[发明专利]用于单个SDN/OpenFlow网络中高性能和高可用多控制器的装置

说明书

一种用于通过包括多个控制器的逻辑集中式多控制器将路由指令分配给OpenFlow软件定义网络(SDN)中的多个节点的方法，该方法包括：接收多个入数据包；存储多个当前流表；将所述入数据包进行排队，其中，所述入数据包基于入数据包的接收顺序进行排队；基于所述入数据包的排队顺序处理所述入数据包，其中，先排队的所述入数据包先处理；通过处理所述入数据包，生成多个流表；当所述流表还未预先生成时，将所述流表发送至所述多个节点。

相关申请案交叉申请

本发明申请要求于2012年12月28日递交的发明名称“为用于单个SDN/OpenFlow网络中高性能和高可用多控制器的装置”的第13/730,040号美国非临时申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文。

背景技术

现代通信和数据网络包括多个网络节点，如路由器、交换机、桥以及通过网络传输数据的其他设备。多年来，为支持互联网工程任务组(IETF)制定的日益增长的协议和规范标准的数量，电信产业对网络节点进行了重大改进。通过创建和耦合复杂网络节点来组成支持并实现各种IETF标准(如虚拟专用网络要求)的网络已经在无意中使现代网络变得像迷宫一般难以管理。因此，厂商和第三方运营商都不懈努力地不断定制、优化以及改进网络节点交织而成的网络的性能。

软件定义网络(SDN)是一种在错综复杂的网络内解决定制和最优化问题的新兴网络技术。通过将数据转发能力(即数据平面)从路由、资源以及预先在分布式网络节点中执行的其他管理功能(即控制平面)中分离，SDN简化了现代网络。为简化控制平面架构，SDN采用可包括一个或多个集中式控制器的逻辑集中式系统，以管理控制平面。例如，从网络交换节点分离出的多个服务器中的软件可以管理网络的控制平面功能，而网络中的网络交换节点用于管理数据平面。目前，行业中已制定OpenFlow协议来支持SDN，该协议提供数据平面和控制平面间的通信。OpenFlow协议使运营商或其他第三方能够将各种网络交换节点的控制平面配置与数据平面配置进行分离。因此，采用OpenFlow协议和SDN使厂商和第三方能够轻松地开发出用于优化和提升网络性能的全新的网络管理和控制应用。

尽管结合SDN和OpenFlow能够实现网络定制化和最优化，但通过指定一个集中式系统来管理所有控制平面功能必然也会给网络带来了诸多缺点。例如，SDN/OpenFlow网络更容易受到集中式系统内所出现故障的影响，这可能会造成计算和处理瓶颈。而且，集中式系统可能缺乏动态能力，无法轻松适应和管理不同网络位置上不断变化的业务量。当有必要对集中式系统进行成本昂贵的升级以便对新提供的网络节点和端业务(如主机)进行管理时，网络扩展性也成为一个问题。

为缓解这些问题，一个设计方案是采用一个应用一组中央控制器的分布式控制系统。该组中央控制器可以用作物理上不集中但逻辑上集中的系统。但是，采用分布式控制系统面临集中式控制器故障(如单点故障)造成的负载均衡和路径重路由的问题。可能有必要通过每个控制器和所有网络节点之间的专用固定控制信道来实现控制平面。而且，随着集中式控制器数量的增加，集中式控制器和网络节点之间的同步和其他过程时延可能会影响逻辑集中式系统的管理容量。因此，有必要通过新技术来解决在大型错综复杂网络中实现SDN和OpenFlow所出现的问题。

发明内容

在一个示例实施例中，本发明包括一种用于接收多个数据包并通过所述多个数据包为多个节点提供路由指令的装置，包括激活控制器环，该激活控制器环包括至少一个激活控制器，其中，所述激活控制器环用于接收第一数据包；接收第二数据包；在通过第二激活控制器接收所述第二数据包的同时，通过第一激活控制器处理所述第一数据包；计算多个基于处理所述第一数据包和所述第二数据包生成的流表；通过多个出数据包发送所述多个生成的流表，其中，当所述节点接收到所述出数据包时，所述生成的流表规定了所述节点的路由行为。