一種sdn的路由生成、匹配方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種通信技術領域，特別是涉及一種基于RIP (Routing Informat1nProtocol，路由信息協議)的SDN(Software Defined Network，軟件定義網絡)的路由生成、匹配的方法和系統。
【背景技術】
[0002]目前，傳統的RIP協議不是基于SDN網絡的，其是一種分布式的基于距離矢量的路由選擇協議。其是運行在路由器上，通過分布式控制需要交互的RIP報文，從而讓所有路由器學習到全部的路由。由于交互路由信息需要花費很長的時間才能讓所有路由器學習到全部的路由，所以收斂比較慢。并且，由于RIP路由信息協議使用距離矢量來決定最優路徑，而跳數(hop count)是路由選擇的重要尺度。跳數是指一個報文從本節點到目的節點中途經的中轉次數，其無法正確地表明鏈路的開銷，所以不能準確選擇最優路徑。
[0003]此外，傳統的RIP路由協議最多支持的跳數為15，跳數16表示不可達，因此，RIP路由協議只適用于小型網絡。
[0004]SDN軟件定義網絡是近年來新出現的一種新型網絡。在SDN框架中，控制平面與轉發平面相分離，由統一的SDN控制器負責整個網絡的路由計算。
[0005]目前，SDN控制器采用固定的最短路徑算法(比如:采用固定的Dijkstra算法或采用固定的bellman-ford算法)，無法適應不同的應用環境或業務場景，比如:Dijkstra算法對于小規模網絡，或在網絡中路徑跳數較少的情況下，計算效率高。但對于大規模網絡，或在路徑跳數較多的情況下，計算效率卻不如并行的beIlman-ford算法，這樣導致在有些場景下，路由計算效率低，導致連接建立速度慢。
[0006]并且，在SDN控制器路由管理功能上，還沒有形成標準。每個廠商都有自己私有的路由算法，例如:基于IPv4的全路由靜態算法。采用基于IPv4的全路由靜態算法，雖然用戶可以基于業務類型配置端到端的路由策略，但是，無法動態感知網絡拓撲和鏈路狀態的變化，不適合大型網絡的部署。
【發明內容】
[0007]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種SDN的路由生成、匹配的方法和系統，用于解決現有技術中SDN框架下的路由選擇算法不適用于大規模的網絡的問題，并且，還解決了傳統的RIP協議收斂較慢的問題。
[0008]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種SDN的路由表生成方法，所述SND包括SDN控制器和SDN交換機；所述SDN的路由表生成方法包括:所述SDN控制器定時獲取所述SDN的鏈路狀態信息和網絡拓撲結構；所述SDN控制器統一計算路由信息，生成每個所述SDN交換機的流表、一級IP索引路由表和二級IP索引路由表；所述SDN控制器向每個所述SDN交換機下發相應的所述流表、所述一級IP索引路由表和所述二級IP索引路由表。
[0009]可選地，所述SDN控制器定時通過發送和接收LLDP數據包獲取所述鏈路狀態信息和所述網絡拓撲結構。
[0010]可選地，所述LLDP數據包包括接口狀態TLV和鏈路狀態TLV ;所述接口狀態TLV表示指定接口的信息；所述鏈路狀態TLV表示指定鏈路的速率。
[0011]可選地，所述SDN控制器統一計算路由，生成每個所述SDN交換機的流表、一級IP索引路由表和二級IP索引路由表進一步包括:獲取每個所述SDN交換機的初始流表項和初始路由表項；所述一級IP索引路由表包括所述初始路由表項；根據每個所述SDN交換機所述初始流表項和所述初始路由表項，同步所述SDN的路由，并通過RIP協議和路由開銷獲取最佳路徑，從而獲得路由信息；根據所述路由信息，將每個所述SDN交換機對應的目的網段寫入相應的所述流表；將對應的目的IP地址、掩碼、接口名或接口 IP地址、網關和所述路由開銷寫入相應的所述二級IP索引路由表。
[0012]可選地，所述路由開銷等于跳數乘以單條鏈路開銷；其中，所述單條鏈路開銷與鏈路的速率相關。
[0013]可選地，在所述二級IP索引路由表中，當多條路由的所述路由開銷一樣時，那么多條路由為等價路由，且在所述二級IP索引路由表的等價路由中設置用于實現路由負載均衡第二索引字段。
[0014]可選地，所述一級IP索引路由表還包括第一索引字段，所述第一索引字段與對應的所述二級IP索引路由表的所述第二索引字段相關。
[0015]本發明還公開了一種SDN的路由匹配方法，包括:根據報文的目的IP地址和掩碼查找流表；根據所述流表查找一級IP索引路由表；根據所述流表和所述一級索引路由表查找二級IP索引路由表，獲得相應的接口和網關。
[0016]可選地，在查找所述二級IP索引路由表時，如果存在多條路由為等價路由時，那么根據所述二級IP索引路由表的第二索引字段回寫到所述一級IP索引路由表的第一索引字段中，以實現路由負載均衡。
[0017]本發明還公開了一種SDN的路由生成和匹配系統，所述SND包括SDN控制器和SDN交換機，所述SDN的路由生成和匹配系統包括:獲取模塊，用于定時獲取所述SDN的鏈路狀態信息和網絡拓撲結構；生成模塊，用于統一計算路由信息，生成每個所述SDN交換機的流表、一級IP索引路由表和二級IP索引路由表；下發模塊，用于向每一個所述SDN交換機下發相應的流表、一級IP索引路由表和二級IP索引路由表；流表查找模塊，用于根據報文的目的IP地址和掩碼查找流表；IP索引路由表查找模塊，用于根據流表查找一級IP索引路由表和二級索弓丨路由表，從而獲得相應的接口和網關。
[0018]如上所述，本發明的一種SDN的路由生成、匹配的方法和系統，具有以下有益技術效果:
[0019]I)本發明將路由的生成全部集中在SDN控制器上完成，SDN控制器掌握了全網的路由信息、網絡拓撲和鏈路狀態信息，在無需交互協議報文的情況下，實現對每一個SDN交換機的路由計算，解決了 RIP協議收斂比較慢的問題。
[0020]2)本發明使用路由開銷替代了跳數作為路由選擇的重要尺度，是重大地改進，解決了不能準確選擇最優路徑的問題和跳數限制的問題，因此本發明更加適合大型網絡的部署。
[0021]3)本發明對LLDP協議進行了擴展，在LLDP報文中增加了接口狀態TLV和鏈路狀態TLV ;使得SDN控制器可以創建出完備的網絡拓撲視圖，獲取整個網絡的鏈路狀態信息。
[0022]4)本發明的SDN控制器是采用定時發送和接收LLDP數據包的方式來采集網絡拓撲和鏈路狀態，這也就是說，SDN控制器可以實時地監控和更新網絡拓撲結構和鏈路狀態，動態檢測網絡拓撲的變化，減少了網絡的維護成本。
【附圖說明】
[0023]圖1顯示為一種SDN網絡的結構示意圖。
[0024]圖2顯示為本發明實施例公開的一種SDN的路由生成方法的流程示意圖。
[0025]圖3顯示為本發明實施例公開的一種SDN的路由生成方法中LLDP數據包的結構示意圖。
[0026]圖4顯示為本發明實施例公開的一種SDN的路由生成方法中SDN控制器的鏈路狀態獲取過程不意圖。
[0027]圖5和圖6顯示為本發明實施例公開的一種SDN的路由生成方法中一級IP索引路由表和一級IP索引路由表的不意圖。
[0028]圖7顯示為本發明實施例公開的一種SDN的路由匹配方法的流程示意圖。
[0029]圖8和圖9顯示為本發明實施例公開的一種SDN的路由匹配方法中的流表、一級IP索引路由表和二級IP索引路由表的匹配示意圖。
[0030]圖10顯示為本發明實施例公開的一種SDN的路由生成和匹配系統的結構示意圖。
[0031]元件標號說明
[0032]SlO ?S30 步驟
[0033]100 SDN的路由生成和匹配系統
[0034]110獲取模塊
[0035]120生成模塊
[0036]130 下發模塊
[0037]140 流表查找模塊
[0038]150 P索引路由表查找模塊
[0039]210 SDN 控制器
[0040]220 SDN 交換機
【具體實施方式】
[0041]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0042]需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為