基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，虛擬擴(kuò)展局域網(wǎng)(Virtual extensible Local Area Network, VXLAN)是一種進(jìn)行大二層虛擬網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的隧道封裝技術(shù)，這個(gè)技術(shù)在IETF已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)草案，并已經(jīng)成為業(yè)界主流的虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一，VXLAN定義了一個(gè)VXLAN隧道終點(diǎn)(VXLAN Tunnel EndPoint, VTEP)的實(shí)體，VTEP將虛擬機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)封裝到用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議(User DatagramProtocol, UDP)包頭內(nèi)再發(fā)送出去，虛擬機(jī)本身的媒介訪問(wèn)控制(Media Access Control，MAC)地址和VLAN信息在經(jīng)過(guò)封裝后已經(jīng)不作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的依據(jù)。VXLAN為虛擬機(jī)的數(shù)據(jù)包加上了層層包頭，這些新的包頭只有在數(shù)據(jù)到達(dá)目的地后才會(huì)被去掉。中間路徑的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備只會(huì)根據(jù)外層包頭內(nèi)的目的地址進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，對(duì)于轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來(lái)說(shuō)，一個(gè)VXLAN數(shù)據(jù)包跟一個(gè)普通數(shù)據(jù)包沒(méi)有區(qū)別。由于虛擬機(jī)本身的VLAN信息對(duì)外已不可見(jiàn)，VXLAN 添加了一個(gè)新的標(biāo)簽 VXLAN 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符(VXLAN Network Identifier，VNI)，VNI 取代VLAN用來(lái)表示不同的VXLAN網(wǎng)段，只有具有相同VNI，處于同一 VXLAN網(wǎng)段內(nèi)的虛擬機(jī)才能互相通信。
[0003]VXLAN在學(xué)習(xí)地址的時(shí)候仍然保存著二層協(xié)議的特征，節(jié)點(diǎn)之間不會(huì)周期性地交換各自掌握的路由表，對(duì)于不認(rèn)識(shí)的MAC地址，VXLAN仍然依靠類似廣播的行為來(lái)獲取路徑信息。由于VXLAN是一個(gè)基于IP傳輸?shù)膮f(xié)議，VXLAN選擇了使用IP組播來(lái)承載二層的廣播流量。每一個(gè)VXLAN節(jié)點(diǎn)都會(huì)加入一個(gè)特定的組播組，這個(gè)組播組就好像以太網(wǎng)環(huán)境中的廣播域。當(dāng)一個(gè)虛擬機(jī)發(fā)出地址解析協(xié)議(Address Resolut1n Protocol，ARP)請(qǐng)求，這個(gè)請(qǐng)求通過(guò)VXLAN封裝后被發(fā)送到這個(gè)組播組內(nèi)，只有加入這個(gè)組的VTEP才會(huì)收到這個(gè)ARP請(qǐng)求，繼而完成二層的地址學(xué)習(xí)過(guò)程。
[0004]然而，VXLAN這種類似傳統(tǒng)二層協(xié)議的控制平面存在著以下問(wèn)題:需要節(jié)點(diǎn)支持組播協(xié)議，并且必須加入組播組，在大規(guī)模部署時(shí)顯得過(guò)于復(fù)雜，現(xiàn)在云數(shù)據(jù)中心的環(huán)境中已經(jīng)趨向于采用在控制模塊的層面采用軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Networking,SDN)的方式來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的控制，SDN網(wǎng)絡(luò)中由一個(gè)SDN控制模塊對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如交換機(jī)進(jìn)行集中控制，比較典型的是OpenFlow (開(kāi)放流網(wǎng)絡(luò))，而VXLAN這種類似傳統(tǒng)二層協(xié)議的控制平面無(wú)法有效的和現(xiàn)在的控制模塊進(jìn)行融合，不能實(shí)現(xiàn)軟件定義的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的需求，也沒(méi)有解決VXLAN之間路由的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種能避免組播協(xié)議的復(fù)雜的通信系統(tǒng)及方法。
[0006]一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)，其用于在虛擬機(jī)之間進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，所述基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)包括一個(gè)上報(bào)模塊及一個(gè)控制模塊，所述上報(bào)模塊用于在每個(gè)虛擬機(jī)加入VXLAN網(wǎng)絡(luò)時(shí)獲取并上報(bào)虛擬機(jī)的IP地址、MAC地址、VNI編號(hào)及虛擬機(jī)所在VETP的IP地址，所述控制模塊用于接收上報(bào)的虛擬機(jī)的IP地址、MAC地址、VNI編號(hào)及虛擬機(jī)所在VTEP的IP地址并存儲(chǔ)至ARP表，并在一個(gè)請(qǐng)求虛擬機(jī)發(fā)送報(bào)文至一個(gè)目的虛擬機(jī)時(shí)根據(jù)目的虛擬機(jī)的MAC地址及目的虛擬機(jī)所在的VTEP的IP地址在所存儲(chǔ)的ARP表中進(jìn)行查找并在查找到時(shí)根據(jù)所查找的目的虛擬機(jī)的MAC地址及目的虛擬機(jī)所在VTEP的IP地址發(fā)送報(bào)文。
[0007]一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的通信方法，其用于在虛擬機(jī)之間進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，所述基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的通信方法包括以下步驟:
[0008]在每個(gè)虛擬機(jī)加入VXLAN網(wǎng)絡(luò)時(shí)獲取并上報(bào)虛擬機(jī)的IP地址、MAC地址、VNI編號(hào)及虛擬機(jī)所在VTEP的IP地址；
[0009]接收上報(bào)的虛擬機(jī)的IP地址、MAC地址、VNI編號(hào)及虛擬機(jī)所在的VTEP的IP地址并存儲(chǔ)至ARP表；
[0010]在一個(gè)請(qǐng)求虛擬機(jī)發(fā)送報(bào)文至一個(gè)目的虛擬機(jī)時(shí)根據(jù)目的虛擬機(jī)的MAC地址及目的虛擬機(jī)所在的VTEP的IP地址在所存儲(chǔ)的ARP表中進(jìn)行查找并在查找到時(shí)根據(jù)所查找的目的虛擬機(jī)的MAC地址及目的虛擬機(jī)所在的VTEP的IP地址發(fā)送報(bào)文。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)及方法中，采用軟件定義網(wǎng)絡(luò)的方式獲取虛擬機(jī)的IP地址、MAC地址以及虛擬機(jī)所在VTEP的IP地址并上報(bào)至控制模塊，避免了組播協(xié)議的復(fù)雜，使不支持組播的節(jié)點(diǎn)加入到云網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)利用控制模塊中的ARP表進(jìn)行ARP地址解析，避免了 ARP洪泛引起的帶寬浪費(fèi)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式提供的VXLAN組網(wǎng)示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明第一實(shí)施方式提供的基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)的模塊示意圖。
[0014]圖3是本發(fā)明第二實(shí)施方式提供的VXLAN組網(wǎng)示意圖。
[0015]圖4是本發(fā)明第二實(shí)施方式提供的基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)的模塊示意圖。
[0016]圖5是圖2的基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)的通信方法流程圖。
[0017]圖6是圖4的基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)的通信方法流程圖。
[0018]主要元件符號(hào)說(shuō)明
[0019]基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)100、200
[0020]第一上報(bào)模塊110
[0021]第一請(qǐng)求模塊120
[0022]第二請(qǐng)求模塊140
[0023]第一控制模塊160
[0024]ARP響應(yīng)模塊180
[0025]第一發(fā)送模塊190
[0026]第二上報(bào)模塊210
[0027]配置模塊220
[0028]第二控制模塊240
[0029]報(bào)文發(fā)送模塊250
[0030]查找模塊260
[0031]ARP請(qǐng)求模塊270
[0032]第二發(fā)送模塊280
[0033]如下【具體實(shí)施方式】將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
【具體實(shí)施方式】
[0034]請(qǐng)參閱圖1及圖2，其為本發(fā)明第一實(shí)施方式提供的一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)100，其用于在虛擬機(jī)之間進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，本實(shí)施方式中，基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng) 100 在相同虛擬擴(kuò)展局域網(wǎng)(Virtual extensible Local Area Network, VXLAN)的虛擬機(jī)之間進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，也即請(qǐng)求虛擬機(jī)VMl與目的虛擬機(jī)VM2的VXLAN網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符(VXLAN Network Identifier，VNI)相同，如 VNI 為 8001。
[0035]所述基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)100包括一個(gè)第一上報(bào)模塊110、一個(gè)第一請(qǐng)求模塊120、一個(gè)第二請(qǐng)求模塊140、一個(gè)第一控制模塊160、一個(gè)ARP響應(yīng)模塊180及一個(gè)第一發(fā)送模塊190。
[0036]所述第一上報(bào)模塊110設(shè)置在請(qǐng)求虛擬機(jī)中用于在每個(gè)虛擬機(jī)加入VXLAN網(wǎng)絡(luò)時(shí)獲取虛擬機(jī)的網(wǎng)際協(xié)議地址(Internet Protocol Address，IP)、介質(zhì)訪問(wèn)控制地址(MediaAccess Control，MAC)、VNI 編號(hào)及虛擬機(jī)所在 VXLAN 隧道終點(diǎn)(VXLAN Tunnel End Point,VTEP)的IP地址并上報(bào)至所述第一控制模塊160，本實(shí)施方式中，請(qǐng)求虛擬機(jī)VMl與目的虛擬機(jī)VM2加入VNI 8001的VXLAN網(wǎng)絡(luò)時(shí)需上報(bào)各自的虛擬機(jī)的IP地址、MAC地址、VNI編號(hào)及虛擬機(jī)所在VETP的IP地址，如VMl上報(bào)192.10.10.10、MAC1、8001、10.10.10.10到第一控制模塊 160，VM2 上報(bào) 192.10.10.11、MAC2、8001、20.20.20.20 到第一控制模塊 160。
[0037]所述第一請(qǐng)求模塊120設(shè)置在請(qǐng)求虛擬機(jī)中用于根據(jù)發(fā)送報(bào)文的目的虛擬機(jī)MAC地址及目的虛擬機(jī)所在VTEP的IP地址發(fā)送ARP請(qǐng)求至請(qǐng)求虛擬機(jī)所在的VTEP，本實(shí)施方式中，請(qǐng)求虛擬機(jī)所在的VTEP為VTEPl，目的虛擬機(jī)所在VTEP為VTEP2，VMl需發(fā)送報(bào)文至