本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，尤其涉及用于物理設(shè)備與虛擬網(wǎng)絡(luò)的通信方法、設(shè)備與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

就如同服務(wù)器虛擬化(hypervisor)能為操作系統(tǒng)提供“虛擬機(jī)”一樣，網(wǎng)絡(luò)虛擬化將虛擬網(wǎng)絡(luò)與物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)脫耦，從而解決了虛擬機(jī)配置的分等級IP地址分配的限制等問題。

然而，如何進(jìn)行從物理網(wǎng)絡(luò)到虛擬網(wǎng)絡(luò)的通信成為了一個新的課題。

現(xiàn)有技術(shù)中，微軟公司提供了一種Hyper-V網(wǎng)絡(luò)虛擬化網(wǎng)關(guān)（Hyper-V Network Virtualization Gateway）用于橋接物理設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)虛擬化環(huán)境。具體而言，物理設(shè)備基于第三層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接路由器，并通過路由器連接網(wǎng)絡(luò)虛擬化網(wǎng)關(guān)（也稱為虛擬網(wǎng)關(guān)）。虛擬網(wǎng)關(guān)對物理設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)包進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬化通用路由封裝（Network Virtualization using Generic Routing Encapsulation，NVGRE），封裝后的數(shù)據(jù)包即可用于在虛擬網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸以及通信。

然而，現(xiàn)有技術(shù)由于物理設(shè)備基于三層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接虛擬網(wǎng)關(guān)，因此難以將物理設(shè)備與虛擬網(wǎng)絡(luò)中的虛擬機(jī)設(shè)置于同一子網(wǎng)中，進(jìn)而對于虛擬機(jī)遷移至物理設(shè)備帶來操作難度。對于用戶在虛擬機(jī)和物理設(shè)備的體驗(yàn)也難以保持完全一致，難以實(shí)現(xiàn)虛擬化業(yè)務(wù)無縫地支持物理設(shè)備接入。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對以上現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的在于在網(wǎng)絡(luò)虛擬化的環(huán)境下，提供一種物理設(shè)備與虛擬網(wǎng)絡(luò)的通信方法與系統(tǒng)，能夠使得物理設(shè)備與虛擬機(jī)設(shè)置于同一子網(wǎng)中，能夠?qū)τ谟脩粼谔摂M機(jī)和物理設(shè)備的體驗(yàn)保持完全一致。

根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供一種用于物理設(shè)備與虛擬網(wǎng)絡(luò)的通信方法，其特征在于包括步驟：NVGRE網(wǎng)關(guān)通過二層交換機(jī)接收來自物理設(shè)備的第一請求數(shù)據(jù)包，第一請求數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP地址為虛擬網(wǎng)絡(luò)中的虛擬機(jī)的IP地址；NVGRE網(wǎng)關(guān)將第一請求數(shù)據(jù)包進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬化通用路由封裝，以獲得包括第一請求數(shù)據(jù)包的第一封裝數(shù)據(jù)包；NVGRE網(wǎng)關(guān)將第一封裝數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至虛擬網(wǎng)絡(luò)。

優(yōu)選地，在NVGRE網(wǎng)關(guān)通過二層交換機(jī)接收來自物理設(shè)備的第一請求數(shù)據(jù)包的步驟前，還包括步驟：NVGRE網(wǎng)關(guān)通過二層交換機(jī)接收來自物理設(shè)備的基于ARP廣播協(xié)議發(fā)送的第一廣播數(shù)據(jù)包，第一廣播數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP地址為虛擬網(wǎng)絡(luò)中的虛擬機(jī)的IP地址；NVGRE網(wǎng)關(guān)根據(jù)第一廣播數(shù)據(jù)包，向物理設(shè)備回復(fù)第一應(yīng)答數(shù)據(jù)包，第一應(yīng)答數(shù)據(jù)包的源MAC地址為NVGRE網(wǎng)關(guān)的MAC地址。

優(yōu)選地，多個物理設(shè)備通過VLAN協(xié)議進(jìn)行隔離。

優(yōu)選地，NVGRE網(wǎng)關(guān)將第一請求數(shù)據(jù)包進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬化通用路由封裝，以獲得包括第一請求數(shù)據(jù)包的第一封裝數(shù)據(jù)包的步驟包括：NVGRE網(wǎng)關(guān)根據(jù)VLAN信息獲取第一請求數(shù)據(jù)包對應(yīng)的二層廣播域，在二層廣播域中查找第一請求數(shù)據(jù)包對應(yīng)的物理設(shè)備的MAC地址或IP地址；NVGRE網(wǎng)關(guān)將第一請求數(shù)據(jù)包進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬化通用路由封裝，以獲得第一封裝數(shù)據(jù)包，第一封裝數(shù)據(jù)包的源地址為NVGRE網(wǎng)關(guān)的地址，第一封裝數(shù)據(jù)包內(nèi)的第一請求數(shù)據(jù)包的源地址為物理設(shè)備的MAC地址或IP地址。

優(yōu)選地，NVGRE網(wǎng)關(guān)將第一封裝數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至虛擬網(wǎng)絡(luò)的步驟包括：NVGRE網(wǎng)關(guān)將第一封裝數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至路由器；路由器將第一封裝數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至虛擬機(jī)所對應(yīng)的宿主機(jī)；宿主機(jī)接收第一封裝數(shù)據(jù)包，剝除第一封裝數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)虛擬化通用路由封裝以獲得第一請求數(shù)據(jù)包；宿主機(jī)將第一請求數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至虛擬機(jī)。

優(yōu)選地，還包括步驟：NVGRE網(wǎng)關(guān)接收來自虛擬網(wǎng)絡(luò)的包括第二請求數(shù)據(jù)包的第二封裝數(shù)據(jù)包，并查找第二封裝數(shù)據(jù)包需要發(fā)往的二層廣播域；NVGRE網(wǎng)關(guān)在二層廣播域中查找第二請求數(shù)據(jù)包的目標(biāo)MAC地址或IP地址對應(yīng)的物理設(shè)備；NVGRE網(wǎng)關(guān)剝除第二封裝數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)虛擬化通用路由封裝以獲得第二請求數(shù)據(jù)包；NVGRE網(wǎng)關(guān)將第二請求數(shù)據(jù)包發(fā)送至物理設(shè)備。

優(yōu)選地，第二封裝數(shù)據(jù)包通過宿主機(jī)接收來自與宿主機(jī)對應(yīng)的虛擬機(jī)發(fā)出的第二請求數(shù)據(jù)包后，將第二請求數(shù)據(jù)包進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬化通用路由封裝獲得。

優(yōu)選地，NVGRE網(wǎng)關(guān)接收來自虛擬網(wǎng)絡(luò)的包括第二請求數(shù)據(jù)包的第二封裝數(shù)據(jù)包，并查找第二封裝數(shù)據(jù)包需要發(fā)往的二層廣播域的步驟之前還包括步驟：宿主機(jī)接收來自虛擬機(jī)基于ARP廣播協(xié)議發(fā)送的第二廣播數(shù)據(jù)包；宿主機(jī)根據(jù)OpenFlow流表向虛擬機(jī)回復(fù)第二應(yīng)答數(shù)據(jù)包，第二應(yīng)答數(shù)據(jù)包的源MAC地址為物理設(shè)備的MAC地址。

優(yōu)選地，NVGRE網(wǎng)關(guān)將第二請求數(shù)據(jù)包發(fā)送至物理設(shè)備的步驟包括：NVGRE網(wǎng)關(guān)將第二請求數(shù)據(jù)包發(fā)送至二層交換機(jī)；二層交換機(jī)將第二請求數(shù)據(jù)包單播轉(zhuǎn)發(fā)至物理設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供一種用于物理設(shè)備與虛擬網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)備，包括：數(shù)據(jù)包獲取模塊，數(shù)據(jù)包獲取模塊通過二層交換機(jī)接收來自物理設(shè)備的第一請求數(shù)據(jù)包，第一請求數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP地址為虛擬網(wǎng)絡(luò)中的虛擬機(jī)的IP地址；代答模塊，代答模塊根據(jù)來自物理設(shè)備的第一廣播數(shù)據(jù)包，向物理設(shè)備回復(fù)第一應(yīng)答數(shù)據(jù)包，第一應(yīng)答數(shù)據(jù)包的源MAC地址為NVGRE網(wǎng)關(guān)的MAC地址；封裝模塊，封裝模塊將第一請求數(shù)據(jù)包進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬化通用路由封裝，以獲得包括第一請求數(shù)據(jù)包的第一封裝數(shù)據(jù)包；數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊，數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊將第一封裝數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至虛擬網(wǎng)絡(luò)。

優(yōu)選地，多個物理設(shè)備通過VLAN協(xié)議進(jìn)行隔離。

優(yōu)選地，數(shù)據(jù)包獲取模塊根據(jù)VLAN信息獲取第一請求數(shù)據(jù)包對應(yīng)的二層廣播域，在二層廣播域中查找第一請求數(shù)據(jù)包對應(yīng)的物理設(shè)備的MAC地址或IP地址；封裝模塊將第一請求數(shù)據(jù)包進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬化通用路由封裝，以獲得第一封裝數(shù)據(jù)包，第一封裝數(shù)據(jù)包的源地址為通信設(shè)備的地址，第一封裝數(shù)據(jù)包內(nèi)的第一請求數(shù)據(jù)包的源地址為物理設(shè)備的MAC地址或IP地址。

根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提供一種用于物理設(shè)備與虛擬網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)，包括：物理設(shè)備，物理設(shè)備發(fā)出第一請求數(shù)據(jù)包，第一請求數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP地址為虛擬網(wǎng)絡(luò)中的虛擬機(jī)的IP地址；NVGRE網(wǎng)關(guān)，NVGRE網(wǎng)關(guān)接收第一請求數(shù)據(jù)包，并將第一請求數(shù)據(jù)包進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬化通用路由封裝，以獲得包括第一請求數(shù)據(jù)包的第一封裝數(shù)據(jù)包，將第一封裝數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至虛擬網(wǎng)絡(luò)；二層交換機(jī)，二層交換機(jī)用于將第一請求數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至NVGRE網(wǎng)關(guān)。

優(yōu)選地，多個物理設(shè)備通過VLAN協(xié)議進(jìn)行隔離。

優(yōu)選地，NVGRE網(wǎng)關(guān)根據(jù)VLAN信息獲取第一請求數(shù)據(jù)包對應(yīng)的二層廣播域，在二層廣播域中查找第一請求數(shù)據(jù)包對應(yīng)的物理設(shè)備的MAC地址或IP地址；NVGRE網(wǎng)關(guān)將第一請求數(shù)據(jù)包進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬化通用路由封裝，以獲得第一封裝數(shù)據(jù)包，第一封裝數(shù)據(jù)包的源地址為NVGRE網(wǎng)關(guān)的地址，第一封裝數(shù)據(jù)包內(nèi)的第一請求數(shù)據(jù)包的源地址為物理設(shè)備的MAC地址或IP地址。

本發(fā)明中物理設(shè)備通過二層交換機(jī)連接NVGRE網(wǎng)關(guān)，從而來自物理設(shè)備的第一請求數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP地址可以直接設(shè)置為虛擬網(wǎng)絡(luò)中的虛擬機(jī)的IP地址而非虛擬網(wǎng)關(guān)的IP地址。由于物理設(shè)備基于第二層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接虛擬網(wǎng)關(guān)，因此可以將物理設(shè)備與虛擬機(jī)設(shè)置于同一子網(wǎng)中，以方便地實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)遷移到物理設(shè)備，這樣的設(shè)置支持VRRP協(xié)議（Virtual Router Redundancy Protocol，虛擬路由冗余協(xié)議）實(shí)現(xiàn)高可用性。用戶在虛擬機(jī)和物理設(shè)備的體驗(yàn)也可以保持完全一致，其他虛擬化業(yè)務(wù)也可以無縫地支持物理設(shè)備接入。

附圖說明

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明，以使本發(fā)明的特性和優(yōu)點(diǎn)更為明顯。

圖1為本發(fā)明的一個實(shí)施例的用于物理設(shè)備與虛擬網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的一個實(shí)施例的用于物理設(shè)備與虛擬網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)備的模塊示意圖；

圖3為本發(fā)明的一個實(shí)施例的物理設(shè)備訪問虛擬網(wǎng)絡(luò)的方法流程圖；

圖4為圖3中步驟S105的詳細(xì)流程圖；

圖5為圖3中步驟S106的詳細(xì)流程圖；

圖6為本發(fā)明的一個實(shí)施例的虛擬機(jī)訪問物理設(shè)備的方法流程圖。

具體實(shí)施方式

以下將對本發(fā)明的實(shí)施例給出詳細(xì)的說明。盡管本發(fā)明將結(jié)合一些具體實(shí)施方式進(jìn)行闡述和說明，但需要注意的是本發(fā)明并不僅僅只局限于這些實(shí)施方式。相反，對本發(fā)明進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。

一些示例性實(shí)施例被描述成作為流程圖描繪的處理或方法。雖然流程圖將各項(xiàng)操作描述成順序的處理，但是其中的許多操作可以被并行地、并發(fā)地或者同時實(shí)施。此外，各項(xiàng)操作的順序可以被重新安排。當(dāng)其操作完成時所述處理可以被終止，但是還可以具有未包括在附圖中的附加步驟。所述處理可以對應(yīng)于方法、函數(shù)、規(guī)程、子例程、子程序等等。

應(yīng)當(dāng)理解的是，雖然在這里可能使用了術(shù)語“第一”、“第二”等等來描述各個單元或是數(shù)據(jù)，但是這些單元或數(shù)據(jù)不應(yīng)當(dāng)受這些術(shù)語限制。使用這些術(shù)語僅僅是為了將一個數(shù)據(jù)與另一個數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分。舉例來說，在不背離示例性實(shí)施例的范圍的情況下，第一請求數(shù)據(jù)包可以被稱為第二請求數(shù)據(jù)包，并且類似地第二請求數(shù)據(jù)包可以被稱為第一請求數(shù)據(jù)包。

圖1為本發(fā)明的一個實(shí)施例的用于物理設(shè)備與虛擬網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，通信系統(tǒng)包括至少一個物理設(shè)備21，22、至少一個NVGRE網(wǎng)關(guān)1以及至少一個二層交換機(jī)3。圖1中示例性地列出了兩個物理設(shè)備21，22，一個NVGRE網(wǎng)關(guān)以及一個二層交換機(jī)3，在實(shí)際使用時，可以根據(jù)需求確認(rèn)通信系統(tǒng)的規(guī)模，使用負(fù)載均衡技術(shù)設(shè)置多個物理設(shè)備21，22、NVGRE網(wǎng)關(guān)1以及二層交換機(jī)3。

物理設(shè)備21，22通常被用于出租給不同的租戶，在本實(shí)施例中，多個租戶的物理設(shè)備21，22通過VLAN協(xié)議（Virtual Local Area Network，虛擬局域網(wǎng)協(xié)議）進(jìn)行隔離，從而將不同租戶的物理設(shè)備21，22分隔在不同的二層廣播域中。不同的二層廣播域通過二層交換機(jī)端口和/或所述物理設(shè)備的MAC地址（物理地址）進(jìn)行劃分，來自不同的二層廣播域的數(shù)據(jù)包，通過數(shù)據(jù)包中的VLAN信息進(jìn)行標(biāo)記。在本示例中，物理設(shè)備21與物理設(shè)備22被不同租戶租用，處于不同的二層廣播域。

二層交換機(jī)3工作在第二層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，即數(shù)據(jù)鏈路層。二層交換機(jī)3可以識別數(shù)據(jù)包中的MAC地址信息，根據(jù)MAC地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，并將這些MAC地址與對應(yīng)的端口記錄在自己內(nèi)部的一個地址表中。

NVGRE網(wǎng)關(guān)1是一種網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換組件，作為虛擬網(wǎng)關(guān)借助GRE協(xié)議（通用路由封裝協(xié)議）對數(shù)據(jù)包進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬化通用路由封裝（NVGRE封裝）或剝除封裝，從而使得數(shù)據(jù)包能夠在虛擬網(wǎng)絡(luò)4或是物理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。具體的NVGRE封裝方法以及剝除封裝的方法可以使用現(xiàn)有技術(shù)。

圖2為本發(fā)明的一個實(shí)施例的用于物理設(shè)備與虛擬網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)備的模塊示意圖。下面參考圖2介紹NVGRE網(wǎng)關(guān)1的模塊結(jié)構(gòu)。用于物理設(shè)備與虛擬網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)備即是NVGRE網(wǎng)關(guān)1，NVGRE網(wǎng)關(guān)1包括數(shù)據(jù)包獲取模塊11、代答模塊12、封裝模塊13以及數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊14。數(shù)據(jù)包獲取模塊11用于接收數(shù)據(jù)包。代答模塊12用于向物理設(shè)備21，22發(fā)送應(yīng)答數(shù)據(jù)包，從而進(jìn)行ARP（地址解析協(xié)議）廣播代答。封裝模塊13用于對收到的來自物理設(shè)備21，22的廣播數(shù)據(jù)包進(jìn)行NVGRE封裝或是對來自虛擬網(wǎng)絡(luò)4的第二封裝數(shù)據(jù)包剝除NVGRE封裝。數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊14用于發(fā)送數(shù)據(jù)包。

NVGRE網(wǎng)關(guān)1采用英特爾數(shù)據(jù)面開發(fā)套件（Intel Data Plane Development Kit，Intel DPDK）數(shù)據(jù)處理框架。Intel DPDK是Intel公司提出的一種高速網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的軟件開發(fā)套件，Intel DPDK通過旁路Linux系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，直接對網(wǎng)卡進(jìn)行讀寫，結(jié)合對多核CPU中不同內(nèi)核的綁定，能夠?qū)崿F(xiàn)1Gbit網(wǎng)絡(luò)小包流量下的線速收發(fā)。在Intel DPDK數(shù)據(jù)處理框架下具體接收以及發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，可以采用現(xiàn)有的Intel DPDK數(shù)據(jù)處理方法。由于NVGRE網(wǎng)關(guān)1采用Intel DPDK，提升數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)能力。

虛擬網(wǎng)絡(luò)4中包括虛擬機(jī)41，虛擬機(jī)41運(yùn)行在宿主機(jī)42中，宿主機(jī)42通過路由器43與外部鏈接。物理設(shè)備21，22與虛擬網(wǎng)絡(luò)4的通信主要是指物理設(shè)備21，22與虛擬機(jī)41之間進(jìn)行通信。

宿主機(jī)42包括虛擬交換機(jī)(Open VSwitch，OVS)，OVS是一個虛擬交換軟件，主要在虛擬機(jī)環(huán)境下作為一個虛擬交換機(jī)使用，用于實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)和外界網(wǎng)絡(luò)的通信。宿主機(jī)42使用OpenFlow協(xié)議。OpenFlow協(xié)議是Nick McKeown教授等人在2007年提出的軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Networking，SDN）中的核心技術(shù)，SDN架構(gòu)主要由OVS和OpenFlow控制器組成，OVS主要由OpenFlow流表（FlowTable）、安全通道和OpenFlow協(xié)議三部分構(gòu)成。其中，OpenFlow流表用來進(jìn)行數(shù)據(jù)包的查找和轉(zhuǎn)發(fā)。宿主機(jī)42通過OVS進(jìn)行NVGRE封裝或是剝除封裝，并對虛擬機(jī)41發(fā)出的ARP廣播進(jìn)行代答。其中具體的OVS進(jìn)行NVGRE封裝或是剝除封裝的方法可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的方法。

下面具體介紹本發(fā)明的用于物理設(shè)備與虛擬網(wǎng)絡(luò)的通信方法。

圖3為本發(fā)明的一個實(shí)施例的物理設(shè)備訪問虛擬網(wǎng)絡(luò)的方法流程圖。結(jié)合圖1、圖2與圖3，物理設(shè)備21，22訪問虛擬網(wǎng)絡(luò)4的通信方法包括步驟：

S101：物理設(shè)備21發(fā)送第一廣播數(shù)據(jù)包。

S102：NVGRE網(wǎng)關(guān)通過二層交換機(jī)接收第一廣播數(shù)據(jù)包，并回復(fù)第一應(yīng)答數(shù)據(jù)包。

S103：物理設(shè)備21發(fā)送第一請求數(shù)據(jù)包。

S104：NVGRE網(wǎng)關(guān)接收第一請求數(shù)據(jù)包。

S105：NVGRE網(wǎng)關(guān)1將第一請求數(shù)據(jù)包進(jìn)行NVGRE封裝，以獲得第一封裝數(shù)據(jù)包。

S105：NVGRE網(wǎng)關(guān)1將第一封裝數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至虛擬網(wǎng)絡(luò)4。

在物理設(shè)備21首次訪問虛擬機(jī)41時，首先需要基于ARP廣播協(xié)議發(fā)送廣播數(shù)據(jù)包，從而獲取應(yīng)答數(shù)據(jù)包，并根據(jù)應(yīng)答數(shù)據(jù)包獲取目標(biāo)MAC地址，進(jìn)而才能夠進(jìn)行后續(xù)請求數(shù)據(jù)包的單播發(fā)送。具體而言，如步驟S101，物理設(shè)備21在其所在的二層廣播域中基于ARP廣播協(xié)議發(fā)送第一廣播數(shù)據(jù)包。二層交換機(jī)3接收第一廣播數(shù)據(jù)包，并將第一廣播數(shù)據(jù)包在該二層廣播域中廣播。第一廣播數(shù)據(jù)包的源IP地址為物理設(shè)備21的IP地址10.10.1.20，源MAC地址為物理設(shè)備21的MAC地址。由于本發(fā)明中物理設(shè)備21基于第二層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與NVGRE網(wǎng)關(guān)1連接，因此第一廣播數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP地址為虛擬機(jī)41的IP地址10.10.1.10，區(qū)別于基于第三層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與虛擬網(wǎng)關(guān)連接的現(xiàn)有技術(shù)中將廣播數(shù)據(jù)包目標(biāo)IP地址設(shè)置為虛擬網(wǎng)關(guān)的IP地址并通過路由器進(jìn)行傳輸。其中，由于物理設(shè)備21基于第二層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與虛擬網(wǎng)關(guān)連接，從而物理設(shè)備21與虛擬機(jī)41的IP地址能夠設(shè)置在同一子網(wǎng)中。

如步驟S102，NVGRE網(wǎng)關(guān)1的數(shù)據(jù)包獲取模塊11通過二層交換機(jī)3接收第一廣播數(shù)據(jù)包，基于第一廣播數(shù)據(jù)包NVGRE網(wǎng)關(guān)1的代答模塊12向物理設(shè)備21發(fā)送第一應(yīng)答數(shù)據(jù)包，從而進(jìn)行ARP廣播代答。第一應(yīng)答數(shù)據(jù)包中的源MAC地址為NVGRE網(wǎng)關(guān)1的MAC地址，從而使得物理設(shè)備21后續(xù)發(fā)送的第一請求數(shù)據(jù)包中的目標(biāo)MAC地址為NVGRE網(wǎng)關(guān)1的MAC地址，進(jìn)而將流量牽引至NVGRE網(wǎng)關(guān)1。

如步驟S103，物理設(shè)備21接收第一應(yīng)答數(shù)據(jù)包，并根據(jù)第一應(yīng)答數(shù)據(jù)包中的源MAC地址發(fā)送第一請求數(shù)據(jù)包，第一請求數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP地址為虛擬機(jī)41的IP地址10.10.1.10，目標(biāo)MAC地址為NVGRE網(wǎng)關(guān)1的MAC地址。

如步驟S104，NVGRE網(wǎng)關(guān)1的數(shù)據(jù)包獲取模塊11通過二層交換機(jī)3接收第一請求數(shù)據(jù)包。

如步驟S105，NVGRE網(wǎng)關(guān)1將第一請求數(shù)據(jù)包進(jìn)行NVGRE封裝，以獲得第一封裝數(shù)據(jù)包。

圖4為圖3中步驟S105的詳細(xì)流程圖，如圖1、圖2和圖4所示，首先如步驟S1051，NVGRE網(wǎng)關(guān)1的數(shù)據(jù)包獲取模塊11根據(jù)VLAN信息獲取第一請求數(shù)據(jù)包對應(yīng)的二層廣播域。

接著，如步驟S1052，數(shù)據(jù)包獲取模塊11在二層廣播域中查找第一請求數(shù)據(jù)包對應(yīng)的物理設(shè)備21的MAC地址或IP地址。

如步驟S1053，NVGRE網(wǎng)關(guān)1的封裝模塊13根據(jù)第一請求數(shù)據(jù)包中的目標(biāo)IP地址，即虛擬機(jī)41的IP地址10.10.1.10，獲取虛擬機(jī)41所對應(yīng)的宿主機(jī)42的IP地址192.168.1.10。

如步驟S1054，封裝模塊13將第一請求數(shù)據(jù)包進(jìn)行NVGRE封裝，以獲得包括第一請求數(shù)據(jù)包的第一封裝數(shù)據(jù)包。第一封裝數(shù)據(jù)包的源IP地址為NVGRE網(wǎng)關(guān)1的IP地址192.168.1.20，目標(biāo)IP地址為宿主機(jī)42的IP地址192.168.1.10。第一封裝數(shù)據(jù)包內(nèi)的第一請求數(shù)據(jù)包的源地址為物理設(shè)備21的MAC地址或IP地址。第一封裝數(shù)據(jù)包能夠在虛擬網(wǎng)絡(luò)4中進(jìn)行傳輸。

如步驟S106，NVGRE網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊14將第一封裝數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至虛擬網(wǎng)絡(luò)4。圖5為圖3中步驟S106的詳細(xì)流程圖。如圖5所示，如步驟S1061，NVGRE網(wǎng)關(guān)1的數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊14將第一封裝數(shù)據(jù)包發(fā)送至路由器43。如步驟S1062，路由器43根據(jù)第一數(shù)據(jù)包中目標(biāo)IP的地址192.168.1.10，將第一封裝數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至虛擬機(jī)41所對應(yīng)的宿主機(jī)42。如步驟S1063，宿主機(jī)42接收第一封裝數(shù)據(jù)包，并通過OVS剝除第一封裝數(shù)據(jù)包的NVGRE封裝以獲得第一請求數(shù)據(jù)包。如步驟S1064，宿主機(jī)42將第一請求數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至虛擬機(jī)41。

圖6為本發(fā)明的一個實(shí)施例的虛擬機(jī)訪問物理設(shè)備的方法流程圖。結(jié)合圖1、圖2與圖6，當(dāng)虛擬機(jī)41收到來自物理設(shè)備21的第一請求數(shù)據(jù)包，并處理完成需要回復(fù)時，虛擬機(jī)41訪問物理設(shè)備21的通信方法包括步驟：

S201：虛擬機(jī)41發(fā)送第二廣播數(shù)據(jù)包。

S202：宿主機(jī)42接收第二廣播數(shù)據(jù)包，并向虛擬機(jī)41回復(fù)第二應(yīng)答數(shù)據(jù)包。

S203：虛擬機(jī)41發(fā)送第二請求數(shù)據(jù)包。

S204：宿主機(jī)42接收第二請求數(shù)據(jù)包，將第二請求數(shù)據(jù)包進(jìn)行NVGRE封裝，以獲得第二封裝數(shù)據(jù)包，并向外發(fā)出。

S205：NVGRE網(wǎng)關(guān)1接收第二封裝數(shù)據(jù)包，并查找第二封裝數(shù)據(jù)包需要發(fā)往的二層廣播域。

S206：NVGRE網(wǎng)關(guān)1在二層廣播域中查找第二請求數(shù)據(jù)包的目標(biāo)MAC地址或IP地址所對應(yīng)的物理設(shè)備21。

S207：NVGRE網(wǎng)關(guān)1剝除第二封裝數(shù)據(jù)包的NVGRE封裝，以獲得第二請求數(shù)據(jù)包。

S208：NVGRE網(wǎng)關(guān)1將第二請求數(shù)據(jù)包發(fā)送至物理設(shè)備21。

具體而言，當(dāng)虛擬機(jī)41首次訪問物理設(shè)備21時，首先如步驟S201，虛擬機(jī)41基于ARP廣播協(xié)議發(fā)送第二廣播數(shù)據(jù)包，其中第二廣播數(shù)據(jù)包的目標(biāo)MAC地址為需要通信的物理設(shè)備21的MAC地址。在本實(shí)施例中，通過目標(biāo)MAC地址定位物理設(shè)備21，在其他實(shí)施例中，也可以通過目標(biāo)IP地址定位物理設(shè)備21。

如步驟S202，宿主機(jī)42接收第二廣播數(shù)據(jù)包，并根據(jù)OpenFlow流表向虛擬機(jī)41回復(fù)第二應(yīng)答數(shù)據(jù)包，以進(jìn)行ARP廣播代答。具體而言，宿主機(jī)42中包括OpenFlow流表，宿主機(jī)42根據(jù)OpenFlow流表生成第二應(yīng)答數(shù)據(jù)包，其中第二應(yīng)答數(shù)據(jù)包中的源MAC地址為物理設(shè)備21的MAC地址。使用OpenFlow流表生成第二應(yīng)答數(shù)據(jù)包的方式可采用現(xiàn)有的OpenFlow流表方式。宿主機(jī)42向虛擬機(jī)41回復(fù)第二應(yīng)答數(shù)據(jù)包，以進(jìn)行ARP廣播代答。

如步驟S203，虛擬機(jī)41接收第一應(yīng)答數(shù)據(jù)包，并發(fā)送第二請求數(shù)據(jù)包，第二請求數(shù)據(jù)包中的目標(biāo)MAC地址為物理設(shè)備21的MAC地址。

如步驟S204，宿主機(jī)42的OVS將第二請求數(shù)據(jù)包進(jìn)行NVGRE封裝，以獲得第二封裝數(shù)據(jù)包，第二封裝數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP地址為NVGRE網(wǎng)關(guān)1的IP地址192.168.1.20。宿主機(jī)42的OVS將第二封裝數(shù)據(jù)包向NVGRE網(wǎng)關(guān)1發(fā)出。

如步驟S205，NVGRE網(wǎng)關(guān)1的數(shù)據(jù)包獲取模塊11接收第二封裝數(shù)據(jù)包，并查找第二封裝數(shù)據(jù)包需要發(fā)往的二層廣播域。NVGER網(wǎng)關(guān)1根據(jù)第二廣播數(shù)據(jù)中的目標(biāo)MAC地址，在與NVGER網(wǎng)關(guān)1數(shù)據(jù)連接的控制平面下發(fā)的信息中查找目標(biāo)MAC地址的物理設(shè)備21所在的二層廣播域。

如步驟S206，NVGRE網(wǎng)關(guān)1的數(shù)據(jù)包獲取模塊11在二層廣播域中查找第二請求數(shù)據(jù)包的目標(biāo)MAC地址所對應(yīng)的物理設(shè)備21。在本實(shí)施例中，通過目標(biāo)MAC地址定位物理設(shè)備21，在其他實(shí)施例中，也可以通過目標(biāo)IP地址定位物理設(shè)備21。

如步驟S207，NVGRE網(wǎng)關(guān)1的封裝模塊13剝除第二封裝數(shù)據(jù)包的NVGRE封裝，以獲得第二請求數(shù)據(jù)包，同時在第二請求數(shù)據(jù)包中加入物理設(shè)備21所在的二層廣播域的VLAN信息。

如步驟S208，NVGRE網(wǎng)關(guān)1的數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊14將第二請求數(shù)據(jù)包發(fā)送至物理設(shè)備21。具體而言，NVGRE網(wǎng)關(guān)1的數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊14將第二請求數(shù)據(jù)包發(fā)送至二層交換機(jī)3，二層交換機(jī)3將第二請求數(shù)據(jù)包單播轉(zhuǎn)發(fā)至物理設(shè)備21。

通過上述對實(shí)施例的介紹可以看出，本發(fā)明所提供的用于物理設(shè)備與虛擬網(wǎng)絡(luò)的通信方法、設(shè)備與系統(tǒng)，至少具有以下優(yōu)勢：

物理設(shè)備21，22基于第二層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接虛擬網(wǎng)關(guān)，因此可以將物理設(shè)備21，22與虛擬網(wǎng)絡(luò)4中的虛擬機(jī)41設(shè)置于同一子網(wǎng)中，以方便地實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)41遷移到物理設(shè)備21，22。

NVGRE網(wǎng)關(guān)1和物理設(shè)備21，22之間的通信二層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可達(dá)，NVGRE網(wǎng)關(guān)1和虛擬機(jī)41之間的通信也是二層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可達(dá)，和虛擬機(jī)41所在的宿主機(jī)42之間的通信三層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)了物理設(shè)備22，23和虛擬網(wǎng)絡(luò)4之間二層透明直連，提高了連接性能，以目前的通用服務(wù)器硬件水平，采用本發(fā)明所提供的通信方法與通信系統(tǒng)可以最大提供1.28T64字節(jié)小包線速轉(zhuǎn)發(fā)能力。

同時，使得用戶在虛擬機(jī)和物理設(shè)備上的體驗(yàn)保持完全一致，便于其他虛擬化業(yè)務(wù)無縫地支持物理設(shè)備接入。

以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其它實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。