WO2015096417A1 - 一种软件定义网络中的状态迁移方法及交换机 - Google Patents

一种软件定义网络中的状态迁移方法及交换机 Download PDF

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WO2015096417A1
WO2015096417A1 PCT/CN2014/080257 CN2014080257W WO2015096417A1 WO 2015096417 A1 WO2015096417 A1 WO 2015096417A1 CN 2014080257 W CN2014080257 W CN 2014080257W WO 2015096417 A1 WO2015096417 A1 WO 2015096417A1
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WO
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dpi
switch
user
data
policy
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PCT/CN2014/080257
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滕荟芸
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中兴通讯股份有限公司
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    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/08—Configuration management of networks or network elements
    • H04L41/0895—Configuration of virtualised networks or elements, e.g. virtualised network function or OpenFlow elements
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    • H04L41/40—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks using virtualisation of network functions or resources, e.g. SDN or NFV entities
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    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/08—Configuration management of networks or network elements
    • H04L41/0894—Policy-based network configuration management

Definitions

  • the present invention relates to the field of Software Defined Network (SDN), and specifically relates to A state transition method in a software-defined network, a service flow control method and system, and a switch in an SDN.
  • SDN Software Defined Network
  • SDN is a new network innovation architecture that is a revolution for existing network equipment and architecture.
  • the architecture concept is that the network device forwarding control is separated, and the centralized SDN controller is controlled by the Openflow protocol.
  • Network and provide network virtualization function on SDN controller, and provide application programming interface to facilitate network Innovation.
  • SDN extracts the control functions of existing switches, routers and other network devices, and is controlled by SDN.
  • Implemented by the controller the forwarding function in the existing switches and routers is stripped from the infrastructure layer and implemented by the switch.
  • the SDN controller manages all switches in a unified manner, and its composition is shown in Figure 1.
  • Deep packet inspection technology just provides these Seeking, they can analyze the results according to the deep packet inspection technology, and divide the traffic into low-latency (voice) and guaranteed delay (net). Network traffic), guaranteed delivery (application traffic) and the best effort to deliver the application (file sharing). Use this Classification, they can better optimize resources and reduce network based on mission-critical traffic, non-mission-critical traffic Crowded.
  • Deep Packet Inspection is a protocol identification technology, DPI technology. Based on the analysis of the header, the analysis of the application layer is added, which is an application layer-based traffic detection and control. technology. DPI technology when IP packet, TCP or UDP data flows through network devices based on DPI technology Data packets on the network are based on quintuple (source address, destination address, source port, destination port, and protocol class). Type) is divided into several application flows, and the application layer information is reorganized by deeply reading the contents of the IP packet payload. Identifying the application or user action corresponding to the application flow, and then entering the traffic according to the system-defined management policy. Line control, control methods include: normal forwarding, blocking, limiting bandwidth, shaping, re-marking priority, etc. It can prevent limited network bandwidth from being squeezed by low-value services.
  • DPI technology can detect the content and payload of the packet, and can extract the content level. Information such as malware, specific data, and application types.
  • DPI technology can realize service identification, service control and service statistics in network operations. For example, from the content of the email, There is no difference between the traffic flow of spam and ordinary mail, only further analysis, according to the transmission Comprehensive analysis of the size, frequency, destination email and source email address, frequency of changes, and frequency of rejection, Establish a comprehensive identification model to determine whether it is spam.
  • DPI can calculate the traffic distribution of the network and User's various business usage, so as to better discover the factors that promote business development and affect the normal operation of the network, Provide a basis for network and business optimization.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a state transition method in SDN and a service flow control party.
  • the switch in the system, system and SDN combined with DPI technology, provides an efficient and secure network for SDN Manage systems to defend against and address possible vulnerabilities in SDN network user migration.
  • the present invention provides a state migration method in a software-defined network, and a package include:
  • the dynamic DPI data is that the current switch flows through the current switch after the user goes online. Its packet stream is used to perform dynamic data generated during DPI analysis.
  • the method further includes:
  • the software-defined network SDN controller is based on the identity information of the user from the policy service.
  • the DPI policy corresponding to the user is obtained and delivered to the target switch.
  • the method further includes:
  • the target switch performs a DPI analysis on a packet flow currently flowing through the data packet and the data packet to generate a new Dynamic DPI data, combined with the migrated dynamic DPI data to derive DPI feature analysis results, then in the Querying the DPI policy matched with the DPI feature analysis result in the DPI policy issued by the SDN, according to the matched
  • the DPI policy forwards and controls the subsequent flow of packets flowing through the target switch.
  • the method further includes:
  • the method further includes:
  • the target switch performs DPI analysis on a packet flow currently flowing through it to generate new dynamic DPI data. Deriving a DPI feature analysis result according to the new dynamic DPI data, and then issuing a DPI policy on the SDN The DPI policy matching the DPI feature analysis result is queried, and the DPI policy is matched according to the matching The packet flow flowing through the target switch is continued for forwarding control.
  • the current switch will be After the data packet cached on the target switch is migrated, the method further includes:
  • the target switch performs a DPI analysis on a packet flow currently flowing through the data packet and the data packet to generate a new Dynamic DPI data, and DPI feature analysis results are obtained according to the new dynamic DPI data, and then in the SDN Querying a DPI policy matching the DPI feature analysis result in the delivered DPI policy, according to the matched
  • the DPI policy forwards and controls the subsequent flow of packets flowing through the target switch.
  • the cached message buffered by the current switch is: after the user goes offline from the current switch and is not completed.
  • the data packet sent by the current switch to the user before the target switch is online.
  • the present invention also provides a service flow control method in a software-defined network.
  • a service flow control method in a software-defined network include:
  • the software-defined network SDN controller is based on the identity information of the user.
  • the policy server obtains the deep packet detection DPI policy corresponding to the user, and sends the policy to the switch;
  • the switch performs DPI analysis on the packet flow currently flowing through it to generate dynamic DPI data, according to the
  • the dynamic DPI data is used to obtain the DPI feature analysis result, and then the query and the DPI strategy issued by the SDN
  • the packet flow of the switch is forwarded and controlled.
  • the present invention also provides a switch in a software-defined network, including: Forwarding function module and deep packet detection DPI service module, wherein
  • the forwarding function module is configured to: after the switch receives the data packet flow, copy the data packet stream And entering the DPI service module; and receiving a DPI policy sent by the DPI service module, according to the DPI policy Forwarding control of subsequent packet flows through the switch;
  • the DPI service module is configured to receive a software defined network SDN after the user goes online on the switch.
  • the DPI service module includes:
  • a receiving module configured to receive, after the user goes online on the switch, receive the SDN controller The DPI policy corresponding to the user;
  • a user session database configured to cache a stream of packets currently flowing through the switch, and based on the current stream Dynamic DPI data generated during DPI analysis by the packet flow of the switch;
  • a DPI processing module configured to perform dynamic DPI analysis on a packet flow currently flowing through the switch to generate dynamic DPI data
  • the dynamic DPI data is sent to the user session database cache, and according to the dynamic DPI
  • the data is obtained as a result of the DPI feature analysis, and then queried with the DPI in the DPI policy issued by the SDN.
  • the packet flow flowing through the switch is continued for forwarding control.
  • the user session database is further configured to be obtained by the DPI processing module according to the dynamic DPI data. After the DPI feature analysis result, the dynamic DPI data is deleted.
  • the user session database is further configured to migrate from the switch to the target switch at the user In the process, after the user goes offline from the switch and does not complete the line on the target switch, Decoding the data packet sent by the switch to the user;
  • the switch further includes:
  • a migration module configured to be in a process of migrating from the switch to the target switch by a user After the target switch establishes a state migration channel, if the user session database stores the user dynamics DPI data, the dynamic DPI data of the user and the cached data message saved thereon are migrated to the target On the standard switch.
  • the receiving module is further configured to receive a dynamic DPI number of users migrated to the switch by other switches According to the data message, and saved to the user session database;
  • the user session database is further configured to save the user that the other switch migrates to the switch Dynamic DPI data and data messages;
  • the DPI processing module is further configured to stream the data packet currently flowing through the switch and the data packet Perform DPI analysis to generate new dynamic DPI data, and combine the migrated dynamic DPI data to derive DPI features. Analyzing the result, and then querying, in the DPI policy sent by the SDN, a query that matches the DPI feature analysis result. a DPI policy, sending the matched DPI policy to the forwarding function module to subsequently flow through the switch The packet flow is forwarded and controlled.
  • the migration module is further configured to: after establishing a state migration channel with the target switch, if the If the user's dynamic DPI data is not saved in the user session database, the user session database is cached. The data message is migrated to the target switch.
  • the receiving module is further configured to receive buffered packet data that other switches migrate to the switch, And saved to the user session database;
  • the user session database is further configured to save cached data packets migrated by other switches;
  • the DPI processing module is further configured to count the current flow of the packet flowing through the switch and the cache DPI analysis is performed according to the message to generate new dynamic DPI data, and DPI is obtained according to the new dynamic DPI data. Feature analysis result, and then querying the DPI feature analysis result in the DPI policy sent by the SDN The DPI policy is configured to send the matched DPI policy to the forwarding function module for subsequent flow through the intersection The packet flow of the switch is forwarded and controlled.
  • the present invention also provides a service flow control system in a software-defined network.
  • the method includes: a policy server, a software defined network SDN controller, and at least two switches as described above,
  • the server is connected to the northbound interface of the SDN controller, and the SDN controller controls the southbound interface.
  • the switch where:
  • the policy server is configured to save a DPI policy corresponding to the user, and obtain the SDN controller after receiving the After the request of the DPI policy corresponding to the user is received, the DPI policy corresponding to the user is sent to the SDN controller. slightly;
  • the SDN server is configured to identify the user according to the identity of the user after the user goes online on the switch.
  • the information is obtained from the policy server and is sent to the switch.
  • the present invention also provides a service flow control system in a software-defined network.
  • the method includes: a software defined network SDN and at least two switches as described above, wherein the SDN controller further A policy server is included, the SDN controller controlling the switch through a southbound interface, wherein:
  • the policy server is configured to save a DPI policy corresponding to the user, and provide the SDN controller with The DPI policy corresponding to the user;
  • the SDN server is configured to identify the user according to the identity of the user after the user goes online on the switch.
  • the information is obtained from the policy server and is sent to the switch.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of a conventional SDN controller and a switch
  • FIG. 2 is a structural diagram of a service flow control system in a software-defined network according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a structural diagram of a service flow control system in a software-defined network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a structural diagram of a switch in a software-defined network in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart of a service flow control method in a software-defined network according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a flowchart of a state transition method in a software-defined network in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of packet flow in an initial stage of user migration in an application example according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of packet flow in a later stage of user migration in an application example according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart of a state transition method in a software-defined network in an application example according to an embodiment of the present invention.
  • This embodiment provides a service flow control system in a software-defined network, including: a policy server, and a soft Defining a network SDN and at least two switches, this embodiment adds a logical network element to the existing architecture.
  • a server which can be a physical device, as shown in Figure 2, the northbound interface between the policy server and the SDN controller. Connected, the SDN controller interacts with the policy server through the northbound interface, and the SDN controller controls the handover through the southbound interface. Switching, in a software-defined network, controls the switch through the southbound interface.
  • the policy server is configured to save the DPI policy corresponding to the user, and receive the SDN controller. After obtaining the DPI policy of the user, the DPI policy corresponding to the user is sent to the SDN controller.
  • the SDN server is configured to identify the user according to the identity of the user after the user goes online on the switch.
  • the information is obtained from the policy server and is sent to the switch.
  • the function of the policy server may also be integrated in the SDN controller, as shown in FIG. 3, where:
  • the policy server is configured to save a DPI policy corresponding to the user, and provide the SDN controller with The DPI policy corresponding to the user;
  • the SDN server is configured to identify the user according to the identity of the user after the user goes online on the switch.
  • the information is obtained from the policy server and is sent to the switch.
  • this embodiment provides a switch in a software-defined network, which has an existing forwarding function. Based on the module, a new DPI business module has been added, of which:
  • the forwarding function module is configured to: after the switch receives the packet flow, copy and copy the packet flow into the office Describe the user session database of the DPI service module, and forward the packet flow according to the flow table of the switch Going out; after the DPI service module analyzes and matches the DPI policy, it receives the DPI service module and sends it out. a DPI policy, according to the DPI policy, forwarding and controlling a subsequent packet flow that flows through the switch;
  • the DPI service module includes:
  • a receiving module configured to receive the delivery by the SDN controller after the user goes online on the switch User-specific DPI policy
  • a user session database configured to cache a stream of packets currently flowing through the switch, and based on the current stream Dynamic DPI data generated during DPI analysis by the packet flow of the switch;
  • the user session database is further configured to be obtained by the DPI processing module according to the dynamic DPI data. After the DPI feature analysis result, the dynamic DPI data is deleted.
  • the user session database is further configured to migrate from the switch to the target switch at the user In the process, after the user goes offline from the switch and does not complete the line on the target switch, Decoding the data packet sent by the switch to the user;
  • the aging timer is started, and the timer is preset.
  • the switch caches the downlink packet data received by the user from other switches, if If the migration is not completed within the preset time, all data of the user is deleted after the timeout.
  • the switch further includes:
  • a migration module configured to be in a process of migrating from the switch to the target switch by the user, After the switch establishes a state transition channel, if the user session database stores the dynamic DPI of the user Data, the dynamic DPI data of the user and the cached data message saved thereon are migrated to the target Change the machine.
  • a DPI processing module configured to perform dynamic DPI analysis on a packet flow currently flowing through the switch to generate dynamic DPI data
  • the dynamic DPI data is sent to the user session database cache, and according to the dynamic DPI
  • the data is obtained as a result of the DPI feature analysis, and then queried with the DPI in the DPI policy issued by the SDN.
  • the DPI policy matching the analysis result is sent, and the matched DPI policy is sent to the forwarding function module to send
  • the forwarding function module forwards and controls the subsequent flow of the packet flowing through the switch.
  • DPI strategies include: Such as normal forwarding, blocking, limiting bandwidth, shaping, re-marking priority, and so on.
  • the receiving module is further configured to receive a dynamic DPI number of users migrated to the switch by other switches According to the data message, and saved to the user session database;
  • the user session database is further configured to save the user that the other switch migrates to the switch Dynamic DPI data and data messages;
  • the DPI processing module is further configured to stream the data packet currently flowing through the switch and the data packet Perform DPI analysis to generate new dynamic DPI data, and combine the migrated dynamic DPI data to derive DPI features. Analyzing the result, and then querying, in the DPI policy sent by the SDN, a query that matches the DPI feature analysis result. a DPI policy, sending the matched DPI policy to the forwarding function module to subsequently flow through the switch The packet flow is forwarded and controlled.
  • the migration module is further configured to be in a process of migrating from the switch to the target switch by the user. After the target switch establishes a state transition channel, if the user session database does not save the user Dynamic DPI data, the data message buffered in the user session database is migrated to the target switch;
  • the receiving module is further configured to receive a buffered data packet that is migrated to the switch by another switch, And saved to the user session database;
  • the user session database is further configured to save cached data packets migrated by other switches;
  • the DPI processing module is further configured to process a data packet flow and a cached data packet currently flowing through the switch DPI analysis is performed to generate new dynamic DPI data, and DPI feature points are obtained according to the new dynamic DPI data. Parsing the result, and then querying the DPI matching the DPI feature analysis result in the DPI policy sent by the SDN a policy, sending the matched DPI policy to the forwarding function module for the number of subsequent flows through the switch According to the packet flow, the forwarding control is performed.
  • this embodiment provides a service flow control method in a software-defined network, including the following. step:
  • the SDN controller takes the service from the policy according to the identity information of the user. Obtaining a DPI policy corresponding to the user, and sending the policy to the switch;
  • S102 The switch performs DPI analysis on a data packet currently flowing through the switch to generate dynamic DPI data, according to The dynamic DPI data is used to obtain a DPI feature analysis result;
  • S103 Query, in a DPI policy sent by the SDN, a DPI that matches the DPI feature analysis result.
  • the policy forwards and controls the subsequent flow of the packet flowing through the switch according to the matched DPI policy.
  • this embodiment provides a state transition method in a software-defined network, including the following steps. Step:
  • the dynamic DPI data is the current switch after the user goes online on the current switch. Dynamic data generated during DPI analysis is performed based on the stream of packets flowing through it.
  • the method further includes: when the user migrates from the current switch, while performing step S201 In the process of going to the target switch, after the user goes online on the target switch, the SDN controller uses the SDN controller according to the usage. Obtaining the DPI policy corresponding to the user from the policy server, and sending the DPI policy to the target Change machine
  • step S202 the method further includes:
  • S203 Dynamic DPI data and cached datagrams of the user saved on the current switch After the migration to the target switch, the target switch pairs the packet flow and the number currently flowing through it According to the message, DPI analysis generates new dynamic DPI data, and combines the dynamic DPI data from the migration. DPI feature analysis result, and then querying and DPI feature analysis result in the DPI policy issued by the SDN a matched DPI policy, according to the matched DPI policy, a subsequent packet flow through the target switch Perform forwarding control.
  • the step S203 is performed.
  • the current switch migrates the data packet buffered on the current switch to the target switch, the destination The standard switch performs DPI analysis on the packet flow and the data packet currently flowing through it to generate a new dynamic DPI number.
  • the DPI feature analysis result is obtained, and then the DPI is sent in the SDN.
  • Querying, in the policy a DPI policy that matches the DPI feature analysis result, according to the matched DPI policy pair Subsequent flow of packets flowing through the target switch for forwarding control;
  • step S201 when the state transition channel is established in step S201, information exchange between the old and new switches is started. And forwarding of the data packet, so the method further includes:
  • the target switch performs DPI analysis on the packet flow currently flowing through it to generate dynamic DPI data, the DPI feature analysis result is obtained according to the dynamic DPI data, and then sent by the SDN Querying a DPI policy matching the DPI feature analysis result in the DPI policy, according to the matched DPI policy
  • the packet flow that flows through the target switch is forwarded and controlled.
  • Step S202 in the process of the user migrating from the current switch to the target switch, After the user goes offline from the current switch and does not complete the line on the target switch, the current switch is opposite to the current switch. Decoding the data packets received by the user from other switches;
  • the aging timer is started, where the timer is preset.
  • the current switch caches data packets received by the user from other switches, if If the migration is not completed within the preset time of the aging timer, all data of the user is deleted after the timeout.
  • the user UE1 under switch switch1 migrates to switch2.
  • the flow of packets during the period including:
  • Step 301 When the UE1 is not migrated, the uplink packet is sent to the UE2 under the switch3.
  • Step 302 UE1 starts to migrate from switch1 to switch2.
  • Step 303 When the uplink process is not executed by the UE1, the SDN controller does not send a new flow table. Switch3 sends the downlink packet of UE2 to UE1 to switch1 according to the initial flow table;
  • Step 304 After the UE1 goes offline, the aging timer of switch1 does not time out, and the user session database The downlink packet of the UE2 is buffered and is waiting for the migration. When the aging timer expires, all the data of the UE1 is deleted.
  • UE1 migrates packet flow to late switch2, including:
  • Step 401 UE1 goes online on switch2, and activates the DPI service module of switch2, switch2 and switch3. Receiving a new flow table delivered by the SDN controller;
  • Step 402 Switch2 and switch3 forward the packets of UE1 and UE2 according to the new flow table.
  • Step 403a When the aging timer of the DPI service module of switch1 does not time out, switch1 and switch2 Establish a state transition channel between them;
  • Step 403b The number of user sessions in which switch1 migrates data of UE1 in the user session database to switch2 Database
  • step 402 and step 403 can be performed simultaneously.
  • the method flow based on the user's state transition includes:
  • Step 501 The user UE goes offline from the initial OpenSwitch (Old Switch), Old Switch The port status changes to down and the DPI service module aging timer is started.
  • OpenSwitch Open Switch
  • Step 502 The Old Switch reports the state change of the switch port to the SDN controller.
  • Step 503 The SDN controller deletes information of the user UE accessing the port.
  • Step 504 The user UE goes online from the new Openflow switch (New Switch) and carries it to carry it.
  • the free ARP packet of the IP is sent to New Switch;
  • Step 505 The New Switch sends the received free ARP packet and the port information accessed by the UE to the SDN. Controller
  • Step 506 The SDN controller adds information about the UE.
  • Step 507 The SDN controller broadcasts the gratuitous ARP packet of the UE.
  • Step 508a The SDN controller sends the information of the UE to the policy server, and queries the policy server for the UE. DPI strategy;
  • Step 508b The policy server delivers the DPI policy of the UE to the SDN control according to the received UE information.
  • Step 508c The SDN sends the DPI policy of the UE to the New Switch.
  • the DPI strategy is very diverse, for example, for the security services such as video conferencing, the protection is adopted.
  • Step 508d The DPI service module corresponding to the UE in the New Switch is activated.
  • Step 508e The SDN sends the flow table of the UE to the New Switch.
  • Step 509a When the DPI service module aging timer has not timed out, the Old Switch receives the UE. ARP broadcast packet, detecting that the UE is online; if the DPI service module aging timer expires, it is not used. User state migration;
  • Step 509b The Old Switch sends an application to the SDN controller to establish a DPI with the switch newly accessed by the UE.
  • Business status migration channel request
  • Step 509c The SDN controller responds to the application of the Old Switch to establish a DPI service state migration channel request.
  • Step 510 The Old Switch sends a DPI service state migration channel request to the New Switch.
  • Step 511 The New Switch answers the DPI service state migration channel request of the Old Switch.
  • Step 512 The Old Switch migrates the data of the UE in the user session database to the New Switch.
  • User session database
  • step 508 and step 509 can be performed simultaneously.
  • the invention relates to the field of software-defined networks, adopts a state migration method in SDN, and a service flow control party a method, a system, and a switch in an SDN, wherein the state transition method includes: moving out of the switch and moving in the mesh After the standard switch establishes a state transition channel, if the DPI data of the user is saved on the outgoing switch, it is placed on the switch. The saved dynamic DPI data and the cached data message are migrated to the target switch, and the dynamic DPI data is the user After the switch is taken out of the line, the dynamics generated during the DPI analysis of the packet flow flowing through the switch data.
  • the invention integrates DPI technology, manages a global user's DPI policy by adding a policy server, and Add a DPI processing module to the switch, perform DPI analysis on the data packet, and implement a software-defined network. Monitoring and management of business flows, and monitoring and management of data flows during migration in software-defined networks Reason.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

　本发明公开了一种SDN中的状态迁移方法、业务流控制方法、***以及SDN中的交换机，其中，状态迁移方法包括：在迁出交换机与迁入的目标交换机建立状态迁移通道后，如果迁出交换机上保存有用户的DPI数据，则将其上保存的动态DPI数据和缓存的数据报文迁移到目标交换机上；所述动态DPI数据是用户在迁出交换机上线后，所述迁出交换机对流经其的数据包流进行DPI分析过程中产生的动态数据。本发明融合DPI技术，通过增加一策略服务器，管理全局用户的DPI策略，并在交换机中增加一个DPI处理模块，对数据包进行DPI分析，实现了对软件定义网络中业务流的监测和管理，以及对软件定义网络中用户在迁移过程中数据流的监测和管理。

Description

一种软件定义网络中的状态迁移方法及交换机 技术领域
本发明涉及软件定义网络(SDN，Software Defined Network)领域，具体涉及一 种软件定义网络中的状态迁移方法、业务流控制方法及***以及SDN中的交换机。
背景技术
SDN是一种新型网络创新架构，是针对现有网络设备和架构的一场变革。SDN的 架构理念是网络设备转发控制分离，采用集中的SDN控制器通过Openflow协议控制 网络，并在SDN控制器上提供网络虚拟化功能，并提供应用编程接口，方便进行网络 创新。SDN将现有的交换机、路由器等网络设备中的控制功能提取出来，由SDN控 制器来实现；现有的交换机、路由器中的转发功能从基础设施层剥离，由交换机实现。 在SDN中，SDN控制器统一管理所有的交换机，其组成架构如图1所示。
但是，目前针对SDN的网管设备几乎没有成熟产品出现，缺乏对SDN网络进行 监测和管理的手段，缺乏对大范围的网络故障定位和性能分析的手段。随着IP业务的 ***性发展，如果不能清楚地了解网络的运转状况，也不了解不同的业务类型对带宽 的消耗情况，唯一知道的就是带宽又不够了——这势必将运营商推进一个“拥塞-扩容- 再拥塞-再扩容”的怪圈。无法实现业务识别，无法实现内容计费，也无法满足信息安 全的需要，这些问题不但增加了运营商的运营成本，而且也降低了用户的满意度。于 是，如何深度感知网络应用，提供网络业务控制和管理手段，构建可运营、可管理的 网络，成为运营商关注的焦点。另外，用户行为分析也可以提供有价值的分析报告， 如热点业务发展分析、大客户网络分析报告等。深度包检测技术恰好能够提供这些要 求，他们可以根据深度包检测技术分析结果，将流量分为低延时(语音)、保证延时(网 络流量)、保证交付(应用流量)和尽最大努力交付的应用程序(文件共享)。使用这 种分类，他们可以更好的根据关键任务流量、非关键任务流量来优化资源并减少网络 拥挤。
深度包检测技术(DPI，Deep Packet Inspection)是一种协议识别技术，DPI技术 在分析报头的基础上，增加了对应用层的分析，是一种基于应用层的流量检测和控制 技术。当IP数据包、TCP或UDP数据流通过基于DPI技术的网络设备时，DPI技术 将网络上的数据报文根据五元组(源地址、目的地址、源端口、目的端口以及协议类 型)分为若干个应用流，通过深入读取IP包载荷的内容来对应用层信息进行重组，从 而识别出应用流对应的应用或者用户的动作，然后按照***定义的管理策略对流量进 行控制，控制方法包括：正常转发、阻塞、限制带宽、整形、重标记优先级等，这样 可以防止有限的网络带宽被低价值的业务挤占。
同时，DPI技术能够检测出数据包的内容及有效负载，并且能够提取出内容级别 的信息，如恶意软件、具体数据和应用程序类型等。利用DPI技术在网络中的部署， 可以实现网络运营中的业务识别、业务控制和业务统计。例如，从电子邮件的内容看， 垃圾邮件和普通邮件的业务流两者间根本没有区别，只有进一步分析，具体根据发送 邮件的大小、频率、目的邮件和源邮件地址、变化的频率和被拒绝的频率等综合分析， 建立综合识别模型，才能判断是否为垃圾邮件。DPI可以统计网络的业务流量分布和 用户的各种业务使用情况，从而更好的发现促进业务发展和影响网络正常运营的因素， 为网络和业务优化提供依据。如发掘对用户有吸引力的业务、验证业务提供水平是否 达到了用户的服务等级协议SLA、统计分析出网络中攻击流量占多少比例、多少用户 正在使用某种游戏业务、哪几种业务最消耗网络的带宽和哪些用户使用了非法VoIP 等。采用DPI技术，实现保障网络不同业务QoS的高价值业务的开展，真正把网络带 宽变成可有机利用、按需分配的资源，为进行智能化的业务和用户识别，网络业务的 精细运营、业务管理、统计分析提供了高效的支撑手段，为网络业务的运营分析、安 全管控提供保障。
为了实现对SDN网络的监管，同时，考虑到SDN网络用户具有移动性，会从一 个交换机移动到另一个交换机，为了保持用户在SDN网络中的业务连续性，急需提出 一种软件定义网络中的状态迁移的方法和业务流控制方法，在用户迁移过程中实现对 数据流的监管。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种SDN中的状态迁移方法、业务流控制方 法、***以及SDN中的交换机，融合DPI技术，为SDN提供一个高效、安全的网络 管理***，防御并解决SDN网络用户迁移的可能漏洞。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种软件定义网络中的状态迁移方法，包 括：
在用户要迁出的当前交换机与所述用户迁入的目标交换机建立状态迁移通道后， 如果所述当前交换机上保存有所述用户的动态深度包检测DPI数据，则将其上保存的 所述用户的动态DPI数据和缓存的数据报文迁移到所述目标交换机上；
所述动态DPI数据是所述用户在所述当前交换机上线后，所述当前交换机对流经 其的数据包流进行DPI分析过程中产生的动态数据。
所述方法还包括：
在所述当前交换机与所述目标交换机建立状态迁移通道前，在所述用户在所述目 标交换机上线后，软件定义网络SDN控制器根据所述用户的身份标识信息从策略服务 器获取所述用户对应的DPI策略，并下发至所述目标交换机。
所述在所述当前交换机将其上保存的所述动态DPI数据和缓存的数据报文迁移到 所述目标交换机上后，所述方法还包括：
所述目标交换机对当前流经其的数据包流和所述数据报文进行DPI分析产生新的 动态DPI数据，并结合迁移过来的动态DPI数据得出DPI特征分析结果，然后在所述 SDN下发的DPI策略中查询与所述DPI特征分析结果匹配的DPI策略，根据匹配到的 所述DPI策略对后续流经所述目标交换机的数据包流进行转发控制。
所述方法还包括：
在所述用户在所述目标交换机上线后，在所述当前交换机将其上保存的所述动态 DPI数据和缓存的数据报文迁移到所述目标交换机上之前，所述方法还包括：
所述目标交换机对当前流经其的数据包流进行DPI分析产生新的动态DPI数据， 根据所述新的动态DPI数据得出DPI特征分析结果，然后在所述SDN下发的DPI策 略中查询与所述DPI特征分析结果匹配的DPI策略，根据匹配到的所述DPI策略对后 续流经所述目标交换机的数据包流进行转发控制。
如果所述当前交换机上没有保存所述用户的动态DPI数据，在所述当前交换机将 其上缓存的数据报文迁移到所述目标交换机上之后，所述方法还包括：
所述目标交换机对当前流经其的数据包流和所述数据报文进行DPI分析产生新的 动态DPI数据，根据所述新的动态DPI数据得出DPI特征分析结果，然后在所述SDN 下发的DPI策略中查询与所述DPI特征分析结果匹配的DPI策略，根据匹配到的所述 DPI策略对后续流经所述目标交换机的数据包流进行转发控制。
所述当前交换机缓存的缓存报文是：在所述用户从当前交换机下线后且未完成在 所述目标交换机上线前，所述当前交换机接收到的发给所述用户的数据报文。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种软件定义网络中的业务流控制方法， 包括：
用户在交换机上线后，软件定义网络SDN控制器根据所述用户的身份标识信息从 策略服务器获取所述用户对应的深度包检测DPI策略，并下发至所述交换机；
所述交换机对当前流经其的数据包流进行DPI分析产生动态DPI数据，根据所述 动态DPI数据得出DPI特征分析结果，然后在所述SDN下发的DPI策略中查询与所 述DPI特征分析结果匹配的DPI策略，根据匹配到的所述DPI策略对后续流经所述交 换机的数据包流进行转发控制。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种软件定义网络中的交换机，包括： 转发功能模块和深度包检测DPI业务模块，其中，
所述转发功能模块，设置为在交换机接收到数据包流后，将所述数据包流复制存 入所述DPI业务模块；并接收所述DPI业务模块发来的DPI策略，根据所述DPI策略 对后续流经所述交换机的数据包流进行转发控制；
所述DPI业务模块，设置为在用户在所述交换机上线后，接收软件定义网络SDN 控制器下发的所述用户对应的DPI策略，接收所述转发功能模块存入的数据包流，对 所述数据包流进行DPI分析产生动态DPI数据，根据所述动态DPI数据得出DPI特征 分析结果，然后在所述SDN控制器下发的DPI策略中查询与所述DPI特征分析结果 匹配的DPI策略，将匹配到的所述DPI策略发送至所述转发功能模块。
所述DPI业务模块包括：
接收模块，设置为在所述用户在所述交换机上线后，接收所述SDN控制器下发的 所述用户对应的DPI策略；
用户会话数据库，设置为缓存当前流经所述交换机的数据包流，以及根据当前流 经所述交换机的数据包流进行DPI分析过程中产生的动态DPI数据；
DPI处理模块，设置为对当前流经所述交换机的数据包流进行DPI分析产生动态 DPI数据，将所述动态DPI数据发送至所述用户会话数据库缓存，并根据所述动态DPI 数据得出DPI特征分析结果，然后在所述SDN下发的DPI策略中查询与所述DPI特 征分析结果匹配的DPI策略，将匹配到的所述DPI策略发送至所述转发功能模块对后 续流经所述交换机的数据包流进行转发控制。
所述用户会话数据库，还设置为在所述DPI处理模块根据所述动态DPI数据得出 DPI特征分析结果后，将所述动态DPI数据删除。
所述用户会话数据库，还设置为在所述用户从所述交换机迁移到所述目标交换机 的过程中，在所述用户从所述交换机下线后且未完成在所述目标交换机上线前，将所 述交换机接收到的发给所述用户的数据报文进行缓存；
所述交换机还包括：
迁移模块，设置为在用户从所述交换机迁移到所述目标交换机的过程中，与所述 目标交换机建立状态迁移通道后，如果所述用户会话数据库中保存有所述用户的动态 DPI数据，则将其上保存的所述用户的动态DPI数据和缓存的数据报文迁移到所述目 标交换机上。
所述接收模块，还设置为接收其他交换机迁移到所述交换机的用户的动态DPI数 据和数据报文，并保存到所述用户会话数据库中；
所述用户会话数据库，还设置为保存其他交换机迁移到所述交换机的所述用户的 动态DPI数据和数据报文；
所述DPI处理模块，还设置为对当前流经所述交换机的数据包流和所述数据报文 进行DPI分析产生新的动态DPI数据，并结合迁移过来的动态DPI数据得出DPI特征 分析结果，然后在所述SDN下发的DPI策略中查询与所述DPI特征分析结果匹配的 DPI策略，将匹配到的所述DPI策略发送至所述转发功能模块对后续流经所述交换机 的数据包流进行转发控制。
所述迁移模块，还设置为在与所述目标交换机建立状态迁移通道后，如果所述用 户会话数据库中没有保存所述用户的动态DPI数据，则将所述用户会话数据库中缓存 的数据报文迁移到所述目标交换机上。
所述接收模块，还设置为接收其他交换机迁移到所述交换机的缓存的报文数据， 并保存到所述用户会话数据库中；
所述用户会话数据库，还设置为保存其他交换机迁移来的缓存的数据报文；
所述DPI处理模块，还设置为对当前流经所述交换机的数据包流和所述缓存的数 据报文进行DPI分析产生新的动态DPI数据，根据所述新的动态DPI数据得出DPI 特征分析结果，然后在所述SDN下发的DPI策略中查询与所述DPI特征分析结果匹 配的DPI策略，将匹配到的所述DPI策略发送至所述转发功能模块对后续流经所述交 换机的数据包流进行转发控制。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种软件定义网络中的业务流控制***， 包括：策略服务器、软件定义网络SDN控制器和至少两个如上所述的交换机，所述策 略服务器与所述SDN控制器的北向接口相连，所述SDN控制器通过南向接口控制所 述交换机，其中：
所述策略服务器，设置为保存用户对应的DPI策略，在收到所述SDN控制器获 取所述用户对应的DPI策略的请求后，向所述SDN控制器下发该用户对应的DPI策 略；
所述SDN服务器，设置为当用户在所述交换机上线后，根据所述用户的身份识别 信息从所述策略服务器获取所述用户对应的DPI策略，并下发至所述交换机。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种软件定义网络中的业务流控制***， 包括：软件定义网络SDN和至少两个如上所述的交换机，其中，所述SDN控制器还 包括策略服务器，所述SDN控制器通过南向接口控制所述交换机，其中：
所述策略服务器，设置为保存用户对应的DPI策略，并向所述SDN控制器提供 所述用户对应的DPI策略；
所述SDN服务器，设置为当用户在所述交换机上线后，根据所述用户的身份识别 信息从所述策略服务器获取所述用户对应的DPI策略，并下发至所述交换机。
与现有技术相比，本发明提供的SDN中的状态迁移方法、业务流控制方法及*** 以及SDN中的交换机，融合DPI技术，通过增加一策略服务器，管理全局用户的DPI 策略，并在交换机中增加一个DPI处理模块，对数据包进行DPI分析，可以进行网络 运营中的业务识别、业务控制和业务统计，为网络业务的运营分析、安全管控提供了 保障，实现了对软件定义网络中业务流的监测和管理，以及对软件定义网络中用户在 迁移过程中数据流的监测和管理。
附图说明
图1是现有SDN控制器和交换机的组成架构示意图；
图2是本发明实施例中软件定义网络中的业务流控制***结构图；
图3是本发明实施例中软件定义网络中的业务流控制***结构图；
图4是本发明实施例中软件定义网络中的交换机结构图；
图5是本发明实施例中软件定义网络中的业务流控制方法流程图；
图6是本发明实施例中软件定义网络中的状态迁移方法流程图；
图7是本发明实施例一个应用示例中用户迁移初期的报文流向示意图；
图8是本发明实施例一个应用示例中用户迁移后期的报文流向示意图；
图9是本发明实施例一个应用示例中软件定义网络中的状态迁移方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明 的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实 施例中的特征可以相互任意组合。
实施例：
本实施例提供了一种软件定义网络中的业务流控制***，包括：策略服务器、软 件定义网络SDN和至少两个交换机，本实施例在现有架构中增加了一个逻辑网元—策 略服务器，可以是一个物理设备，如图2所示，策略服务器与SDN控制器的北向接口 相连，SDN控制器通过北向接口与策略服务器交互，SDN控制器通过南向接口控制交 换机，软件定义网络中，通过南向接口控制交换机。
其中，策略服务器，设置为保存用户对应的DPI策略，在收到所述SDN控制器 获取所述用户的DPI策略的请求后，向所述SDN控制器下发该用户对应的DPI策略。
所述SDN服务器，设置为当用户在所述交换机上线后，根据所述用户的身份识别 信息从策略服务器获取所述用户对应的DPI策略，并下发至所述交换机。
可选地，也可以将策略服务器的功能融合在SDN控制器中，如图3所示，其中：
所述策略服务器，设置为保存用户对应的DPI策略，并向所述SDN控制器提供 所述用户对应的DPI策略；
所述SDN服务器，设置为当用户在所述交换机上线后，根据所述用户的身份识别 信息从策略服务器获取所述用户对应的DPI策略，并下发至所述交换机。
如图4所示，本实施例提供了一种软件定义网络中的交换机，在现有的转发功能 模块基础上，新增了DPI业务模块，其中：
转发功能模块，设置为在交换机接收到数据包流后，将所述数据包流复制存入所 述DPI业务模块的用户会话数据库，同时将所述数据包流根据所述交换机的流表转发 出去；待所述DPI业务模块分析匹配得到DPI策略后，接收所述DPI业务模块发来的 DPI策略，根据所述DPI策略对后续流经所述交换机的数据包流进行转发控制；
所述DPI业务模块包括：
接收模块，设置为在用户在所述交换机上线后，接收所述SDN控制器下发的所述 用户对应的DPI策略；
用户会话数据库，设置为缓存当前流经所述交换机的数据包流，以及根据当前流 经所述交换机的数据包流进行DPI分析过程中产生的动态DPI数据；
所述用户会话数据库，还设置为在所述DPI处理模块根据所述动态DPI数据得出 DPI特征分析结果后，将所述动态DPI数据删除。
所述用户会话数据库，还设置为在所述用户从所述交换机迁移到所述目标交换机 的过程中，在所述用户从所述交换机下线后且未完成在所述目标交换机上线前，将所 述交换机接收到的发给所述用户的数据报文进行缓存；
当所述用户从所述交换机下线时，开始启动老化定时器，在所述定时器预设时间 内，所述交换机对所述用户从其他交换机接收到的下行报文数据进行缓存，如果在定 时器预设时间内未完成迁移，则在超时后删除所述用户的所有数据。
所述交换机还包括：
迁移模块，设置为在用户从所述交换机迁移到目标交换机的过程中，与所述目标 交换机建立状态迁移通道后，如果所述用户会话数据库中保存有所述用户的动态DPI 数据，则将其上保存的所述用户的动态DPI数据和缓存的数据报文迁移到所述目标交 换机上。
DPI处理模块，设置为对当前流经所述交换机的数据包流进行DPI分析产生动态 DPI数据，将所述动态DPI数据发送至所述用户会话数据库缓存，并根据所述动态DPI 数据得出DPI特征分析结果，然后在所述SDN下发的DPI策略中查询与所述DPI特 征分析结果匹配的DPI策略，将匹配到的所述DPI策略发送至所述转发功能模块发送 至所述转发功能模块对后续流经所述交换机的数据包流进行转发控制。DPI策略包括： 如正常转发、阻塞、限制带宽、整形、重标记优先级等。
作为一种优选的方式：
所述接收模块，还设置为接收其他交换机迁移到所述交换机的用户的动态DPI数 据和数据报文，并保存到所述用户会话数据库中；
所述用户会话数据库，还设置为保存其他交换机迁移到所述交换机的所述用户的 动态DPI数据和数据报文；
所述DPI处理模块，还设置为对当前流经所述交换机的数据包流和所述数据报文 进行DPI分析产生新的动态DPI数据，并结合迁移过来的动态DPI数据得出DPI特征 分析结果，然后在所述SDN下发的DPI策略中查询与所述DPI特征分析结果匹配的 DPI策略，将匹配到的所述DPI策略发送至所述转发功能模块对后续流经所述交换机 的数据包流进行转发控制。
作为一种优选的方式：
所述迁移模块，还设置为在用户从所述交换机迁移到目标交换机的过程中，与所 述目标交换机建立状态迁移通道后，如果所述用户会话数据库中没有保存所述用户的 动态DPI数据，则将所述用户会话数据库中缓存的数据报文迁移到所述目标交换机上；
所述接收模块，还设置为接收其他交换机迁移到所述交换机的缓存的数据报文， 并保存到所述用户会话数据库中；
所述用户会话数据库，还设置为保存其他交换机迁移来的缓存的数据报文；
所述DPI处理模块，还设置为对当前流经所述交换机的数据包流和缓存的数据报 文进行DPI分析产生新的动态DPI数据，根据所述新的动态DPI数据得出DPI特征分 析结果，然后在所述SDN下发的DPI策略中查询与所述DPI特征分析结果匹配的DPI 策略，将匹配到的所述DPI策略发送至所述转发功能模块对后续流经所述交换机的数 据包流进行转发控制。
如图5所示，本实施例提供了一种软件定义网络中的业务流控制方法，包括以下 步骤：
S101：用户在交换机上线后，SDN控制器根据所述用户的身份标识信息从策略服 务器获取所述用户对应的DPI策略，并下发至所述交换机；
S102：所述交换机对当前流经其的数据包进行DPI分析产生动态DPI数据，根据 所述动态DPI数据得出DPI特征分析结果；
S103：在所述SDN下发的DPI策略中查询与所述DPI特征分析结果匹配的DPI 策略，根据匹配到的所述DPI策略对后续流经所述交换机的数据包流进行转发控制。
如图6所示，本实施例提供了一种软件定义网络中的状态迁移方法，包括以下步 骤：
S201：在用户从当前交换机迁移到目标交换机的过程中，所述当前交换机与所述 目标交换机建立状态迁移通道；
S202：如果所述当前交换机上保存有所述用户的动态DPI数据，则将其上保存的 所述用户的动态DPI数据和缓存的数据报文迁移到所述目标交换机上；
其中，所述动态DPI数据是所述用户在所述当前交换机上线后，所述当前交换机 根据流经其的数据包流进行DPI分析过程中产生的动态数据。
其中，在进行步骤S201的同时，所述方法还包括：在所述用户从当前交换机迁移 到目标交换机的过程中，在所述用户在目标交换机上线后，SDN控制器根据所述用 户的身份标识信息从策略服务器获取所述用户对应的DPI策略，并下发至所述目标交 换机；
在步骤S202之后，还包括：
S203：在所述当前交换机将其上保存的所述用户的动态DPI数据和缓存的数据报 文迁移到所述目标交换机上之后，所述目标交换机对当前流经其的数据包流和所述数 据报文进行DPI分析产生新的动态DPI数据，并结合迁移过来的动态DPI数据得出 DPI特征分析结果，然后在所述SDN下发的DPI策略中查询与所述DPI特征分析结果 匹配的DPI策略，根据匹配到的所述DPI策略对后续流经所述目标交换机的数据包流 进行转发控制。
此外，如果所述当前交换机上没有保存所述用户的动态DPI数据，所述步骤S203 为：在所述当前交换机将其上缓存的数据报文迁移到所述目标交换机上之后，所述目 标交换机对当前流经其的数据包流和所述数据报文进行DPI分析产生新的动态DPI数 据，根据所述新的动态DPI数据得出DPI特征分析结果，然后在所述SDN下发的DPI 策略中查询与所述DPI特征分析结果匹配的DPI策略，根据匹配到的所述DPI策略对 后续流经所述目标交换机的数据包流进行转发控制；
其中，在步骤S201建立状态迁移通道的同时，新旧交换机之间已经开始信息交互 以及数据包的转发，所以，所述方法还包括：
在所述当前交换机将其上保存的所述用户的动态DPI数据和缓存报文迁移到所述 目标交换机上之前，所述目标交换机对当前流经其的数据包流进行DPI分析产生动态 DPI数据，根据所述动态DPI数据得出DPI特征分析结果，然后在所述SDN下发的 DPI策略中查询与所述DPI特征分析结果匹配的DPI策略，根据匹配到的所述DPI策 略对后续流经所述目标交换机的数据包流进行转发控制。
其中，步骤S202在所述用户从所述当前交换机迁移到所述目标交换机的过程中， 在所述用户从当前交换机下线后且未完成在目标交换机上线前，所述当前交换机对所 述用户从其他交换机接收到的数据报文进行缓存；
当所述用户从所述当前交换机下线时，开始启动老化定时器，在所述定时器预设 时间内，所述当前交换机对所述用户从其他交换机接收到的数据报文进行缓存，如果 在老化定时器预设时间内未完成迁移，则在超时后删除所述用户的所有数据。
在一个应用示例中，如图7所示，交换机switch1下的用户UE1向switch2迁移初 期时的数据包流向，包括：
步骤301：UE1未迁移时，将上行报文发送给switch3下的UE2；
步骤302：UE1从switch1开始向switch2迁移；
步骤303：UE1在switch2未执行完上线流程时，SDN控制器未下发新的流表， switch3根据初始流表将UE2给UE1的下行报文发送到switch1；
步骤304：UE1下线后，switch1的老化定时器未超时的情况下，用户会话数据库 缓存UE2的下行报文，等待迁移；当老化定时器超时，则删除UE1所有数据。
如图8所示，UE1向switch2迁移后期时的数据包流向，包括：
步骤401：UE1在switch2上线，激活switch2的DPI业务模块，switch2和switch3 接收到SDN控制器下发的新流表；
步骤402：switch2和switch3会根据新流表转发UE1和UE2的报文；
步骤403a：switch1的DPI业务模块老化定时器未超时的情况下，switch1与switch2 之间建立状态迁移通道；
步骤403b：switch1将用户会话数据库中UE1的数据迁移到switch2的用户会话数 据库；
其中，步骤402和步骤403可以同时执行。
如图9所示，基于用户的状态迁移的方法流程，包括：
步骤501：用户UE从初始接入的Openflow交换机(Old Switch)下线，Old Switch 端口状态变为down，同时启动DPI业务模块老化定时器；
步骤502：Old Switch上报交换机端口状态变化给SDN控制器；
步骤503：SDN控制器删除接入该端口的用户UE的信息；
步骤504：用户UE从新的Openflow交换机(New Switch)上线，上送携带自己 IP的免费ARP报文给New Switch；
步骤505：New Switch将接收到的免费ARP报文和UE接入的端口信息上送给SDN 控制器；
步骤506：SDN控制器添加UE的信息；
步骤507：SDN控制器广播UE的免费ARP报文；
步骤508a：SDN控制器上送UE的信息给策略服务器，向策略服务器查询UE的 DPI策略；
步骤508b：策略服务器根据接收到的UE信息，下发UE的DPI策略给SDN控制 器；
步骤508c：SDN下发UE的DPI策略给New Switch；
其中，DPI策略十分多样化，例如，对于视频会议之类的保障性业务，采取保障 带宽或者提速；对于一些P2P下载之类的高消耗低价值业务，采取限速；对于广播风 暴、DDOS攻击等异常流量，直接丢弃；对于VoIP等非法语音业务或者非法接入等， 采取封堵措施；对于一些WEB流量、GAME等，保障QoS；对于一些大客户业务， 使用队列优先或者使用大客户专用通道等等策略；
步骤508d：New Switch中UE对应的DPI业务模块激活；
步骤508e：SDN下发UE的流表给New Switch；
步骤509a：在DPI业务模块老化定时器未超时的情况下，Old Switch接收到UE 的ARP广播报文，检测到UE上线；如果DPI业务模块老化定时器超时，则不执行用 户状态迁移；
步骤509b：Old Switch向SDN控制器发送申请与UE新接入的switch建立DPI 业务状态迁移通道请求；
步骤509c：SDN控制器应答Old Switch的申请建立DPI业务状态迁移通道请求；
步骤510：Old Switch向New Switch发送建立DPI业务状态迁移通道请求；
步骤511：New Switch应答Old Switch的建立DPI业务状态迁移通道请求；
步骤512：Old Switch将用户会话数据库中的UE的数据迁移到New Switch的用 户会话数据库；
其中，步骤508和步骤509可以同时执行。
从上述实施例可以看出，相对于现有技术，上述实施例中提供的SDN中的状态迁 移方法、业务流控制方法及***以及SDN中的交换机，融合DPI技术，通过增加一 策略服务器，管理全局用户的DPI策略，并在交换机中增加一个DPI处理模块，对数 据包进行DPI分析，可以进行网络运营中的业务识别、业务控制和业务统计，为网络 业务的运营分析、安全管控提供了保障，实现了对软件定义网络中业务流的监测和管 理，以及对软件定义网络中用户在迁移过程中数据流的监测和管理。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相 关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光 盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。 相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能 模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。根据 本发明的发明内容，还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下， 熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，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。
工业实用性：
本发明涉及软件定义网络领域，采用一种SDN中的状态迁移方法、业务流控制方 法、***以及SDN中的交换机，其中，状态迁移方法包括：在迁出交换机与迁入的目 标交换机建立状态迁移通道后，如果迁出交换机上保存有用户的DPI数据，则将其上 保存的动态DPI数据和缓存的数据报文迁移到目标交换机上，动态DPI数据是用户在 迁出交换机上线后，迁出交换机对流经其的数据包流进行DPI分析过程中产生的动态 数据。本发明融合DPI技术，通过增加一策略服务器，管理全局用户的DPI策略，并 在交换机中增加一个DPI处理模块，对数据包进行DPI分析，实现了对软件定义网络 中业务流的监测和管理，以及对软件定义网络中用户在迁移过程中数据流的监测和管 理。

Claims (16)

  1. 一种软件定义网络中的状态迁移方法，包括：
    在用户要迁出的当前交换机与所述用户迁入的目标交换机建立状态迁移通 道后，如果所述当前交换机上保存有所述用户的动态深度包检测DPI数据，则 将其上保存的所述用户的动态DPI数据和缓存的数据报文迁移到所述目标交换 机上；
    所述动态DPI数据是所述用户在所述当前交换机上线后，所述当前交换机 对流经其的数据包流进行DPI分析过程中产生的动态数据。
  2. 如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：
    在所述当前交换机与所述目标交换机建立状态迁移通道前，在所述用户在 所述目标交换机上线后，软件定义网络SDN控制器根据所述用户的身份标识信 息从策略服务器获取所述用户对应的DPI策略，并下发至所述目标交换机。
  3. 如权利要求2所述的方法，其中，
    所述在所述当前交换机将其上保存的所述动态DPI数据和缓存的数据报文 迁移到所述目标交换机上后，所述方法还包括：
    所述目标交换机对当前流经其的数据包流和所述数据报文进行DPI分析产 生新的动态DPI数据，并结合迁移过来的动态DPI数据得出DPI特征分析结果， 然后在所述SDN下发的DPI策略中查询与所述DPI特征分析结果匹配的DPI 策略，根据匹配到的所述DPI策略对后续流经所述目标交换机的数据包流进行 转发控制。
  4. 如权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括：
    在所述用户在所述目标交换机上线后，在所述当前交换机将其上保存的所 述动态DPI数据和缓存的数据报文迁移到所述目标交换机上之前，所述方法还 包括：
    所述目标交换机对当前流经其的数据包流进行DPI分析产生新的动态DPI 数据，根据所述新的动态DPI数据得出DPI特征分析结果，然后在所述SDN 下发的DPI策略中查询与所述DPI特征分析结果匹配的DPI策略，根据匹配到 的所述DPI策略对后续流经所述目标交换机的数据包流进行转发控制。
  5. 如权利要求2所述的方法，其中，
    如果所述当前交换机上没有保存所述用户的动态DPI数据，在所述当前交 换机将其上缓存的数据报文迁移到所述目标交换机上之后，所述方法还包括：
    所述目标交换机对当前流经其的数据包流和所述数据报文进行DPI分析产 生新的动态DPI数据，根据所述新的动态DPI数据得出DPI特征分析结果，然 后在所述SDN下发的DPI策略中查询与所述DPI特征分析结果匹配的DPI策 略，根据匹配到的所述DPI策略对后续流经所述目标交换机的数据包流进行转 发控制。
  6. 如权利要求1或2或3或5所述的方法，其中，
    所述当前交换机缓存的缓存报文是：在所述用户从当前交换机下线后且未 完成在所述目标交换机上线前，所述当前交换机接收到的发给所述用户的数据 报文。
  7. 一种软件定义网络中的业务流控制方法，包括：
    用户在交换机上线后，软件定义网络SDN控制器根据所述用户的身份标识 信息从策略服务器获取所述用户对应的深度包检测DPI策略，并下发至所述交 换机；
    所述交换机对当前流经其的数据包流进行DPI分析产生动态DPI数据，根 据所述动态DPI数据得出DPI特征分析结果，然后在所述SDN下发的DPI策 略中查询与所述DPI特征分析结果匹配的DPI策略，根据匹配到的所述DPI 策略对后续流经所述交换机的数据包流进行转发控制。
  8. 一种软件定义网络中的交换机，包括：转发功能模块和深度包检测DPI业务模块， 其中，
    所述转发功能模块，设置为在交换机接收到数据包流后，将所述数据包流 复制存入所述DPI业务模块；并接收所述DPI业务模块发来的DPI策略，根据 所述DPI策略对后续流经所述交换机的数据包流进行转发控制；
    所述DPI业务模块，设置为在用户在所述交换机上线后，接收软件定义网 络SDN控制器下发的所述用户对应的DPI策略，接收所述转发功能模块存入 的数据包流，对所述数据包流进行DPI分析产生动态DPI数据，根据所述动态 DPI数据得出DPI特征分析结果，然后在所述SDN控制器下发的DPI策略中 查询与所述DPI特征分析结果匹配的DPI策略，将匹配到的所述DPI策略发送 至所述转发功能模块。
  9. 如权利要求8所述的交换机，其中，
    所述DPI业务模块包括：
    接收模块，设置为在所述用户在所述交换机上线后，接收所述SDN控制器 下发的所述用户对应的DPI策略；
    用户会话数据库，设置为缓存当前流经所述交换机的数据包流，以及根据 当前流经所述交换机的数据包流进行DPI分析过程中产生的动态DPI数据；
    DPI处理模块，设置为对当前流经所述交换机的数据包流进行DPI分析产 生动态DPI数据，将所述动态DPI数据发送至所述用户会话数据库缓存，并根 据所述动态DPI数据得出DPI特征分析结果，然后在所述SDN下发的DPI策 略中查询与所述DPI特征分析结果匹配的DPI策略，将匹配到的所述DPI策略 发送至所述转发功能模块对后续流经所述交换机的数据包流进行转发控制。
  10. 如权利要求9所述的交换机，其中，
    所述用户会话数据库，还设置为在所述DPI处理模块根据所述动态DPI数 据得出DPI特征分析结果后，将所述动态DPI数据删除。
  11. 如权利要求9或10所述的交换机，其中，
    所述用户会话数据库，还设置为在所述用户从所述交换机迁移到所述目标 交换机的过程中，在所述用户从所述交换机下线后且未完成在所述目标交换机 上线前，将所述交换机接收到的发给所述用户的数据报文进行缓存；
    所述交换机还包括：
    迁移模块，设置为在用户从所述交换机迁移到所述目标交换机的过程中， 与所述目标交换机建立状态迁移通道后，如果所述用户会话数据库中保存有所 述用户的动态DPI数据，则将其上保存的所述用户的动态DPI数据和缓存的数 据报文迁移到所述目标交换机上。
  12. 如权利要求11所述的交换机，其中，
    所述接收模块，还设置为接收其他交换机迁移到所述交换机的用户的动态 DPI数据和数据报文，并保存到所述用户会话数据库中；
    所述用户会话数据库，还设置为保存其他交换机迁移到所述交换机的所述 用户的动态DPI数据和数据报文；
    所述DPI处理模块，还设置为对当前流经所述交换机的数据包流和所述数 据报文进行DPI分析产生新的动态DPI数据，并结合迁移过来的动态DPI数据 得出DPI特征分析结果，然后在所述SDN下发的DPI策略中查询与所述DPI 特征分析结果匹配的DPI策略，将匹配到的所述DPI策略发送至所述转发功能 模块对后续流经所述交换机的数据包流进行转发控制。
  13. 如权利要求11所述的交换机，其中，
    所述迁移模块，还设置为在与所述目标交换机建立状态迁移通道后，如果 所述用户会话数据库中没有保存所述用户的动态DPI数据，则将所述用户会话 数据库中缓存的数据报文迁移到所述目标交换机上。
  14. 如权利要求13所述的交换机，其中，
    所述接收模块，还设置为接收其他交换机迁移到所述交换机的缓存的报文 数据，并保存到所述用户会话数据库中；
    所述用户会话数据库，还设置为保存其他交换机迁移来的缓存的数据报文；
    所述DPI处理模块，还设置为对当前流经所述交换机的数据包流和所述缓 存的数据报文进行DPI分析产生新的动态DPI数据，根据所述新的动态DPI 数据得出DPI特征分析结果，然后在所述SDN下发的DPI策略中查询与所述 DPI特征分析结果匹配的DPI策略，将匹配到的所述DPI策略发送至所述转发 功能模块对后续流经所述交换机的数据包流进行转发控制。
  15. 一种软件定义网络中的业务流控制***，包括：策略服务器、软件定义网络SDN 控制器和至少两个如权利要求8～14所述的交换机，所述策略服务器与所述SDN 控制器的北向接口相连，所述SDN控制器通过南向接口控制所述交换机，其中：
    所述策略服务器，设置为保存用户对应的DPI策略，在收到所述SDN控 制器获取所述用户对应的DPI策略的请求后，向所述SDN控制器下发该用户 对应的DPI策略；
    所述SDN服务器，设置为当用户在所述交换机上线后，根据所述用户的身 份识别信息从所述策略服务器获取所述用户对应的DPI策略，并下发至所述交 换机。
  16. 一种软件定义网络中的业务流控制***，包括：软件定义网络SDN和至少两个如 权利要求8～14所述的交换机，其中，所述SDN控制器还包括策略服务器，所 述SDN控制器通过南向接口控制所述交换机，其中：
    所述策略服务器，设置为保存用户对应的DPI策略，并向所述SDN控制 器提供所述用户对应的DPI策略；
    所述SDN服务器，设置为当用户在所述交换机上线后，根据所述用户的身 份识别信息从所述策略服务器获取所述用户对应的DPI策略，并下发至所述交 换机。
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