OpenFlow 下的多路径转发技术

文/吴兆立1 周永臣2

随着互联网的发展，今天的互联网业务对互联网提出了越来越高的传输质量要求，如何修改互联网以满足新业务的需求显得日益重要。本文以OpenFlow ①这种新型网络交换模型的流表进行流量分发提升传输质量为基础探讨了其技术原理，并进行了总结和分析。本技术部署对新一代网络体系结构的研究有重要的参考价值和指导意义。

摘 要

现有技术中交换设备上的端口示意图如图1 所示。为提高网络带宽，将端口P1、P2、P3 捆绑在一起，形成一个聚合端口1。这样在转发层面上来看设备存在四个端口，分别为P4、P5、P6 和聚合端口1。当聚合成员端口接收到入方向流量时，将流量打上聚合端口的标记，并依据标记进行转发；而当聚合端口转发出方向流量时，流量会HASH 到P1、P2、P3 端口上转发。

在现有技术中，聚合端口和其成员端口之间是严格绑定，一个物理端口只能属于一个聚合端口。在二层等价多路径（L2 ECMP）技术中，这样实现会限制一个物理端口承载ECMP 的能力。比如，P1 至P3 捆绑在一起形成一个聚合端口，如果P3、P4 为到达目的地的ECMP所经过的出端口，也不能将P3、P4 捆绑在一起，这会限制P3 承载ECMP 的能力，也导致L2 ECMP仅能用于汇聚上行或下行组网场景，不能应用于网状组网中。OpenFlow 技术是以ECMP 为焦点对交换设备上的物理端口进行划分，不需要绑定物理端口。

4 OpenFlow网络技术实现

基于OpenFlow 技术，在OpenFlow 网络中，对于多路径转发，控制设备的处理流程如下。

（1） 在OpenFlow 网络中，控制设备拥有整个网络的设备、接口、链路信息，其通过路径计算，可以计算出网络中任何两个设备之间的路径，排列出该两个设备之间最优化的ECMP。然后确定ECMP 中N 条等价路径的交换设备。

（2）通知上述交换设备创建一个流量分发组，将上述交换设备上对应所述N 条等价路径中每一路径的出端口加入流量分发组。端口加入该流量分发组，并非捆绑各个端口，其相比于现有技术，能保证一个端口并非局限于一个流量分发组，如图2 所示。

（3）向交换设备下发对应流量分发组的OpenFlow 流表，所述OpenFlow 流表包含所述N 条等价路径的目的地和用于作为出端口的所述流量分发组交换设备在向所述目的地转发流量时，将OpenFlow 流表中的流量分发组作为流量出端口。

5 结束语

该技术不依赖现有的MAC 学习机制，而是依赖于OpenFlow 技术。首先在网状网络中进行ECMP 路径规划，并通过OpenFlow 技术将规划结果映射入物理网络，对多条路径跨越相同出接口的情况，只是在逻辑上将交换设备上的端口进行划分，并不将交换设备上的物理端口进行捆绑，这保证了一个物理端口可属于多个流量分发组，提高了物理端口承载多个ECMP 的能力，这样 L2 ECMP 也可以应用在网状组网等场景中。

参考文献

[1] 王丽君, 刘永强, 张健. 基于OpenFlow的未来互联网试验技术研究[J]. 电信网技术,2011(06).

[2] 沈煜. 交换机端口聚合系统的分析与设计[J]. 信息与电脑( 理论版),2012(01).

作者简介

吴兆立(1979-)，男, 山东省单县人，硕士研究生，主要研究领域为网络安全，计算机应用技术。

周永臣（1975-），男, 江苏省沛县人，教师，主要研究领域计算机应用。

作者单位

1. 江苏建筑职业技术学院信息化管理服务中心　江苏省徐州市　221116

2. 江苏建筑职业技术学院招生就业处　江苏省徐州市　221116