CN104717142A - 一种基于OpenFlow协议进行移动性管理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于OpenFlow协议进行移动性管理的方法，包括：步骤1)控制器Controller维护一记录有具有AP功能的多个OpenFlow交换机与其连接在每个网关的端口号的对应关系表；步骤2)接收具有AP功能的第一OpenFlow交换机传递的包含移动节点MN的标识信息、移动节点MN附着的第一OpenFlow交换机的上报信息，所述移动节点MN的标识信息为移动节点的MAC地址和/或IP地址；步骤3)根据所述上报信息检查所述对应关系表，并基于所述移动节点MN的标识信息、移动节点MN附着的第一OpenFlow交换机的上报信息的查询结果以执行不同的路由行为。

Description

一种基于OpenFlow协议进行移动性管理的方法

技术领域

本发明公开了一种基于OpenFlow协议进行移动性管理的方法和装置，属于移动通信技术领域。

背景技术

移动IP是为了满足移动节点(MN，Mobile Node)在移动中保持其连接性而设计的。Mobile IP现在有两个版本，分别为Mobile IPv4和Mobile IPv6。

软件定义网络(SDN，Software-defined networking)是一种网络虚拟化(Network virtualization)技术。利用OpenFlow协议，把路由器的控制平面(control plane)从数据平面(data plane)中分离出来，以软件方式实现。这个架构可以让网络管理员，在不更动硬件设备的前提下，以中央控制方式，用程序重新规划网络，为控制网络流量提供了新的方法，也提供了核心网络及应用创新的良好平台。

OpenFlow技术最早由斯坦福大学提出，旨在基于现有TCP/IP技术条件，以创新的网络互联理念解决当前网络面对新业务产生的种种瓶颈。

它的核心思想是将原本完全由交换机/路由器控制的数据包转发过程，转化为由OpenFlow交换机(OpenFlow Switch)和控制器(Controller)分别完成的独立过程。

转变背后进行的实际上是控制权的更迭：传统网络中数据包的流向是人为指定的，虽然交换机、路由器拥有控制权，却没有数据流的概念，只进行数据包级别的交换；而在OpenFlow网络中，统一的控制服务器取代路由，决定了所有数据包在网络中传输路径。

OpenFlow交换机会在本地维护一个与转发表不同的流表(Flow Table)，如果要转发的数据包在流表中有对应项，则直接进行快速转发；若流表中没有此项，数据包就会被发送到控制服务器进行传输路径的确认，再根据下发结果进行转发。

OpenFlow交换机的每条流表项中都有一个优先级字段，表示流表项的匹配次序。优先级的取值范围为0～65535。数据包匹配流表时，优先匹配优先级高的流表项。所有字段通配(所有字段省略)和优先级等于0的流表项被称为table-miss流表项。

在IPv4中，节点的IP地址唯一标识该节点在网络中的接入点。因此，节点必须处在它的IP地址表示的网络中，以接受发送给它的消息；否则发送给该节点的数据包不可达。为了使节点在移动中保持通信的连续性，目前有两种方法：改变接入点的同时改变其IP地址；使用基于主机的路由。通常情况下这两种方式都是不可取的。因此提出了移动IP的机制来解决这一问题。

每个节点不管其在网络中的接入点，由它的家乡地址(home address)唯一标识。当离开家乡网络时，移动节点分配到一个转交地址(care-of address)，表示移动节点当前在网络中的位置。移动节点向家乡代理(home agent)注册转交地址，告知其现在所处的位置。家乡代理通过隧道的方式将发送给移动节点的数据包发送到移动节点的转交地址，到达隧道的另一端后，数据包被转发给移动节点。

代理移动IPv6(PMIP，Proxy Mobile IP)是基于网络的区域移动管理方案，不需要移动节点参与任何与IP移动相关的信令流程。网络中的移动实体会跟踪移动节点的移动并且初始化移动信令过程以及设置必需的路由状态。PMIPv6中核心实体是LMA(Local Mobility Anchor)和MAG(Mobile AccessGateway)。

LMA用来维持MN的接入状态和MN的家乡网络前缀，用于维护MN家乡地址同网络的连接。MAG作为一个接入路由器位于接入链路上。MN在移动的过程中直接接入MAG，MAG检测到MN的接入或移动信息后代表MN来执行移动性管理，向LMA发送绑定注册消息。MAG对MN进行状态检测，并代表MN进行绑定消息的发送接收和绑定状态建立的过程减少了MN参与切换的信令交互，节省了无线链路的带宽，减小了对信令消息的处理时延。

传统的移动性管理方案，多数基于隧道管理机制。移动IP中通过在家乡代理与外地代理间建立隧道，实现终端在移动过程中业务的连续性；代理移动IPv6中LMA和MAG之间通过建立双向隧道通信。由此带来了三角路由、隧道状态维护等问题。

三角路由问题是指发向移动节点MN的数据包都要经过家乡代理或MAG的转发,加重了移动节点MN的家乡代理或MAG所在的路由器的工作量,同时使得数据包从源地址到目的地址的路由不是最佳路径；通信实体间的隧道需要定期维护状态信息，必须时还要进行拆除。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用OpenFlow协议进行移动性管理的方法，其通过控制器Controller对整个网络拓扑情况的感知，下发流表使MN和对端通信；当MN移动后，抛弃传统的隧道管理机制而采用删除已有流表，重新下发流表的方式保持MN与对端通信的连续性。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种基于OpenFlow协议进行移动性管理的方法，包括：

步骤1)控制器Controller维护一记录有具有AP功能的多个OpenFlow交换机与其连接在每个网关的端口号的对应关系表；

步骤2)接收具有AP功能的第一OpenFlow交换机传递的包含移动节点MN的标识信息、移动节点MN附着的第一OpenFlow交换机的上报信息，所述移动节点MN的标识信息为移动节点的MAC地址和/或IP地址；

步骤3)根据所述上报信息检查所述对应关系表，并基于所述移动节点MN的标识信息、移动节点MN附着的第一OpenFlow交换机的上报信息的查询结果以执行不同的路由行为。

优选的是，进一步包括：

通过在Vendor message中定义一字段，以保存移动节点MN的标识信息；所述Vendor message由具有AP功能的OpenFlow交换机发送给控制器Controller；或者，

通过在Experimenter message中定义一字段，以保存移动节点MN的标识信息；所述Experimenter message由具有AP功能的OpenFlow交换机发送给控制器Controller。

优选的是，所述步骤3)中，具体包括：根据所述上报信息检查所述对应关系表，其中，如果对应关系表中没有移动MN的信息；

则将其及附着的第一OpenFlow交换机记录，与此同时，控制器为移动节点所在网络的网关的其他OpenFlow交换机下发对应该移动节点的流表，使移动节点与对端的移动节点建立通信。

优选的是，步骤3)中，进一步包括：

如果所述上报信息中没有移动节点的IP地址，则根据控制器的自身DHCP功能为所述移动节点MN分配IP地址，并根据移动节点MN的IP地址、具有AP功能的OpenFlow交换机与具有AP功能的OpenFlow交换机连接在每个网关的端口号的对应关系，在移动节点MN的IP地址对应的网关中添加一条到达该移动节点MN的流表。

优选的是，所述控制器Controller记录着每个网关对应的网络地址段及每个网络地址段中可分配给移动节点MN的IP地址、IP地址数目；

其中，当判断移动节点MN没有IP地址时，则控制器Controller从中选出可分配IP地址数目最多的网络地址段，从该网络地址段可分配给移动节点MN的IP地址选择一IP地址分配给MN并写入DHCP OFFER数据包，同时修改该网络地址段中可分配给移动节点MN的IP地址、IP地址数目；

将DHCP OFFER数据包封装在Packet_out数据包发送到具有AP功能的OpenFlow交换机，具有AP功能的OpenFlow交换机再将DHCP OFFER数据包发送给移动节点MN；

移动节点MN向具有AP功能的OpenFlow交换机发送DHCP REQUEST数据包，具有AP功能的OpenFlow交换机将DHCP REQUEST数据包封装在Packet_in数据包中发送给控制器Controller，控制器Controller将DHCPACK数据包封装在Packet_out数据包发送到具有AP功能的OpenFlow交换机，具有AP功能的OpenFlow交换机再将DHCP ACK数据包发送给移动节点MN；此时，移动节点MN获取到IP地址。

优选的是，步骤3)中，具体包括：根据所述上报信息检查所述对应关系表，其中，如果对应关系表中已经有该移动节点的信息；

并且，附着的OpenFlow交换机与新上报的不同，将该条记录删除，并将移动节点、新上报的OpenFlow交换机的信息作为新的记录添加到对应关系表中。

优选的是，进一步包括：

控制器Controller与其他域的控制器共同维护一张移动节点MN的标识信息、所附着的具有AP功能的OpenFlow交换机的对应关系表，其管理的网络地址段不同；

所述控制器Controller根据所述移动节点的IP地址，判断所述移动节点是在跨域还是在区域内进行运动。

优选的是，进一步包括：

如果检测到移动节点MN是在同一区域内移动；

所述控制器删除掉移动节点所在网络的网关的OpenFlow交换机中对应该移动节点的流表，同时为移动节点所在网络的网关的其他OpenFlow交换机下发对应该移动节点的新流表，使移动节点与对端通信不中断。

优选的是，步骤3)中，进一步包括：

如果检测到移动节点MN是跨域移动，控制器删除掉移动节点所在网络的网关的OpenFlow交换机中对应该移动节点的流表；

并根据新加入网络的加权值，选择一条合适的通信路径，并为路径上的所有OpenFlow交换机下个针对移动节点MN的流表，使移动节点与对端通信不中断。

优选的是，所述新加入网络的加权值因素选取每条链路的链路状态和每个OpenFlow交换机的负载。

本发明采取了上述方案以后，抛弃传统的隧道管理机制，很好的解决三角路由的问题，同时避免了隧道状态维护带来的额外开销；使用SDN技术，使网络的管理更加方便灵活，且其通过对移动节点MN当前位置的感知、控制器对其所控制的网络中各个OpenFlow交换机中流表的灵活控制，可以有效地进行移动性管理。

本发明的其它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，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。其中，

图1是本发明一个实施例的网络拓扑图；

图2是本发明另一实施例的网络拓扑图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，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***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。

具体来说，本发明一个实施例中，基于OpenFlow实现，通过控制器Controller对整个网络拓扑情况的感知，下发流表使MN和对端通信；当MN移动后，抛弃传统的隧道管理机制而采用删除已有流表，重新下发流表的方式保持MN与对端通信的连续性。

具体来说，本发明的详细方案如下：

实施例一：

一种基于OpenFlow协议进行移动性管理的方法，包括：

步骤1)控制器Controller维护一记录有具有AP功能的多个OpenFlow交换机与其连接在每个网关的端口号的对应关系表；

步骤2)接收具有AP功能的第一OpenFlow交换机传递的包含移动节点MN的标识信息、移动节点MN附着的第一OpenFlow交换机的上报信息，所述移动节点MN的标识信息为移动节点的MAC地址和/或IP地址；

步骤3)根据所述上报信息检查所述对应关系表，并基于所述移动节点MN的标识信息、移动节点MN附着的第一OpenFlow交换机的上报信息的查询结果以执行不同的路由行为。

优选的是，进一步包括：

通过在Vendor message中定义一字段，以保存移动节点MN的标识信息；所述Vendor message由具有AP功能的OpenFlow交换机发送给控制器Controller；或者，

通过在Experimenter message中定义一字段，以保存移动节点MN的标识信息；所述Experimenter message由具有AP功能的OpenFlow交换机发送给控制器Controller。

优选的是，所述步骤3)中，具体包括：根据所述上报信息检查所述对应关系表，其中，如果对应关系表中没有移动MN的信息；

则将其及附着的第一OpenFlow交换机记录，与此同时，控制器为移动节点所在网络的网关的其他OpenFlow交换机下发对应该移动节点的流表，使移动节点与对端的移动节点建立通信。

优选的是，步骤3)中，进一步包括：

如果所述上报信息中没有移动节点的IP地址，则根据控制器的自身DHCP功能为所述移动节点MN分配IP地址，并根据移动节点MN的IP地址、具有AP功能的OpenFlow交换机与具有AP功能的OpenFlow交换机连接在每个网关的端口号的对应关系，在移动节点MN的IP地址对应的网关中添加一条到达该移动节点MN的流表。

优选的是，所述控制器Controller记录着每个网关对应的网络地址段及每个网络地址段中可分配给移动节点MN的IP地址、IP地址数目；

其中，当判断移动节点MN没有IP地址时，则控制器Controller从中选出可分配IP地址数目最多的网络地址段，从该网络地址段可分配给移动节点MN的IP地址选择一IP地址分配给MN并写入DHCP OFFER数据包，同时修改该网络地址段中可分配给移动节点MN的IP地址、IP地址数目；

将DHCP OFFER数据包封装在Packet_out数据包发送到具有AP功能的OpenFlow交换机，具有AP功能的OpenFlow交换机再将DHCP OFFER数据包发送给移动节点MN；

移动节点MN向具有AP功能的OpenFlow交换机发送DHCP REQUEST数据包，具有AP功能的OpenFlow交换机将DHCP REQUEST数据包封装在Packet_in数据包中发送给控制器Controller，控制器Controller将DHCPACK数据包封装在Packet_out数据包发送到具有AP功能的OpenFlow交换机，具有AP功能的OpenFlow交换机再将DHCP ACK数据包发送给移动节点MN；此时，移动节点MN获取到IP地址。

优选的是，步骤3)中，具体包括：根据所述上报信息检查所述对应关系表，其中，如果对应关系表中已经有该移动节点的信息；

并且，附着的OpenFlow交换机与新上报的不同，将该条记录删除，并将移动节点、新上报的OpenFlow交换机的信息作为新的记录添加到对应关系表中。

优选的是，进一步包括：

控制器Controller与其他域的控制器共同维护一张移动节点MN的标识信息、所附着的具有AP功能的OpenFlow交换机的对应关系表，其管理的网络地址段不同；

所述控制器Controller根据所述移动节点的IP地址，判断所述移动节点是在跨域还是在区域内进行运动。

优选的是，进一步包括：

如果检测到移动节点MN是在同一区域内移动；

所述控制器删除掉移动节点所在网络的网关的OpenFlow交换机中对应该移动节点的流表，同时为移动节点所在网络的网关的其他OpenFlow交换机下发对应该移动节点的新流表，使移动节点与对端通信不中断。

优选的是，步骤3)中，进一步包括：

如果检测到移动节点MN是跨域移动，控制器删除掉移动节点所在网络的网关的OpenFlow交换机中对应该移动节点的流表；

并根据新加入网络的加权值，选择一条合适的通信路径，并为路径上的所有OpenFlow交换机下个针对移动节点MN的流表，使移动节点与对端通信不中断。

优选的是，所述新加入网络的加权值因素选取每条链路的链路状态和每个OpenFlow交换机的负载。

本发明采取了上述方案以后，抛弃传统的隧道管理机制，很好的解决三角路由的问题，同时避免了隧道状态维护带来的额外开销；使用SDN技术，使网络的管理更加方便灵活，且其通过对移动节点MN当前位置的感知、控制器对其所控制的网络中各个OpenFlow交换机中流表的灵活控制，可以有效地进行移动性管理。

实施例二：

OpenFlow协议是软件定义网络(SDN)的基本协议之一。控制器与OpenFlow交换机之间的通信应遵循OpenFlow协议。

并且，为了使具有AP功能的OpenFlow交换机向控制器上报移动节点MN的信息，本发明实施例中，在现有的OpenFlow协议消息格式的基础上定义了一种新的消息字段：

具体来说，在OpenFlow协议1.0版本下，在Vendor message中，定义一6字节6的新字段MN’s MAC，以保存移动节点MN的标识信息；Vendormessage由具有AP功能的OpenFlow交换机发送给控制器Controller,Vendormessage结构如下：

header

vendor

MN’s MAC

具体来说，在OpenFlow协议1.3版本下，在Experimenter message中，定义一6字节的新字段MN’s MAC，以保存移动节点MN的标识信息；Experimenter message由具有AP功能的OpenFlow交换机发送给控制器Controller,Experimenter message结构如下：

header

experimenter

exp_type

MN’s MAC

其中，将一个控制器所管理的网络称为一个域,图1、图2分别对应域内移动性管理与跨域移动性管理的拓扑，也就是说，本发明实施例中，主要针对图1、图2所示的拓扑进行研究。

当移动节点MN在一个域内移动时,如图1所示，s1为非OpenFlow交换机，不需要与控制器Controller进行连接；s2、s3、s4为传统OpenFlow交换机，充当网关的角色，需要与控制器Controller进行连接，但不需要支持专利中提到的新的OpenFlow协议字段，s2、s3、s4的网络地址段分别为A、B、C；

s5、s6、s7为具有AP功能的OpenFlow交换机，需要与控制器Controller进行连接，同时需要支持专利中提到的新的OpenFlow协议字段。

当移动节点MN在跨域移动时,如图2所示，s1、s2、s3、s4、s1’、s2’、s3’、s4’均为传统OpenFlow交换机，需要与控制器Controller进行连接；s2、s3、s4、s2’、s3’、s4’充当网关的角色，不需要支持专利中提到的新的OpenFlow协议字段，s2、s3、s4、s2’、s3’、s4’的网络地址段分别为A、B、C、A’、B’、C’；s5、s6、s7、s5’、s6’、s7’为具有AP功能的OpenFlow交换机，需要与控制器Controller进行连接，同时需要支持专利中提到的新的OpenFlow协议字段。

控制器Controller具有DHCP服务器的功能，可以向接入的移动节点MN分配IP地址，过程描述如下：

控制器Controller记录着每个网关对应的网络地址段及每个网络地址段中可分配给移动节点MN的IP地址、IP地址数目；

当收到移动节点MN的地址请求时，控制器Controller从中选出可分配IP地址数目最多的网络地址段，从该网络地址段可分配给移动节点MN的IP地址选择一IP地址分配给MN，同时修改该网络地址段中可分配给移动节点MN的IP地址、IP地址数目；

移动节点MN向具有AP功能的OpenFlow交换机发送DHCP DISCOVER数据包，请求IP地址，具有AP功能的OpenFlow交换机将DHCP DISCOVER数据包封装在Packet_in数据包中发送给控制器Controller，控制器Controller选择一IP地址，写入DHCP OFFER数据包，并将DHCP OFFER数据包封装在Packet_out数据包发送到具有AP功能的OpenFlow交换机，具有AP功能的OpenFlow交换机再将DHCP OFFER数据包发送给移动节点MN；

移动节点MN向具有AP功能的OpenFlow交换机发送DHCP REQUEST数据包，具有AP功能的OpenFlow交换机将DHCP REQUEST数据包封装在Packet_in数据包中发送给控制器Controller，控制器Controller将DHCPACK数据包封装在Packet_out数据包发送到具有AP功能的OpenFlow交换机，具有AP功能的OpenFlow交换机再将DHCP ACK数据包发送给移动节点MN；此时，移动节点MN获取到IP地址。

在进行移动性管理前，需要对网络进行一些必要的初始化配置。

图1中，非OpenFlow交换机s1中配置有4条路由信息，使得发往s2、s3、s4、CN的数据包可以从对应的接口中发出；

网络中的传统OpenFlow交换机与控制器Controller建立连接，控制器Controller为传统OpenFlow交换机下发两条流表，一条流表将发往该传统OpenFlow交换机的网关地址的数据包发送到LOCAL接口，另一条流表将目的地址不是传统OpenFlow交换机的网关地址对应网络中数据包发送到s1；

网络中的具有AP功能的OpenFlow交换机与控制器Controller建立连接，控制器Controller为具有AP功能的OpenFlow交换机下发三条流表，三条流表分别判断所收到数据包的源地址，检查源地址属于s2、s3、s4所在网络中哪一个，然后从对应的端口发出。

图2中，传统OpenFlow交换机s1、s1’中分别配置7条初始化流表，使得发往s2、s3、s4、s2’、s3’、s4’、CN的数据包可以从对应的接口中发出。

s2、s3、s4、s2’、s3’、s4’与控制器Controller建立连接，控制器Controller1、Controller2分别为s2、s3、s4与s2’、s3’、s4’各下发两条流表，一条将发往该传统OpenFlow交换机的网关地址的数据包发送到LOCAL接口，另一条流表将目的地址不是传统OpenFlow交换机的网关地址对应网络中数据包发送到s1与s1’。网络中的具有AP功能的OpenFlow交换机与控制器Controller建立连接，控制器Controller为具有AP功能的OpenFlow交换机下发三条流表，三条流表分别判断所收到数据包的源地址，在区域一中检查源地址属于s2、s3、s4所在网络中哪一个，在区域二中检查源地址属于s2’、s3’、s4’所在网络中哪一个，然后从对应的端口发出。

初始化配置时的流表项的优先级都设置为1，以避免与移动性管理中添加的流表相冲突。s2、s3、s4、s2’、s3’、s4’中各有一块缓存区域，可以缓存在移动节点MN移动、修改流表过程中的通信数据，并在移动完成后进行发送，以保持通信的连续性。

实施例三：

域内移动性管理工作流程如下:

当具有AP功能的OpenFlow交换机感知到MN的附着后，会将MN的标识信息(MAC地址，IP地址等)、MN所附着的AP主动上报给控制器。如果检测到移动节点没有IP地址，需要通过控制器的DHCP功能获取IP地址。

控制器Controller中记录着具有AP功能的OpenFlow交换机与具有AP功能的OpenFlow交换机连接在每个网关的端口号的对应关系，当控制器Controller为移动节点MN分配IP地址后，根据移动节点MN的IP地址、具有AP功能的OpenFlow交换机与具有AP功能的OpenFlow交换机连接在每个网关的端口号的对应关系，在移动节点MN的IP地址对应的网关中添加一条到达该移动节点MN的流表。

控制器记录有它所控制的网络中MN与该MN附着的具有AP功能的OpenFlow交换机的对应关系表，收到具有AP功能的OpenFlow交换机的上报信息后，控制器检查对应关系表；

如果对应关系表中没有该MN的信息，说明该MN是新加入网络的主机，则将其及对应的具有AP功能的OpenFlow交换机记录。与此同时，控制器为移动节点所在网络的网关的OpenFlow交换机下发对应该移动节点的流表，使移动节点MN与对端的移动节点CN建立通信。

如果对应关系表中已经有该移动节点的信息，附着的OpenFlow交换机与新上报的不同，将该条记录删除，并将移动节点、新上报的OpenFlow交换机的信息作为新的记录添加到对应关系表中；与此同时，控制器删除掉移动节点所在网络的网关的OpenFlow交换机中对应该移动节点的流表，同时为移动节点所在网络的网关的OpenFlow交换机下发对应该移动节点的新流表，使移动节点与对端通信不中断。

实施例四：

跨域移动性管理工作流程如下：

当具有AP功能的OpenFlow交换机感知到MN的附着后，会将MN的标识信息(MAC地址，IP地址等)、MN所附着的AP主动上报给控制器。如果检测到移动节点没有IP地址，需要通过控制器的DHCP功能获取IP地址。

控制器Controller中记录着具有AP功能的OpenFlow交换机与具有AP功能的OpenFlow交换机连接在每个网关的端口号的对应关系，当控制器Controller为移动节点MN分配IP地址后，根据移动节点MN的IP地址、具有AP功能的OpenFlow交换机与具有AP功能的OpenFlow交换机连接在每个网关的端口号的对应关系，在移动节点MN的IP地址对应的网关中添加一条到达该移动节点MN的流表。

两个域内的控制器Controller共同维护一张移动节点MN的标识信息、所附着的具有AP功能的OpenFlow交换机的对应关系表，收到具有AP功能的OpenFlow交换机的上报信息后，控制器检查对应关系表；

如果对应关系表中没有该MN的信息，说明该MN是新加入网络的主机，则将其及对应的具有AP功能的OpenFlow交换机记录。与此同时，控制器为移动节点所在网络的网关的OpenFlow交换机下发对应该移动节点的流表，使移动节点与对端的移动节点建立通信。

如果对应关系表中已经有该移动节点的信息，附着的OpenFlow交换机与新上报的不同，将该条记录删除，并将移动节点、新上报的OpenFlow交换机的信息作为新的记录添加到对应关系表中。

控制器Controller1、Controller2管理的网络地址段分别为A、B、C和A’、B’、C’。如果检测到移动节点MN是在同一区域内移动，控制器删除掉移动节点所在网络的网关的OpenFlow交换机中对应该移动节点的流表，同时为移动节点所在网络的网关的OpenFlow交换机下发对应该移动节点的新流表，使移动节点与对端通信不中断；如果检测到移动节点MN是跨域移动，控制器删除掉移动节点所在网络的网关的OpenFlow交换机中对应该移动节点的流表，并根据新加入网络的加权值(如每条链路的链路状态、每个OpenFlow交换机的负载等)，选择一条合适的与CN的通信路径，并为路径上的OpenFlow交换机下个针对移动节点MN的流表，使移动节点与对端通信不中断。

也就是说，本发明在控制器中记录移动节点MN与具有AP功能的OpenFlow交换机OVS AP的对应关系表、网络中存在移动节点MN的流表的OpenFlow交换机，通过OpenFlow协议，实现移动性管理。

其抛弃传统的隧道管理机制，很好的解决三角路由的问题，同时避免了隧道状态维护带来的额外开销；且使用SDN技术，使网络的管理更加方便灵活。

需要说明的是，对于上述方法实施例而言，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。

而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于OpenFlow协议进行移动性管理的方法，包括：

步骤1)控制器Controller维护一记录有具有AP功能的多个OpenFlow交换机与其连接在每个网关的端口号的对应关系表；

步骤2)接收具有AP功能的第一OpenFlow交换机传递的包含移动节点MN的标识信息、移动节点MN附着的第一OpenFlow交换机的上报信息，所述移动节点MN的标识信息为移动节点的MAC地址和/或IP地址；

步骤3)根据所述上报信息检查所述对应关系表，并基于所述移动节点MN的标识信息、移动节点MN附着的第一OpenFlow交换机的上报信息的查询结果以执行不同的路由行为。

2.根据权利要求1所述的基于OpenFlow协议进行移动性管理的方法，其特征在于，进一步包括：

通过在Vendor message中定义一字段，以保存移动节点MN的标识信息；所述Vendor message由具有AP功能的OpenFlow交换机发送给控制器Controller；或者，

通过在Experimenter message中定义一字段，以保存移动节点MN的标识信息；所述Experimenter message由具有AP功能的OpenFlow交换机发送给控制器Controller。

3.根据权利要求1或2所述的基于OpenFlow协议进行移动性管理的方法，其特征在于，所述步骤3)中，具体包括：根据所述上报信息检查所述对应关系表，其中，如果对应关系表中没有移动MN的信息；

则将其及附着的第一OpenFlow交换机记录，与此同时，控制器为移动节点所在网络的网关的其他OpenFlow交换机下发对应该移动节点的流表，使移动节点与对端的移动节点建立通信。

4.根据权利要求3所述的基于OpenFlow协议进行移动性管理的方法，其特征在于，步骤3)中，进一步包括：

如果所述上报信息中没有移动节点的IP地址，则根据控制器的自身DHCP功能为所述移动节点MN分配IP地址，并根据移动节点MN的IP地址、具有AP功能的OpenFlow交换机与具有AP功能的OpenFlow交换机连接在每个网关的端口号的对应关系，在移动节点MN的IP地址对应的网关中添加一条到达该移动节点MN的流表。

5.根据权利要求4所述的基于OpenFlow协议进行移动性管理的方法，其特征在于，所述控制器Controller记录着每个网关对应的网络地址段及每个网络地址段中可分配给移动节点MN的IP地址、IP地址数目；

其中，当判断移动节点MN没有IP地址时，则控制器Controller从中选出可分配IP地址数目最多的网络地址段，从该网络地址段可分配给移动节点MN的IP地址选择一IP地址分配给MN并写入DHCP OFFER数据包，同时修改该网络地址段中可分配给移动节点MN的IP地址、IP地址数目；

将DHCP OFFER数据包封装在Packet_out数据包发送到具有AP功能的OpenFlow交换机，具有AP功能的OpenFlow交换机再将DHCP OFFER数据包发送给移动节点MN；

移动节点MN向具有AP功能的OpenFlow交换机发送DHCP REQUEST数据包，具有AP功能的OpenFlow交换机将DHCP REQUEST数据包封装在Packet_in数据包中发送给控制器Controller，控制器Controller将DHCPACK数据包封装在Packet_out数据包发送到具有AP功能的OpenFlow交换机，具有AP功能的OpenFlow交换机再将DHCP ACK数据包发送给移动节点MN；此时，移动节点MN获取到IP地址。

6.根据权利要求1或2所述的基于OpenFlow协议进行移动性管理的方法，其特征在于，步骤3)中，具体包括：根据所述上报信息检查所述对应关系表，其中，如果对应关系表中已经有该移动节点的信息；

并且，附着的OpenFlow交换机与新上报的不同，将该条记录删除，并将移动节点、新上报的OpenFlow交换机的信息作为新的记录添加到对应关系表中。

7.根据权利要求5所述的基于OpenFlow协议进行移动性管理的方法，其特征在于，进一步包括：

控制器Controller与其他域的控制器共同维护一张移动节点MN的标识信息、所附着的具有AP功能的OpenFlow交换机的对应关系表，其管理的网络地址段不同；

所述控制器Controller根据所述移动节点的IP地址，判断所述移动节点是在跨域还是在区域内进行运动。

8.根据权利要求6所述的基于OpenFlow协议进行移动性管理的方法，其特征在于，进一步包括：

如果检测到移动节点MN是在同一区域内移动；

所述控制器删除掉移动节点所在网络的网关的OpenFlow交换机中对应该移动节点的流表，同时为移动节点所在网络的网关的其他OpenFlow交换机下发对应该移动节点的新流表，使移动节点与对端通信不中断。

9.根据权利要求6所述的基于OpenFlow协议进行移动性管理的方法，其特征在于，步骤3)中，进一步包括：

如果检测到移动节点MN是跨域移动，控制器删除掉移动节点所在网络的网关的OpenFlow交换机中对应该移动节点的流表；

并根据新加入网络的加权值，选择一条合适的通信路径，并为路径上的所有OpenFlow交换机下个针对移动节点MN的流表，使移动节点与对端通信不中断。

10.根据权利要求9所述的基于OpenFlow协议进行移动性管理的方法，其特征在于，所述新加入网络的加权值因素选取每条链路的链路状态和每个OpenFlow交换机的负载。