一种虚拟可扩展局域网报文的转发方法和装置的制造方法
【专利摘要】本发明实施方式提出一种虚拟可扩展局域网(VxLAN)报文的转发方法和装置。该方法应用于第一虚拟化开放流交换机(OVS)，包括：从软件定义网络(SDN)控制器接收流表项，该流表项携带有VxLAN报文地址信息以及第一OVS上的第一上行链路(Uplink)端口，该流表项用于将从下挂在所述第一OVS上的源虚拟机接收到的、目的虚拟机下挂在第二OVS上的原始报文发送到第一OVS上的第一VxLAN端口，并由第一VxLAN端口为该原始报文附加包含VxLAN报文地址信息的VxLAN报文头以形成VxLAN报文，并用于通过第一Uplink端口发送VxLAN报文。
【专利说明】
一种虚拟可扩展局域网报文的转发方法和装置
技术领域
[0001] 本发明实施方式属于网络通信技术领域，特别是一种虚拟可扩展局域网（Virtual Extensible Local Area Network, VxLAN)报文的转发方法和装置。
【背景技术】
[0002] 软件定义网络（Software Defined Network，SDN)技术通过将网络设备的控制平 面与数据平面分离，从而实现网络流量的灵活控制。相应地，SDN架构包括SDN控制器和SDN 交换机，其中：SDN控制器和SDN交换机之间通过优选为开放流（OpenFlow)协议的SDN管 理通道进行通信，SDN控制器根据用户的配置或者动态运行的协议生成流表下发到SDN交 换机，SDN交换机依据SDN控制器下发的流表进行报文处理。
[0003] VxLAN是一种用三层协议封装二层报文的技术，可以对二层网络在三层网络内进 行扩展。它应用于数据中心内部，使虚拟机（Virtual Machine，VM)可以在互相连通的三层 网络范围内迀移，从而保证业务的连续性。VxLAN是实现重叠（Overlay)网络的热门技术之 一。通过在物理网络的边缘设置VxLAN隧道终端（VxLAN Tunnel End Point，VTEP)，可以 实现虚拟网络与物理网络的隔离。
[0004] 虚拟化开放流交换机（Open vSwitch，0VS)是一个开源的虚拟交换机。0VS可以支 持VxLAN协议，以增加对Overlay网络的支持。目前，0VS已经可以对报文进行VxLAN的头 封装，从而使用VxLAN技术来支持Overlay网络部署。然而，在现有技术的VxLAN转发中， 源虚拟机发出的报文需要经过多次查表以及IP入协议栈和IP出协议栈的处理才可以由目 的虚拟机接收，实现流程复杂，从而降低了报文转发效率。
【发明内容】
[0005] 本发明实施方式提出一种VxLAN报文的转发方法和装置，从而提高报文转发效 率。
[0006] 本发明实施方式的技术方案如下：
[0007] 本发明实施方式一方面提出了一种VxLAN报文的转发方法，所述方法应用于第一 0VS，该方法包括：
[0008] 从SDN控制器接收流表项，所述流表项携带有VxLAN报文地址信息以及所述第一 0VS上的第一上行链路Uplink端口，所述流表项用于将从下挂在所述第一 0VS上的源虚拟 机接收到的、目的虚拟机下挂在第二0VS上的原始报文发送到所述第一 0VS上的第一 VxLAN 端口，并由所述第一 VxLAN端口为该原始报文附加包含所述VxLAN报文地址信息的VxLAN 报文头以形成VxLAN报文，并用于通过所述第一 Uplink端口发送所述VxLAN报文。
[0009] 优选地，所述VxLAN报文地址信息包括下挂在所述第一 0VS上的第一 VxLAN隧道 终端的MAC地址、下挂在所述第二0VS上的第二VxLAN隧道终端的MAC地址以及所述第二 VxLAN隧道终端的IP地址。
[0010] 优选地，所述流表项包括匹配项和动作，其中所述匹配项包括源虚拟机的MAC地 址、目的虚拟机的MAC地址、源虚拟机的IP地址和目的虚拟机的IP地址，动作包括指定第 一 VxLAN端口为第一顺序出端口、携带VxLAN报文地址信息和指定所述第一 Uplink端口为 第二顺序出端口。
[0011] 本发明实施方式另一方面提出了一种VxLAN报文的转发方法，所述方法应用于第 二0VS，该方法包括：
[0012] 通过第二0VS上的第二上行链路Uplink端口接收第一 0VS上的第一 Uplink端口 发送的VxLAN报文，所述VxLAN报文是第一 0VS上的第一 VxLAN端口将原始报文附加包含 VxLAN报文地址信息的VxLAN报文头所形成的，其中所述原始报文由下挂在所述第一 0VS上 的源虚拟机发出；
[0013] 在所述第二Upl ink端口上剥离所述VxLAN报文头以恢复所述原始报文，将所述原 始报文发送到第二0VS上的第二VxLAN端口；
[0014] 在所述第二VxLAN端口，将所述原始报文发送到目的虚拟机。
[0015] 优选地，所述VxLAN报文地址信息包括下挂在所述第一 0VS上的第一 VxLAN隧道 终端的MAC地址、下挂在所述第二0VS上的第二VxLAN隧道终端的MAC地址以及所述第二 VxLAN隧道终端的IP地址。
[0016] 本发明实施方式一方面提出了一种VxLAN报文的转发装置，所述装置应用于第一 0VS，该装置包括：
[0017] 流表项接收模块，用于从SDN控制器接收流表项，所述流表项携带有VxLAN报文地 址信息以及所述第一 0VS上的第一 Uplink端口，所述流表项用于将从下挂在所述第一 0VS 上的源虚拟机接收到的、目的虚拟机下挂在第二0VS上的原始报文发送到所述第一 0VS上 的第一 VxLAN端口，并由所述第一 VxLAN端口为该原始报文附加包含所述VxLAN报文地址 信息的VxLAN报文头以形成VxLAN报文，并用于通过所述第一 Uplink端口发送所述VxLAN 报文。
[0018] 优选地，所述VxLAN报文地址信息包括下挂在所述第一 0VS上的第一 VxLAN隧道 终端的MAC地址、下挂在所述第二0VS上的第二VxLAN隧道终端的MAC地址以及所述第二 VxLAN隧道终端的IP地址。
[0019] 所述流表项包括匹配项和动作，其中匹配项包括源虚拟机的MAC地址、目的虚拟 机的MAC地址、源虚拟机的IP地址和目的虚拟机的IP地址，动作包括指定第一 VxLAN端口 为第一顺序出端口、携带VxLAN报文地址信息和指定所述第一 Uplink端口为第二顺序出端 □ 〇
[0020] 本发明实施方式一方面提出了一种VxLAN报文的转发装置，所述装置应用于第二 0VS，该装置包括：
[0021] VxLAN报文接收模块，用于通过第二0VS上的第二上行链路Uplink端口接收第一 0VS上的第一 Uplink端口发送的VxLAN报文，所述VxLAN报文是第一 0VS上的第一 VxLAN 端口将原始报文附加包含VxLAN报文地址信息的VxLAN报文头所形成的，其中所述原始报 文由下挂在所述第一 0VS上的源虚拟机发出；
[0022] 报文头剥离模块，用于在所述第二Uplink端口上剥离所述VxLAN报文头以恢复所 述原始报文，将所述原始报文发送到第二0VS上的第二VxLAN端口；
[0023] 报文发送模块，用于在所述第二VxLAN端口，将所述原始报文发送到所述目的虚 拟机。
[0024] 优选地，所述VxLAN报文地址信息包括下挂在所述第一 0VS上的第一 VxLAN隧道 终端的MAC地址、下挂在所述第二0VS上的第二VxLAN隧道终端的MAC地址以及所述第二 VxLAN隧道终端的IP地址。
[0025] 由此可见，本发明实施方式中，SDN控制器向0VS下发携带VxLAN报文地址信息和 指定出端口的流表项，从而0VS在执行VxLAN转发时可以在VxLAN端口自行封装包含VxLAN 报文地址信息的VxLAN报文头，并由指定出端口发送VxLAN报文，优化了 0VS支持VxLAN报 文的接收和发送流程，提高了 VxLAN报文的整体发送性能，有益于提高整个Overlay网络的 用户体验。
【附图说明】
[0026] 图1为现有技术中0VS支持VxLAN报文转发的示意图；
[0027] 图2为根据本发明实施方式，在源虚拟机所下挂的0VS侧的VxLAN报文转发方法 流程图；
[0028] 图3为VxLAN报文封装示意图；
[0029] 图4为根据本发明实施方式，在目的虚拟机所下挂的0VS侧的VxLAN报文转发方 法流程图；
[0030] 图5为根据本发明实施方式0VS支持VxLAN报文发送的示范性示意图；
[0031] 图6为图5中VxLAN报文发送的流程图；
[0032] 图7为根据本发明实施方式0VS支持VxLAN报文接收的示范性示意图；
[0033] 图8为图7中VxLAN报文接收的流程图；
[0034] 图9为根据本发明实施方式0VS支持VxLAN报文转发的示意图；
[0035] 图10为根据本发明实施方式，在源虚拟机所下挂的0VS侧的VxLAN报文的转发装 置结构图；
[0036] 图11为根据本发明实施方式，在目的虚拟机所下挂的0VS侧的VxLAN报文的转发 装置结构图。
【具体实施方式】
[0037] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步 的详细描述。
[0038] 图1为现有技术中0VS支持VxLAN报文转发的示意图。
[0039] 以图1中下挂在第一 0VS上的VM1与下挂在第二0VS上的VM3之间的通讯过程为 例，说明现有技术中0VS支持VxLAN报文转发的示范过程。
[0040] 在图1中：
[0041] 第一 0VS部署在主机1上，而且第一 0VS的端口 3为本地VxLAN端口，可称为 VxLanl端口；第一 0VS的端口 2为本地Uplink端口；第一 0VS的端口 1为本地VTEP的内部 (Internal)端口，该 Internal 端口的 MAC 地址：00-00-00-00-10-01，IP 地址：100. 1. 1. 1。
[0042] 第二0VS部署在主机2上，而且第二0VS的端口 3为本地VxLAN端口，可称为 VxLan2端口；第二0VS的端口 2为本地Uplink端口；第二0VS的端口 1为本地VTEP的 Internal 端口。该 Internal 端口的 MAC 地址：00-00-00-00-10-02, IP 地址：100. 1· 1· 2。
[0043] VM1 的 MAC 地址：00-00-00-00-00-01 ;VM1 的 IP 地址：192. 168. 1· 1。VM1 在第一 OVS 上的端口为端口 4。VM3 的 MAC地址：00-00-00-00-00-02 ;VM3 的 IP地址：192. 168. L 2 ; VM3在第二0VS上的端口为端口 4。
[0044] 在主机1侧，如图1的虚线11所示，第一 0VS从VM1接收到目的虚拟机为VM3的 原始报文，第一 0VS基于SDN控制器所下发的流表项1将原始报文发送到本地VxLanl端 口（即第一 0VS的端口 3)。然后，如图1的虚线12所示，该VxLanl端口为原始报文封装 VxLAN头，并将封装后的报文发到本地Internal端口（MAC地址：00-00-00-00-10-01 ;IP地 址：100. 1. 1. 1 ;端口为主机1的端口 1)。接着，如图1的虚线13所示，本地Internal端口 使能Linux本地协议栈（即IP入协议栈）为封装后的报文继续添加二层头以形成VxLAN 报文，并基于SDN控制器所下发的流表项2,将VxLAN报文发送到主机1的Uplink端口。
[0045] 在主机2侧，如图1的虚线14所示，主机2的Uplink端口从主机1的Uplink端 口接收VxLAN报文，并基于SDN控制器所下发的流表项3,将VxLAN报文发送到主机2的 Internal 口（MAC 地址：00-00-00-00-10-02 ; IP 地址：100. 1. 1. 2 ;端口 为主机 2 的端口 1)。 然后，如图1的虚线15所示，主机2的Internal 口使能Linux本地协议栈（即IP出协议 栈）剥掉VxLAN报文的二层头，再将剥离二层头后的报文发送给VxLan2端口。接着，如图 1的虚线16所示，VxLan2端口针对剥离二层头后报文继续剥离VxLAN头以获取原始报文， 并基于SDN控制器所下发的流表项4,将原始报文发送给VM3。
[0046] 表1为流表项1、流表项2、流表项3和流表项4的结构表。
[0047] 表 1
[0048]
[0049] 图3为VxLAN报文封装示意图。
[0050] 由图3可见，VxLAN报文包括原始报文和VxLAN报文头，VxLAN报文头包括二层 头和VxLAN头。二层头包括外部MAC目的地址、外部MAC源地址以及可选的802. 1Q字段。 VxLAN报文头包括外部IP目的地址、外部IP源地址和可选的VxLAN ID。具体地，在第一 0VS的VxLanl端口对原始报文封装VxLAN头；在第一 0VS的本地Internal端口为封装后 的报文继续添加二层头以形成VxLAN报文。当VxLAN报文发送到第二0VS时，第二0VS的 Internal端口从VxLAN报文中剥离二层头，并将剥离二层头后的报文发送到第二0VS的 VxLan2端口，第二OVS的VxLan2端口继续剥离VxLAN头以恢复原始报文，最后将原始报文 发送到目的虚拟机。
[0051] 从上述分析可见，在现有技术中，从VM1发出的报文需要经过四次0VS查表匹配以 及一次IP入协议栈处理和一次IP出协议栈处理才可以发送到VM3,实现流程复杂，降低了 报文转发效率。
[0052] 在本发明实施方式中，源虚拟机所下挂的0VS无需将原始报文转发到本地的 Internal端口以基于IP入协议栈处理添加二层头，而是直接在本地的VxLAN端口自行封装 包含二层头的VxLAN报文头，从而显著提升对VxLAN报文的发送性能。
[0053] 而且，在本发明实施方式中，接收VxLAN报文的0VS无需将VxLAN报文转发到本地 Internal端口以基于IP出协议栈处理剥离二层头，而是直接在本地的VxLAN端口剥离包含 二层头的VxLAN报文头，从而显著提升对VxLAN报文的接收性能。
[0054] 在本发明实施方式中，SDN控制器通过监控Overlay网络的ARP报文、邻居信息收 集、SSH登录到所管理的主机以获取VTEP IP的默认路由信息等多种方式，可以明确计算出 VxLAN发送时到不同的对端VTEP所需要的VxLAN报文地址信息（包括二层头中的MAC信息 以及对端VTEP地址信息）。因此，SDN控制器可以通过向0VS下发流表的方式，下发VxLAN 报文地址信息和指定出端口，从而0VS在执行VxLAN转发时就可以在VxLAN端口自行封装 包含二层头的VxLAN报文头，并由指定出端口发送VxLAN报文。
[0055] 图2为根据本发明实施方式，在源虚拟机所下挂的0VS侧的VxLAN报文转发方法 流程图。
[0056] 如图2所示，该方法包括：
[0057] 步骤201 :第一 0VS从SDN控制器接收流表项，该流表项携带有VxLAN报文地址信 息以及第一 0VS上的第一 Uplink端口，该流表项用于将从下挂在第一 0VS上的源虚拟机接 收到的、目的虚拟机下挂在第二0VS上的原始报文发送到第一 0VS上的第一 VxLAN端口， 并由第一 VxLAN端口为该原始报文附加包含VxLAN报文地址信息的VxLAN报文头以形成 VxLAN报文，并用于通过第一 Uplink端口发送VxLAN报文。
[0058] 在一个实施方式中，该流表项包括匹配项和动作，其中匹配项包括源虚拟机的MAC 地址、目的虚拟机的MAC地址、源虚拟机的IP地址和目的虚拟机的IP地址，动作包括指定 第一 VxLAN端口为第一顺序出端口、携带VxLAN报文地址信息和指定第一 Uplink端口为第 二顺序出端口。
[0059] 具体地，第一 0VS从源虚拟机接收到原始报文时，首先判断原始报文中携带的源 虚拟机的MAC地址、目的虚拟机的MAC地址、源虚拟机的IP地址和目的虚拟机的IP地址是 否与流表项的匹配项相匹配，当判定相匹配时，首先将原始报文转发到作为第一顺序出端 口的第一 VxLAN端口，并在第一 VxLAN端口封装包括VxLAN报文地址信息的VxLAN报文头 以形成VxLAN报文，再将VxLAN报文发送到作为第二顺序出端口的第一 Uplink端口，并由 第一 Uplink端口发送VxLAN报文。
[0060] 在这里，第一 0VS从SDN控制器接收到流表项后，可以从流表项中获取VxLAN报文 地址信息。在一个实施方式中，VxLAN报文地址信息包括下挂在第一 0VS上的第一 VTEP的 MAC地址（对应于图3中的外部MAC源地址）、下挂在第二0VS上的第二VTEP的MAC地址 (对应于图3中的外部MAC源地址）以及第二VTEP的IP地址（对应于图3中的外部IP目 的地址）。因此，第一 OVS可以在第一 VxLAN端口上，基于下挂在第一 OVS上的第一 VTEP的 MAC地址和下挂在第二0VS上的第二VTEP的MAC地址构建二层头。而且，由于在第一 0VS中 预先保存有下挂在第一 0VS上的第一 VTEP的IP地址（对应于图3中的外部IP源地址）， 第一 0VS可以在第一 VxLAN端口上，基于从VxLAN报文地址信息中获取的第二VTEP的IP 地址（对应于图3中的外部IP目的地址）、下挂在第一 OVS上的第一 VTEP的IP地址、UDP 信息和可选的VxLAN ID构建VxLAN头。
[0061] 因此，当原始报文的目的虚拟机下挂在不同于第一 OVS的第二OVS上时，第一 OVS 可以为原始报文附加包含二层头和VxLAN头的VxLAN报文头，从而最终形成VxLAN报文，并 通过第一 Uplink端口发送VxLAN报文。
[0062] 步骤202 :第二0VS上的第二Uplink端口接收VxLAN报文并从VxLAN报文中剥离 VxLAN报文头以恢复原始报文，将原始报文发送到第二0VS上的第二VxLAN端口，并由第二 VxLAN端口将原始报文发送到目的虚拟机。
[0063] 在这里，第二0VS上的第二Uplink端口接收VxLAN报文后，直接从VxLAN报文中 剥离VxLAN报文头以恢复原始报文，并将原始报文发送到第二0VS上的第二VxLAN端口，从 而由第二VxLAN端口将原始报文发送到目的虚拟机。
[0064] 在一个实施方式中，当原始报文的目的虚拟机下挂在第一 0VS上时，不需要将原 始报文发送到第一 0VS上的VxLAN端口，而是直接将原始报文转发到第一 0VS上的非VxLAN 端口。具体地，包括：从SDN控制器接收转发非VxLAN报文的流表项，该转发非VxLAN报文 的流表项用于将从下挂在第一 0VS上的源虚拟机接收到的、目的虚拟机下挂在第一 0VS上 的原始报文发送到第一 0VS上的非VxLAN端口。
[0065] 基于上述分析，本发明还提出了一种在目的虚拟机所下挂的0VS侧的VxLAN报文 转发方法。
[0066] 图4为根据本发明实施方式，在目的虚拟机所下挂的0VS侧的VxLAN报文转发方 法流程图。
[0067] 如图4所示，该方法包括：
[0068] 步骤401 :第二0VS上的第二Up link端口接收第一 0VS上的第一 Up link端口发送 的VxLAN报文。该VxLAN报文是第一 0VS上的第一 VxLAN端口将原始报文附加包含VxLAN 报文地址信息的VxLAN报文头所形成的，其中原始报文由下挂在第一 0VS上的源虚拟机发 出。
[0069] 步骤402 :在第二Uplink端口上剥离VxLAN报文头以恢复原始报文，将原始报文 发送到第二0VS上的第二VxLAN端口。
[0070] 步骤403 :在第二VxLAN端口，基于从SDN控制器接收的流表项，将原始报文发送 到目的虚拟机。优选地，该流表项的匹配项包括原始报文的源地址和目的地址，动作包括指 定出端口为原始报文的目的虚拟机下挂在第二0VS上的端口。
[0071 ] 在一个实施方式中，VxLAN报文地址信息包括下挂在第一 0VS上的第一 VxLAN隧道 终端的MAC地址、下挂在第二0VS上的第二VxLAN隧道终端的MAC地址以及第二VxLAN隧 道终端的IP地址。
[0072] 在一个实施方式中，该方法还包括：
[0073] 第二0VS从SDN控制器接收用于转发非VxLAN报文的流表项。第二Up 1 ink端口从 第一 Uplink端口接收到非VxLAN报文时，第二OVS基于该用于转发非VxLAN报文的流表项 转发非VxLAN报文。优选地，用于转发非VxLAN报文的流表项的匹配项包括非VxLAN报文 的源地址和目的地址，动作包括指定出端口为非VxLAN报文的目的虚拟机下挂在第二0VS 上的端口。
[0074] 下面结合实例，详细说明根据本发明实施方式0VS支持VxLAN报文发送的过程。
[0075] 图5为根据本发明实施方式0VS支持VxLAN报文发送的示范性示意图。
[0076] 如图5所示：
[0077] 第一 0VS部署在主机1上，而且第一 0VS的端口 3为本地VxLAN端口，可称为 VxLanl端口；第一 0VS的端口 2为本地Uplink端口；第一 0VS的端口 1为本地VTEP的 Internal 端口，该 Internal 端口的 MAC 地址：00-00-00-00-10-01, IP 地址：100. 1. 1. 1。 VM1在第一 0VS上的接入端口为端口 4。
[0078] 第一 0VS从SDN控制器接收流表项1，该流表项1携带有VxLAN报文地址信息以 及第一 0VS的Uplink端口。具体地，参考图5及图7, VxLAN报文地址信息包括下挂在第一 0VS 上的第一 VTEP 的 MAC 地址（即 Internal 端口的 MAC 地址：00-00-00-00-10-01)、下挂 在第二0VS 上的第二 VTEP 的MAC地址（即 Internal 端口的MAC地址：00-00-00-00-10-02) 以及第二VTEP的IP地址（即IP地址：100. 1. 1. 2)。
[0079] 在主机1侧，如图5的虚线11所示，当第一 0VS从VM1接收原始报文，而且该原始 报文的目的虚拟机下挂在不同于第一 0VS的其它0VS上时，第一 0VS基于SDN控制器所下 发的流表项1将原始报文发送到本地VxLanl端口（即第一 0VS的端口 3)。然后，如图5的 虚线12所示，该VxLanl端口基于流表项1所携带的VxLAN报文地址信息，为该原始报文附 加包含VxLAN报文地址信息的VxLAN报文头以形成VxLAN报文。而且，该VxLanl端口还基 于流表项1，将VxLAN报文发送到第一 0VS的Uplink端口，从而由第一 0VS的Uplink端口 发送VxLAN报文。
[0080] 可见，相比现有技术VxLAN报文发送流程，本发明的VxLAN报文发送过程减少了一 次IP协议栈发送流程以及一次0VS查表转发过程。
[0081 ] 图6为图5中发送VxLAN报文的流程图。
[0082] 如图6所示，该方法包括：
[0083] 步骤601 :第一 0VS从VM1接收原始报文。
[0084] 步骤602 :第一 0VS判断该原始报文的出端口是否为VxLAN 口，如果是则执行步骤 604及其后续步骤，如果不是则执行步骤603。
[0085] 步骤603 :发送该原始报文，并结束本流程。
[0086] 步骤604 :在VxLAN 口，为原始报文封装VxLAN头。
[0087] 步骤605 :在VxLAN 口，为封装VxLAN头的报文继续封装二层头，从而形成VxLAN报 文。
[0088] 步骤606 :在Uplink端口发送VxLAN报文。
[0089] 下面结合实例，详细说明根据本发明实施方式0VS支持VxLAN报文接收的过程。
[0090] 图7为根据本发明实施方式0VS支持VxLAN报文接收的示范性示意图。
[0091] 如图7所示：
[0092] 第二0VS部署在主机2上，而且第二0VS的端口 3为本地VxLAN端口，可称为 VxLan2端口；第二OVS的端口 2为本地Uplink端口；第二OVS的端口 1为本地VTEP的 Internal 端口。该 Internal 端口的 MAC 地址：00-00-00-00-10-02, IP 地址：100. 1. 1. 2。 VM3 的 MAC 地址：00-00-00-00-00-02 ;VM3 的 IP 地址：192. 168. 1. 2 ;VM3 在第二 0VS 上的接 入端口为端口 4。
[0093] 在主机2侧，如图7的虚线13所示，主机2的Uplink端口从其它0VS的Uplink 端口接收VxLAN报文，从VxLAN报文中剥离VxLAN报文头以恢复原始报文，将原始报文发送 到第二0VS上的VxLAN端口。第二0VS上的VxLAN端口基于SDN控制器下发的流表项2,将 原始报文发送到目的虚拟机（比如VM3)。可见，相比现有技术流程，本发明的VxLAN报文接 收过程减少了一次IP协议栈接收流程以及一次0VS查表转发流程。
[0094] 图8为图7中接收VxLAN报文的流程图。
[0095] 如图8所示，该方法包括：
[0096] 步骤801 :第二0VS通过Uplink端口，从其它0VS接收到报文。
[0097] 步骤802 :第二0VS判断该接收到的报文是否为VxLAN报文，如果是则执行步骤 804及其后续步骤，如果不是则执行步骤803并结束本流程。
[0098] 步骤803 :转发该接收到的报文，并结束本流程。
[0099] 步骤804 :在Uplink端口，剥离VxLAN报文头，并将剥离VxLAN报文头的原始报文 发送到VxLAN 口。
[0100] 步骤805 :在VxLAN 口，转发该原始报文。
[0101] 表2为流表项1和流表项2的示范性结构表。
[0102] 表 2
[0103]
[0104] 图9为根据本发明实施方式0VS支持VxLAN报文转发的整体示意图，在图9中整 体合并了图5和图7。
[0105] 结合图9以及从上述详细分析可见，在本发明中，从VM1发出的报文只需经过两次 0VS查表匹配即可以发送到VM3,无需再执行IP入协议栈处理和IP出协议栈处理，因此本 发明降低了实现流程复杂，提高了报文转发效率。经过试验数据采集发现，本发明优化后的 性能指标比优化前的性能指标可以有30%以上的提升。
[0106] 基于上述详细分析，本发明实施方式还提出了在源虚拟机所下挂的0VS侧的 VxLAN报文的转发装置。
[0107] 图10为根据本发明实施方式，在源虚拟机所下挂的0VS侧的VxLAN报文的转发装 置结构图。
[0108] 如图10所示，该装置1000应用于第一 0VS(即源虚拟机所下挂的0VS)，该装置 1000包括：
[0109] 流表项接收模块1001，用于从SDN控制器接收流表项，该流表项携带有VxLAN报文 地址信息以及第一 0VS上的第一上行链路Uplink端口；
[0110] 该流表项用于将从下挂在第一 0VS上的源虚拟机接收到的、目的虚拟机下挂在第 二0VS上的原始报文发送到第一 0VS上的第一 VxLAN端口，并由第一 VxLAN端口为该原始 报文附加包含VxLAN报文地址信息的VxLAN报文头以形成VxLAN报文，并用于通过第一 Up 1 ink端口发送VxLAN报文。
[0111] 在一个实施方式中，VxLAN报文地址信息包括下挂在第一 0VS上的第一 VxLAN隧道 终端的MAC地址、下挂在第二0VS上的第二VxLAN隧道终端的MAC地址以及第二VxLAN隧 道终端的IP地址。
[0112] 在一个实施方式中，流表项包括匹配项和动作，其中匹配项包括源虚拟机的MAC 地址、目的虚拟机的MAC地址、源虚拟机的IP地址和目的虚拟机的IP地址，动作包括指定 第一 VxLAN端口为第一顺序出端口、携带VxLAN报文地址信息和指定第一 Uplink端口为第 二顺序出端口。
[0113] 在一个实施方式中：
[0114] 流表项接收模块1001，还用于从SDN控制器接收用于转发非VxLAN报文的流表项， 该用于转发非VxLAN报文的流表项用于将从下挂在第一 0VS上的源虚拟机接收到的、目的 虚拟机下挂在第一 0VS上的原始报文发送到第一 0VS上的非VxLAN端口。
[0115] 基于上述详细分析，本发明实施方式还提出了在目的虚拟机所下挂的0VS侧的 VxLAN报文的转发装置。
[0116] 图11为根据本发明实施方式，在目的虚拟机所下挂的0VS侧的VxLAN报文的转发 装置结构图，该装置应用于第二0VS(即目的虚拟机所下挂的0VS)。
[0117] 如图11所示，该装置1100包括：
[0118] VxLAN报文接收模块1101，用于通过第二0VS上的第二Uplink端口接收第一 0VS 上的第一 Uplink端口发送的VxLAN报文，VxLAN报文是第一 0VS上的第一 VxLAN端口将原 始报文附加包含VxLAN报文地址信息的VxLAN报文头所形成的，其中原始报文由下挂在第 一 0VS上的源虚拟机发出；
[0119] 报文头剥离模块1102，用于在第二Upl ink端口上剥离VxLAN报文头以恢复原始报 文，将原始报文发送到第二0VS上的第二VxLAN端口；
[0120] 报文发送模块1103,用于在第二VxLAN端口，基于从SDN控制器接收的流表项，将 原始报文发送到所述目的虚拟机。
[0121] 在一个实施方式中，该流表项的匹配项包括原始报文的源地址和目的地址，动作 包括指定出端口为原始报文的目的虚拟机下挂在第二ovs上的端口。
[0122] 在一个实施方式中，VxLAN报文地址信息包括下挂在第一 0VS上的第一 VxLAN隧道 终端的MAC地址、下挂在第二0VS上的第二VxLAN隧道终端的MAC地址以及第二VxLAN隧 道终端的IP地址。
[0123] 在一个实施方式中，该装置1100还包括：
[0124] 非VxLAN报文接收模块1104,用于通过第二Uplink端口，从第一 0VS上的第一 Uplink端口接收非VxLAN报文；
[0125] 报文发送模块1103,还用于基于从SDN控制器接收的用于转发非VxLAN报文的流 表项转发非VxLAN报文。
[0126] 在一个实施方式中，用于转发非VxLAN报文的流表项的匹配项包括非VxLAN报文 的源地址和目的地址，动作包括指定出端口为非VxLAN报文的目的虚拟机下挂在第二0VS 上的端口。
[0127] 综上所述，本发明实施方式中，SDN控制器通过向0VS下发流表项的方式，可以向 0VS提供VxLAN报文地址信息和指定出端口，0VS在执行VxLAN转发时可以在VxLAN端口 自行封装包含二层头的VxLAN报文头，并由指定出端口发送VxLAN报文，从而优化了 0VS 支持VxLAN报文的接收和发送流程，提高了 VxLAN报文的整体发送性能，有益于提高整个 Overlay网络的用户体验。
[0128] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在 本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。
【主权项】
1. 一种虚拟可扩展局域网VxLAN报文的转发方法，其特征在于，所述方法应用于第一 虚拟化开放流交换机OVS，该方法包括： 从软件定义网络SDN控制器接收流表项，所述流表项携带有VxLAN报文地址信息以及 所述第一 OVS上的第一上行链路Uplink端口； 所述流表项用于将从下挂在所述第一 OVS上的源虚拟机接收到的、目的虚拟机下挂在 第二OVS上的原始报文发送到所述第一 OVS上的第一 VxLAN端口，并由所述第一 VxLAN端 口为该原始报文附加包含所述VxLAN报文地址信息的VxLAN报文头以形成VxLAN报文，并 用于通过所述第一 Uplink端口发送所述VxLAN报文。2. 根据权利要求1所述的VxLAN报文的转发方法，其特征在于，所述VxLAN报文地址信 息包括下挂在所述第一 OVS上的第一 VxLAN隧道终端的媒体访问控制MAC地址、下挂在所 述第二OVS上的第二VxLAN隧道终端的MAC地址以及所述第二VxLAN隧道终端的IP地址。3. 根据权利要求1所述的VxLAN报文的转发方法，其特征在于，所述流表项包括匹配项 和动作，其中所述匹配项包括源虚拟机的MAC地址、目的虚拟机的MAC地址、源虚拟机的IP 地址和目的虚拟机的IP地址，动作包括指定第一VxLAN端口为第一顺序出端口、携带VxLAN 报文地址信息和指定所述第一 Uplink端口为第二顺序出端口。4. 一种虚拟可扩展局域网VxLAN报文的转发方法，其特征在于，所述方法应用于第二 虚拟化开放流交换机OVS，该方法包括： 通过第二OVS上的第二上行链路Uplink端口接收第一 OVS上的第一 Uplink端口发送 的VxLAN报文，所述VxLAN报文是第一 OVS上的第一 VxLAN端口将原始报文附加包含VxLAN 报文地址信息的VxLAN报文头所形成的，其中所述原始报文由下挂在所述第一 OVS上的源 虚拟机发出； 在所述第二Uplink端口上剥离所述VxLAN报文头以恢复所述原始报文，将所述原始 报文发送到第二0VS上的第二VxLAN端口； 在所述第二VxLAN端口，将所述原始报文发送到目的虚拟机。5. 权利要求1所述的VxLAN报文的转发方法，其特征在于，所述VxLAN报文地址信息包 括下挂在所述第一 0VS上的第一 VxLAN隧道终端的MAC地址、下挂在所述第二0VS上的第 二VxLAN隧道终端的MAC地址以及所述第二VxLAN隧道终端的IP地址。6. -种虚拟可扩展局域网VxLAN报文的转发装置，其特征在于，所述装置应用于第一 虚拟化开放流交换机0VS，该装置包括： 流表项接收模块，用于从SDN控制器接收流表项，所述流表项携带有VxLAN报文地址 信息以及所述第一 0VS上的第一上行链路Uplink端口，所述流表项用于将从下挂在所述第 一 0VS上的源虚拟机接收到的、目的虚拟机下挂在第二0VS上的原始报文发送到所述第一 0VS上的第一 VxLAN端口，并由所述第一 VxLAN端口为该原始报文附加包含所述VxLAN报 文地址信息的VxLAN报文头以形成VxLAN报文，并用于通过所述第一 Up 1 ink端口发送所述 VxLAN报文。7. 根据权利要求6所述的VxLAN报文的转发装置，其特征在于，所述VxLAN报文地址信 息包括下挂在所述第一 0VS上的第一 VxLAN隧道终端的MAC地址、下挂在所述第二0VS上 的第二VxLAN隧道终端的MAC地址以及所述第二VxLAN隧道终端的IP地址。8. 根据权利要求6所述的VxLAN报文的转发装置，其特征在于，所述流表项包括匹配项 和动作，其中匹配项包括源虚拟机的MAC地址、目的虚拟机的MAC地址、源虚拟机的IP地址 和目的虚拟机的IP地址，动作包括指定第一 VxLAN端口为第一顺序出端口、携带VxLAN报 文地址信息和指定所述第一 Uplink端口为第二顺序出端口。9. 一种虚拟可扩展局域网VxLAN报文的转发装置，其特征在于，所述装置应用于第二 虚拟化开放流交换机OVS，该装置包括： VxLAN报文接收模块，用于通过第二OVS上的第二上行链路Uplink端口接收第一 OVS 上的第一 Uplink端口发送的VxLAN报文，所述VxLAN报文是第一 OVS上的第一 VxLAN端口 将原始报文附加包含VxLAN报文地址信息的VxLAN报文头所形成的，其中所述原始报文由 下挂在所述第一 OVS上的源虚拟机发出； 报文头剥离模块，用于在所述第二Upl ink端口上剥离所述VxLAN报文头以恢复所述原 始报文，将所述原始报文发送到第二OVS上的第二VxLAN端口； 报文发送模块，用于在所述第二VxLAN端口，将所述原始报文发送到目的虚拟机。10. 权利要求9所述的VxLAN报文的转发装置，其特征在于，所述VxLAN报文地址信息 包括下挂在所述第一 OVS上的第一 VxLAN隧道终端的MAC地址、下挂在所述第二OVS上的 第二VxLAN隧道终端的MAC地址以及所述第二VxLAN隧道终端的IP地址。
【文档编号】H04L12/46GK105991389SQ201510070865
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月11日
【发明人】张寅飞, 林涛, 温涛, 任维春, 张广辉
【申请人】杭州华三通信技术有限公司