數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中的報文轉發(fā)方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本申請涉及網(wǎng)絡通信技術領域，特別涉及一種數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中的報文轉發(fā)方法及 裝直。
【背景技術】
[0002] VXLAN(VirtualextensibleLocalAreaNetwork，虛擬擴展局域網(wǎng)）是一種在 UDP(UserDataProtocol，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）中封裝MAC(MediaAccessControl，媒體 訪問控制）的簡單機制，可以創(chuàng)建跨多個物理IP(InternetProtocol,因特網(wǎng)協(xié)議）子網(wǎng) 的虛擬二層子網(wǎng)。VXLAN可以通過一個24比特的租戶ID(S卩，VXLANID或VXLAN網(wǎng)絡ID (VXLANNetworkIdentifierorVXLANSegmentID，VNI))，在一個數(shù)據(jù)中心內(nèi)部署百萬個 虛擬網(wǎng)。而且，VXLAN報文的格式很容易在硬件中實現(xiàn)，所以將來VXLAN也許可以更緊密地 與物理網(wǎng)絡設備集成。
[0003] 如圖1所示，VXLAN報文是在以太幀的前面又封裝一個VXLAN頭，其中，VXLAN頭 是VXLAN報文的外層報頭，VXLAN頭開銷50字節(jié)，以太幀的以太頭是內(nèi)層報頭。VXLAN頭中 包括：外層MACDA(DestinationAddress，目的地址）、外層MACSA(SourceAddress，源 地址)、外層802. 1Q、外層IPDA、外層IPSA和VNI;以太幀中包括：內(nèi)層MACDA、內(nèi)層MAC SA、內(nèi)層 802.IQ和CRC(CyclicRedundancyCheck)。
[0004] 以如圖2所示的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡為例，簡要說明VXLAN的基礎應用原理。
[0005] 如圖2所示，vSwitch(虛擬交換機）啟用VXLAN功能，作為VTEP(VXLANTunnel EndPoint，VXLAN隧道的起點/終點）。
[0006] (I)MAC地址學習
[0007] 作為VTEP的vSwitch的MAC地址學習與二層交換機相似。VTEP接收到本設備直連 的VM(為了描述方便，稱為源VM(虛擬機））發(fā)出的ARP(AddressResolutionProtocol,地 址解析協(xié)議)請求之后，根據(jù)源VM上的虛擬網(wǎng)卡vNIC對應的VNI，對該ARP請求進行VXLAN 封裝得到VXLAN報文并發(fā)送給直連的物理交換機，由該物理交換機通過IP網(wǎng)絡轉發(fā)給其他 vSwitch，其中，該VXLAN報文的外層MACDA和外層IPDA分別是該VNI對應的組播組的 MAC地址和IP地址。從而，將該ARP請求轉發(fā)給了對應VXLAN內(nèi)的所有VM。
[0008] 其他vSwitch接收到該VXLAN報文之后，解封裝得到其中的VXLAN頭和ARP請求， 將該ARP請求廣播給該VXLAN頭中的VNI內(nèi)的所有VM(為了描述方便，稱為目的VM)。目 的VM接收到該ARP請求之后，返回ARP響應，通過以上方法最終單播給源VM。在此過程中， VTEP解封裝得到ARP響應后，會學習該ARP響應的源MAC地址和源IP地址。
[0009] (2)單播報文轉發(fā)
[0010] 源VTEP接收到VM發(fā)來的單播報文之后，根據(jù)該單播報文的目的MAC地址查找對 應的IP地址，查找到的IP地址即為該單播報文的目的IP地址；然后，根據(jù)該目的IP地址、 源IP地址和對應的VNI，對該單播報文進行VXLAN封裝得到VXLAN報文，之后發(fā)送給直連 的物理交換機，由該物理交換機通過IP網(wǎng)絡發(fā)送給目的VTEP。其中，IP網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡設備 (例如，交換機、路由器）會根據(jù)路由轉發(fā)該VXLAN報文給目的VTEP。
[0011] 目的VTEP解封裝該VXLAN報文得到其中的單播報文后，根據(jù)該單播報文的目的 MAC地址，將該單播報文轉發(fā)給目的VM。
[0012] 由上可見，現(xiàn)有技術中vSwitch作為VTEP，執(zhí)行VXLAN報文的封裝/解封裝和轉發(fā) 處理,但是，vSwitch是由軟件實現(xiàn)的，其轉發(fā)性能較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本申請?zhí)峁┝艘环N數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中的報文轉發(fā)方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術中存 在的vSwitch作為VTEP，轉發(fā)性能較低的問題。
[0014] 本申請的技術方案如下：
[0015] 一方面，提供了一種數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中的報文轉發(fā)方法，該數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中包括：至 少一個服務器，服務器上設置有VSwitch和VM，VM通過vSwitch連接至服務器外部的物理 交換機，該方法應用于物理交換機，該方法包括：
[0016] 針對直連服務器中的每一個VM，獲取該VM的VNIC的相關信息，將獲取到的相關 信息與本地虛擬端口關聯(lián)，其中，該相關信息包括：該vNIC的MAC地址、該vNIC所在VXLAN 的VNI、以及該vNIC所在VXLAN關聯(lián)的VLAN的VLANID;
[0017] 在接收到直連服務器發(fā)來的以太報文之后，根據(jù)以太報文中的源MC地址和VLAN ID，查找到對應的VNI;
[0018] 根據(jù)查找到的VNI，對以太報文進行VXLAN封裝得到VXLAN報文并轉發(fā)出去。
[0019] 另一方面，還提供了一種數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中的報文轉發(fā)裝置，該數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中包 括：至少一個服務器，服務器上設置有vSwitch和VM，VM通過vSwitch連接至服務器外部的 物理交換機，該裝置應用于物理交換機，該裝置包括：
[0020] 處理模塊，用于針對本物理交換機的直連服務器中的每一個VM，獲取該VM的vNIC 的相關信息，將獲取到的相關信息與本地虛擬端口關聯(lián)，其中，該相關信息包括：該vNIC的 MAC地址、該vNIC所在VXLAN的VNI、以及該vNIC所在VXLAN關聯(lián)的VLAN的VLANID;
[0021] 接收模塊，用于接收直連服務器發(fā)來的以太報文；
[0022] 查找模塊，用于在接收模塊接收到直連服務器發(fā)來的以太報文之后，根據(jù)以太報 文中的源MAC地址和VLANID，查找到對應的VNI;
[0023] 封裝解封裝模塊，用于根據(jù)查找模塊查找到的VNI，對接收模塊接收到的以太報文 進行VXLAN封裝得到VXLAN報文；
[0024] 發(fā)送模塊，用于將封裝解封裝模塊封裝得到的VXLAN報文轉發(fā)出去。
[0025] 通過本申請的技術方案，物理交換機獲取直連的服務器中的每一個VM的虛擬網(wǎng) 卡的相關信息，并將獲取到的相關信息與本地虛擬端口關聯(lián)，后續(xù)，當接收到直連服務器發(fā) 來的以太報文后，就可以根據(jù)該以太報文中的源MAC地址和VLAN，識別出對應的本地虛擬 端口，以及查找到對應的VNI，最后，根據(jù)該VNI對該以太報文進行VXLAN封裝，從而將VLAN 數(shù)據(jù)流映射入VXLAN內(nèi)做轉發(fā)。本方案中，在物理交換機上啟動例如VXLAN的overlay技 術，物理交換機作為VPET，由于物理交換機是硬件轉發(fā)，性能要高于軟件的vSwitch。而且， VXLAN數(shù)據(jù)流僅在物理交換機上可見，物理交換機和服務器之間仍然運行VLAN數(shù)據(jù)流；在 業(yè)務層面上，用戶僅看到VXLAN，根據(jù)VXLAN劃分租戶，對VLAN不可見；VLAN作為局部業(yè)務 劃分手段，VLAN標簽是系統(tǒng)自動分配，對最終用戶不可見。
【附圖說明】
[0026] 圖1是VXLAN報文的報文格式示意圖；
[0027] 圖2是數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的架構示意圖；
[0028] 圖3是本申請實施例一的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡以及VM管理中心和網(wǎng)絡管理服務器組成 的網(wǎng)絡不意圖；
[0029] 圖4是本申請實施例一的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中的報文轉發(fā)方法的流程圖；
[0030] 圖5是本申請實施例一的VDP報文中的TLV的格式示意圖；
[0031] 圖6是圖5中的FilterFormat域的取值為0x03時，F(xiàn)ilterInfo域的格式示意 圖；
[0032] 圖7是圖5中的FilterFormat域的取值為0x04時，F(xiàn)ilterInfo域的格式示意 圖；
[0033] 圖8是本申請實施例一的獲取vNIC的相關/[目息的方法二的流程圖；
[0034] 圖9是本申請實施例一的獲取vNIC的相關信息的方法四的流程圖；
[0035] 圖10是本申請實施例二的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中的報文轉發(fā)裝置的結構示意圖；
[0036] 圖11是本申請實施例三的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中的報文轉發(fā)裝置的硬件結構示意圖。
【具體實施方式】
[0037] 為了解決現(xiàn)有技術中存在的vSwitch作為VTEP，轉發(fā)性能較低的問題，以下實施 例中提供了一種數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中的報文轉發(fā)方法，以及一種可以應用該方法的裝置。
[0038] 本申請以下實施例中，如圖3所示，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中包括：至少一個物理服務器， 服務器上設置有vSwitch和VM，VM通過vSwitch連接至服務器外部的物理交換機。物理 交換機上啟用Overlay(二層報文承載于三層網(wǎng)絡）功能，Overlay例如可以是：VXLAN和 NVGRE(GenericRoutingEncapsulation，通用路由封裝）等。
[0039] 以下實施例中，以物理交換機上啟用VXLAN功能為例進行說明，此時，物理交換 機作為VTEP。VM上連接vSwitch的虛擬網(wǎng)卡（vNIC)也可以稱為VSI(VirtualStation Interface,虛擬站接口）。
[0040] 實施例一
[0041] 本申請實施例中的報文轉發(fā)方法由如圖3所示的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中的物理交換機 來執(zhí)行。如圖4所示，該方法包括以下步驟：
[0042] 步驟S102,針對直連服務器中的每一個VM，獲取該VM的vNIC的相關信息，將獲取 到的相關信息與本地虛擬端口關聯(lián)；
[0043] 其中，該相關信息包括：該vNIC的MAC地址、該vNIC所在VXLAN的VNI、以及該 vNIC所在VXLAN關聯(lián)的VLAN(虛擬局域網(wǎng)）的VLANID。
[0044] 在實際實施過程中，獲取vNIC的相關信息的方法可以有多種，本實施例中例舉了 以下四種方法進行說明。
[0045]方法一：
[0046] 該方法一中包括以下步驟：
[0047] 步驟S202,物理交換機預先創(chuàng)建VXLAN，指定該VXLAN對應的VNI;
[0048] 步驟S204,網(wǎng)絡管理服務器對VM的業(yè)務類型進行分組，分組得到的每一個業(yè)務類 型組對應一個端口策略；為每一個端口策略分配一個vNIC類別，每一個vNIC類別具有一個 vNIC類別號（VTID)和一個版本號；將上述對應關系保存在網(wǎng)絡管理服務器中的VTDB數(shù)據(jù) 庫中，即，將業(yè)務類型組、端口策略與vNIC類別之間的對應關系保存到VTDB數(shù)據(jù)庫中；
[0049] 其中，VM的業(yè)務類型例如：Webserver(網(wǎng)頁服務器)、db(database,數(shù)據(jù)庫）、 e-mail(電子郵件）等。
[0050] 端口策略中可以包括限速、允許數(shù)據(jù)流通過的VLAN等端口行為。
[0051] 步驟S206,VM管理中心（VMManager，也可稱為VM管理裝置）通過與網(wǎng)絡管理服 務器進行通信，在VTDB數(shù)據(jù)庫中查詢可用的vNIC類別，將VM的vNIC與查詢到的vNIC類 別關聯(lián)，同時指定該vNIC所在的租戶，S卩，指定該vNIC所在VXLAN;<