论文部分内容阅读
OpenFlow是近年来快速发展的一种新型交换模型。该模型通过开放的流表支持外部策略对网络处理行为进行控制。OpenFlow已经成为互联网研究中的热点技术，不但在网络创新研究中得到广泛应用，而且也得到了工业界的认可。OpenFlow1.1定义的匹配规则包括报文的二、三、四层信息中的15个关键字。并且OpenFlow1.1要求实现基于掩码的规则和多表处理。这给OpenFlow交换机高性能的数据路径设计带来挑战。目前研究的高性能路由器FIB查表技术，如基于树结构和基于HASH的查表技术等方法都无法直接用于OpenFlow的规则匹配。基于TCAM等方法的规则匹配成为OpenFlow交换机查表设计的重要途径。本文主要对基于OpenFlow多表匹配的机制进行了深入研究，主要工作和创新点包括：（1）在深入分析OpenFlow交换机多表查找流程的基础上，提出了OpenFlow交换机的三层实现模型，并建立了OpenFlow多表查找的性能分析模型。同时，对基于TCAM的多表查找性能进行了分析，提出了TCAM能否满足OpenFlow多表查找的判定条件。（2）对基于HASH的查表技术进行了深入的分析研究，提出了基于硬件的HASH实现方案，包括HASH算法、HASH表的组织结构。提出了精确HASH匹配和带掩码的HASH匹配的处理流程以及关键状态机的设计。（3）提出了基于NetMagic平台的OpenFlow交换机实现模型，并基于UM设计实现了OpenFlow交换机的转发平面功能。综上所述，本文对OpenFlow技术、多表匹配模型进行了深入的研究，提出了基于NetMagic的OpenFlow交换机实现方法，对推动OpenFlow技术，特别是OpenFlow交换机设计技术的发展具有重要的意义。