分布式虚拟交换装置及转发方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络虚拟化技术领域，尤其涉及分布式虚拟交换装置及转发方法。
【背景技术】
[0002]随着企业网络规模的不断增长和基于云计算网络环境的大量部署，数据中心网络也显著地变得更加复杂。在数据中心网络中，由于所需的网桥的数量急剧增长，虚拟化技术更增加了数据中心网络的复杂性，并改变了数据中心的网络部署方式。
【发明内容】
[0003]本发明提供分布式虚拟交换装置及转发方法，以实现基于VXLAN的跨越数据中心物理网络的分布式虚拟交换装置及在该装置中的数据转发。
[0004]本发明的技术方案是这样实现的:
[0005]一种分布式虚拟交换装置，该装置包括:虚拟以太网模块VEM和虚拟监督者模块VSM，其中:
[0006]所述VEM包括:
[0007]转发表项维护模块:学习本地虚拟网络媒体访问控制vNet MAC转发表项，表项内容包括:虚拟扩展局域网标识VXLAN ID、目的MAC地址和虚拟出端口 vPort信息，并将该表项通过虚拟监督者模块VSM同步到同一 VXLAN内的所有VEM ;接收并保存VSM同步来的其它VEM学习到的vNet MAC转发表项；
[0008]隧道维护模块:接收并保存VSM发来的VXLAN隧道表项；
[0009]第一转发模块:从本地端口接收报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找对应的vNet MAC转发表项，若查找到且表项中的vPort信息未指向本地端口，则将报文和该vPort信息发送给第二转发模块，所述vPort信息由本VEM的VTEP IP地址信息和物理端口信息组成；
[0010]第二转发模块:接收第一转发模块发来的报文和vPort信息,根据该vPort信息解析出目的VEM的VXLAN隧道端点VTEP IP地址，根据该VTEP IP地址查找到对应的隧道表项，根据该隧道表项对报文进行VXLAN隧道封装，将报文发送给数据中心物理网络；
[0011]所述VSM包括:
[0012]匹配关系维护模块:维护vNet-VEM匹配表，每条表项根据VEM发来的VXLAN ID和VTEP IP地址的对应关系而建立；
[0013]表项同步模块:接收VEM发来的vNet MAC转发表项，根据表项中的VXLAN ID，并结合匹配关系维护模块维护的vNet-VEM匹配表，将该vNet MAC转发表项同步到同一VXLAN内的所有VEM;
[0014]隧道建立模块:根据匹配关系维护模块维护的vNet-VEM匹配表，为属于同一VXLAN的VEM之间建立VXLAN隧道，将对应的隧道表项发送给对应的VEM，隧道表项的内容包括:VXLAN ID和目的VTEP的IP地址。
[0015]所述第二转发模块进一步用于，
[0016]接收来自数据中心物理网络的报文，对该报文进行VXLAN隧道解封装，将得到的原始报文发送给第一转发模块；
[0017]所述第一转发模块进一步用于，
[0018]接收第二转发模块发来的原始报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找自身的vNet MAC转发表项，根据表项中的vPort信息将报文转发出去。
[0019]所述转发表项维护模块进一步用于，
[0020]为每条vNet MAC转发表项设置生存周期，当生存周期到达后，根据表项对应的VXLAN ID,通过VSM通知同一 VXLAN内的所有VEM删除该表项。
[0021 ] 所述转发表项维护模块进一步用于，
[0022]接收第三方系统静态配置的本地vNet MAC转发表项，并将该表项通过VSM同步到同一 VXLAN内的所有VHM。
[0023]一种VEM，位于上述分布式虚拟交换装置中，该VEM包括:
[0024]转发表项维护模块:学习本地vNet MAC转发表项，表项内容包括:VXLAN ID、目的MAC地址和vPort信息，并将该表项通过VSM同步到同一 VXLAN内的所有VEM ;接收并保存VSM同步来的其它VEM学习到的vNet MAC转发表项；
[0025]隧道维护模块:接收并保存VSM发来的VXLAN隧道表项；
[0026]第一转发模块:从本地端口接收报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找对应的vNet MAC转发表项，若查找到且表项中的vPort信息未指向本地端口，则将报文和该vPort信息发送给第二转发模块；
[0027]第二转发模块:接收第一转发模块发来的报文和vPort信息，根据该vPort信息解析出目的VEM的VTEP IP地址，根据该VTEP IP地址查找到对应的隧道表项，根据该隧道表项对报文进行VXLAN隧道封装，将报文发送给数据中心物理网络。
[0028]所述第二转发模块进一步用于，
[0029]接收来自数据中心物理网络的报文，对该报文进行VXLAN隧道解封装，将得到的原始报文发送给第一转发模块；
[0030]所述第一转发模块进一步用于，
[0031]接收第二转发模块发来的原始报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找对应的vNet MAC转发表项，根据表项中的vPort信息将报文转发出去。
[0032]所述转发表项维护模块进一步用于，
[0033]为每条vNet MAC转发表项设置生存周期，当生存周期到达后，根据表项对应的VXLAN ID,通过VSM通知同一 VXLAN内的所有VEM删除该表项。
[0034]所述转发表项维护模块进一步用于，
[0035]接收第三方系统静态配置的本地vNet MAC转发表项，并将该表项通过VSM同步到同一 VXLAN内的所有VHM。
[0036]一种VSM，位于上述分布式虚拟交换装置中，该VSM主要包括:
[0037]匹配关系维护模块:维护vNet-VEM匹配表，每条表项根据VEM上报的VXLAN ID和VTEP IP地址的对应关系而建立；
[0038]表项同步模块:接收VEM发来的vNet MAC转发表项，根据表项中的VXLAN ID，并结合匹配关系维护模块维护的vNet-VEM匹配表，确定属于同一 VXLAN的所有VEM的VTEP IP地址，将该表项同步到该所有VEM ；
[0039]隧道建立模块:根据匹配关系维护模块维护的vNet-VEM匹配表，为属于同一VXLAN内的VEM之间建立VXLAN隧道，并将对应的隧道表项发送给对应的VEM，所述隧道表项的内容包括:VXLAN ID和目的VTEP的IP地址。
[0040]一种分布式虚拟交换装置中的转发方法，该方法包括:
[0041]VEM学习本地vNet MAC转发表项，表项内容包括:VXLAN ID、目的MAC地址和vPort信息，并将该表项通过VSM同步到同一 VXLAN内的所有VEM ;接收并保存VSM同步来的其它VEM学习到的vNet MAC转发表项；
[0042]VEM接收并保存VSM发来的VXLAN隧道表项，隧道表项的内容包括:VXLAN ID和目的VTEP的IP地址；
[0043]VEM从本地端口接收报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找对应的vNetMAC转发表项，若查找到且表项中的vPort信息未指向本地端口，则根据该vPort信息解析出目的VEM的VTEP IP地址，根据该VTEPIP地址查找到对应的隧道表项，根据该隧道表项对报文进行VXLAN隧道封装，将报文发送给数据中心物理网络。
[0044]所述VEM进一步用于，
[0045]接收来自数据中心物理网络的报文，对该报文进行VXLAN隧道解封装，根据得到的原始报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找自身的vNet MAC转发表项，根据表项中的vPort信息将报文转发出去。
[0046]所述VEM学习本地vNet MAC转发表项进一步包括:
[0047]VEM为该表项设置生存周期，当生存周期到达后，根据表项对应的VXLAN ID,通过VSM通知同一 VXLAN内的所有VEM删除该表项。
[0048]所述方法进一步包括:
[0049]VEM接收第三方系统静态配置的本地vNet MAC转发表项，并将该表项通过VSM同步到同一 VXLAN内的所有VHM。
[0050]所述方法进一步包括:
[0051]VEM接收第三方系统发来的更新后的本地vNet MAC转发表项，将该表项通过VSM同步更新到同一 VXLAN内的所有VEM。
[0052]可见，本发明实现了基于VXLAN的跨越数据中心物理网络的分布式虚拟交换装置及在该装置中的数据转发。
【附图说明】
[0053]图1为vSwitch的网络位置示意图；
[0054]图2为某分布式虚拟交换机示意图；
[0055]图3为VXLAN报文的格式示意图；
[0056]图4为VXLAN的基础应用原理示意图；
[0057]图5为本发明实施例提供的基于VXLAN的分布式虚拟交换装置的组成示意图；
[0058]图6为本发明实施例提供的分布式虚拟交换装置中的VEM的组成示意图；
[0059]图7为本发明实施例提供的分布式虚拟交换装置中的VSM的组成示意图；
[0060]图8为本发明实施例提供的应用于图5所示的分布式虚拟交换装置中的数据转发方法流程图；<