软件定义网络中流量项目的管理方法技术

本发明专利技术提供一种软件定义网络中流量项目的管理方法，包括依据流量项目，于交换机中建立下行流量对应表，依据流量项目，于交换机中建立上行流量对应表，交换机取得数据封包，及根据数据封包、下行流量对应表及上行流量对应表，产生传送路径以分配数据封包，其中下行流量对应表包括交换机的第一传输埠与对应下行交换机的对应关系，上行流量对应表包括交换机的第一传输埠与对应上行交换机的传输埠群组的对应关系。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别指涉及一种利用多个 流量对应表的流量项目管理方法。
技术介绍
近年来随着云端运算的蓬勃发展，虚拟化（Virtualization)技术逐渐成为热 门的研究议题，其中主机虚拟化由于可将单一实体主机转化为多部共同运作的虚拟主机 (VirtualMachine，VM)，透过数台主机执行平行化运算，来提供可靠的服务质量。但虚拟化 的技术应用于云端等级的网络，需要巨量的运算能力、内存以及数据储存空间。为此，史丹 佛大学发展了一种软件定义网络（SoftwareDefinedNetwork，SDN)的系统，制定了开流 (OpenFlow)的传输协议。原目标为延伸校园网络的交换线路的可程序规划特性，并提供对 应的虚拟平台。一般而言，软件定义网络包括一个集中式的控制机（Controller)和数以万 计的交换机（Switch)组合而成，这些交换机相互链接，并提供传输路径至所有的实体机器 上。而这种连结关为一种拓扑架构，这种拓扑架构同时也构成了软件定义网络下的数据中 心（DateCenter)系统。OpenFlow的传输协议最初的设计是利用流量层（Flow-Level)的控制来达到简化 网络及流量的管理。在此协议下，控制器会具有全局优化的特性，掌握其管辖范围中的各个 网络设备与线路的状态，搭配流量项目（FlowEntry)的设定可以让管理者可以依照需求开 发软件定义网络的应用程序以进行更客制化的管理。目前的OpenFlow提供了两种管理模 式，分别为反应模式（ReactiveMode)及主动模式（ProactiveMode)。在反应模式中，交 换机在不知道要如何将数据封包进行绕送时，会将封包传送至控制机进行询问，控制机会 决定封包绕送的路径并且设定对应的流量项目到路径上所有的交换机，此种模式可以避免 不必要的流量表（FlowTable)的空间浪费，但会降低控制机与交换机的性能以及提高其负 载。在主动模式中，控制机会预先设定好所有的路径该如何绕送，封包透过交换机只需依照 流量表（FlowTable)中的项目（Entry)进行比对即可进行绕送，此模式可以提高控制机与 交换机的性能，但却会造成流量表不必要的空间浪费，对于大型数据中心而言，更是扩展性 最大的限制。 目前的交换机常使用三元内容可寻址内存（TernaryContentAddressable Memory，TCAM)来储存流量表。然而TCAM的内存相较于一般的静态随机存取内存（Static Random-AccessMemory，SRAM)，其耗能较高且价格昂贵。因此，若数据中心网络的拓扑结构 的维度被扩张时，传统的流量表（FlowTable)由于所需的储存空间为指数性的上升，因此 将导致TCAM的内存无法存取，或是因为流量（Flow)太多而造成控制器的负担上升的问题。 因此，发展一种应用于软件定义网络中，高效率的流量项目的管理方法是非常重 要的议题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种软件定义网络中流量 项目的管理方法及软件定义网络系统，用于解决上述现有技术中的种种问题。 为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术一实施例提出一种软件定义网络（SDN) 中的多个流量项目（FlowEntries)的管理方法，包括依据多个流量项目，于交换机中建立 下行项目（DownlinkEntry)对应表，依据多个流量项目，于交换机中建立上行项目（Uplink Entry)对应表，交换机取得数据封包，及根据数据封包、下行流量对应表及上行流量对应 表，产生传送路径以分配数据封包，其中下行流量对应表包括交换机的多个第一传输埠与 对应交换机的至少一下行交换机的对应关系，上行流量对应表包括交换机的多个第一传输 埠与对应交换机的至少一上行交换机的传输埠群组的对应关系。 本专利技术另一实施例提出一种软件定义网络系统，包括多个聚合层交换机、多个核 心层交换机、多个边缘层交换机及控制机。多个聚合层交换机中每一个聚合层交换机具有 下行流量对应表及上行流量对应表。多个核心层交换机连结于该些聚合层交换机，多个边 缘层交换机连结于该些聚合层交换机。控制机连结于该些核心层交换机、该些聚合层交换 机及该些边缘层交换机，其中当聚合层交换机取得数据封包后，控制机根据数据封包、下行 流量对应表及上行流量对应表，产生传送路径以分配数据封包，下行流量对应表包括聚合 层交换机的多个第一传输埠与对应聚合层交换机的至少一边缘层交换机的对应关系，上行 流量对应表包括聚合层交换机的多个第一传输焊与对应聚合层交换机的至少一核心层交 换机的传输埠群组的对应关系。 如上所述，本专利技术描述了一种软件定义网络中的多个流量项目的管理方法，其方 法为将传统复杂的流量项目表取代为下行流量对应表、上行流量对应表以及上行群组对应 表而不会有任何的数据遗失（InformationLoss)。并且，依据下行流量对应表、上行流量 对应表以及上行群组对应表所实施的流量处理机制，在数据中心的拓扑结构的维度被扩充 时，可让每一个交换机上平均的流量项目的数量仅微幅提升。并且，在数据中心的流量增加 时，流量项目的总数量为固定数值。【附图说明】 图1为本专利技术的软件定义网络的数据中心的拓扑结构示意图。 图2A为图1所述的软件定义网络的数据中心内，聚合层交换机的传输埠与其它交 换机及主机的链接关系示意图。 图2B为图2A所述的交换机建立多个流量对应表的示意图。图3为本专利技术的软件定义网络中的流量项目的管理方法的流程图。 图4为本专利技术的软件定义网络的数据中心内，交换机依据流量表配置流量路径的 示意图。图5为当图1的数据中心的拓扑结构的维度被扩充时，流量项目的增加趋势示意 图。 图6为当图1的数据中心的流量增加时，流量项目的增加趋势示意图。 组件标号说明 100 软件定义网络的数据中心 11、11a及lib 核心层交换机 12 聚合层交换机 13、13a及13b 边缘层交换机 l、2、3、4、la、lb、2b、3b、Nb 传输埠H1、H2、H3、H4 及 14 主机A 传输埠群组 DT下行流量对应表UT 上行流量对应表GT 上行群组对应表 10 控制机S301 至S308 步骤B1至BN 数据桶SW 交换机【具体实施方式】 以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离 本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施 例中的特征可以相互组合。 需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构 想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸 绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也 可能更为复杂。 图1为本专利技术的软件定义网络的数据中心100的拓扑结构示意图。在图1中，数 据中心100包括多个聚合层交换机12、多个核心层交换机11、多个边缘层交换机13、控制机 10及多个主机14。在本实施例中，数据中心100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软件定义网络中流量项目的管理方法，其特征在于，包括以下步骤：依据多个流量项目，于一交换机中建立一下行流量对应表；依据该些流量项目，于所述交换机中建立一上行流量对应表；所述交换机取得一数据封包；及根据所述数据封包、所述下行流量对应表及所述上行流量对应表，产生一传送路径以分配所述数据封包；其中，所述下行流量对应表包括所述交换机的多个第一传输埠与对应所述交换机的至少一下行交换机的一对应关系，所述上行流量对应表包括所述交换机的所述多个第一传输埠与对应所述交换机的至少一上行交换机的一传输埠群组的一对应关系。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪吉祥，黄昭维，王莅君，刘得彦，
申请(专利权)人：英业达科技有限公司，英业达股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31