[发明专利]软件定义网络组合编程动作计算方法、系统、装置及芯片

说明书

本发明公开了软件定义网络组合编程动作计算方法、系统、装置及芯片，涉及软件定义网络技术领域，该方法包括将所述软件定义网络中的规则动作链表进行抽象，生成一个或多个节点，所述节点组成节点集合V；向所述节点集合V中的所有所述节点添加有向边，生成有向图，为所述有向图生成汉密尔顿路径，其中所述有向图中每条边的权重之和最小。本发明经过一系列的理论建模，能够保证SDN组合编程中合成规则action list的语义等价性，通过在抽象有向图中搜寻一条哈密顿路径来计算出最终合成规则的action list，因此，该action list能保证其action的数目能最小。

技术领域

本发明涉及软件定义网络技术领域，尤其涉及软件定义网络组合编程动作计算方法、系统、装置及芯片。

背景技术

随着信息技术的不断发展，互联网已经成为现代社会不可或缺的信息基础设施，然而，当前网络瘦腰型架构已经无法承载用户越来越多的网络需求，因此，一种新型的网络架构---软件定义网络(Software-defined networking，SDN)受到了广泛地关注，SDN的主要思想是将传统网络设备中的控制逻辑从数据平面进行分离，通过集中化的控制来进行整个网络的管理。

灵活可编程性是SDN提供的重要特性之一，因此，SDN网络编程模型成为一个热点的研究技术领域，其中，模块化组合编程已经成为网络编程模型中最为重要的编程特性。模块化组合编程中，主要分为并行编程和串行编程。并行编程主要是实现多个模块按照各自的逻辑并行处理同一个数据包，而串行处理是指一个数据包经过一个模块逻辑处理之后然后再经过下一个模块处理，在模块化组合编程中，并行模块和串行模块产生的SDN交换机规则需要编译成逻辑上等价的一套规则下发到底层交换机，现有的规则编译算法主要是根据多个子模块的规则表空间的相交情况来产生新的规则集，具体来说：

(1)并行模块编译时，各个模块首先生成各自的规则表，然后，每两个模块按照各自规则表进行叉乘，即将来自两个规则表的每两条规则的匹配域空间进行求交，若求交的结果不为空，则根据该两条规则的交集来生成一条新的规则，如图1-1所示。

(2)串行模块编译时，各个模块仍然是首先生成各自的规则表，然后，让需要先处理数据包的模块所对应的规则表进行预处理，即让规则表的每条规则用其所对应的动作先作用于规则的匹配域，最后再让两个模块的规则表进行叉乘，叉乘形成规则表的过程与并行模块编译类似，如图1-2所示。

现有的SDN组合编程编译算法根据不同子模块的规则空间的相交情况来构造进行合并后的规则，同时为合并后的规则计算其优先级大小，然而，当前的编译算法针对合并后规则的action list(规则动作链表)的计算只是将子模块的两条规则的action list简单地串接在一起，如图2-1所示。

这种简单串接action list的方法会导致合成后的规则与之前规则的语义不等价或者产生冗余的动作，产生这种问题最根本的原因是多个并行模块可能需要对数据包的包头同时进行读写然后再转发到不同的端口，而这种串接action list的方法使得两段子action list无法形成对数据包独立地操作，因此，从根本上无法保证逻辑上的并行操作，如图2-2所示，规则1的要求是将原数据包的F₂匹配域进行修改后转发到端口1，而规则2是将原数据包修改其匹配域F₁后转发到端口2。但是，合并后的规则转发到端口2的数据包是被同时修改了F₁和F₂，其与原规则2的语义并不等价。

除此之外，虽然这种转接方式可以保证串行方式的模块化编译，但多个子actionlist可能对数据包的包头重复进行操作，从而产生冗余的动作，如图2-3所示，合并规则的action list中第一个对数据包F₁的修改是冗余的。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提出了软件定义网络组合编程动作计算方法、系统、装置及芯片。