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文章名称
- 基于分类的软件定义网络流表更新一致性方案
来源
- 电子与信息学报
时间
- 2013.07
概要
- 提出一种基于分类的更新方案，将交换机以及新旧规则细分为两类交换机和四类流表项，根据它们的的不同特性，依次进行流表更新，旨在保证更新一致性的同时，有效减轻控制器负载、提高方案的通用性、不修改数据包包头信息。
具体方案
- 数据平面可视为无向图 G = ( V, E) ，交换机的集合为V，物理链路的集合为E 。当进行流表更新时，记旧、新规则的流表项集合分别为R1 ,R2 ，记需要进行流表更新的交换机集合为V0。
- V0再细分为两类：（1）按新规则处理时经过V0中的第一个交换机记为初始交换机V1；（2）V0中除V1之外的其他交换机。R1,R2细分为四类：（1）待新增流表Ra，控制器对新数据包制定的处理规则； (2)待修改流表Rm，控制器对已有数据包的处理规则修改； (3)待删除流表Rd ，当R2全部生效后，控制器需要删除R1 中的相应流表； (4)共同流表Rs，即在两套流表中都存在的流表。
- 文章提到的方案共分为五个阶段：
控制器对两套流表规则和交换机进行分类。控制器完成对新、旧两套流表的分析，并细分为Ra,Rm,Rd和Rs；控制器明确需要进行流表更新的交换机V0，并细分为V1 和V2 。
在初始交换机中将受更新过程影响的数据包上传给控制器。在更新过程中，除了与Rs相关的数据包，其它数据包的传输都受影响。在本阶段，控制器向各个初始交换机发出控制指令：只保留Rs，同时将其它流表对应的数据包上传给控制器，控制器对这些上传的数据包进行缓存。本阶段结束时，V1各个交换机上受更新过程影响的数据包都已上传给控制器。
在后继交换机中写入待新增流表，并等待全网端到端最长延时。在本阶段，并行进行2 项操作：(1)在V2各个交换机上写入待新增流表，由于此时初始交换机尚未进行流表更新，因此后继交换机中写入的流表项不会生效。 (2)在本阶段开始之前，网络中仍然有数据包按照旧规则处理，因此需等待一个全网的端到端最长延时，以使这些数据包全部处理完毕。本阶段结束时，V2各个交换机上已写入待新增流表，并且R1中除Rs之外的其它流表项都不发挥作用。
完成各个后继交换机的流表更新。具体地，控制器向各个后继交换机上写入待修改流表，并删除待删除流表。本阶段结束时，各个后继
交换机已完成流表更新。完成各个初始交换机的流表更新。具体地，控制器向各个初始交换机上写入待新增流表、待修改流表，并删除待删除流表。完成这些更新之后，不再将数据包上传给控制器，并将控制器缓存的数据包发回网络中按照新规则处理。本阶段结束时，各个初始交换机已完成流表更新。