用于提供軟件定義協(xié)議棧的系統(tǒng)和方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)案交叉申請(qǐng)
[0002] 本發(fā)明要求彼得?久基奇（PetarDjukic)等人在2013年4月10日遞交的發(fā)明 名稱(chēng)為"用于具有軟件定義協(xié)議棧的受管網(wǎng)絡(luò)的框架的系統(tǒng)和方法（SystemandMethod foraFrameworkforManagedNetworkswithSoftwareDefinedProtocolStack)" 的第61/810, 608號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案的在先申請(qǐng)優(yōu)先權(quán)，并且要求彼得?久基奇（Petar Djukic)等人在2013年7月26日遞交的發(fā)明名稱(chēng)為"用于提供軟件定義協(xié)議棧的系統(tǒng)和 方法（SystemandMethodforProvidingaSoftwareDefinedProtocolStack) " 的第 13/952, 489號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案的在先申請(qǐng)優(yōu)先權(quán)，這兩個(gè)在先申請(qǐng)的內(nèi)容如同全文再現(xiàn)一 般以引入的方式并入本文本中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信的領(lǐng)域，并且在特定實(shí)施例中，涉及一種用于具有軟件定義 協(xié)議棧的受管網(wǎng)絡(luò)的框架的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)面協(xié)議是基于端到端的7層協(xié)議棧。在每一層內(nèi)存在獨(dú)立處理且獨(dú) 立的層之間的交互是經(jīng)由層之間的基元。端到端數(shù)據(jù)面處理的許多功能與網(wǎng)絡(luò)中的下層每 個(gè)鏈路數(shù)據(jù)處理功能共存?，F(xiàn)有協(xié)議棧經(jīng)過(guò)預(yù)配置和固定，因此所述協(xié)議棧無(wú)法有效地適 應(yīng)網(wǎng)絡(luò)變化?，F(xiàn)有協(xié)議棧設(shè)計(jì)提供有限數(shù)目的選擇，所述有限數(shù)目的選擇阻止其嚴(yán)格匹配 地提供每個(gè)應(yīng)用體驗(yàn)質(zhì)量（Q〇E)?，F(xiàn)有協(xié)議棧還對(duì)所有端到端主機(jī)一律對(duì)待，但是機(jī)器到機(jī) 器（M2M)通信等許多新的/未來(lái)服務(wù)/應(yīng)用可能要求定制的協(xié)議棧。需要一種基于應(yīng)用需 要和要求有效地調(diào)適和實(shí)施數(shù)據(jù)面的改進(jìn)的協(xié)議棧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)實(shí)施例，一種通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)施的用于提供軟件定義協(xié)議（SDP)的方法包含 使用SDP控制器確定數(shù)據(jù)面處理功能性到多個(gè)基本處理功能塊的分解。所述方法進(jìn)一步包 含根據(jù)服務(wù)質(zhì)量（QoS)要求或體驗(yàn)質(zhì)量（QoE)要求針對(duì)沿著網(wǎng)絡(luò)中的路徑的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng) 絡(luò)組件確定包括基本處理功能塊的子集的協(xié)議棧。隨后配置所述一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件以實(shí) 施基本處理功能塊的子集。
[0006] 根據(jù)另一實(shí)施例，一種通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)施的用于提供SDP的方法包含根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組 件能力、QoS要求或QoE要求，使用SDP控制器確定數(shù)據(jù)面處理功能性到用于通過(guò)所述SDP 控制器處理的每一服務(wù)、業(yè)務(wù)流或虛擬網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)基本處理功能塊的分解。所述方法進(jìn)一 步包含針對(duì)沿著為服務(wù)、業(yè)務(wù)流或虛擬網(wǎng)絡(luò)分配的路徑的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件確定用于基 本處理功能塊中的每一者的工作流和狀態(tài)信息。向一個(gè)或多個(gè)組件指示工作流和狀態(tài)信 息，配置所述一個(gè)或多個(gè)組件以使用基本處理功能塊來(lái)實(shí)施工作流。
[0007] 根據(jù)另一實(shí)施例，一種用于提供SDP的方法包含使用SDP控制器確定用于管理數(shù) 據(jù)面處理的協(xié)議棧。所述協(xié)議棧包括多個(gè)基本處理功能塊。所述方法進(jìn)一步包含與SDN控 制器交互以用于根據(jù)協(xié)議棧確定用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的路徑。SDP控制器還配置所述路徑上的一 個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件或設(shè)備以實(shí)施基本處理功能塊。
[0008] 根據(jù)另一實(shí)施例，配置用于提供SDP的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包含至少一個(gè)處理器和計(jì)算機(jī)可 讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)用于通過(guò)所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行的編程。所 述編程包含用以使用SDP控制器將用于服務(wù)、業(yè)務(wù)流或虛擬網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)面功能性分解成多 個(gè)基本處理功能塊的指令。所述編程包含用以根據(jù)QoS要求針對(duì)沿著網(wǎng)絡(luò)中的路徑的一個(gè) 或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件確定包括基本處理功能塊的子集的協(xié)議棧的其它指令。所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還配 置一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件以實(shí)施基本處理功能塊的子集。
[0009] 根據(jù)另一實(shí)施例，一種通過(guò)網(wǎng)絡(luò)組件用于支持SDP的方法包含從SDP控制器中接 收用于基本處理功能塊中的一者或多者的工作流和狀態(tài)信息。所述基本處理功能塊通過(guò) SDP控制器產(chǎn)生，SDP控制器用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組件能力、QoS要求或QoE要求分解用于服務(wù)、業(yè) 務(wù)流或虛擬網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)面處理功能性。所述方法進(jìn)一步包含在網(wǎng)絡(luò)組件處使用狀態(tài)信息實(shí) 施一個(gè)或多個(gè)基本處理功能塊的工作流。
[0010] 根據(jù)又另一實(shí)施例，一種配置用于支持SDP的網(wǎng)絡(luò)組件包含至少一個(gè)處理器和計(jì) 算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)用于通過(guò)所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行的編 程。所述編程包含用以從SDP控制器中接收用于基本處理功能塊中的一者或多者的工作流 和狀態(tài)信息的指令。所述基本處理功能塊通過(guò)SDP控制器產(chǎn)生，SDP控制器用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò) 組件能力、QoS要求或QoE要求分解用于服務(wù)、業(yè)務(wù)流或虛擬網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)面處理功能性。網(wǎng) 絡(luò)組件處的編程包含用以使用狀態(tài)信息實(shí)施一個(gè)或多個(gè)基本處理功能塊的工作流的其它 指令。
[0011] 前文已相當(dāng)廣泛地概述了本發(fā)明的實(shí)施例的特征，以便可以更好地理解下文本發(fā) 明的【具體實(shí)施方式】。下文中將描述本發(fā)明的實(shí)施例的另外的特征以及優(yōu)點(diǎn)，這些另外的特 征以及優(yōu)點(diǎn)形成本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)的主題。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，所公開(kāi)的概念 和具體實(shí)施例可以容易地用作修改或設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的相同目的的其它結(jié)構(gòu)或方法 的基礎(chǔ)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)意識(shí)到，此類(lèi)等效構(gòu)造不脫離如在所附權(quán)利要求書(shū)中所 闡述的本發(fā)明的精神和范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考下文結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，其中：
[0013] 圖1圖示用于軟件定義協(xié)議（SDP)的數(shù)據(jù)面功能塊的實(shí)施例；
[0014] 圖2圖示軟件設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)（SDN)和SDP交互的實(shí)施例方案；
[0015] 圖3圖示SDP工作流的實(shí)施例；
[0016] 圖4圖示軟件定義協(xié)議網(wǎng)絡(luò)的組件的實(shí)施例；
[0017] 圖5A圖示組合的管理模塊的實(shí)施例；
[0018] 圖5B圖示單獨(dú)的管理模塊的實(shí)施例；
[0019] 圖6A圖示工作流的實(shí)施例；
[0020] 圖6B圖示工作流的另一實(shí)施例；
[0021] 圖7圖示SDP應(yīng)用的實(shí)施例；
[0022] 圖8是SDN控制器操作的實(shí)施例方法的處理流程；
[0023] 圖9是SDP控制器操作的實(shí)施例方法的處理流程；
[0024] 圖10是用于入口協(xié)議轉(zhuǎn)換器的實(shí)施例方法的處理流程；
[0025] 圖11是用于出口協(xié)議轉(zhuǎn)換器的實(shí)施例方法的處理流程；
[0026] 圖12圖示流的路徑選擇的實(shí)例；
[0027] 圖13圖示的路徑選擇的另一實(shí)例；
[0028] 圖14圖示的路徑選擇的另一實(shí)例；以及
[0029] 圖15是可以用于實(shí)施各種實(shí)施例的處理系統(tǒng)圖式。
[0030] 除非另有指示，否則不同圖中的對(duì)應(yīng)標(biāo)號(hào)和符號(hào)通常指代對(duì)應(yīng)部分。繪制各圖是 為了清楚地說(shuō)明實(shí)施例的相關(guān)方面，因此未必是按比例繪制的。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下文將詳細(xì)論述當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的制作和使用。然而，應(yīng)了解，本發(fā)明提供可以在 各種具體上下文中體現(xiàn)的許多適用的發(fā)明性概念。所論述的具體實(shí)施例僅僅說(shuō)明用以實(shí)施 和使用本發(fā)明的具體方式，而不限制本發(fā)明的范圍。
[0032] 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)可以具有同時(shí)共存的具有多種類(lèi)型的服務(wù)或性質(zhì)的業(yè)務(wù)，例如，視頻業(yè) 務(wù)和機(jī)器到機(jī)器（M2M)業(yè)務(wù)。為了優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能并且向多種共存服務(wù)質(zhì)量（QoS)種類(lèi)提 供服務(wù)，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)可以要求通過(guò)軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN)技術(shù)的集中式管理以實(shí)現(xiàn)它們的所有 QoS目標(biāo)。然而，即使使用SDN，網(wǎng)絡(luò)的性能仍可能受到它們的底層協(xié)議的限制。當(dāng)通過(guò)使 用軟件定義協(xié)議（SDP)網(wǎng)絡(luò)元件或?qū)嵤┬聟f(xié)議（協(xié)議轉(zhuǎn)換器）的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)元件動(dòng)態(tài)地添加 新協(xié)議時(shí)，SDN控制器需要察覺(jué)將通過(guò)SDP網(wǎng)絡(luò)元件實(shí)施的數(shù)據(jù)面協(xié)議差異。目前SDN控 制器未察覺(jué)協(xié)議差異或協(xié)議轉(zhuǎn)換器的SDP網(wǎng)絡(luò)元件的漸變處理。目前不存在提供動(dòng)態(tài)操作 以及與SDN控制器的交互的高效SDP控制器。
[0033] 在當(dāng)前和未來(lái)網(wǎng)絡(luò)中，可以通過(guò)使用SDP網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)地添加新協(xié)議。SDP網(wǎng)絡(luò)節(jié) 點(diǎn)可以增強(qiáng)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的性能，所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通常不增強(qiáng)協(xié)議。術(shù)語(yǔ)"SDP網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)" 和"SDP網(wǎng)絡(luò)元件"在本文中可互換使用以指代具有相同SDP功能性的SDP實(shí)體或組件，或 虛擬SDP實(shí)體或組件。當(dāng)前協(xié)議轉(zhuǎn)換器可能未出于此類(lèi)目標(biāo)而充分高級(jí)化。例如，所實(shí)施 的當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議安全（IPsec)類(lèi)型服務(wù)并未經(jīng)由多跳或擁塞控制提供可靠性。類(lèi)似地， TCP分離方案（例如，I-TCP)并未提供增強(qiáng)的安全特性。
[0034] 本文提供用于具有軟件定義協(xié)議（SDP)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)的框架的實(shí)施例。在SDP 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中，協(xié)議可以在軟件中實(shí)施。因此，新協(xié)議可以安裝在節(jié)點(diǎn)上且在不替代SDP網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)的情況下協(xié)議可以改變或升級(jí)。由于允許更多選擇的數(shù)據(jù)面協(xié)議的管理復(fù)雜度，因此 SDP網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可能需要通過(guò)外部SDP控制器來(lái)控制。目前不存在高效SDP控制器或提供動(dòng) 態(tài)操作以及與SDN控制器的交互的SDP控制器。
[0035] 所述實(shí)施例包含例如根據(jù)按需或視需要基礎(chǔ)選擇最佳協(xié)議棧來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的QoS 的SDP控制器。SDP控制器可以使用數(shù)據(jù)面功能塊100和SDP定義的工作流來(lái)配置網(wǎng)絡(luò)中 的任何SDP可配置節(jié)點(diǎn)以實(shí)施功能塊，如下文詳細(xì)描述。SDP控制器與SDN控制器交互以用 于選擇網(wǎng)絡(luò)中的路徑和/或節(jié)點(diǎn)處理服務(wù)、業(yè)務(wù)流或虛擬網(wǎng)絡(luò)。SDP控制