一種基于OpenFlow協(xié)議進(jìn)行移動(dòng)性管理的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明公開了一種基于化enFlow協(xié)議進(jìn)行移動(dòng)性管理的方法和裝置，屬于移動(dòng) 通信技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 移動(dòng)IP是為了滿足移動(dòng)節(jié)點(diǎn)（MN，MobileNode)在移動(dòng)中保持其連接性而設(shè)計(jì) 的。MobileIP現(xiàn)在有兩個(gè)版本，分別為MobileIPv4和MobileIPv6。
[0003] 軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN,Software-definednetworking)是一種網(wǎng)絡(luò)虛擬化（Network virtualization)技術(shù)。利用OpenFlow協(xié)議，把路由器的控制平面（controlplane)從數(shù) 據(jù)平面（dataplane)中分離出來，W軟件方式實(shí)現(xiàn)。該個(gè)架構(gòu)可W讓網(wǎng)絡(luò)管理員，在不更 動(dòng)硬件設(shè)備的前提下，W中央控制方式，用程序重新規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)，為控制網(wǎng)絡(luò)流量提供了新的 方法，也提供了核屯、網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用創(chuàng)新的良好平臺(tái)。
[0004] 化enFlow技術(shù)最早由斯坦福大學(xué)提出，旨在基于現(xiàn)有TCP/IP技術(shù)條件，W創(chuàng)新的 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)理念解決當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)面對(duì)新業(yè)務(wù)產(chǎn)生的種種瓶頸。
[0005] 它的核屯、思想是將原本完全由交換機(jī)/路由器控制的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)過程，轉(zhuǎn)化為由 OpenFlow交換機(jī)（OpenFlowSwitch)和控制器（Controller)分別完成的獨(dú)立過程。
[0006] 轉(zhuǎn)變背后進(jìn)行的實(shí)際上是控制權(quán)的更迭；傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包的流向是人為指定 的，雖然交換機(jī)、路由器擁有控制權(quán)，卻沒有數(shù)據(jù)流的概念，只進(jìn)行數(shù)據(jù)包級(jí)別的交換；而在 化enFlow網(wǎng)絡(luò)中，統(tǒng)一的控制服務(wù)器取代路由，決定了所有數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中傳輸路徑。
[0007] 化enFlow交換機(jī)會(huì)在本地維護(hù)一個(gè)與轉(zhuǎn)發(fā)表不同的流表（FlowT油le)，如果要轉(zhuǎn) 發(fā)的數(shù)據(jù)包在流表中有對(duì)應(yīng)項(xiàng)，則直接進(jìn)行快速轉(zhuǎn)發(fā)；若流表中沒有此項(xiàng)，數(shù)據(jù)包就會(huì)被發(fā) 送到控制服務(wù)器進(jìn)行傳輸路徑的確認(rèn)，再根據(jù)下發(fā)結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
[000引化enFlow交換機(jī)的每條流表項(xiàng)中都有一個(gè)優(yōu)先級(jí)字段，表示流表項(xiàng)的匹配次序。 優(yōu)先級(jí)的取值范圍為0~65535。數(shù)據(jù)包匹配流表時(shí)，優(yōu)先匹配優(yōu)先級(jí)高的流表項(xiàng)。所有字 段通配（所有字段省略）和優(yōu)先級(jí)等于0的流表項(xiàng)被稱為t油le-miss流表項(xiàng)。
[0009] 在IPv4中，節(jié)點(diǎn)的IP地址唯一標(biāo)識(shí)該節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的接入點(diǎn)。因此，節(jié)點(diǎn)必須 處在它的IP地址表示的網(wǎng)絡(luò)中，W接受發(fā)送給它的消息；否則發(fā)送給該節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包不可 達(dá)。為了使節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)中保持通信的連續(xù)性，目前有兩種方法；改變接入點(diǎn)的同時(shí)改變其 IP地址；使用基于主機(jī)的路由。通常情況下該兩種方式都是不可取的。因此提出了移動(dòng)IP 的機(jī)制來解決該一問題。
[0010] 每個(gè)節(jié)點(diǎn)不管其在網(wǎng)絡(luò)中的接入點(diǎn)，由它的家鄉(xiāng)地址化omeacMress)唯一標(biāo)識(shí)。 當(dāng)離開家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)分配到一個(gè)轉(zhuǎn)交地址（care-ofacMress)，表示移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前 在網(wǎng)絡(luò)中的位置。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向家鄉(xiāng)代理化omeagent)注冊(cè)轉(zhuǎn)交地址，告知其現(xiàn)在所處的位 置。家鄉(xiāng)代理通過隧道的方式將發(fā)送給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包發(fā)送到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)交地址，至U 達(dá)隧道的另一端后，數(shù)據(jù)包被轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
[OCm] 代理移動(dòng)IPv6 (PMIP，Pro巧MobileI巧是基于網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域移動(dòng)管理方案，不需 要移動(dòng)節(jié)點(diǎn)參與任何與IP移動(dòng)相關(guān)的信令流程。網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)實(shí)體會(huì)跟蹤移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移 動(dòng)并且初始化移動(dòng)信令過程W及設(shè)置必需的路由狀態(tài)。PMIPV6中核屯、實(shí)體是LMA(Local MobilityAnchor)和MAG(MobileAccessGateway)。
[001引LMA用來維持麗的接入狀態(tài)和麗的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)前綴，用于維護(hù)麗家鄉(xiāng)地址同網(wǎng)絡(luò) 的連接。MAG作為一個(gè)接入路由器位于接入鏈路上。MN在移動(dòng)的過程中直接接入MAG，MAG 檢測(cè)到^1N的接入或移動(dòng)信息后代表^1N來執(zhí)行移動(dòng)性管理，向LMA發(fā)送綁定注冊(cè)消息。MAG 對(duì)MN進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)，并代表MN進(jìn)行綁定消息的發(fā)送接收和綁定狀態(tài)建立的過程減少了MN 參與切換的信令交互，節(jié)省了無線鏈路的帶寬，減小了對(duì)信令消息的處理時(shí)延。
[0013] 傳統(tǒng)的移動(dòng)性管理方案，多數(shù)基于隧道管理機(jī)制。移動(dòng)IP中通過在家鄉(xiāng)代理與外 地代理間建立隧道，實(shí)現(xiàn)終端在移動(dòng)過程中業(yè)務(wù)的連續(xù)性；代理移動(dòng)IPv6中LMA和MAG之 間通過建立雙向隧道通信。由此帶來了S角路由、隧道狀態(tài)維護(hù)等問題。
[0014] =角路由問題是指發(fā)向移動(dòng)節(jié)點(diǎn)^1N的數(shù)據(jù)包都要經(jīng)過家鄉(xiāng)代理或祖6的轉(zhuǎn)發(fā)， 加重了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)^1N的家鄉(xiāng)代理或MAG所在的路由器的工作量，同時(shí)使得數(shù)據(jù)包從源地址 到目的地址的路由不是最佳路徑；通信實(shí)體間的隧道需要定期維護(hù)狀態(tài)信息，必須時(shí)還要 進(jìn)行拆除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用化enFlow協(xié)議進(jìn)行移動(dòng)性管理的方 法，其通過控制器Controller對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淝闆r的感知，下發(fā)流表使^1N和對(duì)端通信；當(dāng) ^1N移動(dòng)后，拋棄傳統(tǒng)的隧道管理機(jī)制而采用刪除已有流表，重新下發(fā)流表的方式保持^1N與 對(duì)端通信的連續(xù)性。
[0016] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下：
[0017] 一種基于化enFlow協(xié)議進(jìn)行移動(dòng)性管理的方法，包括：
[0018] 步驟1)控制器Controller維護(hù)一記錄有具有AP功能的多個(gè)化enFlow交換機(jī)與 其連接在每個(gè)網(wǎng)關(guān)的端口號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表；
[0019] 步驟2)接收具有AP功能的第一 ^enFlow交換機(jī)傳遞的包含移動(dòng)節(jié)點(diǎn)^1N的標(biāo)識(shí) 信息、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)麗附著的第一化enFlow交換機(jī)的上報(bào)信息，所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)麗的標(biāo)識(shí)信息 為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的MAC地址和/或IP地址；
[0020] 步驟3)根據(jù)所述上報(bào)信息檢查所述對(duì)應(yīng)關(guān)系表，并基于所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN的標(biāo)識(shí) 信息、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)麗附著的第一化enFlow交換機(jī)的上報(bào)信息的查詢結(jié)果W執(zhí)行不同的路由 行為。
[0021] 優(yōu)選的是，進(jìn)一步包括：
[002引通過在Vendormessage中定義一字段，W保存移動(dòng)節(jié)點(diǎn)麗的標(biāo)識(shí)信息；所述Vendormessage由具有AP功能的OpenFlow交換機(jī)發(fā)送給控制器Controller;或者，
[0023] 通過在Experimentermessage中定義一字段，W保存移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN的標(biāo)識(shí)信息；所 述Experimentermessage由具有AP功能的OpenFlow交換機(jī)發(fā)送給控制器Controller。
[0024] 優(yōu)選的是，所述步驟3)中，具體包括；根據(jù)所述上報(bào)信息檢查所述對(duì)應(yīng)關(guān)系表，其 中，如果對(duì)應(yīng)關(guān)系表中沒有移動(dòng)MN的信息；
[0025]則將其及附著的第一化enFlow交換機(jī)記錄，與此同時(shí)，控制器為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所在網(wǎng) 絡(luò)的網(wǎng)關(guān)的其他化enFlow交換機(jī)下發(fā)對(duì)應(yīng)該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的流表，使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與對(duì)端的移動(dòng) 節(jié)點(diǎn)建立通信。
[0026] 優(yōu)選的是，步驟3)中，進(jìn)一步包括：
[0027] 如果所述上報(bào)信息中沒有移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的IP地址，則根據(jù)控制器的自身DHCP功能為 所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)麗分配IP地址，并根據(jù)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)麗的IP地址、具有AP功能的化enFlow交 換機(jī)與具有AP功能的化enFlow交換機(jī)連接在每個(gè)網(wǎng)關(guān)的端口號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在移動(dòng)節(jié)點(diǎn) ^1N的IP地址對(duì)應(yīng)的網(wǎng)關(guān)中添加一條到達(dá)該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)^1N的流表。
[002引優(yōu)選的是，所述控制器Controller記錄著每個(gè)網(wǎng)關(guān)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址段及每個(gè)網(wǎng) 絡(luò)地址段中可分配給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)^1N的IP地址、IP地址數(shù)目；
[0029] 其中，當(dāng)判斷移動(dòng)節(jié)點(diǎn)麗沒有IP地址時(shí)，則控制器Controller從中選出可分配 IP地址數(shù)目最多的網(wǎng)絡(luò)地址段，從該網(wǎng)絡(luò)地址段可分配給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)^1N的IP地址選擇一IP 地址分配給MN并寫入DHCP OFF邸數(shù)據(jù)包，同時(shí)修改該網(wǎng)絡(luò)地址段中可分配給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN 的IP地址、IP地址數(shù)目；
[0030] 將DHCP OF陽(yáng)R數(shù)據(jù)包封裝在化cket_out數(shù)據(jù)包發(fā)送到具有AP功能的化enFlow 交換機(jī)，具有AP功能的^enFlow交換機(jī)再將DHCP OFFER數(shù)據(jù)包發(fā)送給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)^1N ; [003U移動(dòng)節(jié)點(diǎn)麗向具有AP功能的化enFlow交換機(jī)發(fā)送DHCP REQ肥ST數(shù)據(jù)包，具有 AP功能的化enFlow交換機(jī)將DHCP REQ肥ST數(shù)據(jù)包封裝在化cket_in數(shù)據(jù)包中發(fā)送給控制 器Controller,控制器Controller將DHCP A