本發(fā)明涉及sdn(softwaredefinednetwork,軟件定義網(wǎng)絡(luò))網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種基于虛擬交換機和sdn技術(shù)的私用網(wǎng)絡(luò)接入方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù):
目前sdn技術(shù)大多只支持虛擬機,或是部署了虛擬化操作系統(tǒng)的宿主機。但是很多應(yīng)用或平臺需要直接部署在物理服務(wù)器上,如高性能的計算集群、計算任務(wù)需要訪問無法虛擬化的硬件設(shè)備、數(shù)據(jù)庫主機(有些數(shù)據(jù)庫在hypervisor中運行效率很差,hypervisor是一種運行在物理服務(wù)器和操作系統(tǒng)之間的中間軟件層,可允許多個操作系統(tǒng)和應(yīng)用共享一套基礎(chǔ)物理硬件,因此也可以看作是虛擬環(huán)境中的“元”操作系統(tǒng),它可以協(xié)調(diào)訪問服務(wù)器上的所有物理設(shè)備和虛擬機,也叫虛擬機監(jiān)視器)、單租戶、專用硬件、安全性、可靠性和其他控制要求、快速部署云基礎(chǔ)設(shè)施。如果物理服務(wù)器需要通過sdn接入vpc(私有網(wǎng)絡(luò)),一般通用的解決方案是在物理服務(wù)器集群的前段部署可編程的物理交換機。這種方式存在以下幾點不足:
1、硬件相關(guān),每個廠家生產(chǎn)的交換機實現(xiàn)方法,通信指令不完全相同,且不同廠家使用各自的控制器進行管理,兼容性較差;
2、部署不夠靈活,物理服務(wù)器集群作為資源池中提供計算能力的部分,需要在云平臺統(tǒng)一管理下,自動的在物理機和虛擬方式間做轉(zhuǎn)換,而目前通用的解決方案需要人工干預(yù)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的之一在于提供基于虛擬交換機和sdn技術(shù)的私用網(wǎng)絡(luò)接入方法,其能使物理裸金屬服務(wù)器在虛擬網(wǎng)絡(luò)空間變得靈活,使不同租戶租用不同物理服務(wù)器時很方便實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)隔離,降低對物理硬件設(shè)備的依賴。
本發(fā)明的目的之二在于提供基于虛擬交換機和sdn技術(shù)的私用網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng),其能使物理裸金屬服務(wù)器在虛擬網(wǎng)絡(luò)空間變得靈活,使不同租戶租用不同物理服務(wù)器時很方便實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)隔離,降低對物理硬件設(shè)備的依賴。
本發(fā)明的目的之一采用以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種基于虛擬交換機和sdn技術(shù)的私用網(wǎng)絡(luò)接入方法,應(yīng)用于云平臺,包括如下步驟:
s1:將物理服務(wù)器分為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和計算節(jié)點,在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上創(chuàng)建第一虛擬交換機、第二虛擬交換機和第三虛擬交換機,使第一虛擬交換機與第二虛擬交換機相互通信以及,第一虛擬交換機與第三虛擬交換機相互通信;
s2:接收租戶的選取信息,根據(jù)選取信息在相應(yīng)的計算節(jié)點中創(chuàng)建私用網(wǎng)絡(luò)并分配一虛擬局域網(wǎng),使二層交換機與該計算節(jié)點連接的端口綁定所述虛擬局域網(wǎng);
s3:給第二虛擬交換機設(shè)置所述虛擬局域網(wǎng),將所述租戶的網(wǎng)絡(luò)模式設(shè)置為虛擬可擴展局域網(wǎng),并分配第三虛擬交換機一個虛擬可擴展局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)標識符,該網(wǎng)絡(luò)標識符與所述虛擬局域網(wǎng)關(guān)聯(lián),使所述計算節(jié)點與該網(wǎng)絡(luò)標識符對應(yīng)主機或虛擬機通信。
優(yōu)選的,s1具體包括如下子步驟:
s11:選取物理服務(wù)器集群中任意至少一臺物理服務(wù)器為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,該物理服務(wù)集群中其他的物理服務(wù)器記為計算節(jié)點;
s12:在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上安裝操作系統(tǒng)以及部署虛擬交換機,使該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上形成第一虛擬交換機、第二虛擬交換機和第三虛擬交換機;
s13:創(chuàng)建虛擬網(wǎng)卡,使第一虛擬交換機與第二虛擬交換機通過虛擬網(wǎng)卡相互通信以及,第一虛擬交換機與第三虛擬交換機通過虛擬網(wǎng)卡相互通信。
優(yōu)選的,s12中在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上安裝的操作系統(tǒng)為linux操作系統(tǒng)。
優(yōu)選的,s2中,二層交換機與該計算節(jié)點連接的端口的工作模式為access模式。
優(yōu)選的,s3中,具體包括:
s31:給第二虛擬交換機添加一端口并將該端口綁定所述虛擬局域網(wǎng);
s32:將所述租戶的網(wǎng)絡(luò)模式設(shè)置為虛擬可擴展局域網(wǎng);
s33:給第三虛擬交換機虛擬添加一端口并分配可擴展局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)標識符至該端口,該網(wǎng)絡(luò)標識符與所述虛擬局域網(wǎng)關(guān)聯(lián);
s34:建立一連接到虛擬可擴展局域網(wǎng)隧道端點的虛擬可擴展局域網(wǎng)隧道,并建立該虛擬可擴展局域網(wǎng)隧道的ip地址和虛擬可擴展局域網(wǎng)組播組,使所述計算節(jié)點通過虛擬可擴展局域網(wǎng)隧道與該網(wǎng)絡(luò)標識符對應(yīng)主機或虛擬機通信。
本發(fā)明的目的之二采用以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種基于虛擬交換機和sdn技術(shù)的私用網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng),包括云平臺、控制器、二層交換機和物理服務(wù)器集群,所述物理服務(wù)器集群包括若干個物理服務(wù)器,云平臺通過控制器連接二層交換機,物理服務(wù)器連接二層交換機;所述云平臺用于依次通過控制器、二層交換機將物理服務(wù)器分為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和計算節(jié)點,在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上創(chuàng)建第一虛擬交換機、第二虛擬交換機和第三虛擬交換機,使第一虛擬交換機與第二虛擬交換機相互通信以及,第一虛擬交換機與第三虛擬交換機相互通信,并根據(jù)來自租戶的選取信息在相應(yīng)的計算節(jié)點中創(chuàng)建私用網(wǎng)絡(luò)并分配一虛擬局域網(wǎng),使二層交換機與該計算節(jié)點連接的端口綁定所述虛擬局域網(wǎng),之后給第二虛擬交換機設(shè)置所述虛擬局域網(wǎng),將所述租戶的網(wǎng)絡(luò)模式設(shè)置為虛擬可擴展局域網(wǎng),并分配第三虛擬交換機一個虛擬可擴展局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)標識符,該網(wǎng)絡(luò)標識符與所述虛擬局域網(wǎng)關(guān)聯(lián),使所述計算節(jié)點與該網(wǎng)絡(luò)標識符對應(yīng)主機或虛擬機通信。
優(yōu)選的,云平臺“將物理服務(wù)器分為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和計算節(jié)點,在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上創(chuàng)建第一虛擬交換機、第二虛擬交換機和第三虛擬交換機,使第一虛擬交換機與第二虛擬交換機相互通信以及,第一虛擬交換機與第三虛擬交換機相互通信”的具體步驟為:
sa:選取物理服務(wù)器集群中任意至少一臺物理服務(wù)器為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,該物理服務(wù)集群中其他的物理服務(wù)器記為計算節(jié)點;
sb:在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上安裝操作系統(tǒng)以及部署虛擬交換機,使該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上形成第一虛擬交換機、第二虛擬交換機和第三虛擬交換機;
sc:創(chuàng)建虛擬網(wǎng)卡,使第一虛擬交換機與第二虛擬交換機通過虛擬網(wǎng)卡相互通信以及,第一虛擬交換機與第三虛擬交換機通過虛擬網(wǎng)卡相互通信。
優(yōu)選的,sb中在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上安裝的操作系統(tǒng)為linux操作系統(tǒng)。
優(yōu)選的,二層交換機與該計算節(jié)點連接的端口的工作模式為access模式。
優(yōu)選的,云平臺“給第二虛擬交換機設(shè)置所述虛擬局域網(wǎng),將所述租戶的網(wǎng)絡(luò)模式設(shè)置為虛擬可擴展局域網(wǎng),并分配第三虛擬交換機一個虛擬可擴展局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)標識符,該網(wǎng)絡(luò)標識符與所述虛擬局域網(wǎng)關(guān)聯(lián),使所述計算節(jié)點與該網(wǎng)絡(luò)標識符對應(yīng)主機或虛擬機通信”的具體步驟包括:
sd:給第二虛擬交換機添加一端口并將該端口綁定所述虛擬局域網(wǎng);
se:將所述租戶的網(wǎng)絡(luò)模式設(shè)置為虛擬可擴展局域網(wǎng);
sf:給第三虛擬交換機虛擬添加一端口并分配可擴展局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)標識符至該端口,該網(wǎng)絡(luò)標識符與所述虛擬局域網(wǎng)關(guān)聯(lián);
sg:建立一連接到虛擬可擴展局域網(wǎng)隧道端點的虛擬可擴展局域網(wǎng)隧道,并建立該虛擬可擴展局域網(wǎng)隧道的ip地址和虛擬可擴展局域網(wǎng)組播組,使所述計算節(jié)點通過虛擬可擴展局域網(wǎng)隧道與該網(wǎng)絡(luò)標識符對應(yīng)主機或虛擬機通信。
相比現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明實現(xiàn)了使不同租戶租用的不同物理服務(wù)器方便的隔離,降低了裸金屬物理服務(wù)器加入軟件定義網(wǎng)絡(luò)對物理硬件設(shè)備的依賴,無需使用可編程的交換機。
附圖說明
圖1為物理資源分配圖;
圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)圖;
圖3為本發(fā)明的基于虛擬交換機和sdn技術(shù)的私用網(wǎng)絡(luò)接入方法的流程圖。
具體實施方式
下面,結(jié)合附圖以及具體實施方式,對本發(fā)明做進一步描述:
本發(fā)明提供一種基于虛擬交換機和sdn技術(shù)的私用網(wǎng)絡(luò)接入方法,私用網(wǎng)絡(luò)也稱為私有網(wǎng)絡(luò),由云平臺進行控制管理,如圖1所示,物理資源可以是硬件的物理服務(wù)器,或者是虛擬機對應(yīng)的宿主機,物理服務(wù)器和宿主機都通過二層交換機與sdn控制器連接,sdn控制器傳達云平臺的管控命令。本發(fā)明提供的私用網(wǎng)絡(luò)接入方法以物理服務(wù)為物理資源進行介紹,eth是以太網(wǎng)接口,圖2中的eht1的1表示序號,如果同一個設(shè)備上有多個以太網(wǎng)接口則用eth1、eth2……這種表示方式。eth連接物理服務(wù)器表示物理接口,連接虛擬機則表示虛擬接口,結(jié)合圖2和圖3,包括如下步驟:
s1:將物理服務(wù)器分為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和計算節(jié)點,在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上創(chuàng)建第一虛擬交換機、第二虛擬交換機和第三虛擬交換機,使第一虛擬交換機與第二虛擬交換機相互通信以及,第一虛擬交換機與第三虛擬交換機相互通信;
本步驟屬于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的初始化過程,具體為:
s11:選取物理服務(wù)器集群中任意至少一臺物理服務(wù)器為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,該物理服務(wù)集群中其他的物理服務(wù)器記為計算節(jié)點;如圖2中物理服務(wù)器1作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點;
本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點為分布式,也就是物理服務(wù)器集群中可能不止一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,避免了單點故障問題,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高可靠性。計算節(jié)點提供裸金屬計算能力。
s12:在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上安裝操作系統(tǒng)以及部署虛擬交換機,使該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上形成第一虛擬交換機、第二虛擬交換機和第三虛擬交換機;第一虛擬交換機、第二虛擬交換機、第三虛擬交換機分別對應(yīng)為圖2中的br-int、br-eth1、br-tun三個虛擬交換機;
s13:創(chuàng)建虛擬網(wǎng)卡,使第一虛擬交換機與第二虛擬交換機通過虛擬網(wǎng)卡相互通信以及,第一虛擬交換機與第三虛擬交換機通過虛擬網(wǎng)卡相互通信。
s2:接收租戶的選取信息,根據(jù)選取信息在相應(yīng)的計算節(jié)點中創(chuàng)建私用網(wǎng)絡(luò)并分配一虛擬局域網(wǎng),使二層交換機與該計算節(jié)點連接的端口綁定所述虛擬局域網(wǎng);在圖2中,物理服務(wù)器2是租戶選中作為提供裸金屬計算功能的計算節(jié)點;
s3:給第二虛擬交換機設(shè)置所述虛擬局域網(wǎng),將所述租戶的網(wǎng)絡(luò)模式設(shè)置為虛擬可擴展局域網(wǎng),并分配第三虛擬交換機虛擬可擴展局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)標識符,該網(wǎng)絡(luò)標識符與所述虛擬局域網(wǎng)關(guān)聯(lián),使所述計算節(jié)點與該網(wǎng)絡(luò)標識符對應(yīng)主機或虛擬機通信。
s2和s3屬于租戶創(chuàng)建私有網(wǎng)絡(luò)并管理所屬的裸金屬服務(wù)器(計算節(jié)點)的過程。租戶可自由租用,在圖2中,物理服務(wù)器2為租戶租用的作為裸金屬服務(wù)器提供計算資源的計算節(jié)點,創(chuàng)建了一個私用網(wǎng)絡(luò),云平臺分配給該計算節(jié)點一虛擬局域網(wǎng)vlan-n。將二層交換機與計算節(jié)點的端口綁定該vlan-n。
s3中,具體包括:
s31:給第二虛擬交換機添加一端口并將該端口綁定所述虛擬局域網(wǎng);
s32:將所述租戶的網(wǎng)絡(luò)模式設(shè)置為虛擬可擴展局域網(wǎng);
s33:給第三虛擬交換機虛擬添加一端口并分配可擴展局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)標識符至該端口,該網(wǎng)絡(luò)標識符與所述虛擬局域網(wǎng)關(guān)聯(lián);
s34:建立一連接到虛擬可擴展局域網(wǎng)隧道端點的虛擬可擴展局域網(wǎng)隧道,并建立該虛擬可擴展局域網(wǎng)隧道的ip地址和虛擬可擴展局域網(wǎng)組播組,使所述計算節(jié)點通過虛擬可擴展局域網(wǎng)隧道與該網(wǎng)絡(luò)標識符對應(yīng)主機或虛擬機通信。
在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的第二虛擬交換機br-eth1上添加一個內(nèi)網(wǎng)端口并設(shè)置內(nèi)網(wǎng)vlan-n,租戶的網(wǎng)絡(luò)模式設(shè)置為vxlan模式,在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的第三虛擬交換機br-tun上添加一個端口,分配一個可以的網(wǎng)絡(luò)標識符vni-n,建立vxlan隧道使用的ip地址和vxlan組播組,通過vxlan隧道連接到遠端vtep(vxlan隧道的端點)。物理服務(wù)器2接入到租戶私用網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)的虛擬機中。不同的租戶通過不同的vlan,vxlan,實現(xiàn)裸金屬服務(wù)器之間網(wǎng)絡(luò)的二層隔離,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的訪問的安全隔離。
二層交換機為普通的邏輯鏈路層的交換機,只需具備以太網(wǎng)幀交換能力以及802.1q協(xié)議vlantag的封裝,不需要具備支持vxlan或openflow等可編程能力。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和計算節(jié)點可以根據(jù)云平臺的管理選擇任意的物理服務(wù)器進行部署。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上可以部署運行虛擬機,同時提供網(wǎng)絡(luò)和計算能力。
本發(fā)明云平臺通過bmcipmi等接口管理物理服務(wù)器集群,物理服務(wù)器使用pxe的方式自動安裝系統(tǒng);云平臺推舉該物理服務(wù)器集群中的一臺服務(wù)器作為集群的虛擬網(wǎng)關(guān);通過pxe安裝操作系統(tǒng)和部署虛擬交換機如openvswtich;控制器下發(fā)管理配置到接入交換機,將分配給租戶物理服務(wù)器對接的交換機端口劃分到一個單獨的vlan,并且透傳到選舉出來的網(wǎng)關(guān);準許該vlan的分組,將流量引到虛擬網(wǎng)關(guān)上;虛擬網(wǎng)關(guān)上的虛擬交換機,通過自動化的配置可以將租戶的vlan和vxlanvni關(guān)聯(lián)??刂破飨掳l(fā)流表到虛擬交換機,分配給租戶的物理服務(wù)器就能夠與該vxlanvni的主機或虛擬機通信,實現(xiàn)物理服務(wù)器接入到無狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的vpc環(huán)境和虛擬化網(wǎng)絡(luò);分配給不同的租戶的物理服務(wù)器,歸屬不同的vxlan,ip地址空間可復(fù)用,實現(xiàn)租戶間的網(wǎng)絡(luò)安全隔離;整個過程由云平臺進行自動化部署控制。
對應(yīng)基于虛擬交換機和sdn技術(shù)的私用網(wǎng)絡(luò)接入方法,本發(fā)明還提供私用網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng),包括云平臺、控制器、二層交換機和物理服務(wù)器集群,所述物理服務(wù)器集群包括若干個物理服務(wù)器,云平臺通過控制器連接二層交換機,物理服務(wù)器連接二層交換機;所述云平臺用于依次通過控制器、二層交換機將物理服務(wù)器分為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和計算節(jié)點,在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上創(chuàng)建第一虛擬交換機、第二虛擬交換機和第三虛擬交換機,使第一虛擬交換機與第二虛擬交換機相互通信以及,第一虛擬交換機與第三虛擬交換機相互通信,并根據(jù)來自租戶的選取信息在相應(yīng)的計算節(jié)點中創(chuàng)建私用網(wǎng)絡(luò)并分配一虛擬局域網(wǎng),使二層交換機與該計算節(jié)點連接的端口綁定所述虛擬局域網(wǎng),之后給第二虛擬交換機設(shè)置所述虛擬局域網(wǎng),將所述租戶的網(wǎng)絡(luò)模式設(shè)置為虛擬可擴展局域網(wǎng),并分配第三虛擬交換機虛擬可擴展局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)標識符,該網(wǎng)絡(luò)標識符與所述虛擬局域網(wǎng)關(guān)聯(lián),使所述計算節(jié)點與該網(wǎng)絡(luò)標識符對應(yīng)主機或虛擬機通信。二層交換機與該計算節(jié)點連接的端口的工作模式為access模式。
相應(yīng)的,云平臺“將物理服務(wù)器分為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和計算節(jié)點,在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上創(chuàng)建第一虛擬交換機、第二虛擬交換機和第三虛擬交換機,使第一虛擬交換機與第二虛擬交換機相互通信以及,第一虛擬交換機與第三虛擬交換機相互通信”的具體步驟為:
sa:選取物理服務(wù)器集群中任意至少一臺物理服務(wù)器為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,該物理服務(wù)集群中其他的物理服務(wù)器記為計算節(jié)點;
sb:在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上安裝操作系統(tǒng)以及部署虛擬交換機,使該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上形成第一虛擬交換機、第二虛擬交換機和第三虛擬交換機;操作系統(tǒng)為linux操作系統(tǒng)。
sc:創(chuàng)建虛擬網(wǎng)卡,使第一虛擬交換機與第二虛擬交換機通過虛擬網(wǎng)卡相互通信以及,第一虛擬交換機與第三虛擬交換機通過虛擬網(wǎng)卡相互通信。
云平臺“給第二虛擬交換機設(shè)置所述虛擬局域網(wǎng),將所述租戶的網(wǎng)絡(luò)模式設(shè)置為虛擬可擴展局域網(wǎng),并分配第三虛擬交換機虛擬可擴展局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)標識符,該網(wǎng)絡(luò)標識符與所述虛擬局域網(wǎng)關(guān)聯(lián),使所述計算節(jié)點與該網(wǎng)絡(luò)標識符對應(yīng)主機或虛擬機通信”的具體步驟包括:
sd:給第二虛擬交換機添加一端口并將該端口綁定所述虛擬局域網(wǎng);
se:將所述租戶的網(wǎng)絡(luò)模式設(shè)置為虛擬可擴展局域網(wǎng);
sf:給第三虛擬交換機虛擬添加一端口并分配可擴展局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)標識符至該端口,該網(wǎng)絡(luò)標識符與所述虛擬局域網(wǎng)關(guān)聯(lián);
sg:建立一連接到虛擬可擴展局域網(wǎng)隧道端點的虛擬可擴展局域網(wǎng)隧道,并建立該虛擬可擴展局域網(wǎng)隧道的ip地址和虛擬可擴展局域網(wǎng)組播組,使所述計算節(jié)點通過虛擬可擴展局域網(wǎng)隧道與該網(wǎng)絡(luò)標識符對應(yīng)主機或虛擬機通信。
本發(fā)明通過上述部署,使得在云計算的環(huán)境中,物理裸金屬服務(wù)器的虛擬網(wǎng)絡(luò)空間變得靈活,可根據(jù)租戶的需求隨時創(chuàng)建與刪除,可以靈活地關(guān)聯(lián)裸金屬服務(wù)器和虛擬網(wǎng)絡(luò)空間;可以使不同租戶租用的不同物理服務(wù)器很方便的實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的隔離,降低了裸金屬物理服務(wù)器加入軟件定義網(wǎng)絡(luò)對物理硬件設(shè)備的依賴,無需使用可編程的交換機。
對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思,做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變,而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。