WO2014082493A1 - 软件定义网络报文转发方法和系统 - Google Patents

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WO2014082493A1
WO2014082493A1 PCT/CN2013/084298 CN2013084298W WO2014082493A1 WO 2014082493 A1 WO2014082493 A1 WO 2014082493A1 CN 2013084298 W CN2013084298 W CN 2013084298W WO 2014082493 A1 WO2014082493 A1 WO 2014082493A1
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host
switch
network controller
flow table
port
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PCT/CN2013/084298
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French (fr)
Inventor
胡永生
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中兴通讯股份有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/54—Organization of routing tables

Definitions

  • the present invention relates to the field of network communication technologies, and in particular, to a software defined network message forwarding method and system.
  • the OpenFlow protocol becomes the basis of network communication.
  • the protocol uses a forwarding/control separation architecture, an external control plane entity, and uses the OpenFlow protocol to control the forwarding plane device to implement various forwarding logics.
  • the main function of the forwarding plane device is to perform controlled forwarding according to the flow table sent by the OpenFlow controller.
  • the basic OpenFlow data forwarding process is as follows: After receiving a packet, the field value of the header is taken out as the key. The word search matches the entry, and the packet field is transformed according to the instruction set in the content of the entry, and then forwarded to a logical or physical port according to the indication.
  • a basic SDN network includes a logically centralized network controller 101 (including C1), a number of physically interconnected switches 102 (including S1-S5), and a host 103 connected to the switch 102 (including HI and H2).
  • the network controller 101 is responsible for the management and control of all switches 102 in the entire SDN network, enabling data exchange between the hosts 103.
  • the host HI initiates communication, and the packet is sent to the associated switch S1.
  • the switch S1 sends the packet to the network controller C1 according to the basic OpenFlow data forwarding process, and the network controller C1 according to the source and destination addresses of the packet.
  • the information and the network topology information are used to calculate the forwarding path, and the forwarding flow table is sent to the switch S2 on the path to establish a forwarding path, so that the packet sent by the host HI to the host H2 can be successfully forwarded.
  • the network controller C1 cannot sense the migration of the host H2 without gaps, causing the switch S2 to forward the flow locally. The packet is successfully matched, but the packet sent to switch S2 cannot be successfully delivered to host H2 and the packet is lost.
  • the main purpose of the present invention is to provide a packet loss caused by a switch associated with a host migration. Lost software defined network message forwarding method and system.
  • the present invention provides a software-defined network packet forwarding method, including:
  • the switch detects the host associated with the port of the switch
  • the switch actively deletes the entry related to the host in the local flow table.
  • the switch reports the flow table deletion information to the network controller
  • the network controller re-processes the to-be-forwarded packet according to the received flow table deletion information.
  • the entries related to the host in the local flow table include:
  • the network controller re-processes the message to be forwarded according to the received flow table deletion information, including:
  • the network controller deletes information according to the received flow table, and searches for a migration location of the left host;
  • the network controller determines that the host migrates to an associated port of the new switch, the network controller re-establishes a forwarding path between the switch and the new switch, and between the new switch and the host;
  • the switch forwards the to-be-forwarded message to the host via the new switch.
  • the network controller deletes the information according to the received flow table, and after searching for the migration location of the left host, the network controller further includes:
  • the network controller determines that the host leaves the network, the network controller instructs the switch to discard the message to be forwarded.
  • the switch further includes: when the host leaves the associated port, the switch reports the port state change information to the network controller;
  • the network controller deletes the information according to the received flow table, and reprocesses the to-be-forwarded message, including:
  • the network controller reprocesses the message to be forwarded according to the received flow table deletion information and port state change information.
  • the invention also provides a software-defined network message forwarding system, comprising a network controller, a switch and a host, wherein:
  • the switch is configured to: detect a host associated with the port of the switch; when the host leaves the associated port, actively delete the entry related to the host in the local flow table; report the flow table deletion to the network controller Information
  • the network controller is configured to: re-process the to-be-forwarded packet according to the received flow table deletion information.
  • the entries related to the host in the local flow table include:
  • a new switch is further included, wherein:
  • the network controller is configured to: search for a migration location of the leaving host according to the received flow table deletion information; and re-establish the switch and the new switch when determining that the host migrates to an associated port of the new switch And a forwarding path between the new switch and the host; the switch is configured to: forward the packet to be forwarded to the host via the new switch.
  • the network controller is further configured to:
  • the switch When it is determined that the host leaves the network, the switch is instructed to discard the message to be forwarded.
  • the switch is further configured to: report the port state change information to the network controller when the host leaves the associated port;
  • the network controller is further configured to: reprocess the to-be-forwarded packet according to the received flow table deletion information and port state change information.
  • the switch in the embodiment of the present invention detects that the host associated with the port is removed, the switch actively deletes the entry related to the host in the local flow table, and automatically reports the entry to the network controller, so that the network controller knows that the host location is migrated in time. A new processing action is taken for subsequent packets to be forwarded, which effectively avoids packet loss caused by host location migration.
  • BRIEF abstract 1 is a schematic structural diagram of an SDN network
  • FIG. 2 is a flowchart of a first embodiment of a software-defined network packet forwarding method according to the present invention
  • FIG. 3 is a flowchart of a second embodiment of a software-defined network packet forwarding method according to the present invention
  • FIG. 5 is a flowchart of a fourth embodiment of a software-defined network packet forwarding method according to the present invention
  • FIG. 6 is a first embodiment of a software-defined network packet forwarding system according to the present invention
  • FIG. 7 is a schematic structural diagram of a second embodiment of a software-defined network packet forwarding system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart of a first embodiment of a software defined network>3 ⁇ 4 text forwarding method according to the present invention.
  • the software-defined network packet forwarding method mentioned in this embodiment includes:
  • Step S10 The switch detects the host associated with the port of the switch.
  • the switch detects the port status at a time, which facilitates the switch to discover and make a subsequent solution when the host leaves the associated port.
  • Step S20 When the host leaves the associated port, the switch actively deletes the entry related to the host in the local flow table.
  • the traditional SDN network does not actively delete the entries associated with the host when the host leaves the switch.
  • the packet cannot be successfully delivered to the host.
  • the switch uses the switch to actively delete entries related to the host.
  • the host-related entries in the local flow table include: the entry associated with the host in the port information entry; and/or the entry in the destination address entry that matches the host address; and/or the source address entry in the host The address matching entry.
  • Step S30 the switch reports the flow table deletion information to the network controller.
  • the reason for the flow table deletion information in the flow table deletion information is "the host associated with the port is left.”
  • the reason for deleting the flow table can be various. For example, because the update table item needs to delete the old table item, The host is still associated with the current switch. The network controller does not need to re-process the packets to be forwarded, saves the processing flow, and improves the packet forwarding efficiency. Only when the network controller receives the flow table deletion reason is "the port associated host leaves". After the flow table deletes the information, the network controller performs the subsequent processing on the forwarded packet. For example, the new switch associated with the host is searched to re-establish the forwarding path to avoid packet loss.
  • Step S40 The network controller deletes the information according to the received flow table, and re-processes the to-be-forwarded packet.
  • the network controller analyzes the flow table deletion information, obtains the current host leaving the switch from the flow table deletion information, and then queries the new location of the host, so that the packet to be forwarded is forwarded to the correct switch, thereby enabling the network controller to forward the packet to the correct switch.
  • the packet to be forwarded is delivered to the host.
  • FIG. 3 is a flowchart of a second embodiment of a software defined network>3 ⁇ 4 text forwarding method according to the present invention. This embodiment is a detailed description of the steps of the network controller to re-process the packet to be forwarded based on the embodiment shown in FIG. 2, where the step S40 specifically includes:
  • Step S41 The network controller deletes the information according to the received flow table, and searches for the migration position of the left host.
  • Step S42 When the network controller determines that the host migrates to the associated port of the new switch, the network controller re-establishes a forwarding path between the original switch and the new switch, and between the new switch and the host;
  • Step S43 The original switch forwards the packet to be forwarded to the host through the new switch.
  • the network controller queries the host's new associated port to obtain the new switch address, and the original switch and the new switch.
  • a forwarding path is established between the new switch and the new switch, and the original switch forwards the subsequent to-be-forwarded packets to the new switch, and then the new switch forwards the packet to the host to implement data communication between the hosts to avoid packet loss.
  • Step S44 When the network controller determines that the host leaves the network, the network controller instructs the switch to discard the packet to be forwarded.
  • the network controller when the host completely leaves the network, the network controller can feed back the failure information of the packet to the party that sends the message, and notify the original switch that received the packet to discard the packet, thereby avoiding the storage. Space is occupied.
  • FIG. 4 is a flowchart of a third embodiment of a software defined network>3 ⁇ 4 text forwarding method according to the present invention.
  • the step of reporting the state change information of the port is added to the embodiment shown in FIG. 2, which specifically includes:
  • Step S10 The switch detects the host associated with the port of the switch.
  • Step S50 When the host leaves the associated port, the switch reports the port state change information to the network controller.
  • the port status change information can carry the port change reason, which is caused by "port removal”.
  • Step S20 When the host leaves the associated port, the switch actively deletes the entry related to the host in the local flow table.
  • Step S30 the switch reports the flow table deletion information to the network controller.
  • Step S45 The network controller re-processes the message to be forwarded according to the received flow table deletion information and port state change information.
  • FIG. 5 is a flowchart of a fourth embodiment of a software-defined network packet forwarding method according to the present invention. This embodiment is based on the embodiment shown in FIG. 2, and describes the entire process of packet forwarding. Referring to the structural diagram of the SDN network shown in FIG. 1, the following specifically includes:
  • step S601 the host HI sends a packet communicating with the host H2 network to the associated switch S1.
  • the switch S1 sends the packet to the network controller C1 according to the basic OpenFlow data forwarding process.
  • Step S603 the network controller C1 calculates the forwarding path ⁇ S1, ..., S2 ⁇ according to the source address and destination address information of the text, and the network topology information, and associates with the host H2 on the path.
  • the switch S2 sends a forwarding flow table to establish a forwarding path.
  • Step S604 in the normal communication process between the host HI and the H2, when the host H2 leaves the switch S2 associated with it, the switch S2 detects that the host H2 associated with the port leaves;
  • step S605 the switch S2 reports the port change message to the network controller C1, and the port change reason is "port removal";
  • step S606 the switch S2 actively deletes the entry related to the host H2 in the local flow table, and reports the flow table deletion message to the network controller, and the reason for deleting the flow table is "the host associated with the port is left.”
  • step S607 when the subsequent packets of the host HI and the H2 reach the switch S2, the local flow table has been deleted from the local flow table, and the local flow table matching is unsuccessful.
  • the switch S2 returns the packet to the network according to the network configuration rule.
  • Controller C1 or discard the packet directly according to the network configuration rule;
  • Step S608 the network controller C1 receives the port change message and/or the flow table deletion message.
  • step S609 when the network controller C1 determines that the host H2 migrates to the new location, the network controller C1 searches for the new switch associated with the host H2. S3;
  • step S610 the network controller C1 re-establishes the routing path between the switch S2 and the switch S3, and between the switch S3 and the host H2, and the switch S2 forwards the packet to the host m via the switch S3.
  • Step S611 When the network controller C1 determines that the host H2 completely leaves the network, the network controller C1 directly discards the subsequent packet, or instructs the switch S2 to perform a discard operation on the subsequent packet.
  • FIG. 6 is a schematic structural diagram of a first embodiment of a software-defined network packet forwarding system according to the present invention.
  • the software-defined network packet forwarding system mentioned in this embodiment includes a network controller 201, a switch 202, and a host 203, where:
  • the switch 202 is configured to detect the port 203 associated with the port of the switch 202. When the host 203 leaves the associated port, the host 203 actively deletes the entry related to the host 203 in the local flow table, and reports the flow table deletion information to the network controller 201.
  • the network controller 201 is configured to delete the information to be forwarded according to the received flow table deletion information.
  • the switch 202 detects the port status at a time, which facilitates the switch 202 to discover and make a subsequent solution when the host 203 leaves the associated port. Due to the traditional SDN network, when the host 203 leaves the switch 202, the switch 202 does not actively delete the entry associated with the host 203. In order to prevent the flow table from being successfully matched by the switch 202 after the host 203 leaves, the packet cannot be successfully delivered to the host. The situation of 203 occurs. In this embodiment, the switch 202 actively deletes the entry related to the host 203.
  • the entries related to the host 203 in the local flow table include: an entry associated with the host 203 in the port information entry; and/or an entry in the destination address entry that matches the address of the host 203; and/or a source address entry An entry matching the address of the host 203.
  • the flow table deletion information may carry the flow table deletion reason, and the reason is "the port associated host 203 leaves".
  • the reason for deleting the flow table may be multiple. For example, the old entry needs to be deleted because the update entry needs to be deleted.
  • the host 203 is still associated with the current switch 202, and the network controller 201 does not need to re-process the packet to be forwarded. The process of the packet is processed to improve the packet forwarding efficiency.
  • the network controller 201 performs the subsequent processing on the packet to be forwarded only after the network controller 201 receives the flow table deletion information of the port-related host 203 leaving the flow table deletion information. For example, the new switch associated with the host 203 is searched to re-establish the forwarding path to avoid packet loss.
  • the network controller 201 analyzes the flow table deletion information, obtains the current host 203 leaving the switch 202 from the flow table deletion information, and then queries the new location of the host 203, so that the packet to be forwarded is forwarded to the correct one.
  • the switch 202 sends the packet to be forwarded to the host 203.
  • FIG. 7 is a schematic structural diagram of a second embodiment of a software-defined network packet forwarding system according to the present invention. This embodiment is based on the embodiment shown in FIG. 6.
  • the software-defined network packet forwarding system further includes a new switch 2021, where:
  • the network controller 201 is specifically configured to: according to the received flow table deletion information, find the migration location of the leaving host 203; when determining that the host 203 migrates to the associated port of the new switch 2021, re-establish the switch 202 and a forwarding path between the new switches 2021 and between the new switch 2021 and the host 203;
  • the switch 202 is specifically configured to forward the packet to be forwarded to the host through the new switch 2021. 203.
  • the network controller 201 queries the new associated port of the host 203 to obtain the address of the new switch 2021, and A forwarding path is established between the original switch 202 and the new switch 2021, and the new switch 2021 and the host 203.
  • the original switch 202 forwards the subsequent to-be-forwarded packet to the new switch 2021, and the new switch 2021 forwards the packet to the host. 203.
  • the network controller 201 is further specifically configured to:
  • the switch 202 When it is determined that the host 203 leaves the network, the switch 202 is instructed to discard the message to be forwarded.
  • the network controller 201 can feed back the packet failure information to the party that sends the packet, and notify the original association switch 202 that received the packet to discard the packet, thereby avoiding The storage space is occupied.
  • the switch 202 is further configured to: when the host 203 leaves the associated port, report the port state change information to the network controller 201;
  • the network controller 201 is further configured to reprocess the message to be forwarded according to the received flow table deletion information and the port state change information.
  • the port state change information may carry the port change reason, and the reason is "port removal".
  • the switch 202 reports the port state change information and the flow table deletion information to the network controller 201, and further causes the network controller 201 to learn the host.
  • the 203 has left the current switch 202, and the network controller 201 needs to perform subsequent processing on the forwarded packet, and finds the new switch 2021 associated with the host 203 to re-establish the forwarding path to avoid packet loss.
  • the switch in the embodiment of the present invention detects that the host associated with the port is removed, the switch actively deletes the entry related to the host in the local flow table, and automatically reports the entry to the network controller, so that the network controller knows that the host location is migrated in time. A new processing action is taken for subsequent packets to be forwarded, which effectively avoids packet loss caused by host location migration.

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Abstract

一种软件定义网络报文转发方法和系统，其方法包括：交换机检测所述交换机的端口关联的主机；当所述主机离开关联的端口时，所述交换机主动删除本地流表中与所述主机相关的表项；所述交换机向网络控制器上报流表删除信息；所述网络控制器根据接收的所述流表删除信息，重新处理待转发报文。本发明实施例中的交换机在检查到其端口上关联的主机离开时，主动删除本地流表中与主机相关的表项，并主动上报至网络控制器，使网络控制器及时获知主机位置发生迁移，对后续待转发报文采取新的处理措施，有效避免因主机位置迁移所造成的报文丟失。

Description

软件定义网络报文转发方法和系统
技术领域
本发明涉及到网络通信技术领域， 特别涉及到软件定义网络报文转发方 法和系统。
背景技术
在软件定义网络（ Software Defined Network, SDN )技术中， OpenFlow 协议成为网络通信基础， 该协议釆用转发 /控制分离架构， 外置控制面实体， 釆用 OpenFlow协议控制转发面设备实现各种转发逻辑， 而转发面设备主要功 能就是根据 OpenFlow控制器下发的流表执行受控转发，基本的 OpenFlow数据 转发流程为： 在收到一条报文后， 取出其头部相关字段值， 以其作为关键字 查找匹配的表项， 根据表项内容中的指令集对报文字段进行变换， 完毕后根 据指示转发到某一逻辑或物理端口。
如图 1所示，一个基本的 SDN网络包括一个逻辑集中的网络控制器 101(包 括 C1 )、 若干物理互联的交换机 102 (包括 S1-S5 )、 以及与连接在交换机 102 上的主机 103 (包括 HI和 H2 )。 网络控制器 101负责整个 SDN网络中所有交换 机 102的管理与控制，实现主机 103之间的数据交换。首先，主机 HI发起通信， 报文发送到关联的交换机 S1上，交换机 S1按照基本的 OpenFlow数据转发流程, 将报文上送到网络控制器 C1， 网络控制器 C1根据报文的源和目的地址信息、 以及网络拓朴信息， 计算转发路径， 并向路径上的交换机 S2下发转发流表， 建立转发路径， 这样， 主机 HI发往主机 H2的报文即可成功转发。 然而， 当主 机 HI和主机 H2的通信过程中， 若主机 H2发生迁移， 从交换机 S2迁移到交换 机 S3上， 网络控制器 C1不能无间隙的感知主机 H2的迁移，造成虽然交换机 S2 在本地转发流表匹配成功，但发送到交换机 S2上的报文不能成功送达主机 H2 , 报文丟失。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种避免因主机迁移关联的交换机造成报文丟 失的软件定义网络报文转发方法和系统。
本发明提出一种软件定义网络报文转发方法， 包括：
交换机检测所述交换机的端口关联的主机；
当所述主机离开关联的端口时， 所述交换机主动删除本地流表中与所述 主机相关的表项；
所述交换机向网络控制器上报流表删除信息；
所述网络控制器根据接收的所述流表删除信息， 重新处理待转发报文。 优选地， 所述本地流表中与所述主机相关的表项包括：
端口信息表项中与所述主机关联的表项；
和 /或目的地址表项中与所述主机地址匹配的表项；
和 /或源地址表项中与所述主机地址匹配的表项。
优选地， 所述网络控制器根据接收的所述流表删除信息， 重新处理待转 发的报文包括：
所述网络控制器根据接收的所述流表删除信息， 查找离开的所述主机的 迁移位置；
当所述网络控制器判定所述主机迁移至新交换机的关联端口时， 所述网 络控制器重新建立所述交换机与新交换机之间、 以及新交换机与所述主机之 间的转发路径；
所述交换机将所述待转发的报文经由所述新交换机转发至所述主机。 优选地， 所述网络控制器根据接收的所述流表删除信息， 查找离开的所 述主机的迁移位置之后还包括：
当所述网络控制器判定所述主机离开网络时， 所述网络控制器指示所述 交换机丟弃所述待转发的报文。
优选地， 所述交换机检测所述交换机的端口关联的主机之后还包括： 当所述主机离开关联的端口时， 所述交换机向网络控制器上报端口状态 变化信息；
所述网络控制器根据接收的所述流表删除信息， 重新处理待转发报文包 括：
所述网络控制器根据接收的所述流表删除信息和端口状态变化信息， 重 新处理待转发 4艮文。 本发明还提出一种软件定义网络报文转发系统， 包括网络控制器、 交换 机和主机， 其中：
所述交换机， 设置为： 检测所述交换机的端口关联的主机； 当所述主机 离开关联的端口时， 主动删除本地流表中与所述主机相关的表项； 向网络控 制器上报流表删除信息；
所述网络控制器， 设置为： 根据接收的所述流表删除信息， 重新处理待 转发报文。
优选地， 所述本地流表中与所述主机相关的表项包括：
端口信息表项中与所述主机关联的表项；
和 /或目的地址表项中与所述主机地址匹配的表项；
和 /或源地址表项中与所述主机地址匹配的表项。
优选地， 还包括新交换机， 其中：
所述网络控制器设置为： 根据接收的所述流表删除信息， 查找离开的所 述主机的迁移位置； 当判定所述主机迁移至新交换机的关联端口时， 重新建 立所述交换机与新交换机之间、 以及新交换机与所述主机之间的转发路径； 所述交换机设置为： 将所述待转发的报文经由所述新交换机转发至所述 主机。
优选地， 所述网络控制器还设置为：
当判定所述主机离开网络时， 指示所述交换机丟弃所述待转发的报文。 优选地， 所述交换机还设置为： 当所述主机离开关联的端口时， 向网络 控制器上报端口状态变化信息；
所述网络控制器还设置为： 根据接收的所述流表删除信息和端口状态变 化信息， 重新处理待转发报文。 本发明实施例中的交换机在检查到其端口上关联的主机离开时， 主动删 除本地流表中与主机相关的表项， 并主动上报至网络控制器， 使网络控制器 及时获知主机位置发生迁移， 对后续待转发报文釆取新的处理措施， 有效避 免因主机位置迁移所造成的报文丟失。 附图概述 图 1为 SDN网络的结构示意图；
图 2为本发明软件定义网络报文转发方法的第一实施例的流程图； 图 3为本发明软件定义网络报文转发方法的第二实施例的流程图； 图 4为本发明软件定义网络报文转发方法的第三实施例的流程图； 图 5为本发明软件定义网络报文转发方法的第四实施例的流程图； 图 6为本发明软件定义网络报文转发系统第一实施例的结构示意图； 图 7为本发明软件定义网络报文转发系统第二实施例的结构示意图。 本发明目的的实现、 功能特点及优点将结合实施例， 参照附图做进一步 说明。
本发明的较佳实施方式
应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并不用于限 定本发明。
如图 2所示， 图 2为本发明软件定义网络>¾文转发方法的第一实施例的 流程图。 本实施例提到的软件定义网络报文转发方法， 包括：
步骤 S10, 交换机检测交换机的端口关联的主机；
本实施例中，交换机时刻检测端口状态，有利于在主机离开关联端口时， 交换机能够及时发现并作出后续解决方案。
步骤 S20, 当主机离开关联的端口时， 交换机主动删除本地流表中与主 机相关的表项；
由于传统的 SDN网络，在主机离开交换机时， 交换机并不会主动删除与 主机关联的表项， 为了避免主机离开后交换机流表匹配成功， 但报文不能成 功送达主机的情况发生，本实施例釆用了交换机主动删除与主机相关的表项。 本地流表中与主机相关的表项包括： 端口信息表项中与主机关联的表项； 和 / 或目的地址表项中与主机地址匹配的表项；和 /或源地址表项中与主机地址匹 配的表项。
步骤 S30, 交换机向网络控制器上报流表删除信息；
流表删除信息中可携带流表删除原因，该原因为"端口关联的主机离开"。 由于删除流表的原因可以为多种， 例如因更新表项需要删除旧的表项， 此时 的主机仍然是与当前的交换机关联， 网络控制器无需重新处理待转发报文， 节省处理流程， 提高报文转发效率； 只有在网络控制器接收到流表删除原因 为 "端口关联的主机离开" 的流表删除信息后， 网络控制器才对待转发报文 进行后续处理， 例如查找主机关联的新交换机， 以重新建立转发路径， 避免 报文丟失。
步骤 S40 ,网络控制器根据接收的流表删除信息，重新处理待转发报文。 网络控制器对流表删除信息进行分析， 从流表删除信息中获取到当前离 开交换机的主机， 随后对该主机的新的位置进行查询， 使待转发的报文被转 发到正确的交换机， 进而使待转发的报文送达到主机。
本实施例中的交换机在检查到其端口上关联的主机离开时， 主动删除本 地流表中与主机相关的表项， 并主动上报至网络控制器， 使网络控制器及时 获知主机位置发生迁移， 对后续待转发报文釆取新的处理措施， 有效避免因 主机位置迁移所造成的报文丟失。 如图 3所示， 图 3为本发明软件定义网络>¾文转发方法的第二实施例的 流程图。 本实施例是以图 2所示实施例为基础， 对网络控制器重新处理待转 发报文步骤的详细描述， 其中， 步骤 S40具体包括：
步骤 S41 , 网络控制器根据接收的流表删除信息， 查找离开的主机的迁 移位置；
步骤 S42 , 当网络控制器判定主机迁移至新交换机的关联端口时， 网络 控制器重新建立原交换机与新交换机之间、 以及新交换机与主机之间的转发 路径；
步骤 S43 , 原交换机将待转发的报文经由新交换机转发至主机。
本实施例中， 当主机是因为迁移到新交换机的端口上， 而离开了原来的 交换机端口，则由网络控制器查询主机的新的关联端口，获得新交换机地址， 并在原交换机与新交换机之间、 以及新交换机与主机之间建立转发路径， 将 原交换机将后续的待转发报文转发至新交换机， 再由新交换机将报文转发到 主机， 实现主机间的数据通信， 避免报文丟失。
步骤 S44 , 当网络控制器判定主机离开网络时， 网络控制器指示交换机 丟弃待转发的报文。 本实施例中， 当主机彻底离开网络时， 网络控制器可向发送 ^艮文的一方 反馈报文发送失败的信息， 并通知接收了报文的原关联的交换机丟弃报文， 避免了存储空间被占用。 如图 4所示， 图 4为本发明软件定义网络>¾文转发方法的第三实施例的 流程图。 本实施例在图 2所示实施例基础上， 增加了上报端口状态变化信息 的步骤， 具体包括：
步骤 S10, 交换机检测交换机的端口关联的主机；
步骤 S50, 当主机离开关联的端口时， 交换机向网络控制器上报端口状 态变化信息。
端口状态变化信息中可携带端口变化原因， 其原因为 "端口移除" 。 步骤 S20, 当主机离开关联的端口时， 交换机主动删除本地流表中与主 机相关的表项；
步骤 S30, 交换机向网络控制器上报流表删除信息；
步骤 S45 , 网络控制器根据接收的流表删除信息和端口状态变化信息， 重新处理待转发>¾文。
本实施例通过交换机向网络控制器上报端口状态变化信息和流表删除信 息， 进一步使网络控制器获知主机已离开当前交换机， 网络控制器需要对待 转发报文进行后续处理， 查找主机关联的新交换机， 以重新建立转发路径， 避免报文丟失。 如图 5所示， 图 5为本发明软件定义网络报文转发方法的第四实施例的 流程图。 本实施例是以图 2所示实施例为基础， 对报文转发的整个流程进行 详细描述， 同时参照图 1所示的 SDN网络的结构示意图， 具体包括：
步骤 S601 ,主机 HI向关联的交换机 S1发送与主机 H2网络通信的报文； 步骤 S602, 交换机 S1按照基本的 OpenFlow数据转发流程， 将报文上 送到网络控制器 C1 ;
步骤 S603 , 网络控制器 C1根据 ^艮文的源地址和目的地址信息、 以及网 络拓朴信息， 计算转发路径 {S1 , ... ... , S2} , 并向路径上与主机 H2关联的 交换机 S2下发转发流表， 建立转发路径； 步骤 S604 ,在主机 HI和 H2正常通信过程中 , 当主机 H2从其所关联的 交换机 S2上离开时， 交换机 S2检测到其端口关联的主机 H2离开；
步骤 S605 , 交换机 S2向网络控制器 C1上报端口变化消息， 携带端口 变化原因为 "端口移除" ；
步骤 S606, 交换机 S2主动删除本地流表中与主机 H2相关的表项， 向 网络控制器上报流表删除消息，携带流表删除原因为"端口关联的主机离开"。
步骤 S607 , 当主机 HI和 H2后续的报文到达交换机 S2时， 由于本地流 表已经删除与主机 H2相关的表项， 本地流表匹配不成功， 交换机 S2根据网 络配置规则将报文返回给网络控制器 C1 ,或根据网络配置规则将报文直接丟 弃；
步骤 S608, 网络控制器 C1收到端口变化消息和 /或流表删除消息； 步骤 S609, 当网络控制器 C1判定主机 H2迁移到新的位置时， 网络控 制器 C1查找与主机 H2关联的新交换机 S3;
步骤 S610, 网络控制器 C1重新建立交换机 S2与交换机 S3之间、 以及 交换机 S3与主机 H2之间的路由路径，交换机 S2将报文经由交换机 S3转发 给主机 m。
步骤 S611 , 当网络控制器 C1判定主机 H2彻底离开网络时， 网络控制 器 C1直接丟弃后续报文， 或指示交换机 S2对后续报文执行丟弃操作。
本实施例中的交换机 S2在检查到其端口上关联的主机 H2离开时，主动 删除本地流表中与主机 H2相关的表项， 并主动上报至网络控制器 C1 , 使网 络控制器 C1及时获知主机 H2位置发生迁移，对后续待转发报文釆取新的处 理措施， 有效避免因主机 H2位置迁移所造成的报文丟失。 如图 6所示， 图 6为本发明软件定义网络报文转发系统第一实施例的结 构示意图。本实施例提及的软件定义网络报文转发系统，包括网络控制器 201、 交换机 202和主机 203 , 其中：
交换机 202, 用于检测交换机 202的端口关联的主机 203; 当主机 203 离开关联的端口时， 主动删除本地流表中与主机 203相关的表项； 向网络控 制器 201上报流表删除信息；
网络控制器 201 ,用于根据接收的流表删除信息，重新处理待转发报文。 本实施例中， 交换机 202时刻检测端口状态， 有利于在主机 203离开关 联端口时， 交换机 202能够及时发现并作出后续解决方案。 由于传统的 SDN 网络，在主机 203离开交换机 202时，交换机 202并不会主动删除与主机 203 关联的表项， 为了避免主机 203离开后交换机 202流表匹配成功， 但报文不 能成功送达主机 203的情况发生， 本实施例釆用了交换机 202主动删除与主 机 203相关的表项。 本地流表中与主机 203相关的表项包括： 端口信息表项 中与主机 203关联的表项；和 /或目的地址表项中与主机 203地址匹配的表项； 和 /或源地址表项中与主机 203地址匹配的表项。流表删除信息中可携带流表 删除原因， 该原因为 "端口关联的主机 203离开" 。 由于删除流表的原因可 以为多种， 例如因更新表项需要删除旧的表项， 此时的主机 203仍然是与当 前的交换机 202关联， 网络控制器 201无需重新处理待转发报文， 节省处理 流程，提高报文转发效率；只有在网络控制器 201接收到流表删除原因为 "端 口关联的主机 203离开" 的流表删除信息后， 网络控制器 201才对待转发报 文进行后续处理，例如查找主机 203关联的新交换机，以重新建立转发路径， 避免报文丟失。 网络控制器 201对流表删除信息进行分析， 从流表删除信息 中获取到当前离开交换机 202的主机 203 , 随后对该主机 203的新的位置进 行查询， 使待转发的报文被转发到正确的交换机 202, 进而使待转发的报文 送达到主机 203。本实施例中的交换机 202在检查到其端口上关联的主机 203 离开时， 主动删除本地流表中与主机 203相关的表项， 并主动上报至网络控 制器 201 , 使网络控制器 201及时获知主机 203位置发生迁移， 对后续待转 发报文釆取新的处理措施，有效避免因主机 203位置迁移所造成的报文丟失。 如图 7所示， 图 7为本发明软件定义网络报文转发系统第二实施例的结 构示意图。 本实施例以图 6所示实施例为基础， 软件定义网络报文转发系统 还包括新交换机 2021 , 其中：
本发明实施例中，网络控制器 201具体用于，根据接收的流表删除信息， 查找离开的主机 203的迁移位置；当判定主机 203迁移至新交换机 2021的关 联端口时， 重新建立交换机 202与新交换机 2021之间、 以及新交换机 2021 与主机 203之间的转发路径；
交换机 202具体用于， 将待转发的报文经由新交换机 2021转发至主机 203。
本实施例中， 当主机 203是因为迁移到新交换机 2021的端口上， 而离开 了原来的交换机 202端口， 则由网络控制器 201查询主机 203的新的关联端 口， 获得新交换机 2021地址， 并在原交换机 202与新交换机 2021之间、 以 及新交换机 2021与主机 203之间建立转发路径，原交换机 202将后续的待转 发报文转发至新交换机 2021 ,再由新交换机 2021将报文转发到主机 203 , 实 现主机 203间的数据通信， 避免报文丟失。 本发明实施例中， 网络控制器 201还具体用于：
当判定主机 203离开网络时， 指示交换机 202丟弃待转发的报文。
本实施例中， 当主机 203彻底离开网络时， 网络控制器 201可向发送报 文的一方反馈报文发送失败的信息， 并通知接收了报文的原关联的交换机 202丟弃报文， 避免了存储空间被占用。 本发明实施例中， 交换机 202还用于， 当主机 203离开关联的端口时， 向网络控制器 201上报端口状态变化信息；
网络控制器 201还用于，根据接收的流表删除信息和端口状态变化信息， 重新处理待转发>¾文。
本实施例端口状态变化信息中可携带端口变化原因， 其原因为 "端口移 除" ， 通过交换机 202向网络控制器 201上报端口状态变化信息和流表删除 信息， 进一步使网络控制器 201获知主机 203 已离开当前交换机 202, 网络 控制器 201需要对待转发报文进行后续处理， 查找主机 203关联的新交换机 2021 , 以重新建立转发路径， 避免报文丟失。 以上所述仅为本发明的优选实施例， 并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换， 或直接 或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
工业实用性 本发明实施例中的交换机在检查到其端口上关联的主机离开时， 主动删 除本地流表中与主机相关的表项， 并主动上报至网络控制器， 使网络控制器 及时获知主机位置发生迁移， 对后续待转发报文釆取新的处理措施， 有效避 免因主机位置迁移所造成的报文丟失。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种软件定义网络 文转发方法， 包括：
交换机检测所述交换机的端口关联的主机；
当所述主机离开关联的端口时， 所述交换机主动删除本地流表中与所述 主机相关的表项；
所述交换机向网络控制器上报流表删除信息；
所述网络控制器根据接收的所述流表删除信息， 重新处理待转发报文。
2、根据权利要求 1所述的软件定义网络报文转发方法， 其中， 所述本地 流表中与所述主机相关的表项包括：
端口信息表项中与所述主机关联的表项；
和 /或目的地址表项中与所述主机地址匹配的表项；
和 /或源地址表项中与所述主机地址匹配的表项。
3、根据权利要求 1或 2所述的软件定义网络报文转发方法， 其中， 所述 网络控制器根据接收的所述流表删除信息， 重新处理待转发的报文包括： 所述网络控制器根据接收的所述流表删除信息， 查找离开的所述主机的 迁移位置；
当所述网络控制器判定所述主机迁移至新交换机的关联端口时， 所述网 络控制器重新建立所述交换机与新交换机之间、 以及新交换机与所述主机之 间的转发路径；
所述交换机将所述待转发的报文经由所述新交换机转发至所述主机。
4、根据权利要求 3所述的软件定义网络报文转发方法， 其中， 所述网络 控制器根据接收的所述流表删除信息， 查找离开的所述主机的迁移位置之后 还包括：
当所述网络控制器判定所述主机离开网络时， 所述网络控制器指示所述 交换机丟弃所述待转发的报文。
5、根据权利要求 3所述的软件定义网络报文转发方法， 其中， 所述交换 机检测所述交换机的端口关联的主机之后还包括：
当所述主机离开关联的端口时， 所述交换机向网络控制器上报端口状态 变化信息；
所述网络控制器根据接收的所述流表删除信息， 重新处理待转发报文包 括：
所述网络控制器根据接收的所述流表删除信息和端口状态变化信息， 重 新处理待转发 4艮文。
6、 一种软件定义网络报文转发系统， 包括网络控制器、 交换机和主机， 其中：
所述交换机， 设置为： 检测所述交换机的端口关联的主机； 当所述主机 离开关联的端口时， 主动删除本地流表中与所述主机相关的表项； 向网络控 制器上报流表删除信息；
所述网络控制器， 设置为： 根据接收的所述流表删除信息， 重新处理待 转发报文。
7、根据权利要求 6所述的软件定义网络报文转发系统， 其中， 所述本地 流表中与所述主机相关的表项包括：
端口信息表项中与所述主机关联的表项；
和 /或目的地址表项中与所述主机地址匹配的表项；
和 /或源地址表项中与所述主机地址匹配的表项。
8、根据权利要求 6或 7所述的软件定义网络报文转发系统， 其中，还包 括新交换机， 其中：
所述网络控制器设置为： 根据接收的所述流表删除信息， 查找离开的所 述主机的迁移位置； 当判定所述主机迁移至新交换机的关联端口时， 重新建 立所述交换机与新交换机之间、 以及新交换机与所述主机之间的转发路径； 所述交换机设置为： 将所述待转发的报文经由所述新交换机转发至所述 主机。
9、根据权利要求 8所述的软件定义网络报文转发系统， 其中， 所述网络 控制器还设置为：
当判定所述主机离开网络时， 指示所述交换机丟弃所述待转发的报文。
10、 根据权利要求 8所述的软件定义网络报文转发系统， 其中， 所述交 换机还设置为： 当所述主机离开关联的端口时， 向网络控制器上报端口状态 变化信息；
所述网络控制器还设置为： 根据接收的所述流表删除信息和端口状态变 化信息， 重新处理待转发报文。
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