基于sdn的覆盖网络和物理网络的关联方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络通信领域，尤其涉及基于SDN的覆盖网络(以下统一简称为SDN覆盖网络)和物理网络的关联方法及系统。
【背景技术】
[0002]随着服务器、桌面、应用、存储等虚拟化技术的广泛应用，网络虚拟化成为云计算和数据中心技术发展的迫切需求。网络虚拟化的目的是为了在共享的同一物理网络资源上划出逻辑上独立的网络，以满足多租户、流量隔离和逻辑网络集中管控的应用趋势。而软件定义网络(Software Defined Network，SDN)对基础网络硬件设施进行整网抽象，在物理网络之上形成了逻辑意义上的覆盖网络，这使得应用层只会看到控制器抽象过的全局或局部网络视图，为网络虚拟化的实现提供了天然优势。
[0003]目前，SDN技术通常采用OpenFlow协议实现交换机/路由器在转发平面和控制平面的解耦，并通过集中控制单元(controller)向各网元设备下发流表(即数据转发规则)，完成对数据在物理层面的硬件转发控制。在虚拟机间的数据流转上，SDN则直接将流表下发至类似OpenVSwitch的虚拟交换机，通过虚拟交换机满足虚拟机之间的通信需求，利用纯软件环境构建逻辑意义上的覆盖网络，向不同租户提供所需的网络配套环境。
[0004]可见，SDN技术提供了一种面向多租户构建逻辑意义上的覆盖网络的可行解决思路。在实际应用过程中，虚拟机之间的数据包根据SDN控制器制定的转发策略完成信息交互。然而，从真实的网络环境来看，创建在宿主机(物理服务器)上的虚拟机最终还是需要通过宿主机的网卡连接到底层的物理网络中。尽管云数据中心的租户仅需要调整和配置属于自己的覆盖网络，但是当虚拟化的覆盖网络出现流量异常或网络故障时，租户缺乏直接定位到物理故障的能力，而且，网络管理人员也需要将覆盖网络与真实的物理网络相关联，才能及时发现故障点，以保证网络环境的可用性。
[0005]针对上述问题，由于传统的网络设备不支持SDN技术的相关交互协议，因此，无法基于传统网络设备实现底层物理网络和SDN覆盖网络的映射，既有网络设备无法利用。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种SDN覆盖网络和物理网络的关联方法及系统，用来解决现有技术无法基于传统网络设备实现SDN覆盖网络与物理网络关联映射的问题。
[0007]为了解决上述问题，本发明提供一种SDN覆盖网络和物理网络的关联方法，包括以下步骤:基于OpenStack开源云管理平台配置SDN覆盖网络的虚拟网络信息；确定SDN覆盖网络的虚拟网络信息与宿主机的物理网卡之间的映射关系；根据所述虚拟网络信息与宿主机的物理网卡之间的映射关系、各宿主机的物理网卡与物理网络设备各端口的连接关系以及物理网络设备各端口之间的连接关系，确定所述SDN覆盖网络在包括所述物理网络设备与宿主机的物理网络中的连接状态及数据转发路径。
[0008]进一步地，SDN覆盖网络和物理网络的关联方法，还包括:记录SDN覆盖网络的虚拟网络拓扑及所述物理网络拓扑。
[0009]进一步地，SDN覆盖网络和物理网络的关联方法，还包括:根据SDN覆盖网络的虚拟网络拓扑、SDN覆盖网络在所述物理网络中的连接状态及数据转发路径以及所述物理网络拓扑，形成可视化界面，显示SDN覆盖网络在所述物理网络中的连接状态及数据转发路径。
[0010]进一步地，基于OpenStack开源云管理平台配置SDN覆盖网络的虚拟网络信息包括:基于所述OpenStack开源云管理平台提供的网络服务Neutron组件创建虚拟网络，并将各虚拟机配置的虚拟网卡附着到所述虚拟网络中，为各虚拟网卡指派IP地址和虚拟网络访问关系，其中，所述虚拟机及虚拟网卡由OpenStack开源云管理平台提供的计算服务Nova组件创建。
[0011]进一步地，SDN覆盖网络和物理网络的关联方法，还包括:根据所述物理网络设备记录的介质访问控制MAC信息，确定各宿主机的物理网卡与物理网络设备各端口的连接关系以及物理网络设备各端口之间的连接关系。
[0012]本发明还提供一种SDN覆盖网络和物理网络的关联系统，包括配置模块、第一映射确定模块以及第二映射确定模块。所述配置模块，用于基于OpenStack开源云管理平台配置SDN覆盖网络的虚拟网络信息；所述第一映射确定模块，用于确定SDN覆盖网络的虚拟网络信息与宿主机的物理网卡之间的映射关系；所述第二映射确定模块，用于根据所述虚拟网络信息与宿主机的物理网卡之间的映射关系、各宿主机的物理网卡与物理网络设备各端口的连接关系以及物理网络设备各端口之间的连接关系，确定所述SDN覆盖网络在包括所述物理网络设备与宿主机的物理网络中的连接状态及数据转发路径。
[0013]进一步地，SDN覆盖网络和物理网络的关联系统，还包括覆盖网络拓扑计算模块，用于记录SDN覆盖网络的虚拟网络拓扑。
[0014]进一步地，SDN覆盖网络和物理网络的关联系统，还包括物理拓扑计算模块，用于记录所述物理网络拓扑。
[0015]进一步地，SDN覆盖网络和物理网络的关联系统，还包括综合拓扑展现模块，用于根据所述SDN覆盖网络的虚拟网络拓扑、所述SDN覆盖网络在所述物理网络中的连接状态及数据转发路径以及所述物理网络拓扑，形成可视化界面，显示所述SDN覆盖网络在所述物理网络中的连接状态及数据转发路径。
[0016]进一步地，第二映射确定模块，还用于根据所述物理网络设备记录的介质访问控制MAC信息，确定各宿主机的物理网卡与物理网络设备各端口的连接关系以及物理网络设备各端口之间的连接关系。
[0017]本发明基于OpenStack开源云管理平台和传统物理网络设备(交换机/路由器)，利用软件方式获取物理网络设备各端口间的连接关系以及物理网卡与物理网络设备各端口的连接关系，同时根据SDN覆盖网络的虚拟网络信息与宿主机物理网卡的映射关系，完成SDN覆盖网络的网络信息与物理网络设备各端口的匹配对应，进而根据物理网络拓扑关系梳理各个租户自定义的虚拟覆盖网络在实际物理网络中的连接关系及数据转发路径，从而实现SDN覆盖网络与物理网络的关联映射。如此，无需对现有网络环境进行全新的设备替换，既有网络设备可以利用。而且，当虚拟化的覆盖网络出现流量异常或网络故障时，租户能够直接定位到物理故障，网络管理人员根据SDN覆盖网络与真实的物理网络的关联匹配，能够及时发现故障点，从而保证网络环境的可用性。
【附图说明】
[0018]图1所示为本发明较佳实施例提供的SDN覆盖网络和物理网络的关联方法的流程图；
[0019]图2所示为本发明较佳实施例提供的SDN覆盖网络和物理网络的关联系统的示意图；
[0020]图3所不为如图2所不的SDN覆盖网络和物理网络的关联实现流程不意图。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，本发明较佳实施例提供的SDN覆盖网络和物理网络的关联方法包括以下步骤:S1:基于OpenStack开源云管理平台配置SDN覆盖网络的虚拟网络信息；S2:确定SDN覆盖网络的虚拟网络信息与宿主机的物理网卡之间的映射关系；S3:根据所述虚拟网络信息与宿主机的物理网卡之间的映射关系、各宿主机的物理网卡与物理网络设备各端口的连接关系以及物理网络设备各端口之间的连接关系，确定所述SDN覆盖网络在包括所述物理网络设备与宿主机的物理网络中的连接状态及数据转发路径。
[0022]于较佳实施例中，基于OpenStack开源云管理平台配置SDN覆盖网络的虚拟网络信息包括:基于OpenStack开源云管理平台提供的网络服务Neutron组件创建虚拟网络，并将各虚拟机配置的虚拟网卡附着到所述虚拟网络中，为各虚拟网卡指派IP地址和虚拟网络访问关系，其中，所述虚拟机及虚拟网卡由OpenStack开源云管理平台提供的计算服务Nova组件创建。
[0023]于较佳实施例中，SDN覆盖网络和物理网络的关联方法还包括以下步骤:记录SDN覆盖网络的虚拟网络拓扑及物理网络拓扑。
[0024]于较佳实施例中，SDN覆盖网络和物理网络的关联方法还包括以下步骤:记录SDN覆盖网络的虚拟网络拓扑；记录物理网络拓扑；根据SDN覆盖网络的虚拟网络拓扑、SDN覆盖网络在物理网络中的连接状态及数据转发路径以及物理网络拓扑，形成可视化界面，显示SDN覆盖网络在物理网络中的连接状态及数据转发路径。
[0025]于较佳实施例中，SDN覆盖网络和物理网络的关联方法还包括以下步骤:根据物理网络设备记录的介质访问控制(MAC)信息，确定各宿主机的物理网卡与物理网