[发明专利]软件定义网络中流量项目的管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种软件定义网络中流量项目的管理方法，特别指涉及一种利用多个流量对应表的流量项目管理方法。

背景技术

近年来随着云端运算的蓬勃发展，虚拟化(Virtualization)技术逐渐成为热门的研究议题，其中主机虚拟化由于可将单一实体主机转化为多部共同运作的虚拟主机(VirtualMachine，VM)，透过数台主机执行平行化运算，来提供可靠的服务质量。但虚拟化的技术应用于云端等级的网络，需要巨量的运算能力、内存以及数据储存空间。为此，史丹佛大学发展了一种软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork，SDN)的系统，制定了开流(OpenFlow)的传输协议。原目标为延伸校园网络的交换线路的可程序规划特性，并提供对应的虚拟平台。一般而言，软件定义网络包括一个集中式的控制机(Controller)和数以万计的交换机(Switch)组合而成，这些交换机相互链接，并提供传输路径至所有的实体机器上。而这种连结关为一种拓扑架构，这种拓扑架构同时也构成了软件定义网络下的数据中心(DateCenter)系统。

OpenFlow的传输协议最初的设计是利用流量层(Flow-Level)的控制来达到简化网络及流量的管理。在此协议下，控制器会具有全局优化的特性，掌握其管辖范围中的各个网络设备与线路的状态，搭配流量项目(FlowEntry)的设定可以让管理者可以依照需求开发软件定义网络的应用程序以进行更客制化的管理。目前的OpenFlow提供了两种管理模式，分别为反应模式(ReactiveMode)及主动模式(ProactiveMode)。在反应模式中，交换机在不知道要如何将数据封包进行绕送时，会将封包传送至控制机进行询问，控制机会决定封包绕送的路径并且设定对应的流量项目到路径上所有的交换机，此种模式可以避免不必要的流量表(FlowTable)的空间浪费，但会降低控制机与交换机的性能以及提高其负载。在主动模式中，控制机会预先设定好所有的路径该如何绕送，封包透过交换机只需依照流量表(FlowTable)中的项目(Entry)进行比对即可进行绕送，此模式可以提高控制机与交换机的性能，但却会造成流量表不必要的空间浪费，对于大型数据中心而言，更是扩展性最大的限制。

目前的交换机常使用三元内容可寻址内存(TernaryContentAddressableMemory，TCAM)来储存流量表。然而TCAM的内存相较于一般的静态随机存取内存(StaticRandom-AccessMemory，SRAM)，其耗能较高且价格昂贵。因此，若数据中心网络的拓扑结构的维度被扩张时，传统的流量表(FlowTable)由于所需的储存空间为指数性的上升，因此将导致TCAM的内存无法存取，或是因为流量(Flow)太多而造成控制器的负担上升的问题。

因此，发展一种应用于软件定义网络中，高效率的流量项目的管理方法是非常重要的议题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种软件定义网络中流量项目的管理方法及软件定义网络系统，用于解决上述现有技术中的种种问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明一实施例提出一种软件定义网络(SDN)中的多个流量项目(FlowEntries)的管理方法，包括依据多个流量项目，于交换机中建立下行项目(DownlinkEntry)对应表，依据多个流量项目，于交换机中建立上行项目(UplinkEntry)对应表，交换机取得数据封包，及根据数据封包、下行流量对应表及上行流量对应表，产生传送路径以分配数据封包，其中下行流量对应表包括交换机的多个第一传输埠与对应交换机的至少一下行交换机的对应关系，上行流量对应表包括交换机的多个第一传输埠与对应交换机的至少一上行交换机的传输埠群组的对应关系。

本发明另一实施例提出一种软件定义网络系统，包括多个聚合层交换机、多个核心层交换机、多个边缘层交换机及控制机。多个聚合层交换机中每一个聚合层交换机具有下行流量对应表及上行流量对应表。多个核心层交换机连结于该些聚合层交换机，多个边缘层交换机连结于该些聚合层交换机。控制机连结于该些核心层交换机、该些聚合层交换机及该些边缘层交换机，其中当聚合层交换机取得数据封包后，控制机根据数据封包、下行流量对应表及上行流量对应表，产生传送路径以分配数据封包，下行流量对应表包括聚合层交换机的多个第一传输埠与对应聚合层交换机的至少一边缘层交换机的对应关系，上行流量对应表包括聚合层交换机的多个第一传输埠与对应聚合层交换机的至少一核心层交换机的传输埠群组的对应关系。