[发明专利]网络元件及用于管理该网络元件的控制器

说明书

技术领域

本发明总体上涉及软件限定网络“SDN”。更具体地说，本发明涉及用于软件限定网络的网络元件以及软件限定网络的控制器。此外，本发明涉及用于使得软件限定网络的控制器能够管理网络元件的方法，以及用于管理软件限定网络的网络元件的方法。此外，本发明涉及用于软件限定网络的网络元件的计算机程序，以及用于软件限定网络的控制器的计算机程序。

背景技术

软件限定联网是用于数据传输网络的新兴架构。在软件限定网络“SDN”中，将控制平面从数据平面分离，以便通过在与网络元件分离的一个或多个控制器中实施该控制平面，并且在网络元件中实现该数据平面。网络元件可以是，例如，互联网协议“IP”路由器、多协议标签交换“MPLS”节点、分组光交换机和/或以太网交换机。每个网络元件可以由单一装置或多个装置的组合构成。典型的是，软件限定联网允许交换和/或路由策略的快速试验和优化，以及对于先前封闭并且专有的网络元件的内部结构的外部访问。

基于互联网协议“IP”的网络初期建设是基于自动系统“AS”的概念。该概念允许网络通过基于局部需要了解信息将分组转发至合理下一跳的连接结点进行扩展和延伸。AS原则的作用与传统邮局服务类似，其中，在给定城市中的邮递工人不需要了解在另一城市中的所有街道上的所有住户来为其手头的信件选择合理的下一跳。该联网方法是简单的，并且其弹性和可扩展性已经得到证实。然而，该方法具有若干缺点。只要涉及到分组传送服务，其不允许指定目的地或者具有家庭邮箱的住户在没有改变其身份的条件下移动。目的地的拓扑位置，也是它们所附接到的网络接口，规定了它们涉及分组传送服务的身份。此外，仅使用基本的AS原理，难以指定其它特质，诸如逻辑分组、访问控制、服务质量、中间网络处理或者指定涉及形成流的分组顺序的方面。

在下文中，使用与邮递服务的类比，以简化方式示出软件限定联网。对于任何给定街道位置，软件限定联网工作使得来自所有住户的信件将首先由在软件限定网络边缘的网络元件汇总。该网络元件被配置成使用全局查找机制，检查对于每个信件目的地的当前位置。基于该全局查找以及其它全局限定并且全局测量的考虑，诸如访问控制或远程位置负载条件，所述网络元件将原始信件的一个或多个放置在寻址到其中这些目的地当前所处的街道位置的每个的另外信封中。然后，其使用与传统互联网协议“IP”一样工作的正常邮递服务，使这些外部信封到达远程位置。基于现有和可扩展逐跳转发服务，执行这一点。然后，这些外部信件被远程网络元件打开，并且原始的信封被传送至目的地。应指出的是，上述软件限定网络和邮递服务之间的类比是高度简化的，并且其仅给出了关于由软件限定网络所提供的多种可能性的有限观点。

然而，软件限定网络不可避免面临挑战。某些挑战与配置网络元件相关。当配置网络元件时，控制器将配置数据发送至网络元件，凭借该配置数据，网络元件构建配置系统。该配置系统使得网络元件能够作为软件限定网络“SDN”的一部分操作。配置系统可以包括例如限定在不同操作环境中执行的动作的一个或多个查找表。

在软件限定网络中，可能发生许多可能导致需要验证网络元件的配置系统的完整性的事件。动词“验证”应作广义理解，以便其可以涵盖例如校验配置系统的完整性、恢复配置系统的完整性、重新构建该配置系统和/或用于确保配置系统和控制器状态之间一致性的任何其它处理。导致需要验证配置系统的事件可以是，例如，控制器和网络元件之间的连接丢失并且随后被重建的情形、网络元件从另一网络元件接收了操作责任的情形、控制器从另一控制器接收了管理责任的情形、控制器将指示需要验证配置系统的通知消息发送至网络元件的情形等。然而，网络元件的配置系统可以是很大的，并且因此，可能花费时间来验证整个配置系统，并且而且，需要在控制器和网络元件之间传输的必需数据量可能较大。

发明内容

下面提出了简化的发明内容，以提供对于各个发明实施例的某些方面的基本理解。该发明内容不是本发明的广泛概括。其也既非旨在识别本发明的重要或关键元素，也非描绘本发明的范围。下面的发明内容仅以简化形式提出了本发明的某些概念，作为本发明示例性实施例的更具体描述的前言。

根据本发明，提供一种用于软件限定网络“SDN”的新网络元件。该网络元件可以是，例如，互联网协议“IP”路由器、多协议标签交换“MPLS”交换机、分组光交换机和/或以太网交换机。根据本发明的网络元件包括：

-数据传输接口，用于从通信连接至网络元件的控制器系统接收配置数据，该配置数据使得该网络元件能够构建配置系统，以便使得该网络元件能够作为该软件限定网络的一部分操作，以及