后，继续查询扩展存储设备的所有流表项，若有匹配就转发，并且Free TimeFlag置位为C，该表项即从扩展存储设备中迁移回本地存储空间。数据报文若在存储介质中未匹配到流表项，则通过本地存储空间的table miss表项处理。

实施例4

图4是根据本公开实施例的第三种可选的流表项存储方法的流程图。如图4所示，在如图4所示的流程图中，以流表项A为例进行说明，该方法的执行过程描述如下：

控制器向SDN交换机下发带Free TimeFlag字段的流表项A至交换机本地存储空间，其中，Free TimeFlag字段即为上述实施例1和实施例2中描述的标志信息。

SDN交换机在获取到该流表项A之后，触发SDN交换机本地存储空间中的流表扩展模块更新该流表项A的标志信息Free TimeFlag的取值。其中，标志信息Free TimeFlag的取值是基于闲置时长来确定的，其中，闲置时长是指交换机所接收到的数据包没有与该流表项A相匹配的数据包的持续时长。在本实施例中，可以通过时间控制模块来获取流表项A的闲置时长。也就是说，在本实施例中，SDN交换机在获取到该流表项A之后，触发SDN交换机本地存储空间中的流表扩展模块根据时间控制模块获取到的流表项A的闲置时长来更新该流表项A的标志信息Free TimeFlag的取值。

如果监控到交换机的本地存储空间中流表项A的标志信息变更为第一信息(R)，则判断交换机中流表的存储量是否超过预设阈值；如果判断出是，则将标志信息为第一信息(R)的流表项A迁移至扩展存储设备中；如果判断出是，则不做任何处理。

在本实施例中，在将流表项A迁移至扩展存储设备后，将流表项A的标志信息更新为F(Free)。

在将所述流表项A迁移至所述扩展存储设备后，判断交换机接收到的报文中是否存在与流表项A相匹配的报文；如果存在，则将流表项A迁回至本地存储空间中，并将流表项A的标志信息标记为C(Continue)。如果不存在，则判断流表项A在扩展存储设备中的存储时间是否超过最大保留时间；其中，如果是，则将该流表项A的标志信息标记为第二信息(Delete)，以等待交换机删除该流表项A；如果否，则不执行任何操作。在本实施例中，可以通过上述实施例中的场景一和场景二所描述的方法来删除该流表项A，本实施例中不再详细赘述。

通过上述描述可知，在本实施例中，通过扩展存储设备和流表项的标志信息，能够实现流表项的动态存储，通过对长期占用资源的无效流表项进行迁移的方式来降低控制器的压力，进而缓解了交换机表项资源有限的技术问题。

实施例5

本发明实施例还提供了一种流表项存储装置，该流表项存储装置主要用于执行本发明实施例上述内容所提供的流表项存储方法，以下对本发明实施例提供的流表项存储装置做具体介绍。

图5是根据本发明实施例的一种流表项存储装置的示意图，如图5所示，该流表项存储装置主要包括：第一获取单元10，第一迁移单元20和第二迁移单元30，其中：

第一获取单元10，用于获取本地存储空间中流表项的标志信息，其中，所述标志信息表示流表项的闲置状态；

第一迁移单元20，用于当确定出所述标志信息为第一信息时，将所述流表项迁移至所述交换机的扩展存储设备，其中，所述第一信息表示流表项处于待迁移状态，所述待迁移状态下的流表项的闲置时长大于第一阈值；

第二迁移单元30，用于当确定出与待转发报文相匹配的流表项存储在所述扩展存储设备时，则将所述相匹配的流表项迁回至所述本地存储空间中。

可选地，所述装置还包括：更新单元，用于在将所述流表项迁移后经过第一预设时长，如果所述交换机接收到的报文中没有与所述流表项相匹配的报文，则将所述流表项的标志信息更新为第二信息，其中，所述第二信息表示所述流表项处于待删除状态，所述待删除状态下的流表项的闲置时长大于第二阈值。

可选地，所述装置还包括：删除单元，用于每隔第二预设时长在所述扩展存储设备中删除闲置时长大于所述第二阈值的流表项。

可选地，所述装置还用于：在将所述流表项迁回至所述本地存储空间中之后，重新计算所述流表项的闲置时长。

可选地，第一迁移单元20用于：当所述流表项的标志信息为第一信息时，判断所述交换机中流表的存储量是否超过预设阈值；如果判断出是，则将所述流表项迁移至扩展存储设备中。

可选地，所述装置还包括：第二获取单元，用于获取控制器发送的携带所述标志信息的流表项；存储记录单元，用于将所述流表项存储在所述交换机的流表中，并记录所述流表项的闲置时长；第一标记单元，用于当所述闲置时长大于第一阈值时，将所述流表项的标志信息标记为所述第一信息；第二标记单元，用于当所述闲置时长小于或者等于第三阈值时，将所述标志信息标记为第三信息，表示所述流表项处于持续匹配的状态，所述第三阈值小于所述第一阈值。

实施例6

参见图6，本公开实施例还提供一种交换机100，包括：处理器60，存储器61，总线62和通信接口63，所述处理器60、通信接口63和存储器61通过总线62连接；处理器60用于执行存储器61中存储的可执行模块，例如计算机程序。

其中，存储器61可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口63(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

总线62可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器61用于存储程序，所述处理器60在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本公开实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器60中，或者由处理器60实现。

处理器60可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器60中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器60可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本公开实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本公开实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器61，处理器60读取存储器61中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

在本公开中，还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行上述实施例1至实施例4中任一实施例所描述的流表项存储方法。

另外，在本公开实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本公开所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本公开的具体实施方式，用以说明本公开的技术方案，而非对其限制，本公开的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种流表项存储方法，应用于交换机，其特征在于，包括：

获取本地存储空间中流表项的标志信息，其中，所述标志信息表示流表项的闲置状态；所述闲置状态基于闲置时长确定，所述闲置时长为交换机所接收到的数据包中没有与所述流表项相匹配的数据包的持续时长；

当确定出所述标志信息为第一信息时，将所述流表项迁移至所述交换机的扩展存储设备，其中，所述第一信息表示流表项处于待迁移状态，所述待迁移状态下的流表项的闲置时长大于第一阈值；

当确定出与待转发报文相匹配的流表项存储在所述扩展存储设备时，则将所述相匹配的流表项迁回至所述本地存储空间中；

在将所述流表项迁移后经过第一预设时长，如果所述交换机接收到的报文中没有与所述流表项相匹配的报文，则将所述流表项的标志信息更新为第二信息，其中，所述第二信息表示所述流表项处于待删除状态，所述待删除状态下的流表项的闲置时长大于第二阈值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

每隔第二预设时长在所述扩展存储设备中删除闲置时长大于所述第二阈值的流表项。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述相匹配的流表项迁回至所述本地存储空间中之后，重新计算所述相匹配的流表项的闲置时长。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述流表项的标志信息为第一信息时，将所述流表项迁移至扩展存储设备中包括：

当所述流表项的标志信息为第一信息时，判断所述交换机中流表的存储量是否超过预设阈值；

如果判断出是，则将所述流表项迁移至扩展存储设备中。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取控制器发送的携带所述标志信息的流表项；

将所述流表项存储在所述交换机的流表中，并记录所述流表项的闲置时长；

当所述闲置时长大于第一阈值时，将所述流表项的标志信息标记为所述第一信息；

当所述闲置时长小于或者等于第三阈值时，将所述标志信息标记为第三信息，以通过所述第三信息表示所述流表项处于持续匹配的状态，其中，所述第三阈值小于所述第一阈值。

6.一种流表项存储装置，设置于交换机，其特征在于，包括：

第一获取单元，用于获取本地存储空间中流表项的标志信息，其中，所述标志信息表示流表项的闲置状态；所述闲置状态基于闲置时长确定，所述闲置时长为交换机所接收到的数据包中没有与所述流表项相匹配的数据包的持续时长；

第一迁移单元，用于当确定出所述标志信息为第一信息时，将所述流表项迁移至所述交换机的扩展存储设备，其中，所述第一信息表示流表项处于待迁移状态，所述待迁移状态下的流表项的闲置时长大于第一阈值；

第二迁移单元，用于当确定出与待转发报文相匹配的流表项存储在所述扩展存储设备时，则将所述相匹配的流表项迁回至所述本地存储空间中；

更新单元，用于在将所述流表项迁移后经过第一预设时长，如果所述交换机接收到的报文中没有与所述流表项相匹配的报文，则将所述流表项的标志信息更新为第二信息，其中，所述第二信息表示所述流表项处于待删除状态，所述待删除状态下的流表项的闲置时长大于第二阈值。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

删除单元，用于每隔第二预设时长在所述扩展存储设备中删除闲置时长大于所述第二阈值的流表项。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还用于：在将所述相匹配的流表项迁回至所述本地存储空间中之后，重新计算所述相匹配的流表项的闲置时长。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一迁移单元用于：

当所述流表项的标志信息为第一信息时，判断所述交换机中流表的存储量是否超过预设阈值；

如果判断出是，则将所述流表项迁移至扩展存储设备中。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二获取单元，用于获取控制器发送的携带所述标志信息的流表项；

存储记录单元，用于将所述流表项存储在所述交换机的流表中，并记录所述流表项的闲置时长；

第一标记单元，用于当所述闲置时长大于第一阈值时，将所述流表项的标志信息标记为所述第一信息；

第二标记单元，用于当所述闲置时长小于或者等于第三阈值时，将所述标志信息标记为第三信息，以通过所述第三信息表示所述流表项处于持续匹配的状态，其中，所述第三阈值小于所述第一阈值。

11.一种交换机，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至5中任一项所述的方法。

12.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行上述权利要求1至5中任一项所述的方法。

Images