TWI643477B - 軟體定義網路控制器、服務功能鏈系統及路徑追蹤方法 - Google Patents

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Abstract

一種服務功能鏈系統，包括服務功能鏈模組及軟體定義網路（Software Defined Network，SDN）控制器，SDN控制器接收到追蹤請求後產生追蹤包，服務功能鏈模組對追蹤包進行處理，SDN控制器根據處理後之追蹤包判斷於服務功能鏈中是否存在等價多路徑，當存在等價多路徑時，藉由複製或丟棄追蹤包，使每一路徑及下一跳只保留一個追蹤包，從而當任意一路徑出現錯誤時，可以藉由所述追蹤包追蹤到出現錯誤之路徑，以便於用戶端及時獲知路徑之狀態。本發明還提供一種SDN控制器及一種路徑追蹤方法。

Description

軟體定義網路控制器、服務功能鏈系統及路徑追蹤方法
本發明涉及一種網路通信技術領域，特別是一種軟體定義網路（Software Defined Network，SDN）控制器、一種基於SDN控制器之服務功能鏈（Service Function Chaining，SFC）系統及一種基於服務功能鏈系統之路徑追蹤方法法。
由於覆蓋網路（Overlay網路）之發展，使得虛擬網路和物理網路分離，讓資料中心之網路控制變得更加靈活，更具有擴展性。然而，於資料中心中，還存在很多介於虛擬網路和物理網路之間之仲介軟體，如防火牆（firewall），服務品質（Quality of Service，QoS），負載等化器等。該等仲介軟體提供了必要之服務功能（Service Function，SF）。靈活、便捷、高效、安全地調配流量到SF上處理，形成服務功能鏈（Service Function Chaining，SFC），SFC可以理解為一種業務形式。
雲計算環境廣泛使用虛擬化技術，具有動態性、高流動性、規模易變化、多租戶等特點，習知網路之SFC無法滿足該等需求，軟體定義網路（Software Defined Network，SDN）之出現讓SFC又煥發了生機。因此，當前再談及SFC時，預設指之是SDN服務鏈。
當前，於SDN服務鏈中，最常用之流調度機制是等價多路徑(Equal Cost Multipath，ECMP)。交換機對某個給定之目的地址配置多個可選之轉發路徑，當資料包到達交換機之時候，交換機對資料包之首部中之某些欄位進行雜湊運算，然後根據總之路徑個數進行模運算，得到最終選擇之路徑並將資料包從該路徑轉發。雜湊（Hash）演算法能夠將資料流程量隨機之分佈到多條可選路徑上，從而實現負載均衡。然而，ECMP是一種靜態映射，屬於同一條流之資料包均會被固定之映射到某一條路徑上。因此，當資料包於傳輸過程中，因為存在多條等價路徑，故如果其中一條路徑出現了錯誤，用戶端亦無法及時得知。
鑒於以上，有必要提供一種SDN控制器、基於SDN控制器之服務功能鏈系統及路徑追蹤方法，可以於存在等價多路徑時對路徑之狀態進行追蹤，以方便用戶端獲知出現錯誤之路徑。
本發明實施方式提供一種服務功能鏈系統，包括SFC模組及SDN控制器，所述SFC模組包括分類器、至少一服務功能（Service Function，SF）及至少一服務功能轉發器（Service Function Forwarder，SFF），所述SDN控制器於接收到用戶端觸發之追蹤請求後產生一個追蹤包及將所述追蹤包發送給所述SFC模組，所述分類器對所述追蹤包進行處理後將所述處理後之追蹤包發送給所述SDN控制器，所述處理後之追蹤包經過位於第一跳之SFF後傳輸至SF或下一跳之SFF，所述SDN控制器包括路徑管理模組，所述路徑管理模組根據所述處理之追蹤包判斷於服務功能鏈中是否存在等價多路徑，當所述路徑管理模組判斷同一SFF中存在所述ECMP時，創建複製追蹤包流，使每一路徑上只保留一個追蹤包及下一跳只保留一個追蹤包；當所述路徑管理模組判斷當不同之SFF中存在所述ECMP時，創建正常（normal）追蹤包流及丟棄追蹤包流，使每一路徑上只保留一個追蹤包及下一跳只保留一個追蹤包；所述路徑管理模組藉由所述追蹤報告流將追蹤報告傳送給所述報告管理模組。因此，當任意一路徑出現錯誤時，可以藉由所述追蹤包追蹤到出現錯誤之路徑，以便於用戶端及時獲知路徑之狀態。
本發明實施方式提供一種SDN控制器，應用於服務功能鏈中，並與SFC模組進行網路通信，所述SDN控制器用於在接收到用戶端觸發之追蹤請求後產生一個預先設定之追蹤包及將所述追蹤包發送給所述SFC模組，所述SFC模組用於在對所述追蹤包進行分類處理後發送給所述SDN控制器，所述SDN控制器包括路徑管理模組及報告管理模組，所述路徑管理模組根據所述處理之追蹤包判斷於所述服務功能鏈中是否存在等價多路徑，當所述路徑管理模組判斷同一SFF中存在所述ECMP時，創建複製追蹤包流及報告追蹤包流，使每一路徑上只保留一個追蹤包及下一跳只保留一個追蹤包；當所述路徑管理模組判斷不同之SFF中存在所述ECMP時，創建normal追蹤包流、丟棄追蹤包流及報告追蹤包流，使每一路徑上只保留一個追蹤包及下一跳只保留一個追蹤包；所述報告管理模組收集所有追蹤報告，並將所有追蹤報告之相關資料記錄於追蹤匯總表中，及根據所述追蹤匯總表生成SFC追蹤圖。因此，當任意一路徑出現錯誤時，可以藉由所述追蹤包追蹤到出現錯誤之路徑，以便於用戶端及時獲知路徑之狀態。
本發明實施方式提供一種路徑追蹤方法，包括步驟：接收到用戶端觸發之追蹤請求後產生一個追蹤包及將所述追蹤包發送給SFC模組；對所述追蹤包進行處理後將所述處理後之追蹤包發送SDN控制器之路徑管理模組;判斷於服務功能鏈中是否存在ECMP；當判斷所述SFC模組之同一SFF中存在所述ECMP時，創建複製追蹤包流，使每一路徑上只保留一個追蹤包及下一跳只保留一個追蹤包；及當判斷不同之SFF中存在所述ECMP時，創建normal追蹤包流及丟棄追蹤包流，使每一路徑上只保留一個追蹤包及下一跳只保留一個追蹤包。因此，當任意一路徑出現錯誤時，可以藉由所述追蹤包追蹤到出現錯誤之路徑，以便於用戶端及時獲知路徑之狀態。
與習知技術相比，上述服務功能鏈系統、SDN控制器及路徑追蹤方法中，當存在所述等價多路徑時，藉由複製或丟棄所述追蹤包，使每一路徑只保留一個追蹤包及下一跳只保留一個追蹤包，從而當任意一路徑出現錯誤時，可以藉由所述追蹤包追蹤到出現錯誤之路徑，以便於用戶端及時獲知路徑之狀態。
請參閱圖1，本發明之一較佳實施方式，一服務功能鏈（Service Function Chaining，SFC）系統，包括服務功能鏈（Service Function Chaining，SFC）模組10、軟體定義網路（Software Defined Network，SDN）控制器20。所述SFC模組10與所述SDN控制器20之間藉由網路進行通信，並進行資料傳輸。所述SDN控制器20用於在接收到用戶端70觸發之追蹤請求後產生一個追蹤包。所述追蹤包是所述SDN控制器20預先設定之自己能夠識別出之資料包。於一實施例中，所述用戶端70為一電腦或者為一手機。
所述SDN控制器20包括拓撲計算模組30、路徑管理模組40及報告管理模組50。所述拓撲計算模組30連接所述路徑管理模組40。所述路徑管理模組40連接所述報告管理模組50。
所述SFC模組10包括分類器11、服務功能（Service Function，SF）單元12及服務功能轉發器（Service Function Forwarder，SFF）單元13。所述分類器11連接所述SF單元12，並與所述SF單元12進行網路通信從而進行資料傳輸。所述SF單元12連接所述SFF單元13，並與所述SFF單元13進行網路通信從而進行資料傳輸。
所述SF單元12包括至少一服務功能（SF）。所述SFF單元13包括至少一服務功能轉發器（SFF）。
所述服務功能（SF）負責對收到之資料包進行特定功能之處理。所述SF可以是防火牆（firewall，FW)，廣域網路（Wide Area Network，WAN）設備加速器，及深層報文檢測（Deep Packet Inspection，DPI）。所述SFF用於負責所述Service Function Chaining上之流轉發控制。於一實施例中，所述Service Function Chaining上之流包括有：複製追蹤包流，丟棄追蹤包流，正常（normal）追蹤包流，及追蹤報告流。
所述SFC模組10定義了一個抽象之Service Function有序集合。經過所述分類器11分類後之資料包要依次去遍歷集合中之Service Function。於一實施例中，使用者可以配置firewall-＞ DPI-＞互聯網協定群（Internet Protocol Suite，IPS）三種服務來構建一條SFC。
所述分類器11用於對接收到之資料包進行封裝，並將所述封裝好之資料包打上服務功能報文頭（Network Service Header，NSH）。所述分類器11還用於將所述打上NSH之資料包發送給與其連接之SFF（所述NSH包括多種資訊，例如，包括所述資料包走哪一條服務功能鏈及所述服務功能鏈有幾跳等）。所述資料包依次經過所述SFF時由所述SFF將所述資料包傳送給所述SF或者傳送給下一跳之SFF，直到所述服務功能鏈之最後。
所述拓撲計算模組30用於藉由計算提供服務功能路徑（Service Function Path，SFP）轉換策略表（Forwarding Policy Table）。所述SFF中存儲有所述轉換策略表。每一SFF對應一轉換策略表。
請參閱圖2，於一實施例中，所述SF單元12包括4個服務功能轉發器（SFF），分別為，位於第一跳之SFF1，位於第二跳之SFF2和SFF3，及位於第三跳之SFF4。於本實施例中，所述SF單元12包括5個服務功能（SF），分別為，對應所述SFF1之SF1，對應所述SFF2之SF2-1和SF2-2，對應所述SFF3之SF2-3，及對應所述SFF4之SF3-1。
所述SFC模組10用於將經過分類器11處理後之追蹤包發送給所述路徑管理模組40，從而所述路徑管理模組40根據所述追蹤包之NSH及分析所述轉換策略表中之資料，並藉由計算方法判斷是否存在等價多路徑（Equal-Cost Multipath Routing，ECMP）。具體地，所述路徑管理模組40根據所述追蹤包之NSH提供之資訊及分析所述轉換策略表中之資料，根據所述計算方法判斷所述ECMP是存在於相同之SFF中還是存在於不同之SFF中。
於一實施例中，所述追蹤包之NSH包括有如下資訊：版本資訊，報文長度，協定資訊（例如可以是operations, administration and maintenance（OAM）協定），ECMP資訊（表明是否支援ECMP），Trace ID（發送之追蹤包之帳號），SF狀態(正常狀態或錯誤狀態)，保留比特（reserved bit），追蹤索引號（Trace index）。
如圖2所示，於本實施例中，所述SFF1可以藉由第一路徑傳輸至所述SFF2及可以藉由第二路徑傳輸至所述SFF3，則所述路徑管理模組40判斷所述ECMP存在於相同之SFF1中；所述SFF2可以藉由第三路徑傳輸至所述SFF4及所述SFF3可以藉由第四路徑傳輸至所述SFF4，則所述路徑管理模組40判斷所述ECMP存在於所述SFF2和所述SFF3中。
所述路徑管理模組40還用於當判斷存在所述ECMP時，進行複製及丟棄操作，及創建追蹤報告流。具體地，當所述路徑管理模組40判斷存在所述ECMP時，所述路徑管理模組40根據需要創建複製追蹤包流或者創建丟棄追蹤包流，及創建所述追蹤報告流。所述路徑管理模組40還根據所述追蹤報告流將追蹤報告傳送給所述報告管理模組50。進一步地，當所述路徑管理模組40判斷同一SFF中存在所述ECMP時，所述路徑管理模組40根據所述轉換策略表中之資料創建複製追蹤包流及創建丟棄追蹤包流，從而所述路徑管理模組40可以根據該同一SFF對應之SF之數量詞複製與該數量詞相等之追蹤包之個數（例如，當同一SFF對應兩個SF時，複製兩個追蹤包），及丟棄多餘之追蹤包，進而使該同一SFF對應之每一SF均只獲得一個追蹤包，及使下一跳只保留一個追蹤包；當所述路徑管理模組40判斷不同之SFF中存在所述ECMP時，所述路徑管理模組40根據所述轉換策略表中之資料創建normal追蹤包流及創建丟棄追蹤包流，從而所述路徑管理模組40可以丟棄多餘之追蹤包，進而所述SFF對應之每一SF均只獲得一個追蹤包，及使下一跳只保留一個追蹤包。
圖3是一實施例中，所述路徑管理模組40判斷是否存在所述ECMP之計算方法之流程圖。
步驟S101，所述路徑管理模組40分析所述SFF中之所有轉換策略表，當所述SFF中存在同一SF時獲取ECMP。具體地，所述路徑管理模組40分析所述SFF中之所有轉換策略表中之資料，根據所述轉換策略表中之資料提供之資訊進行判斷，當所述SFF中存在同一SF時，判斷存在所述ECMP，並獲取所述ECMP。於一實施例中，參閱圖2，對應所述SFF2及對應所述SFF3之轉換策略表均包括有如下資訊：SFPID為28，SF3為IPS1，及Loc[SFF4，IPS1]，其中SFPID為28表示對應之服務功能路徑（Service Function Path，SFP)之帳號為28，SF3為IPS1表示對應所述SFF4之SF3為IPS1，Loc[SFF4，IPS1]表示存在所述ECMP之位置資訊為對應所述SFF4及對應所述SFF4之IPS1。
步驟S102，當判斷於同一SFF中存在所述ECMP時，創建複製追蹤包流和丟棄追蹤包流，並於下一跳只保持一個追蹤包。
步驟S103，當於不同之SFF中存在所述ECMP，創建normal追蹤包流和丟棄追蹤封包流，並從不同之SFF中丟棄多餘之追蹤包，並於下一跳只保持一個追蹤包。
步驟S104，每一SFF藉由所述追蹤報告流將所述追蹤報告傳送給所述報告管理模組50。
於圖3之判斷所述ECMP之計算方法之流程圖中，藉由所述複製追蹤包流，所述路徑管理模組40可以根據等價路徑之條數複製多個追蹤包，從而確保每一等價路徑上傳輸一個追蹤包。藉由所述normal追蹤包流，所述路徑管理模組40使所述追蹤包於路徑上進行正常傳輸。藉由所述丟棄追蹤包流，所述路徑管理模組40可以將多餘之追蹤包丟棄，從而確保每一路徑上只傳輸一個追蹤包及於下一跳只保留一個追蹤包。
具體地，如圖2所示，所述路徑管理模組40判斷所述ECMP存在於相同之SFF1中時，則所述路徑管理模組40根據所述創建之複製追蹤包流複製兩個追蹤包，從而使所述SFF1可以將兩個追蹤包分別藉由所述第一路徑傳輸至所述SFF2及藉由所述第二路徑傳輸至所述SFF3。所述路徑管理模組40判斷所述ECMP存在於所述SFF2和所述SFF3中時，所述路徑管理模組40根據所述創建之丟棄追蹤包流丟棄所述SFF2或所述SFF3中之其中一個追蹤包，從而使所述SFF2之追蹤包藉由所述第三路徑傳輸至所述SFF4或所述SFF3之追蹤包藉由所述第四路徑傳輸至所述SFF4。
所述報告管理模組50用於收集所述路徑管理模組40傳送之追蹤報告，並用於根據收集之追蹤報告生成追蹤匯總表。所述報告管理模組50還用於根據所述追蹤匯總表生成SFC追蹤圖。如圖4所示，是一實施例中之追蹤匯總表，其中，SFPID表示對應服務功能路徑（Service Function Path，SFP)之帳號，Trace ID表示追蹤包之帳號，SFF IP表示對應之服務功能轉發器（Service Function Forwarder，SFF）之互聯網協議（Internet Protocol，IP）位址，SF表示對應該服務功能轉發器之服務功能（Service Function，SF），SF IP表示對應該服務功能（Service Function，SF）之IP位址，State表示對應之狀態資訊，NI表示跳級數。例如，於本實施例中，SFPID為28表示對應之服務功能路徑（Service Function Path，SFP)之帳號為28，Trace ID為1表示發送之第一個追蹤包，SFF IP為10.0.1.31表示對應之服務功能轉發器（Service Function Forwarder，SFF）之IP位址為10.0.1.31，SF為FW表示對應當前之對應之服務功能（Service Function，SF）為防火牆（firewall，FW），SF IP為10.0.1.32表示對應之SF之IP位址為10.0.1.32，State為OK表示對應狀態為正常狀態，State為Fail表示對應狀態為錯誤狀態，NI為1表示對應SFF1之跳級為第一跳，NI為3表示對應SFF3之跳級為第三跳。圖5為對應圖4中之追蹤匯總表之SFC追蹤圖，其中，IPS為錯誤狀態。
圖6是一種基於所述服務功能鏈系統之路徑追蹤方法。
步驟S201，所述拓撲計算模組30藉由計算提供所述轉換策略表。
步驟S202，所述用戶端70觸發追蹤請求，從而所述SDN控制器20可以根據所述追蹤請求發送追蹤包及指定一條SFC需要走之路徑。
步驟S203，所述路徑管理模組40藉由計算判斷於所述SFC模組10中存在所述ECMP。
步驟S204，所述路徑管理模組40進行複製及丟棄操作，及生成所述追蹤報告。具體地，當所述路徑管理模組40判斷於所述SFC模組10中存在所述ECMP時，所述路徑管理模組40創建所述複製追蹤包流、創建所述丟棄追蹤包流及創建所述追蹤報告流，並藉由所述追蹤報告流將追蹤報告傳送給所述報告管理模組50。進一步地，當所述路徑管理模組40判斷同一SFF中存在所述ECMP時，所述路徑管理模組40根據所述轉換策略表中之資料創建複製追蹤包流及創建丟棄追蹤包流，從而所述路徑管理模組40可以根據該同一SFF對應之SF之數量詞複製與該數量詞相等之追蹤包之個數，及丟棄多餘之追蹤包，進而使該同一SFF對應之每一SF均只獲得一個追蹤包，及使下一跳只保留一個追蹤包；當所述路徑管理模組40判斷不同之SFF中存在所述ECMP時，所述路徑管理模組40根據所述轉換策略表中之資料創建normal追蹤包流及創建丟棄追蹤包流，從而所述路徑管理模組40可以丟棄多餘之追蹤包，進而所述SFF對應之每一SF均只獲得一個追蹤包，及使下一跳只保留一個追蹤包。
步驟S205，所述報告管理模組50收集所有追蹤報告，並將所有追蹤報告之相關資料記錄於所述追蹤匯總表中。
步驟S206，所述報告管理模組50藉由所述追蹤匯總表生成所述SFC追蹤圖。
步驟S207，所述報告管理模組50根據所述追蹤匯總表判斷是否有SF錯誤或者SFP錯誤，如果是，進行步驟S107；否則，結束。
步驟S208，所述報告管理模組50告知所述用戶端70所述SFP錯誤資訊。所述用戶端70可以根據所述SFP錯誤資訊採取相應之措施。
圖7為所述路徑管理模組40判斷於相同之SFF中存在所述ECMP之步驟流程圖。
步驟S301，所述SDN控制器20產生一個追蹤包。具體地，所述SDN控制器20接收到來自所述用戶端70觸發之追蹤請求後產生產生預先設定之自己能夠識別出之追蹤包。
步驟S302，所述路徑管理模組40判斷於所述SFP中之轉換策略表中是否存在所述ECMP路徑，如果是，進行步驟S303；否則，結束。具體地，如圖2所示，當所述路徑管理模組40判斷所述SFF1可以藉由所述第一路徑傳輸至所述SFF2及可以藉由所述第二路徑傳輸至所述SFF3時，則判斷存在所述ECMP。當所述路徑管理模組40判斷所述SFF2可以藉由第三路徑傳輸至所述SFF4及所述SFF3可以藉由第四路徑傳輸至所述SFF4，則所述路徑管理模組40判斷所述ECMP存在於所述SFF2和所述SFF3中。
步驟S303，所述SDN控制器20根據所述轉換策略表給所述SFF創建所述複製追蹤包流。
步驟S304，所述SDN控制器20根據所述轉換策略表給所述SFF創建所述追蹤報告流及所述丟棄追蹤包流。
圖8是所述路徑管理模組40判斷於不同之SFF中存在所述ECMP之步驟流程圖。
步驟S401，所述SDN控制器20產生一個追蹤包。具體地，所述SDN控制器20接收到來自所述用戶端70觸發之追蹤請求後產生預先設定之自己能夠識別出之追蹤包。
步驟S402，判斷於所述SFP中之轉換策略表中是否存在所述ECMP，如果是，進行步驟S403；否則，結束。具體地，如圖2所示，當所述路徑管理模組40判斷所述SFF2可以藉由第三路徑傳輸至所述SFF3可以藉由第四路徑傳輸至所述SFF4時，則判斷存在所述ECMP。
步驟S403，所述SDN控制器20藉由第一追蹤包給所述SFF創建一個normal追蹤包流。
步驟S404，所述SDN控制器20給所述SFF創建追蹤報告流。
步驟S405，判斷是否獲取到第一個追蹤包，如果是，進行步驟S406；否則，進行步驟S403。
步驟S406，所述SDN控制器20移除所述normal追蹤包流及所述追蹤報告流，並給所述SFF創建丟棄追蹤包流。具體地，如圖2所示，當所述SFF4獲取到所述SFF2或所述SFF3傳輸之第一個追蹤包後，將其他多餘之追蹤包丟棄，從而使所述SFF4只獲取所述第一個追蹤包。
請參閱圖9，於另一實施例中，所述SF單元12包括4個服務功能轉發器（SFF），分別為，位於第一跳之SFF1，位於第二跳之SFF2和SFF3，及位於第三跳之SFF4，所述SF單元12包括5個服務功能（SF），分別為，對應所述SFF1之FW1，對應所述SFF2之DPI 1-1和DPI 1-2，對應所述SFF3之DPI 1-3，及對應所述SFF4之IPS1。所述SFF4包括有埠A和埠B，所述SFF2傳輸之追蹤包和所述SFF3傳輸之追蹤包從所述SFF4之埠A傳輸至所述SFF4，並從所述SFF4之埠B輸出，從而從所述SFF4傳輸至網路中。
請參閱圖10，所述normal追蹤包流中包括之資訊如表1所示，其中Input Port=SFF tunnel port A表示輸入埠為所述SFF通道埠A，NSH header=SFPID 28, Trace表示將SFPID 28資訊加入到追蹤包之NSH中，Action: To SF port, To Controller表示可以採取之動作為：所述normal追蹤包流流經所述SF埠及所述SDN控制器20。
所述追蹤報告流中包括之資訊如表2所示，其中，Input Port= SF port表示輸入埠為SF埠，NSH header=SFPID 28, Trace表示將SFPID 28資訊加入到追蹤包之NSH中，Action: To Controller, To SFF tunnel port B表示可以採取之動作為：所述追蹤報告流流經所述SF埠及所述SDN控制器20及所述SFF通道埠B。
所述丟棄追蹤包流中包括之資訊如表3所示，其中，Input Port= SFF tunnel port A表示輸入埠為所述SFF 通道埠A，NSH header=SFPID 28, Trace表示將SFPID 28資訊加入到追蹤包之NSH中，Action: To Controller, Drop表示可以採取之動作為：所述追蹤報告流流經所述SDN控制器20，然後丟棄。
圖11是所述報告管理模組50管理所述追蹤報告之步驟流程圖。
S501，所述SFF向所述SF發送追蹤包請求。
S502，所述報告管理模組50判斷所述SF是否回應所述SFF，如果是，則進行步驟S504；否則，進行步驟S503。
S503，所述報告管理模組50將所述SFF於所述追蹤報告中之狀態標記為錯誤狀態。
S504，所述報告管理模組50藉由所述SFF將所述追蹤包之NSH拷貝至所述追蹤報告中。於一實施例中，對應所述追蹤包之NSH之追蹤報告之NSH包括有如下資訊：版本資訊，報文長度，協定資訊（例如可以是operations, administration, and maintenance（OAM）協定），ECMP資訊（表明是否支援ECMP），Trace ID（發送之追蹤包之帳號），SF狀態（包括正常狀態和錯誤狀態），保留比特（reserved bit），追蹤索引號（Trace index）。
參閱圖9，於另一實施例中，對應所述SFF4之追蹤包之NSH包括有如下資訊：SFPID為28，Trace ID為1，SFF4IP為10.0.1.51，SF3為IPS，SF IP為10.0.1.61，State為Fail，Number Index為3，其中，SFPID為28表示對應之服務功能路徑（Service Function Path，SFP)之帳號為28，Trace ID為1表示發送之第一個追蹤包，SFF4IP為10.0.1.51表示對應之SFF4之IP位址為10.0.1.51，SF3為IPS表示對應之SF3為IPS, SF IP為10.0.1.61表示對應之SF之IP位址為10.0.1.61，State為Fail表示對應狀態為錯誤狀態，Number Index為3表示對應之索引號為3。
S505，所述SFF發送所述追蹤報告給所述SDN控制器20。
於所述SFC系統及所述路徑追蹤方法中，當所述服務功能鏈（SFC）中存在所述ECMP時，所述SDN控制器20只需要產生一個預先設定之追蹤包，所述路徑管理模組40根據等價路徑之條數值複製相應個數值之追蹤包，並丟棄多餘之追蹤包，使下一跳之SFF只保留一個追蹤包，從而使每一等價路徑上均只傳輸一個追蹤包，進而當其中任意一路徑出現錯誤時，可以根據所述追蹤報告獲取到出現錯誤之路徑，並藉由所述報告管理模組50，所述用戶端70可以方便獲知相應之錯誤資訊，以便於所述用戶端70可以根據所述錯誤資訊及時處理相應之錯誤。
軟體定義網路（Software Defined Network, SDN），是一種新型網路創新架構，是網路虛擬化之一種實現方式，其核心技術OpenFlow藉由將網路設備控制面與資料面分離開來，從而實現了網路流量之靈活控制，使網路作為管道變得更加智慧。SDN將控制與轉發分離，藉由控制器對整網實現集中控制，實現轉發硬體通用化，控制智慧集中化，極大之提高了網路之創新和靈活。
SDN控制器是SDN中之應用程式，負責流量控制以確保智慧型網路。SDN控制器是基於如OpenFlow等協議允許伺服器告訴交換機向哪裡發送資料包。SDN控制器是作為網路之一種作業系統（Operating System，OS）。SDN控制器不控制網路硬體而是作為軟體運行，這樣有利於網路自動化管理。基於軟體之網路控制使得集成業務申請和網路更容易。
服務功能鏈（Service Function Chaining，SFC）之核心元件包括如下：
分類器（Classifier），用於根據初始化之（配置好之）策略（policy）匹配資料流程進行封裝，然後轉入到Service Function Chain中。
服務功能（Service Function，SF），主要負責對收到之資料包進行特定功能之處理，SF是一個邏輯上之元件，SF於具體實現之上可以是一個虛擬之元素，或者是嵌入於具體網路設備上之某種功能。
服務功能轉發器（Service Function Forwarder，SFF），主要負責Service Function Chaining上之流量轉發控制。
服務功能鏈（Service Function Chain，SFC），定義了一個抽象之Service Function有序集合。經過分類後之包要依次去遍歷集合中之Service Function。比如：使用者可以配置firewall-＞DPI-＞IPS三種服務來構建一條SFC。
提供服務路徑（Rendered Service Path，RSP) : 資料包實際行走之路徑。
服務功能路徑（Service Function Path，SFP）是一個邏輯概念，是介於SFC和RSP之間之一層抽象，有時候會將SFP與SFC等同。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> SFC模組 </td><td> 10 </td></tr><tr><td> 分類器 </td><td> 11 </td></tr><tr><td> SF單元 </td><td> 12 </td></tr><tr><td> 服務功能轉發器 </td><td> SFF1、SFF2、SFF3、SFF4 </td></tr><tr><td> SFF單元 </td><td> 13 </td></tr><tr><td> SDN控制器 </td><td> 20 </td></tr><tr><td> 拓撲計算模組 </td><td> 30 </td></tr><tr><td> 路徑管理模組 </td><td> 40 </td></tr><tr><td> 報告管理模組 </td><td> 50 </td></tr><tr><td> 用戶端 </td><td> 70 </td></tr></TBODY></TABLE>
圖1係本本發明實施方式之服務功能鏈系統之功能模組圖。
圖2是本發明實施方式之服務功能鏈系統之示意圖。
圖3是本發明實施方式之路徑追蹤方法之判斷存在等價多路徑之計算方法之步驟流程圖。
圖4是本發明實施方式之服務功能鏈系統中之追蹤匯總表之示意圖。
圖5是本發明實施方式之服務功能鏈系統中之SFC追蹤圖。
圖6是本發明實施方式之路徑追蹤方法之步驟流程圖。
圖7是本發明實施方式之路徑管理模組判斷於相同之SFF中存在等價多路徑之之步驟流程圖。
圖8是本發明實施方式之路徑管理模組判斷於不同之SFF中存在等價多路徑之之步驟流程圖。
圖9是本發明實施方式之服務功能鏈系統之另一實施例之示意圖。
圖10是本發明實施方式之包括normal追蹤包流之資訊之表1、包括追蹤報告流之資訊之表2及包括丟棄追蹤包流之資訊之表3。
圖11是本發明實施方式之報告管理模組處理追蹤報告之步驟流程圖。
無

Claims (10)

  1. 一種服務功能鏈（Service Function Chaining，SFC）系統，包括： 軟體定義網路（Software Defined Network，SDN）控制器，於接收到用戶端觸發之追蹤請求後產生一個追蹤包及將所述追蹤包發送給所述SFC模組；及 SFC模組，包括： 分類器，對所述追蹤包進行分類處理後將所述處理後之追蹤包發送給所述SDN控制器； 服務功能（Service Function，SF）單元，包括至少一SF；及 服務功能轉發器（Service Function Forwarder，SFF）單元，包括至少一SFF； 所述處理後之追蹤包經過位於第一跳之SFF後傳輸至SF或下一跳之SFF； 所述SDN控制器包括路徑管理模組； 所述路徑管理模組根據所述處理後之追蹤包判斷於服務功能鏈中是否存在等價多路徑（Equal Cost Multipath，ECMP)，當所述路徑管理模組判斷同一SFF中存在所述ECMP時，創建複製追蹤包流，使每一路徑上只保留一個追蹤包及下一跳只保留一個追蹤包； 當所述路徑管理模組判斷當不同之SFF中存在所述ECMP時，創建正常（normal）追蹤包流及丟棄追蹤包流，使每一路徑上只保留一個追蹤包及下一跳只保留一個追蹤包。
  2. 如請求項第1之服務功能鏈系統，其中，所述SDN控制器還包括報告管理模組，所述路徑管理模組還用於存在所述ECMP時創建報告追蹤包流，所述路徑管理模組藉由所述報告追蹤包流將追蹤報告發送給所述報告管理模組，所述報告管理模組收集所有追蹤報告，並將所有追蹤報告之相關資料記錄於追蹤匯總表中，及根據所述追蹤匯總表生成SFC追蹤圖。
  3. 如請求項第1之服務功能鏈系統，其中，所述SDN控制器還包括拓撲計算模組，所述拓撲計算模組用於藉由計算提供轉換策略表，所述SFF中存儲有所述轉換策略表，所述路徑管理模組用於分析所述SFF中之轉換策略表，根據所述轉換策略表中之資料提供之資訊進行判斷，當所述SFF中存在同一SF時，判斷存在所述ECMP，並獲取所述ECMP。
  4. 一種SDN控制器，應用於服務功能鏈中，用於與SFC模組進行網路通信，所述SDN控制器於接收到用戶端觸發之追蹤請求後產生一個預先設定之追蹤包及將所述追蹤包發送給所述SFC模組，所述SFC模組用於在對所述追蹤包進行分類處理後發送給所述SDN控制器，所述SDN控制器包括： 報告管理模組；及 路徑管理模組，根據所述處理之追蹤包判斷於所述服務功能鏈中是否存在等價多路徑； 當所述路徑管理模組判斷同一SFF中存在所述ECMP時，創建複製追蹤包流及報告追蹤包流，使每一路徑上只保留一個追蹤包及下一跳只保留一個追蹤包； 當所述路徑管理模組判斷不同之SFF中存在所述ECMP時，創建normal追蹤包流、丟棄追蹤包流及報告追蹤包流，使每一路徑上只保留一個追蹤包及下一跳只保留一個追蹤包； 所述報告管理模組收集所有追蹤報告，並將所有追蹤報告之相關資料記錄於追蹤匯總表中，及根據所述追蹤匯總表生成SFC追蹤圖。
  5. 如請求項第4之SDN控制器，其中，所述SFC模組包括分類器、至少一服務功能（Service Function，SF）及至少一服務功能轉發器（Service Function Forwarder，SFF），所述SFF存儲有轉換策略表，所述路徑管理模組根據所述處理之追蹤包判斷於所述服務功能鏈中是否存在等價多路徑之原理為： 所述路徑管理模組分析所述SFF中之所有轉換策略表，當所述SFF中存在同一SF時獲取所述ECMP； 當判斷於同一SFF中存在所述ECMP時，創建複製追蹤包流和丟棄追蹤包流，並於下一跳只保留一個追蹤包； 當於不同之SFF中存在所述ECMP，創建normal追蹤包流和丟棄追蹤封包流，並從不同之SFF中丟棄多餘之追蹤包，並於下一跳只保留一個追蹤包；及 每一SFF藉由所述追蹤報告流將所述追蹤報告傳送給所述報告管理模組。
  6. 一種路徑追蹤方法，包括步驟： 接收到用戶端觸發之追蹤請求後產生一個追蹤包及將所述追蹤包發送給SFC模組； 對所述追蹤包進行處理後將所述處理後之追蹤包發送SDN控制器之路徑管理模組; 判斷於服務功能鏈中是否存在ECMP； 當判斷所述SFC模組之同一SFF中存在所述ECMP時，創建複製追蹤包流，使每一路徑上只保留一個追蹤包及下一跳只保留一個追蹤包；及 當判斷不同之SFF中存在所述ECMP時，創建normal追蹤包流及丟棄追蹤包流，使每一路徑上只保留一個追蹤包及下一跳只保留一個追蹤包。
  7. 如請求項第6項所述之路徑追蹤方法，其中，所述步驟“判斷於服務功能鏈中是否存在ECMP”包括以下步驟： 分析SFF中之轉換策略表；及 當SFF中存在同一SF時獲取所述ECMP。
  8. 如請求項第6項所述之路徑追蹤方法，其中，還包括以下步驟： 當判斷同一SFF中存在所述ECMP時，創建追蹤報告流，及藉由所述追蹤報告流將追蹤報告傳送給所述報告管理模組；及 當判斷不同之SFF中存在所述ECMP時, 創建追蹤報告流，及藉由所述追蹤報告流將追蹤報告傳送給所述報告管理模組。
  9. 如請求項第8項所述之路徑追蹤方法，其中，於所述步驟“創建追蹤報告流，及藉由所述追蹤報告流將追蹤報告傳送給所述報告管理模組”之後包括以下步驟： 收集所有追蹤報告； 將所有追蹤報告之相關資料記錄於追蹤匯總表中；及 根據所述追蹤匯總表生成SFC追蹤圖。
  10. 如請求項第8項所述之路徑追蹤方法，其中，於所述步驟“創建追蹤報告流，及藉由所述追蹤報告流將追蹤報告傳送給所述報告管理模組”之後包括以下步驟： 向所述SFC模組之SF發送追蹤包請求； 判斷所述SF是否回應所述SFF； 當判斷所述SF沒有回應所述SFF時，將所述SFF於所述追蹤報告中之狀態標記為錯誤狀態； 藉由所述SFF將所述追蹤包之服務功能報文頭（Network Service Header，NSH）拷貝至所述追蹤報告中；及 發送所述追蹤報告給所述SDN控制器。
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