用于配置软件定义的网络的方法和控制器系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于配置软件定义的网络的方法和控制器系统。一种用于配置软件定义的网络“SDN”的网络元件的方法，包括：针对不同的查找表检索（401）查找表特定的资源消耗估计，该查找表特定的资源消耗估计指示当运行与查找表有关的操作时网络元件的至少一个组件的负载因数；基于查找表特定的资源消耗估计来确定（402）用于至少一个查找系统的资源消耗估计，该至少一个查找系统包括查找表中的一个或多个并且具有适用于网络元件的功能；以及如果网络元件能够（403）运行查找系统，则向网络元件发送（404）定义查找系统的配置数据。该方法提供避免将网络元件配置为过载的可能性，并且另一方面，能够使用与不同网络元件有关的资源消耗估计以供将软件定义的网络作为整体进行优化。

【技术实现步骤摘要】
用于配置软件定义的网络的方法和控制器系统
本专利技术一般地涉及软件定义的网络“SDN”。更具体地，本专利技术涉及用于配置软件定义的网络的一个或多个网络元件的方法、控制器系统、网络元件以及计算机程序。
技术介绍
软件定义的联网是用于数据传输网络的新兴架构。在软件定义的网络“SDN”中，将控制平面与数据平面分离，使得控制平面以能够与网络元件分离的一个或多个控制器来实现，并且数据平面以网络元件来实现。网络元件能够是，例如，因特网协议“IP”路由器、多协议标签交换“MPLS”节点、分组光学交换机和/或以太网交换机。每个网络元件可以由单个设备或多个设备的组合来构成。通常，软件定义的联网允许交换和/或路由策略的快速实验和优化以及对原来被关闭并且专有的网络元件的内部的外部访问。基于因特网协议“IP”的网络最初是基于自主系统“AS”的概念而构建的。该概念允许网络通过连接的结点进行缩放和扩展，该连接的结点基于部分需要知道的信息来将分组转发到合理的下一跳。AS原理更像是传统邮局服务来进行工作，其中，给定城市中的邮政工人不需要知道另一城市中的所有街道的所有占用者，以便于为手头的信件选择合理的下一跳。这种用于联网的方法是简单的，并且已经证明是弹性并且可缩放的。然而，这种方法有几个缺点。直到涉及分组递送服务，不允许指定目的地或具有家庭邮箱的占用者在不改变其身份的情况下进行移动。作为所附着到的网络接口的目的地的拓扑位置指示其与分组递送服务有关的身份。另外，仅使用基本AS原理，难以指定诸如逻辑分群组（grouping）、访问控制、服务质量、中间网络处理的其他特定，或者指定与形成流的分组序列相关的各方面。使用邮政服务的类比，软件定义的联网针对任何给定街道位置进行工作，使得来自所有占用者的所有信件将首先由在软件定义的网络边缘的网络元件进行聚合。该网络元件被配置成使用全局查找机制来调查每个信件目的地的当前位置。基于全局查找并且基于其他全局定义并且全局测量的考虑，诸如访问控制或远程位置负载条件，所述网络元件将原始信件中的一个或多个放置在附加信封中，该附加信封寻址到目的地当前所在的街道位置中的每一个。然后，其使用如传统因特网协议“IP”进行工作的正常邮政服务来使这些外部信封到达远程位置。这是基于现有的并且可缩放的逐跳转发服务来完成的。然后，外部信件由远程网络元件打开，并且原始信封被递送至目的地。应注意的是，软件定义的联网与邮政服务之间的上述类比是极大的简化，并且仅仅给出了关于由软件定义的联网提供的多种可能性的有限观点。然而，软件定义的量并不是没有挑战。一些挑战关于将网络元件配置为使得其能够不断地执行上述任务，并且使得以充分最佳的方式利用网络元件的资源。因此，仍然需要用于配置软件定义的网络的网络元件的技术解决方案。
技术实现思路
下面提出了简单的概述以提供对各种专利技术实施例的一些方面的基本理解。该
技术实现思路
不是本专利技术的广泛概括。既不意在标识本专利技术的关键或重要元素，也不描述本专利技术的范围。以下
技术实现思路
仅以简化的形式提出本专利技术的一些概念作为例示本专利技术的实施例的更详细描述的前序。根据本专利技术，提供了一种用于配置软件定义的网络的网络元件的新方法。根据本专利技术的方法包括：-针对一个或多个彼此不同的查找表中的每一个，检索查找表特定的资源消耗估计，该查找表特定的资源消耗估计指示当运行与查找表有关的操作时，网络元件的至少一个组件的负载因数，-基于查找表特定的资源消耗估计来确定对于至少一个查找系统的资源消耗估计，该至少一个查找系统包括查找表中的一个或多个并且具有适用于网络元件的功能，-基于查找系统的资源消耗估计来检查网络元件是否能够运行查找系统，以及-响应于网络元件能够运行查找系统的情况来向网络元件发送定义查找系统的配置数据。查找系统的资源消耗估计能够用于避免网络元件并未被充分地提供资源以运行对其配置的查找系统的情况。此外，与不同的网络元件有关的资源消耗估计能够用于将软件定义的网络作为整体进行优化，例如用于对软件定义的网络的路由拓扑进行优化。例如，能够从数据帧读取查找表特定的资源消耗估计，该数据帧从要配置的网络元件进行接收或者其能够从配置成存储关于所述网络元件的足够信息的另一设备或系统进行接收。此外，在根据本专利技术的一些例示的实施例的方法中，能够从本地存储器读取查找表特定的资源消耗估计，该本地存储器被布置成存储关于要配置的网络元件的足够信息。根据本专利技术，还提供了一种用于配置软件定义的网络的网络元件的新控制器系统。该控制器系统能够是单个设备或能够彼此进行通信的多个设备的组合。根据本专利技术的控制器系统包括一种处理系统，该处理系统适合用于：-针对一个或多个彼此不同的查找表中的每一个，检测查找表特定的资源消耗估计，该查找表特定的资源消耗估计指示当运行与查找表有关的操作时网络元件的至少一个组件的负载因数，-基于查找表特定的资源消耗估计来确定对于至少一个查找系统的资源消耗估计，该至少一个查找系统包括查找表中的一个或多个并且具有适用于网络元件的功能，-基于查找系统的资源消耗估计来检查网络元件是否能够运行查找系统，以及-响应于网络元件能够运行查找系统的情况来向网络元件发送定义查找系统的配置数据。根据本专利技术，还提供了一种新的软件定义的网络，其包括一个或多个网络元件以及用于配置一个或多个网络元件的根据本专利技术的控制器系统。应注意的是，控制器系统或者其一个或多个部分还能够用作一个或多个网络元件，其能够例如是IP（因特网协议）路由器、多协议标签交换“MPLS”节点、分组光学交换机和/或以太网交换机。根据本专利技术，还提供了一种用于软件定义的网络的新的网络元件。网络元件能够是例如因特网协议“IP”路由器、多协议标签交换“MPLS”交换机、分组光学交换机和/或以太网交换机。该网络元件可以由单个设备或多个设备的组合形成。此外，网络元件可以具有模块化结构，使得其包括一个或多个线路接口模块以及诸如控制模块的一个或多个其他模块。根据本专利技术的网络元件包括：-数据传输接口，用于接收数据且用于传送数据，-控制处理器部，用于保持至少一个查找表，该至少一个查找表定义与管理数据帧相关的要执行的动作，以及-数据转发部，用于根据所述至少一个查找表来管理数据帧，其中，控制处理器部适于：-从在网络元件处接收到的一个或多个第一数据帧中读取一个或多个查找表的描述符，以及-控制网络元件以向由一个或多个第一数据帧所承载的信息确定的目的地发送一个或多个第二数据帧，该第二数据帧针对一个或多个查找表中的每一个承载查找表特定的资源消耗估计，该查找表特定的资源消耗估计指示当运行与相应的查找表有关的操作时网络元件的一个或多个组件的负载因数。根据本专利技术，还提供了一种用于配置软件定义的网络的网络元件的新的计算机程序。根据本专利技术的计算机程序包括计算机可执行指令，其用于控制可编程处理系统：-针对一个或多个彼此不同的查找表中的每一个，检索查找表特定的资源消耗估计，该查找表特定的资源消耗估计指示当运行与查找表有关的操作时网络元件的至少一个组件的负载因数，-基于查找表特定的资源消耗估计来确定用于至少一个查找系统的资源消耗估计，该至少一个查找系统包括查找表中的一个或多个并且具有适用于网络元件的功能，-基于查找系统的资源消耗估计来检查网络元件是否能够运行查找系统，以及-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于配置软件定义的网络的网络元件的控制器系统(105、205)，其特征在于，所述控制器系统包括：‑用于针对两个或多个彼此不同的查找表中的每一个来检索查找表特定的资源消耗估计的装置，所述查找表特定的资源消耗估计指示当运行与所述查找表有关的操作时所述网络元件的至少一个组件的负载因数，‑用于基于所述查找表特定的资源消耗估计来确定对于至少一个查找系统的资源消耗估计的装置，所述至少一个查找系统包括所述查找表中的两个或多个并且具有适用于网络元件的功能，‑用于基于所述查找系统的所述资源消耗估计来检查所述网络元件是否能够运行所述查找系统的装置，以及‑用于响应于所述网络元件能够运行所述查找系统的情况来向所述网络元件发送定义所述查找系统的配置数据的装置。

【技术特征摘要】
2013.01.04 FI 201350131.一种用于配置软件定义的网络的网络元件的控制器系统(105、205)，其特征在于，所述控制器系统包括：-用于针对两个或多个彼此不同的查找表中的每一个来检索查找表特定的资源消耗估计的装置，所述查找表特定的资源消耗估计指示当运行与所述查找表有关的操作时所述网络元件的至少一个组件的负载因数，-用于基于所述查找表特定的资源消耗估计来确定对于至少一个查找系统的资源消耗估计的装置，所述至少一个查找系统包括所述查找表中的两个或多个并且具有适用于网络元件的功能，-用于基于所述查找系统的所述资源消耗估计来检查所述网络元件是否能够运行所述查找系统的装置，以及-用于响应于所述网络元件能够运行所述查找系统的情况来向所述网络元件发送定义所述查找系统的配置数据的装置。2.根据权利要求1所述的控制器系统，其中，所述控制器系统包括：用于配置所述软件定义的网络的路由拓扑，使得如果所述查找系统的所述资源消耗估计表明所述网络元件的较低负载与如果所述查找系统的所述资源消耗估计表明所述网络元件的较高负载相比，更多的数据业务负载被分配给所述网络元件的装置。3.根据权利要求1所述的控制器系统，其中，所述彼此不同的查找表构成一组查找表，借助于所述一组查找表，能够构建具有适用于所述网络元件的功能的替换查找系统，并且所述控制器系统包括用于基于所述查找表特定的资源消耗估计来搜索所述替换查找系统中的这样的一个的装置，所述替换查找系统中的这样的一个根据预定准则而具有充分有利的资源消耗估计。4.根据权利要求3所述的控制器系统，其中，所述控制器系统包括：用于基于与两个或更多个替换查找系统所包含的查找表有关的所述查找表特定的资源消耗估计来计算对于所述替换查找系统中的两个或更多个的资源消耗估计并且用于选择所述两个或更多个替换查找系统中的特定一个的装置，所述两个或更多个替换查找系统中的特定一个根据所述预定准则而具有最有利资源消耗估计。5.根据权利要求3所述的控制器系统，其中，所述控制器系统包括：用于使用遗传算法实现模拟演进以用于搜索所述替换查找系统中的所述一个的装置。6.根据权利要求3所述的控制器系统，其中，所述控制器系统包括：用于使用Dijkstra或A*优化算法以用于从搜索网络中搜索所述替换查找系统中的所述一个的装置，其中，所述查找表与所述搜索网络的节点有关，并且所述查找表特定的资源消耗估计表示与所述节点有关或与相邻节点之间的连接有关的成本，所述替换查找系统中的最佳的一个与通过所述搜索网络的最小成本路由相对应，使得与所述最小成本路由有关的查找表形成具有适用于所述网络元件的功能的查找系统。7.根据权利要求1-6中的任何一项所述的控制器系统，其中，所述控制器系统包括：用于从在所述控制器系统处接收到的一个或多个数据帧中读取所述查找表特定的资源消耗估计的装置。8.根据权利要求1-6中的任何一项所述的控制器系统，其中，所述控制器系统包括：用于控制所述控制器系统以向所述网络元件发送一个或多个第一数据帧并且用于从所述网络元件接收到的一个或多个第二数据帧中读取所述查找表特定的资源消耗估计的装置，所述一个或多个第一数据帧包含所述查找表的描述符。9.根据权利要求1-6中的任何一项所述的控制器系统，其中，所述查找表特定的资源消耗估计包括指示所述网络元件的两个或更多个组件的负载因数的数值，并且所述控制器系统包括用于针对所述网络元件的每个所述组件来计算与所述网络元件的所述组件有关的数值的总和的装置，与所述网络元件的所述组件有关的所述总和构成所述查找系统的所述资源消耗估计。10.根据权利要求8所述的控制器系统，其中，所述查找表的每个所述描述符包括下述中的至少一个：相应查找表的条目的最大数目、相应查找表的一个或多个查找键的大小、相应查找表中的允许不考虑键匹配比特位置、与相应查找表的条目有关的任务的定义、相应查找表的最大查找频率、相应查找表的连续更新之间的平均时间。11.根据权利要求1-6中的任何一项所述的控制器系统，其中，每个所述查找表特定的资源消耗估计包括由与相应查找表有关的操作所引起的下述负载因数中的至少一个的估计：所述网络元件的数据转发部的负载因数、所述网络元件的控制处理器部的负载因数、所述网络元件的随机存取存储器的负载因数、所述网络元件的内容访问存储器的负载因数、所述网络元件的三元内容访问存储器的负载因数、所述网络元件的存储器总线的负载因数。12.一种用于配置软件定义的网络的网络元件的方法，其特征在于，所述方法包括：-针对两个或多个彼此不同的查找表中的每一个来检索(401)查找表特定的资源消耗估计，所述查找表特定的资源消耗估计指示当运行与所述查找表有关的操作时所述网络元件的至少一个组件的负载因数，-基于所述查找表特定的资源消耗估计来确定(402)对于至少一个查找系统的资源消耗估计，所述至少一个查找系统包括所述查找表中的两个或多个并且具有适用于所述网络元件的功能，-基于所述查找系统的所述资源消耗估计来检查(403)所述网络元件是否能够运行所述查找系统，以及-响应于所述网络元件能够运行所述查找系统的情况来向所述网络元件发送(404)定义所述查找系统的配置数据。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述方法包括：配置所述软件定义的网络的路由拓扑，使得如果所述查找系统的所述资源消耗估计表明所述网络元件的较低负载与如果所述查...

【专利技术属性】
技术研发人员：维莱·哈利沃里，茱哈马蒂·库西萨里，
申请(专利权)人：特拉博斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI