CN109379269A - 虚拟交换设备数据转发方法、装置和计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种虚拟交换设备数据转发方法、装置和计算机设备,该虚拟交换设备数据转发方法包括:利用vhost接口接收虚拟终端传输的第一网络数据,并将所述第一网络数据传输至网桥;在所述网桥中根据预先建立的封装流表对所述第一网络数据进行预设协议的封装,生成转发数据包,并传输至dpdk端口;在所述dpdk端口通过网卡将所述转发数据包发送至目的终端。本发明的虚拟交换设备数据转发方法,可以减少一次转发数据过程中的一个网桥,从而减少一次虚拟交换设备内存的数据拷贝,从而提升虚拟交换设备的转发性能。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟网络领域,具体而言,涉及一种虚拟交换设备数据转发方法、装置、计算机设备和计算机存储介质。
背景技术
在目前的NFV网络(NFV,Network Function Virtualization,网络功能虚拟化)中,需要在物理网络上构建一个逻辑网络。
该逻辑网络中包括有虚拟交换设备,虚拟终端的网络数据均由该虚拟网络设备来转发,现有的虚拟交换设备其数据处理过程中涉及多次转发,在数据转发时将会用到数据的拷贝,从而使虚拟交换设备的转发性能降低。
发明内容
鉴于上述问题,本发明提供了一种虚拟交换设备数据转发方法、装置、计算机设备和计算机存储介质,以提升虚拟交换设备的转发性能。
为了实现上述目的,本发明采用如下的技术方案:
一种虚拟交换设备数据转发方法,包括:
利用vhost接口接收虚拟终端传输的第一网络数据,并将所述第一网络数据传输至网桥;
在所述网桥中根据预先建立的封装流表对所述第一网络数据进行预设协议的封装,生成转发数据包,并传输至dpdk端口;
在所述dpdk端口通过网卡将所述转发数据包发送至目的终端。
优选地,所述预先建立的封装流表包括MAC源地址、MAC目的地址、IP源地址及IP目的地址。
优选地,所述预设协议包括VXLAN协议。
优选地,所述的虚拟交换设备数据转发方法,还包括:
利用所述dpdk端口获取所述网卡接收的网络数据包;
在所述dpdk端口根据预先建立的解封装流表对所述网络数据包进行预设协议的解封装,获得第二网络数据及目的虚拟终端信息,并将所述第二网络数据及所述目的虚拟终端信息传输至所述网桥;
在所述网桥根据所述目的虚拟终端信息确定待传输的虚拟终端,并将所述第二网络数据传输至所述待传输的虚拟终端对应的vhost接口,使所述待传输的虚拟终端获取所述第二网络数据。
本发明还提供一种虚拟交换设备数据转发装置,包括:
网络数据接收模块,用于利用vhost接口接收虚拟终端传输的第一网络数据,并将所述第一网络数据传输至网桥;
网络数据封装模块,用于在所述网桥中根据预先建立的封装流表对所述第一网络数据进行预设协议的封装,生成转发数据包,并传输至dpdk端口;
数据包转发模块,用于在所述dpdk端口通过网卡将所述转发数据包发送至目的终端。
在上述的虚拟交换设备数据转发装置中,所述预先建立的封装流表包括MAC源地址、MAC目的地址、IP源地址及IP目的地址。
在上述的虚拟交换设备数据转发装置中,所述预设协议包括VXLAN协议。
优选地,所述的虚拟交换设备数据转发装置,还包括:
数据包获取模块,用于利用所述dpdk端口获取所述网卡接收的网络数据包;
数据包解封装模块,用于在所述dpdk端口根据预先建立的解封装流表对所述网络数据包进行预设协议的解封装,获得第二网络数据及目的虚拟终端信息,并将所述第二网络数据及所述目的虚拟终端信息传输至所述网桥;
网络数据传输模块,用于在所述网桥根据所述目的虚拟终端信息确定待传输的虚拟终端,并将所述第二网络数据传输至所述待传输的虚拟终端对应的vhost接口,使所述待传输的虚拟终端获取所述第二网络数据。
本发明还提供一种计算机设备,包括存储器以及处理器,所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器运行所述计算机程序以使所述计算机设备执行所述的虚拟交换设备数据转发方法。
本发明还提供一种计算机存储介质,其存储有所述的计算机设备中所使用的计算机程序。
本发明提供一种虚拟交换设备数据转发方法,该虚拟交换设备数据转发方法包括:利用vhost接口接收虚拟终端传输的第一网络数据,并将所述第一网络数据传输至网桥;在所述网桥中根据预先建立的封装流表对所述第一网络数据进行预设协议的封装,生成转发数据包,并传输至dpdk端口;在所述dpdk端口通过网卡将所述转发数据包发送至目的终端。本发明的虚拟交换设备数据转发方法,可以减少一次转发数据过程中的一个网桥,从而减少一次虚拟交换设备内存的数据拷贝,从而提升虚拟交换设备的转发性能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对本发明范围的限定。
图1是本发明实施例1提供的一种虚拟交换设备数据转发方法的流程图;
图2是本发明实施例2提供的一种虚拟交换设备数据转发方法的流程图;
图3是本发明实施例3提供的一种虚拟交换设备数据转发装置的结构示意图;
图4是本发明实施例4提供的一种虚拟交换设备数据转发装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
图1是本发明实施例1提供的一种虚拟交换设备数据转发方法的流程图,该方法包括如下步骤:
步骤S11:利用vhost接口接收虚拟终端传输的第一网络数据,并将第一网络数据传输至网桥。
本发明实施例中,该虚拟交换设备,也即基于ovs(ovs,open vswitch,开放虚拟交换标准)的虚拟网络交换设备,利用虚拟平台通过软件的方式形成交换机部件。其中,该虚拟交换设备可以设置在服务器中,一台服务器中可以设置有数十台甚至数百台虚拟交换设备,并且该虚拟交换设备的端口数目可以由设备管理人员灵活设置,例如,可以利用服务器进行软件仿真,生成二百台虚拟交换设备,并且每台虚拟交换设备的端口可以设置为50个。
本发明实施例中,该虚拟交换设备中设置有vhost接口(vhost,虚拟主机)用于接收虚拟终端传输的网络数据,并且,该vhost接口可以将该虚拟终端传输的网络数据转发至网桥。其中,该网桥也为虚拟网桥,该虚拟交换设备中可以设置有多个网桥,用于作为数据路径,该网桥通过关联流表来设置操作。其中,该vhost接口利用软件基于ovs来实现,该虚拟交换设备中可以设置有多个vhost接口,每个vhost接口各连接一台虚拟终端,并接收虚拟终端传输的网络数据进行下一步的转发。
步骤S12:在网桥中根据预先建立的封装流表对第一网络数据进行预设协议的封装,生成转发数据包,并传输至dpdk端口。
本发明实施例中,该虚拟交换设备中设置有预先建立的封装流表,该封装流表由多个流表项组成,每个流表项就是一个转发规则,网桥可以根据该转发规则进行网络数据的封装。其中,该预先建立的封装流表包括MAC源地址(MAC,Media Access ControlAddress,媒体访问控制地址)、MAC目的地址、IP源地址(IP,Internet Protocol,网络之间互联协议)及IP目的地址,上述四种信息也即为流表项的头域,是流表项的标识,每个流表项的头域均不相同。该流表项除了头域还包括有计数器以及操作,计数器用于计算流表项的统计数据,操作表明该流表项匹配进行封装的网络数据包应该执行的操作。
本发明实施例中,对第一网络数据进行封装,也即利用该第一网络数据与封装流表进行匹配,获得封装流表中匹配的流表项,然后根据该流表项的信息利用预设的封装协议进行封装,生成转发数据包。其中,该预设的封装协议包括VXLAN协议(VXLAN,VirtualExtensible LAN,虚拟扩展局域网)。其中,该封装过程可以利用应用程序来实现,例如在该虚拟交换设备中设置有数据封装程序,该数据封装程序可以利用该预设的封装协议以及封装流表进行该第一网络数据进行封装,生成转发数据包。
步骤S13:在dpdk端口通过网卡将转发数据包发送至目的终端。
本发明实施例中,该虚拟交换设备中还设置有dpdk端口(dpdk,Data PlaneDevelopment Kit,数据平面开发套件),也即该虚拟交换设备中设置有基于数据平面开发套件的接口,其中,该虚拟交换设备中的dpdk端口连接网卡,与网卡进行通信,发送转发数据包至网卡,或从网卡中接收网络数据包。其中,dpdk端口使用了轮询而不是中断来处理数据包。在收到数据包时,经dpdk端口的网卡驱动不会通过中断通知CPU(CPU,CentralProcessing Unit,中央处理器),而是直接将数据包存入内存,交付应用层软件通过dpdk端口来直接处理,这样节省了大量的CPU中断时间和内存拷贝时间。
本发明实施例中,该虚拟交换设备的网卡与目的终端的网卡连接,或与目的终端的交换设备的网卡连接,以通过网卡将转发数据包发送至该目的终端。其中,该目的终端可以为计算机设备,可以为虚拟设备。
实施例2
图2是本发明实施例2提供的一种虚拟交换设备数据转发方法的流程图,该方法包括如下步骤:
步骤S21:利用vhost接口接收虚拟终端传输的第一网络数据,并将第一网络数据传输至网桥。
此步骤与上述步骤S11一致,在此不再赘述。
步骤S22:在网桥中根据预先建立的封装流表对第一网络数据进行预设协议的封装,生成转发数据包,并传输至dpdk端口。
此步骤与上述步骤S12一致,在此不再赘述。
步骤S23:在dpdk端口通过网卡将转发数据包发送至目的终端。
此步骤与上述步骤S13一致,在此不再赘述。
步骤S24:利用dpdk端口获取网卡接收的网络数据包。
本发明实施例中,该虚拟交换设备通过dpdk端口获取网卡接收的网络数据包。其中,网卡可以同时接收多个终端发送的网络数据包,该dpdk端口使用轮询的方式直接处理网卡中的网络数据包。
步骤S25:在dpdk端口根据预先建立的解封装流表对网络数据包进行预设协议的解封装,获得第二网络数据及目的虚拟终端信息,并将第二网络数据及目的虚拟终端信息传输至网桥。
本发明实施例中,该虚拟交换设备中还设置有预先建立的解封装流表。在该网络数据包进行解封装时,首先进行该网络数据包与预先建立的解封装流表的匹配,匹配出该网络数据包对应的流表项,然后利用预设的解封装协议根据该对应的流表项对该网络数据包进行解封装,获得第二网络数据及目的虚拟终端信息,并将第二网络数据及目的虚拟终端信息传输流表项的操作传输至相应的网桥。其中,该目的虚拟终端信息包括有目的虚拟终端的MAC地址、IP地址以及vhost接口等。
本发明实施例中,该预设协议包括VXLAN协议,该解封装的过程可以利用应用程序来实现,例如在该虚拟交换设备中设置有解封装程序,该解封装程序根据解封装流表以及预设协议对该网络数据包进行解封装。
步骤S26:在网桥根据目的虚拟终端信息确定待传输的虚拟终端,并将第二网络数据传输至待传输的虚拟终端对应的vhost接口,使待传输的虚拟终端获取第二网络数据。
本发明实施例中,该虚拟交换设备的网关在接收第二网络数据及目的虚拟终端信息后,可以根据该目的虚拟终端信息将该第二网络数据传输至与该目的虚拟终端信息对应的vhost接口,以便将第二网络数据传输至正确的虚拟设备中。
实施例3
图3是本发明实施例3提供的一种虚拟交换设备数据转发装置的结构示意图。
该虚拟交换设备数据转发装置300包括:
网络数据接收模块310,用于利用vhost接口接收虚拟终端传输的第一网络数据,并将所述第一网络数据传输至网桥。
网络数据封装模块320,用于在所述网桥中根据预先建立的封装流表对所述第一网络数据进行预设协议的封装,生成转发数据包,并传输至dpdk端口。
数据包转发模块330,用于在所述dpdk端口通过网卡将所述转发数据包发送至目的终端。
本发明实施例中,所述预先建立的封装流表包括MAC源地址、MAC目的地址、IP源地址及IP目的地址。所述预设协议包括VXLAN协议。
本发明实施例中,上述各个模块更加详细的功能描述可以参考前述实施例中相应部分的内容,在此不再赘述。
实施例4
图4是本发明实施例4提供的一种虚拟交换设备数据转发装置的结构示意图。
该虚拟交换设备数据转发装置400包括:
网络数据接收模块410,用于利用vhost接口接收虚拟终端传输的第一网络数据,并将所述第一网络数据传输至网桥。
网络数据封装模块420,用于在所述网桥中根据预先建立的封装流表对所述第一网络数据进行预设协议的封装,生成转发数据包,并传输至dpdk端口。
数据包转发模块430,用于在所述dpdk端口通过网卡将所述转发数据包发送至目的终端。
数据包获取模块440,用于利用所述dpdk端口获取所述网卡接收的网络数据包。
数据包解封装模块450,用于在所述dpdk端口根据预先建立的解封装流表对所述网络数据包进行预设协议的解封装,获得第二网络数据及目的虚拟终端信息,并将所述第二网络数据及所述目的虚拟终端信息传输至所述网桥.
网络数据传输模块460,用于在所述网桥根据所述目的虚拟终端信息确定待传输的虚拟终端,并将所述第二网络数据传输至所述待传输的虚拟终端对应的vhost接口,使所述待传输的虚拟终端获取所述第二网络数据。
本发明实施例中,上述各个模块更加详细的功能描述可以参考前述实施例中相应部分的内容,在此不再赘述。
此外,本发明还提供了一种计算机设备,该计算机设备可以包括智能电话、平板电脑、车载电脑、智能穿戴设备等。该计算机设备包括存储器和处理器,存储器可用于存储计算机程序,处理器通过运行所述计算机程序,从而使计算机设备执行上述方法或者上述虚拟交换设备数据转发装置中的各个模块的功能。
存储器可包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等;存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本实施例还提供了一种计算机存储介质,用于储存上述计算机设备中使用的计算机程序。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外,在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种虚拟交换设备数据转发方法,其特征在于,包括:
利用vhost接口接收虚拟终端传输的第一网络数据,并将所述第一网络数据传输至网桥;
在所述网桥中根据预先建立的封装流表对所述第一网络数据进行预设协议的封装,生成转发数据包,并传输至dpdk端口;
在所述dpdk端口通过网卡将所述转发数据包发送至目的终端。
2.根据权利要求1所述的虚拟交换设备数据转发方法,其特征在于,所述预先建立的封装流表包括MAC源地址、MAC目的地址、IP源地址及IP目的地址。
3.根据权利要求1所述的虚拟交换设备数据转发方法,其特征在于,所述预设协议包括VXLAN协议。
4.根据权利要求1所述的虚拟交换设备数据转发方法,其特征在于,还包括:
利用所述dpdk端口获取所述网卡接收的网络数据包;
在所述dpdk端口根据预先建立的解封装流表对所述网络数据包进行预设协议的解封装,获得第二网络数据及目的虚拟终端信息,并将所述第二网络数据及所述目的虚拟终端信息传输至所述网桥;
在所述网桥根据所述目的虚拟终端信息确定待传输的虚拟终端,并将所述第二网络数据传输至所述待传输的虚拟终端对应的vhost接口,使所述待传输的虚拟终端获取所述第二网络数据。
5.一种虚拟交换设备数据转发装置,其特征在于,包括:
网络数据接收模块,用于利用vhost接口接收虚拟终端传输的第一网络数据,并将所述第一网络数据传输至网桥;
网络数据封装模块,用于在所述网桥中根据预先建立的封装流表对所述第一网络数据进行预设协议的封装,生成转发数据包,并传输至dpdk端口;
数据包转发模块,用于在所述dpdk端口通过网卡将所述转发数据包发送至目的终端。
6.根据权利要求5所述的虚拟交换设备数据转发装置,其特征在于,所述预先建立的封装流表包括MAC源地址、MAC目的地址、IP源地址及IP目的地址。
7.根据权利要求5所述的虚拟交换设备数据转发装置,其特征在于,所述预设协议包括VXLAN协议。
8.根据权利要求5所述的虚拟交换设备数据转发装置,其特征在于,还包括:
数据包获取模块,用于利用所述dpdk端口获取所述网卡接收的网络数据包;
数据包解封装模块,用于在所述dpdk端口根据预先建立的解封装流表对所述网络数据包进行预设协议的解封装,获得第二网络数据及目的虚拟终端信息,并将所述第二网络数据及所述目的虚拟终端信息传输至所述网桥;
网络数据传输模块,用于在所述网桥根据所述目的虚拟终端信息确定待传输的虚拟终端,并将所述第二网络数据传输至所述待传输的虚拟终端对应的vhost接口,使所述待传输的虚拟终端获取所述第二网络数据。
9.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器以及处理器,所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器运行所述计算机程序以使所述计算机设备执行根据权利要求1至4中任一项所述的虚拟交换设备数据转发方法。
10.一种计算机存储介质,其特征在于,其存储有权利要求9所述的计算机设备中所使用的计算机程序。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190222 |