[发明专利]一种基于SDN的终端设备实时接入、离开感知方法

说明书

技术领域

本发明涉及互联网技术，具体是一种基于软件定义网络的终端设备实时接入、离开感知方法。 

背景技术

随着互联网技术与应用的飞速发展以及互联网用户的快速增长，基于TCP/IP的现有互联网逐渐暴露出许多的不适应，主要包括可扩展性差、动态连续性弱、安全可控性低、运营成本高等问题。为了解决以上的问题，软件定义网络（Software-Defined Networking，SDN）应运而生，并成为最近几年十分热门的未来网络技术，是企业网、校园网、数据中心网络的热门候选网络形式，其核心思想是数据平面与控制平面的分离，采用远程的控制器集中对网络进行统一管控。 

控制器是SDN网络的核心，为了方便控制器更好地监控网络，合理的分配网络资源，及时有效地维护网络的安全可靠运行，首要前提是实时感知网络终端的接入和离开。 

现有技术中，SDN网络对主机的接入感知是通过packet-in事件（若主机发出信息，首先会匹配交换机中的流表，如交换机果没有对应的流表来匹配该信息，则会以packet-in事件的形式将此信息交给控制器），具体感知步骤如下： 

1)控制器解析packet-in事件，提取发包主机的IP地址，MAC地址以及位置信息； 

2)检查提取的IP地址是否有效（如0.0.0.0为无效IP地址）； 

3)若IP地址有效则增加/更新主机信息条目（根据主机条目是否已存在，若存在则更新，不存在则添加），若IP地址无效，不对主机信息表做任何改动； 

4)依照数据包类型和处理模块功能对数据包进行处理； 

此外，对于主机的离开，现有的SDN网络并没有做相应的实时感知。 

现有的SDN网络对网络终端的感知主要有以下几点缺陷： 

1）控制器不能实时感知主机的接入，主要表现在，如果终端主机接入网络时不发包，则控制器是无法感知它的接入。 

2）控制器难以感知主机的离开，使得控制器对终端主机的状态感知不全面。 

3）现有的感知方案使得对于主机信息表的更新过于频繁，只要控制器收到的packet-in事件中有确切的IP、MAC地址，则会更新主机信息表中相应的条目。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于SDN的终端设备实时接入、离开感知方法，该方法增加了对主机离开的实时感知，使得控制器对主机的状态的感知更全面，且提高了后续查找使用效率，同时解决现有控制器频繁更新主机信息表的缺点。 

本发明所述的一种基于SDN的终端设备实时接入、离开感知方法，其包括以下步骤： 

1）当主机A采用自动获取IP地址方式或是静态配置IP地址方式接入SDN网络时，向交换机发出一系列广播包； 

2）交换机接收到该广播包后首先匹配流表，由于没有匹配的流表项，则会以packet-in事件的形式将此广播包交给控制器； 

3）控制器接收到packet-in消息后分析事件类型以及信息的内容，临时记录源主机的位置信息，初始化两张主机信息表，分别为{IP:MAC,(DPID,PORT)}，{(DPID,PORT):IP}；之后在控制器截获DHCPACK信息包后，提取其中的IP地址和MAC地址信息，IP地址和MAC地址信息分别对应DHCPACK中的yiaddr和chaddr字段，并结合之前临时记录的位置信息，将主机信息记录到上述的两张主机信息表中； 

4）当主机离开时，与其连接的交换机的相应端口的电平会发生跳变，触发PortStatus的事件，控制器接收到该消息后主动向该主机所在位置发送探测信息，如果在规定时间内未收到该主机的应答，则说明此主机已经离开网络，而非其它异常情况，控制器根据{(DPID,PORT):IP}表经Hash算法得出IP地址，然后根据查找到的IP地址删除{IP:MAC,(DPID,PORT)}表中的相应条目。 

上述步骤1）中，当主机A采用自动获取IP地址方式接入SDN网络时，向外发出DHCPDISCOVERY广播包。 

上述步骤3）的具体过程为： 

3.1）控制器收到packet-in消息，解析得出主机A位置信息并记录到临时表中，再从DHCP服务器列表中选择一个DHCP服务器； 

3.2）利用DHCP服务器的位置信息将接收到的DHCPDISCOVERY广播包封装成packet-out消息转发给交换机S3，交换机S3由packet-out消息中的dpid指定；