[发明专利]一种服务功能链构建系统及方法

说明书

本发明提供一种服务功能链构建系统及方法，系统包括：DHCPv6服务器，接收主机的DHCP请求后，向发起请求的主机返回包含主机多重语义属性编码的IPv6地址；服务功能链控制器接收服务功能链构建请求，根据请求以及主机的多重语义属性编码的IPv6地址确定流分类策略及服务功能路径定义策略；流分类器，用于接收流分类策略并对数据包进行分类；以及接收服务功能路径定义策略，依据数据流与服务功能路径的映射关系对数据包添加IPv6源路由包头形成服务功能路径的定义；服务功能节点的服务功能交换机接收数据包并解析，控制数据流的流转路径，遍历每一个服务功能节点，并在处理完毕后剥除当前节点数据包中对应的信息。

技术领域

本发明涉及IPv6协议及服务功能链技术领域，尤其涉及一种服务功能链构建系统及方法。

背景技术

近年来，随着互联网规模的不断扩大和网民数量的急骤增长，互联网用户向网络提供商(ISP)和网络内容提供商(ICP)提出了多样化、差异化的服务需求。为满足这些需求，ISP/ICP一般通过在网络中部署多种网络中间件设备(如防火墙、流量整型、Web缓存、代理服务、入侵检测系统、网络地址转换、负载均衡设备等)，并组合其提供的服务功能(ServiceFunction，SF)予以实现。但是，传统的中间件设备基本都架构在网络设备厂商专属的硬件之上，一般只能提供单一的服务功能，具有封闭性和专属性，且严重依赖于网络的物理拓扑。这就导致网络管理者在增加或者调整网络服务时，极易出现配置错误，且需要付出较大的人力成本。同时，管理者无法使用上层统一的管理策略表达、动态地调整服务功能。而错误地改变一个或多个服务功能实例可能会引发错误叠加效应，引发数据流引导的环路或黑洞。这些问题不仅给网络的管理带来了巨大的成本，同时也阻碍了网络的演进和创新。

软件定义网络(Software-Defined Networking，SDN)和网络功能虚拟化(NetworkFunctions Virtualization，NFV)技术是为解决当前网络服务创新能力不足而提出的解决方案。前者将控制与转发平面分离，并将控制平面形成逻辑集中的控制器决策层，从而指导转发元素专注于数据包的转发。借助于SDN的网络编程能力和控制器提供的全局网络拓扑视图，网络管理员可以灵活制定上层网络策略，加快新协议、新功能的部署，实现网络功能创新。而后者将物理资源与逻辑功能分离，使传统必须基于硬件实现的网络功能以软件的方式实现，并可以部署于虚拟机或者普通服务器上，从而实现网络功能的快速部署与迁移，降低网络管控成本，实现网络功能的扩展性。

在SDN、NFV等新技术支持下，为更好地满足上层业务需求，减少服务功能部署和管理成本，提高服务功能、中间件的灵活组合和动态调整能力，互联网标准组织(IETF)和学术界近年来提出了服务功能链(Service Function Chaining，SFC)或网络服务功能链(Network Service Chaining，NSC)的概念，简称“服务功能链”。IETF将其定义为“数据包必须经过的一组抽象服务特定序列”，而学术界将其定义为“一种基于网络功能关联、运营商级别的持续交付服务组合”、“一组能够处理特殊应用的传输、控制、监视数据流的链序服务集合”。

在数据层面上，服务功能链主要通过数据包打标签、隧道封装、OpenFlow多级流表等方法建立数据包的转向机制，从而使数据流按序经过服务功能节点(Service FunctionNode，SFN)；而在管理控制层面，管理员无须关心底层数据流分类、路由调度、数据包处理等细节，只需通过集中管控的服务功能链管理平台，将传统的中间件设备或者NFV环境下的服务功能识别为服务功能节点或服务功能实例(SF Instance)，通过上层策略定义实现服务功能链的描述、构建以及动态调整，从而构建出自定义的服务功能路径。

尽管现有服务功能链的研究已取得了较多成果，但目前服务功能链的实现仍存在两大不足：