Overlay网络中组播复制的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及Overlay网络技术，尤其涉及Overlay网络中组播复制的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 在云计算数据中心中，在基于VXLAN(VirtualextensibleLocalAreaNetwork， 虚拟扩展局域网）技术的Overlay组网的模型下，需要进行组播转发的流量主要是二层的 广播流量如ARP，DHCP等报文，此时Overlay网络的位于同一个二层域的每个虚拟机或者非 虚拟化的物理主机，都可能是组播源，以及组播成员。在当今的云计算数据中心中，网络通 常不会部署网络设备的组播转发功能，通常通过交换机对组播报文的头端复制的方式实现 点到多点的转发。
[0003] 当VXLAN网络的范围很大，尤其是Overlay网络中存在多个数据中心时，负责对组 播报文进行头端复制的交换机就需要进行大量的头端复制，导致CPU占用过多，浪费资源， 浪费数据中心内部的跨P〇d(positionofdevice，设备部署），跨越子网之间的网络带宽。
【发明内容】
[0004] 本申请提供一种Overlay网络中组播复制的方法及装置，能够减少Overlay网络 中的组播流量的复制，节省头端设备的CPU资源，节省数据中心内部的网络带宽。
[0005] 根据本申请实施例的第一方面，提供一种Overlay网络中组播复制的方法，运行 于SDN控制器上，该方法包括步骤：
[0006] 确定节点的类型，所述节点的类型包括根节点和非根节点，所述根节点至少包括 以下一种：包括子网根节点、站点根节点、全局根节点；
[0007] 根据所述节点的类型和所获得的网络拓扑结构，将IP地址发给各节点，并通知各 节点根据所收到的IP地址建立直连隧道，以使各节点在收到组播报文后通过所述直连隧 道转发组播报文。
[0008] 根据本申请实施例的第二方面，提供一种Overlay网络中组播复制的装置，位于 SDN控制器上，包括：
[0009] 角色决策模块，用于确定节点的类型，所述节点的类型包括根节点和非根节点，所 述根节点至少包括以下一种：包括子网根节点、站点根节点、全局根节点；
[0010] 通信模块，用于根据所述节点的类型和所获得的网络拓扑结构，将IP地址发给各 节点，并通知各节点根据所收到的IP地址，以使各节点在收到组播报文后通过所述直连隧 道转发组播报文。
[0011] 本发明的利用SDN控制器对网络中的交换机的集中控制，在SDN控制器上设置每 个节点的类型，根据不同类型建立各级节点之间的隧道，从而在虚拟网络内建立了包含多 级节点的树状结构，组播报文经过各级节点层层复制并转发，从而减少了Overlay网络中 的组播流量的复制，节省头端设备的CPU资源，节省数据中心内部的网络带宽。
【附图说明】
[0012] 图1为本申请实施例中Overlay网络的较常见的架构图；
[0013] 图2为本申请实施例中Overlay网络中组播复制的方法的流程图；
[0014] 图2a-图2d为图1所示的网络架构下各交换机传播组播报文的路径图；
[0015] 图2e为图1所示的网络架构下隧道生成后的网络拓扑图；
[0016] 图3a为本申请应用实例中Overlay网络的架构图；
[0017] 图3b为本申请应用实例中Overlay网络中组播复制的方法的流程图；
[0018] 图4为本申请实施例中Overlay网络中组播复制的装置的硬件架构图；
[0019] 图5为本申请应用实例中Overlay网络中组播复制的装置的软件逻辑框图。
【具体实施方式】
[0020] 这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及 附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例 中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附 权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0021 ] 在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。 在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的"一种"、"所述"和"该"也旨在包括多 数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语"和/或"是指 并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0022] 应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这 些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离 本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第 一信息。取决于语境，如在此所使用的词语"如果"可以被解释成为"在……时"或"当…… 时"或"响应于确定"。
[0023] Overlay网络可以基于VXLAN技术实现。VXLAN是一种将二层报文用三层协议进 行封装的技术，可以对二层网络报文在三层网络范围进行扩展。
[0024]VXLAN可应用于数据中心内部，使虚拟机可以在互相连通的三层网络范围内迀移， 而不需要改变IP地址和MAC地址，保证业务的连续性。VXLAN采用24bit的网络标识，使用 户可以创建16M相互隔离的虚拟网络，突破了VLAN技术所能表示的4K个隔离网络的限制， 这使得大规模多租户的云环境中具有了充足的虚拟网络分区资源。
[0025]VXLAN通过在物理网络的边缘设置智能实体VTEP(VXLANTunnelEndPoint， VXLAN隧道终节点），实现了虚拟网络和物理网络的隔离。VTEP之间建立隧道，在物理网络 上传输虚拟网络的数据帧，物理网络不感知虚拟网络。
[0026] 图1是本申请所适用的一种较常见的VXLAN网络的结构图。图中包括两个VXLAN 网络，每个VXLAN网络代表一个数据中心的站点。每个VXLAN网络通常包括依次连接的物 理服务器101、网关102和路由器103。
[0027]各虚拟机（虚拟机丨…16)和交换机（交换机1…8)可以部署于物理服务器101 上。交换机与网关102可以作为VXLAN网络的VTEP设备，通过建立隧道实现将虚拟机在虚 拟网络内的报文通过物理网络发送到其他虚拟机。
[0028] 图1中所示，交换机1和交换机2位于同一个物理服务器101上，两个交换机的具 有相同网段、不同的IP地址。在本申请中将同一站点内网段相同、地址不同的交换机称为 同一子网内的交换机。
[0029] 图中子网1中的交换机（交换机1和交换机3)和子网2中的交换机（交换机3 和交换机4)位于同一VXLAN网络中，两个子网的交换机具有相同的VXLAN范围，不同的网 段。在本申请中，将VXLAN范围相同、网段不同的交换机称为同一站点的交换机。
[0030] 图中VXLAN1(交换机1、2、3、4)和VXLAN2中的交换机（交换机5、6、7、8)位于不 同的VXLAN网络中，两个网络中的交换机VXLAN范围不同。本申请中将将VXLAN范围不同 的交换机称为不同站点的交换机。
[0031] 本申请中OverIay网络中部署有SDN控制器104，通过SDN控制器集中控制各个站 点的交换机。在一个例子中，用户可以预配置Overlay网络的交换机设备与SND控制器建 立连接，SDN控制器通过Openflow或者Netconf标准来与交换机通信，当然也可以是其他 的标准。SDN控制器会在所有的VTEP设备之间建立单播VXLAN隧道，承载VTEP之间的所有 VXLAN的流量。
[0032] 图2是本申请中SDN控制器的工作原理。以下将虚拟机称为组播源或组播成员， 将交换机称为节点。
[0033] S201，确定节点的类型，节点的类型包括根节点和非根节点，根节点至少包括以下 一种：包括子网根节点、站点根节点、全局根节点；
[0034] S202,根据节点的类型和所获得的网络拓扑结构，将IP地址发给各节点，并通知 各节点根据所收到的IP地址建立直连隧道，以使各节点在收到组播报文后通过所述直连 隧道转发组播报文。
[0035] 对于S201，在一个实施例中，为了确定节点的类型，SDN控制器可以获取各个节点 的处理能力参数和位置信息；处理能力参数可以包括是否支持组播复制能力参数、组播复 制能