CN106685816A - 一种基于sdn的路由计算方法、sdn控制器及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于SDN的路由计算方法、SDN控制器及***，其中的方法包括：SDN控制器通过北向接口接收到路由规划更新信息；SDN控制器根据路由规划更新信息调整路由查找配置；SDN基于调整后的路由查找配置进行路由计算，生成IPV6路由转发表，通过南向接口下发路由到转发设备。本发明的基于SDN的路由计算方法、SDN控制器及***，解决了现有的路由匹配算法都是固化在线卡内存中、没有灵活更改的途径的问题，非常适用于IPv4向IPv6过渡期间，可实现在前缀实时变化过程中，灵活的调整IPv6路由匹配算法，并可以简化路由器的存储空间以及提升路由表查找效率。

Description

一种基于SDN的路由计算方法、SDN控制器及***

技术领域

本发明涉及SDN技术领域，尤其涉及一种基于SDN的路由计算方法、SDN控制器及***。

背景技术

软件定义网络SDN(Software Defined Network)是一种新型网络创新架构。随着虚拟化技术的广泛应用，IT资源将成为像水电一样可运营的基础设施，云数据中心作为重要的云基础设施的承载体，由于虚拟机在线迁移等数据中心二层网络需求、虚拟机感知、vlan隔离、多租户隔离等新的自动化、自服务等需求，其虚拟机通信成为重要的研究课题，而SDN以其集中控制、控制和转发分离为特征的灵活配置配置管理，称谓解决云数据中心网络的主要解决方案之一。近年来路由表项的急剧增加，如何优化路由查找算法以最小化内存读取次数、最大化利用存储空间以及最大化查找速度成为研究的热门。被广泛使用的路由查找算法包括patricia、Lulea、bitmap以及tree bitmap等，其中tree bitmap综合相比较优，已经广泛使用在高性能路由器中。

现有路由匹配算法实现的共同点是各设备厂家为配合接口线速的需求进行设计并固化在主控芯片中的。这种实现方法导致算法无法根据用户实时的需求进行调优，灵活度很小。这种缺点在IPv4时代不大明显，因为IPv4的前缀统计模型已经较为固定，算法优化调整的需求不大。但是IPv6流量较小，前缀样本较少，无法形成有效的统计模型，对算法实时调优的需求很大。在这种情况下路由匹配算法有可能会选择错误的步长以及存储方式，导致存储空间的浪费以及过多的内存读取次数，对路由器性能造成较大影响，现有固化的实现模型的缺点在IPv6时代额外突出。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种基于SDN的路由计算方法、SDN控制器及***。

一种基于SDN的路由计算方法，包括：软件定义网路SDN控制器通过北向接口接收到路由规划更新信息；SDN控制器根据所述路由规划更新信息调整路由查找配置；所述SDN基于调整后的路由查找配置进行路由计算，生成IPV6路由转发表。

根据本发明的一个实施例，进一步的，包括：所述SDN控制器通过北向接口接收到更新的IPV6地址前缀；所述SDN控制器根据所述更新的IPV6地址前缀进行路由计算，生成新的IPV6路由转发表。

根据本发明的一个实施例，进一步的，包括：所述SDN通过南向接口将IPV6路由转发表发送到转发设备。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述SDN控制器通过北向接口接收到路由规划更新信息、所述SDN控制器根据所述路由规划更新信息调整路由查找配置包括：所述SDN控制器通过北向接口接收管理平台发送的算法更新消息；其中，所述算法更新消息中携带所述路由规划更新信息，所述路由规划更新信息包括：路由算法更新安装包、路由算法选择策略、路由算法参数；所述SDN控制器基于所述路由规划更新信息实时调整路由查找配置，包括：安装新的算法安装包、更新路由算法选择策略、更新路由算法参数。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述SDN控制器通过南向接口接收到SDN网络中的新业务流；所述SDN控制器判断出所述新业务流的类型和特征，根据路由算法选择策略选择对应的路由算法计算出所述新业务流的转发路径，并生成相应的通用流表；所述SDN控制器通过南向接口下发所述通用流表给所述转发设备，所述转发设备建立与所述通用流表相对应的转发规则。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述SDN控制器通过北向接口接收管理平台发送的SDN网络中网络节点的IPV6前缀地址变化的通知消息；所述SDN控制器基于所述通知消息对IPV6前缀地址发生变化的网络节点重新计算路由；所述SDN控制器通过南向接口将新计算的路由下发到所述转发设备。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述北向接口采用RESTFUL接口协议；所述南向接口采用OPENFLOW协议。

一种SDN控制器，包括：更新信息接收单元，用于通过北向接口接收到路由规划更新信息；路由配置调整单元，用于根据所述路由规划更新信息调整路由查找配置；路由计算单元，用于基于调整后的路由查找配置进行路由计算，生成IPV6路由转发表。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述更新信息接收单元，用于通过北向接口接收到更新的IPV6地址前缀；所述路由计算单元，用于根据所述更新的IPV6地址前缀进行路由计算，生成新的IPV6路由转发表。

根据本发明的一个实施例，进一步的，包括：路由下发单元，用于通过南向接口将IPV6路由转发表发送到转发设备。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述更新信息接收单元，用于通过北向接口接收管理平台发送的算法更新消息；其中，所述算法更新消息中携带所述路由规划更新信息，所述路由规划更新信息包括：路由算法更新安装包、路由算法选择策略、路由算法参数；所述路由配置调整单元，用于基于所述路由规划更新信息实时调整路由查找配置，包括：安装新的算法安装包、更新路由算法选择策略、更新路由算法参数。

根据本发明的一个实施例，进一步的，包括：业务流接收单元，用于通过南向接口接收到SDN网络中的新业务流；所述路由计算单元，用于判断出所述新业务流的类型和特征，根据路由算法选择策略选择对应的路由算法计算出所述新业务流的转发路径，并生成相应的通用流表；所述路由下发单元，用于通过南向接口下发所述通用流表给所述转发设备，所述转发设备建立与所述通用流表相对应的转发规则。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述更新信息接收单元，用于通过北向接口接收管理平台发送的SDN网络中网络节点的IPV6前缀地址变化的通知消息；所述路由计算单元，用于基于所述通知消息对IPV6前缀地址发生变化的网络节点重新计算路由；所述路由下发单元，用于通过南向接口将新计算的路由下发到所述转发设备。

一种SDN***，包括：如上所述的SDN控制器。

本发明的基于SDN的路由计算方法、SDN控制器及***，解决了现有的路由匹配算法都是固化在线卡内存中，没有灵活更改的途径的问题，适用于IPv4向IPv6过渡期间，可实现在前缀实时变化过程中，灵活的调整IPv6路由匹配算法，并可以简化路由器的存储空间提升路由表查找效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为根据本发明的基于SDN的路由计算方法的一个实施例的流程示意图；

图2为根据本发明的基于SDN的路由计算方法的一个实施例中的信息交互示意图；

图3为根据本发明的基于SDN的路由计算装置的一个实施例的模块结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合各个图和实施例对本发明的技术方案进行多方面的描述。

图1为根据本发明的基于SDN的路由计算方法的一个实施例的流程示意图，如图1所示：

步骤101，软件定义网路SDN控制器通过北向接口接收到路由规划更新信息。

步骤102，SDN控制器根据路由规划更新信息调整路由查找配置。

步骤103，SDN基于调整后的路由查找配置进行路由计算，生成IPV6路由转发表。

SDN控制器通过北向接口接收到更新的IPV6地址前缀，SDN控制器根据更新的IPV6地址前缀进行路由计算，生成新的IPV6路由转发表。SDN通过南向接口将IPV6路由转发表发送到转发设备。转发设备可以为openflow交换机等，北向接口采用RESTFUL接口协议等，南向接口采用OPENFLOW协议等。

在一个实施例中，SDN控制器通过北向接口接收管理平台发送的算法更新消息，算法更新消息中携带路由规划更新信息。路由规划更新信息包括：路由算法更新安装包、路由算法选择策略、路由算法参数等。

路由算法更新安装包可以是一种新的算法、或对已有算法升级的安装包。路由算法选择策略可以是根据数据流的IP、业务等特征参数，从多个数据算法中选择一个算法进行路由计算的策略规则。路由算法参数可以是路由算法在使用中使用的参数，例如，定时器时长等。SDN控制器基于路由规划更新信息实时调整路由查找配置，包括：安装新的算法安装包、更新路由算法选择策略、更新路由算法参数等。

在一个实施例中，SDN控制器通过南向接口接收到SDN网络中的新业务流，SDN控制器判断出新业务流的类型和特征，根据路由算法选择策略选择对应的路由算法计算出新业务流的转发路径，并生成相应的通用流表。SDN控制器通过南向接口下发通用流表给转发设备，转发设备建立与通用流表相对应的转发规则。

上述实施例中的基于SDN的路由计算方法，通过SDN的北向接口来灵活倒入路由查找算法参数来实现路由查找算法的生成，存储可以灵活更新的路由查找算法，以及通过SDN南向接口向路由器下发路由。

在一个实施例中，IPv6地址长度是128比特，IPv6比IPv4扩大了4倍，可以基于多分支Trie树的IPv6地址前缀存储和查找算法进行IPV6的路由计算。字典树(Trie)是一种用于快速字符串检索的多叉树结构。

SDN控制器通过北向接口接收管理平台发送的SDN网络中网络节点的IPV6前缀地址变化的通知消息，SDN控制器基于通知消息对IPV6前缀地址发生变化的网络节点重新计算路由，SDN控制器通过南向接口将新计算的路由下发到转发设备。

在一个实施例中，如图2所示，实时更新的IPv6地址前缀信息或者IPv6地址规划方案通过SDN的北向接口，例如RESTFUL等，下发至SDN控制器。SDN控制器根据下发的方案实时调整其IPv6tree bitmap路由查找算法，并根据该算法生成不同的IPv6路由转发表。SDN控制器通过南向接口，例如netconf,openflow接口等，将生成的IPv6路由转发表下发到转发平面的线卡内存中，替代原有的IPv6路由转发表。

上述实施例中的基于SDN的路由计算方法，借助SDN的北向接口，在控制平面引入规划的IPv6地址前缀。根据用户定义的IPv6地址前缀特征，将新生成的路由匹配算法通过SDN南向接口下发至转发平面，可以灵活缩减trie层级、简化IPv6tree bitmap等数据结构，能够节省存储空间以及提升查找速度。

在一个实施例中，如图3所示，本发明提供一种SDN控制器。更新信息接收单元31通过北向接口接收到路由规划更新信息。路由配置调整单元32根据路由规划更新信息调整路由查找配置。路由计算单元33基于调整后的路由查找配置进行路由计算，生成IPV6路由转发表。

在一个实施例中，更新信息接收单元31通过北向接口接收到更新的IPV6地址前缀。路由计算单元33根据更新的IPV6地址前缀进行路由计算，生成新的IPV6路由转发表。路由下发单元34通过南向接口将IPV6路由转发表发送到转发设备。

更新信息接收单元31通过北向接口接收管理平台发送的算法更新消息。算法更新消息中携带路由规划更新信息，路由规划更新信息包括：路由算法更新安装包、路由算法选择策略、路由算法参数。路由配置调整单元32基于路由规划更新信息实时调整路由查找配置，包括：安装新的算法安装包、更新路由算法选择策略、更新路由算法参数。

业务流接收单元35通过南向接口接收到SDN网络中的新业务流。路由计算单元33判断出新业务流的类型和特征，根据路由算法选择策略选择对应的路由算法计算出新业务流的转发路径，并生成相应的通用流表。路由下发单元34通过南向接口下发通用流表给转发设备，转发设备建立与通用流表相对应的转发规则。

更新信息接收单元31通过北向接口接收管理平台发送的SDN网络中网络节点的IPV6前缀地址变化的通知消息。路由计算单元33基于通知消息对IPV6前缀地址发生变化的网络节点重新计算路由。路由下发单元34通过南向接口将新计算的路由下发到转发设备。

在一个实施例中，本发明提供一种SDN***，包括：如上的SDN控制器。

上述实施例中提供的基于SDN的路由计算方法、SDN控制器及***，解决了现有的路由匹配算法都是固化在线卡内存中、没有灵活更改的途径的问题，提供的灵活更改路由查找算法的模型具有首创性，非常适用于IPv4向IPv6过渡期间，可实现在前缀实时变化过程中，灵活的调整IPv6路由匹配算法，简化路由器的存储空间并提升路由表查找效率。

可能以许多方式来实现本发明的方法和***。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和***。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (14)

1.一种基于SDN的路由计算方法，其特征在于，包括：

软件定义网路SDN控制器通过北向接口接收到路由规划更新信息；

所述SDN控制器根据所述路由规划更新信息调整路由查找配置；

所述SDN基于调整后的路由查找配置进行路由计算，生成IPV6路由转发表。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：

所述SDN控制器通过北向接口接收到更新的IPV6地址前缀；

所述SDN控制器根据所述更新的IPV6地址前缀进行路由计算，生成新的IPV6路由转发表。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，包括：

所述SDN通过南向接口将IPV6路由转发表发送到转发设备。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述SDN控制器通过北向接口接收到路由规划更新信息、所述SDN控制器根据所述路由规划更新信息调整路由查找配置包括：

所述SDN控制器通过北向接口接收管理平台发送的算法更新消息；其中，所述算法更新消息中携带所述路由规划更新信息，所述路由规划更新信息包括：路由算法更新安装包、路由算法选择策略、路由算法参数；

所述SDN控制器基于所述路由规划更新信息实时调整路由查找配置，包括：安装新的算法安装包、更新路由算法选择策略、更新路由算法参数。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，包括：

所述SDN控制器通过南向接口接收到SDN网络中的新业务流；

所述SDN控制器判断出所述新业务流的类型和特征，根据路由算法选择策略选择对应的路由算法计算出所述新业务流的转发路径，并生成相应的通用流表；

所述SDN控制器通过南向接口下发所述通用流表给所述转发设备，所述转发设备建立与所述通用流表相对应的转发规则。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，包括：

所述SDN控制器通过北向接口接收管理平台发送的SDN网络中网络节点的IPV6前缀地址变化的通知消息；

所述SDN控制器基于所述通知消息对IPV6前缀地址发生变化的网络节点重新计算路由；

所述SDN控制器通过南向接口将新计算的路由下发到所述转发设备。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述北向接口采用RESTFUL接口协议；所述南向接口采用OPENFLOW协议。

8.一种SDN控制器，其特征在于，包括：

更新信息接收单元，用于通过北向接口接收到路由规划更新信息；

路由配置调整单元，用于根据所述路由规划更新信息调整路由查找配置；

路由计算单元，用于基于调整后的路由查找配置进行路由计算，生成IPV6路由转发表。

9.如权利要求8所述的SDN控制器，其特征在于：

所述更新信息接收单元，用于通过北向接口接收到更新的IPV6地址前缀；

所述路由计算单元，用于根据所述更新的IPV6地址前缀进行路由计算，生成新的IPV6路由转发表。

10.如权利要求8或9所述的SDN控制器，其特征在于，包括：

路由下发单元，用于通过南向接口将IPV6路由转发表发送到转发设备。

11.如权利要求10所述的SDN控制器，其特征在于：

所述更新信息接收单元，用于通过北向接口接收管理平台发送的算法更新消息；其中，所述算法更新消息中携带所述路由规划更新信息，所述路由规划更新信息包括：路由算法更新安装包、路由算法选择策略、路由算法参数；

所述路由配置调整单元，用于基于所述路由规划更新信息实时调整路由查找配置，包括：安装新的算法安装包、更新路由算法选择策略、更新路由算法参数。

12.如权利要求11所述的SDN控制器，其特征在于，包括：

业务流接收单元，用于通过南向接口接收到SDN网络中的新业务流；

所述路由计算单元，用于判断出所述新业务流的类型和特征，根据路由算法选择策略选择对应的路由算法计算出所述新业务流的转发路径，并生成相应的通用流表；

所述路由下发单元，用于通过南向接口下发所述通用流表给所述转发设备，所述转发设备建立与所述通用流表相对应的转发规则。

13.如权利要求11所述的SDN控制器，其特征在于：

所述更新信息接收单元，用于通过北向接口接收管理平台发送的SDN网络中网络节点的IPV6前缀地址变化的通知消息；

所述路由计算单元，用于基于所述通知消息对IPV6前缀地址发生变化的网络节点重新计算路由；

所述路由下发单元，用于通过南向接口将新计算的路由下发到所述转发设备。

14.一种SDN***，其特征在于：

包括：如权利要求8至13任意一项所述的SDN控制器。