一种基于OVS的NFV报文转发方法

1.一种基于OVS的NFV报文转发方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，构建NFV报文转发系统，NFV报文转发系统由SF网络数据构建部件、SFC数据构建部件、报文转发控制部件、参数配置文件组成；所述OVS指OpenVSwitch，所述NFV指网络功能虚拟化，所述SF指服务功能，所述SFC指网络服务功能链；参数配置文件用于存储NFV报文转发系统的输入参数，包括NFV网络中OVS网桥名称、SF节点数据和SFC定义数据；SF节点数据包括NFV网络环境中SF节点数量N，每个SF节点的名称、SF节点网络接口MAC地址；SFC定义数据包括SFC的名字sfcname、SFC的服务IP地址sfcip、SFC中SF节点数量sfn、SFC中按顺序排列的SF节点名字序列sfname[i]，i＝1，2，…，sfn；SF网络数据构建部件与SFC数据构建部件、参数配置文件相连，它从参数配置文件中获取NFV网络环境中的SF节点数据，利用NFV网络环境中的网络工具获取SF节点网络接口的编号，构建SF网络数据链表；SF网络数据链表中1个元素存储1个SF节点的SF节点信息；SF网络数据链表元素包括3个域，分别为：SF节点的名称即sf_name，SF节点网络接口MAC地址即sf_mac、SF节点网络接口的编号即sf_id，并将SF网络数据链表输出给SFC数据构建部件；SFC数据构建部件与SF网络数据构建部件、报文转发控制部件、参数配置文件相连；它从SF网络数据构建部件接收SF网络数据链表，从参数配置文件读取SFC定义数据，根据SFC定义数据和SF网络数据链表构建SFC结构数据，SFC结构数据记录1个SFC的信息，包括SFC名字sfc_name、SFC服务IP地址sfc_ip、SFC中SF节点数量sfn、SFC中每个SF节点名称即sfc_sfname[1]，…，sfc_sfname[j]，…，sfc_sfname[sfn]，SFC中每个SF节点MAC地址即sfc_sfmac[1]，…，sfc_sfmac[j]，…，sfc_sfmac[sfn]、SFC中每个SF节点接口编号即sfc_sfid[2]，…，sfc_sfid[j]，…，sfc_sfid[sfn]，sfn为SF节点个数，j＝1，2，…，sfn；报文转发控制部件与SFC数据构建部件相连，它从SFC数据构建部件接收SFC结构数据，根据SFC结构数据生成报文转发控制流表，控制NFV网络环境中的报文转发；第二步，将NFV报文转发系统部署在NFV的网络环境中，方法是：2.1在NFV网络运行的主机中启动NFV报文转发系统；2.2将NFV报文转发系统与NFV网络环境中的分类器相连；2.3将NFV报文转发系统与NFV网络环境中的NFV管理与编排器相连；2.4初始化NFV报文转发系统的参数配置文件，即将NFV管理与编排器中的OVS网桥名称、SF节点数据和SFC定义数据配置到参数配置文件中；第三步，SF网络数据构建部件从参数配置文件读取NFV网络中OVS网桥名称、每个SF节点的信息，获取每个SF节点接口在NFV网络环境中的接口编号，构建SF网络数据链表SF_list，将SF_list发送给SFC数据构建部件，具体方法是：3.1SF网络数据构建部件定义SF网络数据链表SF_list，并初始化SF_list为空；3.2从参数配置文件读取NFV网络中OVS网桥名称，设为ovs_name；从参数配置文件读取NFV网络中SF节点数量N；定义循环变量i1＝1；3.3新建SF网络数据链表元素SF_i；从参数配置文件读取第i1个SF节点的名称，设为sfi_name；从参数配置文件读取第i1个SF节点的MAC地址，设为sfi_mac；令：SF_i->sf_name＝sfi_name；SF_i->sf_mac＝sfi_mac；其中SF_i->sf_name表示SF_i的sf_name，SF_i->sf_mac表示SF_i的sf_mac；3.4获取SF_i的接口在NFV网络中的编号，方法是：3.4.1获取网桥ovs_name上的NI个接口的接口编号及MAC地址，NI为ovs_name网桥上的接口数量：3.4.2从3.4.1步的输出中找到MAC地址与SF_i->sf_mac相同的接口，设该接口编号为i_id；3.4.3令SF_i->sf_id＝i_id；3.5将SF_i加入SF_list；3.6令i1＝i1+1，如果i1≤N，转步骤3.3，否则将SF_list输出给SFC数据构建部件，转第四步；第四步，SFC数据构建部件从SF网络数据构建部件接收SF_list，从参数配置文件读取SFC定义数据，根据SF_list和SFC定义数据构建SFC结构数据，并将SFC结构数据输出给报文转发控制部件，具体方法是：4.1初始化SFC结构数据sfc为空；4.2从SF网络数据构建部件接收SF_list，从配置文件读取SFC名字sfcname、SFC服务IP地址sfcip、SFC中SF节点数量sfn、按照报文正向转发先后顺序排列的SF名字sfname[i]，i＝1，2，…，sfn；4.3根据从配置文件读取的SFC定义数据为sfc赋值，令：sfc->sfc_name＝sfcname；sfc->sfc_ip＝sfcip；sfc->sfc_sfn＝sfn；sfc->sfc_sfname[i]＝sfname[i]，i＝1，2，…，sfn；4.4根据SF_list为sfc赋值，具体方法为：4.4.1定义循环变量i2＝1；4.4.2从SF网络数据链表SF_list中找出sf_name域与sfname[i2]相同的元素，设为sf_i2；4.4.3令：sfc->sfc_sfmac[i2]＝sf_i2->sf_mac；sfc->sfc_sfid[i2]＝sf_i2->sf_id；4.4.4令i2＝i2+1，如果i2≤sfn，转步骤4.4.2，否则将sfc输出给报文转发控制部件，转第五步；第五步，报文转发控制部件根据从SFC数据构建部件接收的SFC结构数据sfc，生成控制报文转发的正向传输流表和反向传输流表，具体方法是：5.1报文转发控制部件生成正向传输流表并配置OVS以控制报文正向传输；具体方法为：5.1.1定义循环变量i3，令i3＝1；5.1.2根据sfc和i3生成正向传输流表flow1_i3：flow1_i3＝”ip,in_port＝sfc->sfc_sfid[i3],nw_dst＝sfc->sfc_ip actions＝output:sfc->sfc_sfid[i3+1]”；表示将节点接口编号为sfc->sfc_sfid[i3]的SF节点输出的、协议号为ip并且目的IP地址为sfc->sfc_ip的报文转发至SF节点接口编号为sfc->sfc_sfid[i3+1]的SF节点；5.1.3使用OVS提供的ovs-ofctl命令配置OVS：ovs-ofctladd-flow ovs_name flow1_i3，该命令为OVS网桥ovs_name配置报文转发流表flow1_i3；5.1.4令i3＝i3+1，如果i3<sfn，转步骤5.1.2，否则转步骤5.2；5.2报文转发控制部件生成反向传输流表并配置OVS以控制报文反向传输；具体方法为：5.2.1定义循环变量i4，令i4＝sfn；5.2.2根据sfc和i4生成反向传输流表flow2_i4：flow2_i4＝”ip,in_port＝sfc->sfc_sfid[i4],nw_src＝sfc->sfc_ip actions＝output:sfc->sfc_sfid[i4-1]”；表示将SF节点接口编号为sfc->sfc_sfid[i4]的SF节点输出的、协议号为ip并且源IP地址为sfc->sfc_ip的报文转发至SF节点接口编号为sfc->sfc_sfid[i4-1]的SF节点；5.2.3使用OVS提供的ovs-ofctl命令配置OVS：ovs-ofctladd-flow ovs_name flow2_i4，该命令为OVS网桥ovs_name配置报文转发流表flow2_i4；5.2.4令i4＝i4-1，如果i4>1，转步骤5.2.2，否则转第六步；第六步，报文转发控制部件收发报文并完成NFV报文转发，具体方法为：6.1报文转发控制部件从分类器和各个SF节点接收报文，获取报文的协议号、输入端口、源IP地址、目的IP地址；如果报文的协议号不是ip，转步骤6.4；如果报文的协议号是ip，转步骤6.2；6.2从流表flow1_1,flow1_2,…,flow1_i3,…,flow1_sfn-1这sfn-1个正向传输流表中找出in_port与报文输入端口相同并且nw_dst与报文目的IP地址相同的流表，如果没有找到，转步骤6.3；如果找到，设为flow1_j3；将报文转发给第j3+1个SF节点，转步骤6.1，继续接收报文；6.3从流表flow2_sfn,flow2_sfn-1,…,flow2_i4,…,flow2_2这sfn-1个反向传输流表中找出in_port与报文输入端口相同并且nw_src与报文源IP地址相同的流表，如果没有找到，转步骤6.4；如果找到，设为flow2_j4，将报文转发给第j4-1个SF节点，转步骤6.1，继续接收报文；6.4将报文转发至报文目的IP地址所在节点，转步骤6.1，继续接收报文。 2.如权利要求1所述的一种基于OVS的NFV报文转发方法，其特征在于SF节点网络接口的编号利用NFV网络环境中的网络工具ovs-ofctl获取。 3.如权利要求1所述的一种基于OVS的NFV报文转发方法，其特征在于3.4.1步获取网桥ovs_name上的NI个接口的接口编号及MAC地址的方法是通过OVS提供的命令ovs-ofctlshow ovs_name。 4.如权利要求1所述的一种基于OVS的NFV报文转发方法，其特征在于6.2步如果找到了多个in_port与报文输入端口相同并且nw_dst与报文目的IP地址相同的正向传输流表，则将第一个设为flow1_j3；6.3步如果找到了多个in_port与报文输入端口相同并且nw_src与报文源IP地址相同的反向传输流表，则将第一个设为flow2_j4。