CN104022953B - 基于开放流Openflow的报文转发方法和装置 - Google Patents

基于开放流Openflow的报文转发方法和装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供了基于开放流Openflow的报文转发方法和装置。本发明中，VEPA交换机接收到报文时，确定数据转发平面的Datapath中不存在用于转发所述报文的流表项，则通过Openflow协议将所述报文上送到所述VEPA交换机连接的Openflow控制器，由Openflow控制器根据所述报文构造用于转发所述报文的流表项，并下发至所述VEPA交换机，以便VEPA交换机执行后续报文的转发。这实现了基于Openflow的VEPA报文转发，便于业务的灵活实现。

Description

基于开放流Openflow的报文转发方法和装置
技术领域
本申请涉及网络通信技术，特别涉及基于开放流（Openflow）的报文转发方法和装置。
背景技术
支持边缘虚拟桥接技术（EVB：Edge Virtual Bridging）的虚拟交换机分为虚拟边缘交换机（VEB：Virtual Edge Bridge）和虚拟边缘端口汇聚（VEPA：Virtual Edge PortAggregator）。
VEPA将虚拟机（VM）产生的网络流量全部交由与相连的机架顶部交换机（ToR：Topof Rack switch，也可称为边缘交换机）进行处理，即使同一台服务器上的VM之间的流量，也将在ToR上查表处理后，再回到目的VM上，具体如图1所示。VEPA方式不仅借助ToR解决了VM间流量转发，同时还实现了对VM流量的监管，并且将VM接入层网络纳入到传统服务器接入网络管理体系中。
在现有技术中，VEPA都是基于MAC地址进行报文转发，业务实现不灵活，目前还没有一种技术能够实现基于Openflow的VEPA报文转发。
发明内容
本申请提供了基于开放流Openflow的报文转发方法，以实现基于Openflow的VEPA报文转发。
本申请提供的技术方案包括：
一种基于开放流Openflow的报文转发方法，该方法应用于Openflow控制器，所述Openflow控制器连接支持Openflow协议的虚拟边缘端口汇聚VEPA交换机，包括：
接收所述VEPA交换机上送的报文；
根据所述报文构造用于转发所述报文的流表项，该流表项至少包括：转发所述报文的出端口，当所述VEPA交换机通过连接虚拟机VM上虚拟网卡接口的一下行接口dvport口接收到所述报文时，确定所述VEPA交换机连接ToR的一上行口uplink口为所述出端口；当所述VEPA交换机通过连接ToR的一uplink口接收到所述报文时，确定所述VEPA交换机连接VM上虚拟网卡接口的一dvport口为所述出端口；
将构造的流表项下发给所述VEPA交换机。
一种基于开放流Openflow的报文转发方法，该方法应用于从数据中心设备虚拟出来的虚拟边缘端口汇聚VEPA交换机，包括：
通过连接任一虚拟机VM虚拟网卡接口的下行接口dvport口接收所述VM发出的报文；
确定数据转发平面的路径转发库Datapath中是否存在用于转发所述报文的流表项；
如果否，通过Openflow协议将所述报文上送到所述VEPA交换机连接的Openflow控制器，获取所述Openflow控制器根据所述报文构造的用于转发所述报文的流表项，该获取的流表项至少包括：转发所述报文的出端口，该出端口为连接边缘交换机ToR的一上行口uplink口；通过获取的流表项中的uplink口转发所述报文；
如果是，通过该存在的流表项中的uplink口转发所述报文。
一种基于开放流Openflow的报文转发方法，该方法应用于在数据中心设备虚拟出来的虚拟边缘端口汇聚VEPA交换机，包括：
通过连接边缘交换机ToR的一上行口uplink口接收报文，
确定数据转发平面的路径转发库Datapath中是否存在用于转发所述报文的流表项；
如果否，通过Openflow协议将所述报文上送到所述VEPA交换机连接的Openflow控制器，获取所述Openflow控制器根据所述报文构造的用于转发所述报文的流表项，获取的流表项至少包括：转发所述报文的出端口，所述出端口为连接虚拟机VM虚拟网卡接口的一个下行接口dvport口；通过获取的流表项中的dvport口转发所述报文；
如果是，通过该存在的流表项中的dvport口转发所述报文。
一种基于开放流Openflow的报文转发装置，该装置应用于Openflow控制器，所述Openflow控制器连接支持Openflow协议的虚拟边缘端口汇聚VEPA交换机，包括：
接收单元，用于接收所述VEPA交换机上送的报文；
构造单元，用于根据所述报文构造用于转发所述报文的流表项，该流表项至少包括：转发所述报文的出端口，当所述VEPA交换机通过连接虚拟机VM上虚拟网卡接口的一下行接口dvport口接收到所述报文时，确定所述VEPA交换机连接边缘交换机ToR的一上行口uplink口为所述出端口；当所述VEPA交换机通过连接ToR的一uplink口接收到所述报文时，确定所述VEPA交换机连接VM上虚拟网卡接口的一dvport口为所述出端口；
下发单元，用于将构造的流表项下发给所述VEPA交换机。
一种基于开放流Openflow的报文转发装置，该装置应用于从数据中心设备虚拟出来的虚拟边缘端口汇聚VEPA交换机，包括：
上行接收单元，用于通过连接任一虚拟机VM虚拟网卡接口的下行接口dvport口接收所述VM发出的报文；
确定单元，用于确定数据转发平面的路径转发库Datapath中是否存在用于转发所述报文的流表项；
处理单元，用于在所述确定单元的确定结果为否时，通过Openflow协议将所述报文上送到所述VEPA交换机连接的Openflow控制器，获取所述Openflow控制器根据所述报文构造的用于转发所述报文的流表项，该获取的流表项至少包括：转发所述报文的出端口，该出端口为连接边缘交换机ToR的一上行口uplink口；通过获取的流表项中的uplink口转发所述报文；
转发单元，用于所述确定单元的确定结果为是时，通过该存在的流表项中的uplink口转发所述报文。
一种基于开放流Openflow的报文转发装置，该装置应用于在数据中心设备虚拟出来的虚拟边缘端口汇聚VEPA交换机，包括：
下行接收单元，用于通过连接边缘交换机ToR的一上行口uplink口接收报文，
确定单元，用于确定数据转发平面的路径转发库Datapath中是否存在用于转发所述报文的流表项；
处理单元，用于在所述确定单元的确定结果为否时，通过Openflow协议将所述报文上送到所述VEPA交换机连接的Openflow控制器，获取所述Openflow控制器根据所述报文构造的用于转发所述报文的流表项，获取的流表项至少包括：转发所述报文的出端口，所述出端口为连接虚拟机VM虚拟网卡接口的一个下行接口dvport口；通过获取的流表项中的dvport口转发所述报文；
转发单元，用于在所述确定单元的确定结果为是时，通过该存在的流表项中的dvport口转发所述报文。
由以上技术方案可以看出，本发明中，VEPA交换机接收到报文时，确定数据转发平面的Datapath中不存在用于转发所述报文的流表项，则通过Openflow协议将所述报文上送到所述VEPA交换机连接的Openflow控制器，由Openflow控制器根据所述报文构造用于转发所述报文的流表项，并下发至所述VEPA交换机，以便VEPA交换机执行后续报文的转发。这实现了基于Openflow的VEPA报文转发，便于业务的灵活实现。
附图说明
图1为现有VEPA方式实现示意图；
图2为Openflow协议下的流表管理示意图；
图3为本发明实施例提供的方法流程图；
图4为本发明实施例提供的VEPA交换机的接口示意图；
图5为本发明实施例提供的VEPA交换机转发报文第一示意图；
图6为本发明实施例提供的VEPA交换机转发报文第二示意图；
图7为本发明实施例提供的VEPA交换机转发报文第三示意图；
图8为本发明实施例提供的VEPA交换机转发报文第四示意图；
图9为本发明实施例提供的第一装置结构图；
图10为本发明实施例提供的第一装置结构图；
图11为本发明实施例提供的第一装置结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
OpenFlow，其能够使传统的二层和三层交换机具备了细粒度流转发能力，即传统的基于MAC的网包转发，基于IP的路由转发，被拓展到了基于多域网包包头描述的流转发。同时，传统的控制层面从转发设备中剥离出来，所有转发行为的决策从交换机自身集中“迁移”到了某个控制器上，该控制器支持OpenFlow，又称为OpenFlow控制器。
每个OpenFlow交换机都有一张流表，进行报文的查找和转发。OpenFlow交换机可以通过OpenFlow协议经一个安全通道连接到外部控制器（controller），对流表进行查找和管理，图2示出了该过程。
流表包括多个流表项，每一流表项至少包含包头域（header fields）、计数器（Counter）、以及0个或多个执行动作（actions）。
其中，包头域最多包括12个域，如表格1所示，包括：源端口（Ingress Port），Ethernet源地址（简称Ether Source）、目标地址（简称Ether Dst）、类型（简称EtherType），vlan标识（简称Vlan id），vlan先级（简称Vlan Priority），IP源地址（简称IP src）、目标地址（简称IP dst）、IP协议（简称IP proto）、IP ToS位（简称IP ToS bits），TCP/UDP目标端口（简称TCP/UDP Src Port）、源端口（简称TCP/UDP Dst Port）。每一个域包括一个确定值或者所有值（any），更准确的匹配可以通过掩码实现。
表格1
流表项对应到0个或者多个行动，如果没有转发行动，则默认丢弃。多个行动的执行需要依照优先级顺序依次进行。但对包的发送不保证顺序。另外可以对不支持的行动返回错误（unspported flow error）。
基于上面针对Openflow的描述，下面对本发明提供的基于Openflow的报文转发方法进行描述：
参见图3，图3示出了本发明提供的报文转发流程图。如图3所示，该流程可包括：
步骤301，VEPA交换机接收报文。
本发明中，VEPA交换机为通过VMware从数据中心网络中的设备比如服务器虚拟出来的交换机（vDS：vnetwork Distributed vswitches），其支持Openflow协议，也可称为Openflow交换机。
在本发明中，VEPA交换机其支持两类接口，一类为上行接口，称为uplink口，另一类为下行接口，称为dvport口，其中，uplink口与ToR相连，而dvport口与VM的虚拟网卡接口相连，具体如图4所示。在图4中，portA、portB、portC和portD分别为VMA、VMB、VMC、VMD的虚拟网卡接口。
基于此，本步骤301中，VEPA交换机接收报文可为：
VEPA交换机通过任一dvport口接收所述VM发出的报文，称为上行报文，或者，
VEPA交换机通过连接ToR的任一上行口uplink口接收报文，称为下行报文。
步骤302，VEPA交换机确定数据转发平面的路径转发库（Datapath）中是否存在用于转发所述报文的流表项，如果是，执行步骤303，如果否，执行步骤304。
本步骤302中，流表项、以及确定数据转发平面的Datapath中是否存在用于转发所述报文的流表项具体在下文进行了描述。
步骤303，直接通过该存在的流表项中的出端口进行报文转发。结束当前流程。
步骤304，通过Openflow协议将所述报文上送到所述VEPA交换机连接的Openflow控制器。
这里，可采用Openflow协议规定的packet-in消息将所述报文上送到所述VEPA交换机连接的Openflow控制器。
步骤305，Openflow控制器根据所述报文构造用于转发所述报文的流表项，并下发至所述VEPA交换机。
在本步骤305执行之前，Openflow控制器保存所述VEPA交换机的所有端口信息如端口名称、端口MAC地址等。假如图4所示的虚拟机A、B、C、D在同一个广播域内，且其网卡均已经上线，则所述VEPA交换机连接各个VM虚拟网卡接口的dvport口的信息均保存在Openflow控制器。
基于保存的所有端口信息如端口名称、端口MAC地址等，则Openflow控制器接收到所述报文时，通过分析报文携带的源端口、源MAC地址、目的MAC地址等构造用于转发所述报文的流表项。其中，该构造出的流表项包含包头域和action，包头域用于方便报文与流表项的匹配，而action至少包含用于转发报文的出端口。下文重点描述了Openflow控制器如何构造流表项，这里暂不赘述。
另外，作为本发明的一个实施例，Openflow控制器可通过流表消息OFFlowMod.OFPFC_ADD下发构造的流表项至所述Datapath。
步骤306，所述VEPA交换机利用接收的流表项对所述报文进行转发。
至此，完成图3所示流程。
下面通过以下几种情况描述上述步骤305中Openflow控制器如何构造流表项：
情况1：
本情况1下，VEPA交换机上送至Openflow控制器的报文具有以下特点：
源MAC地址、目的MAC地址为所述VEPA交换机连接的两个不同VM的MAC地址，且由VEPA交换机通过dvport口接收。
基于上述特点，作为本发明的一个实施例，本情况1下Openflow控制器构造的用于转发所述报文的流表项如表格2所示：
表格2：
在表格2中，计数器适用于维护该流表项，用于及时更新该流表项。
以图4所示的VM A（MAC地址为MAC A）通过虚拟网卡接口port A发出报文比如单播报文、组播报文、或者广播报文，VEPA交换机通过dvport口收到该报文为例，则表格2具体如表格3所示：
表格3：
基于本情况1下的流表项，则本情况1下，上述步骤302中确定数据转发平面的Datapath中是否存在用于转发所述报文的流表项包括：
在数据转发平面的Datapath查找满足以下条件的流表项：包含所述报文的源MAC地址和源端口的包头域；
如果查找到，则确定数据转发平面的Datapath中存在用于转发所述报文的流表项，如果未查找到，确定数据转发平面的Datapath中不存在用于转发所述报文的流表项。
同样，基于本情况1下的流表项，以报文为VM A发出为例，则上述步骤303或者步骤306中转发报文如图5所示。
至此，完成情况1的描述。
情况2：
本情况2下，VEPA交换机上送至Openflow控制器的报文具有以下特点：
单播报文，
目的MAC地址为所述VEPA交换机连接的VM的MAC地址，且由VEPA交换机通过uplink口接收。
基于上述特点，作为本发明的一个实施例，本情况2下Openflow控制器构造的用于转发所述报文的流表项如表格4所示：
表格4：
以图4所示的VM A发给VM D的单播报文经ToR反射回VEPA交换机的uplink口为例，则表格4具体为如下的表格5：
表格5
基于本情况2下的流表项，则本情况2下，上述步骤302中确定数据转发平面的Datapath中是否存在用于转发所述报文的流表项包括：
在数据转发平面的Datapath查找包含接收到所述报文的uplink口和所述报文的目的MAC地址的流表项，如果查找到，则确定数据转发平面的Datapath中存在用于转发所述报文的流表项，如果未查找到，确定数据转发平面的Datapath中不存在用于转发所述报文的流表项。
同样，基于本情况2下的流表项，以报文为VM A发出为例，则上述步骤303或者步骤306中转发报文如图6所示。
至此，完成情况2的描述。
情况3：
本情况3下，VEPA交换机上送至Openflow控制器的报文具有以下特点：
多播报文比如广播报文或者组播报文，
源MAC地址为所述VEPA交换机连接的一VM的MAC地址，且由VEPA交换机通过uplink口接收；
基于上述特点，作为本发明的一个实施例，本情况3下Openflow控制器构造的用于转发所述报文的流表项如表格6所示：
表格6
以图4所示的VM A发出的多播报文经ToR反射回VEPA交换机的uplink口为例，则表格6具体为如下的表格7：
表格7
基于本情况3下的流表项，则本情况3下，上述步骤302中确定数据转发平面的Datapath中是否存在用于转发所述报文的流表项包括：
在数据转发平面的Datapath查找包含接收到所述报文的uplink口、以及所述报文的源MAC地址和目的MAC地址的流表项，如果查找到，则确定数据转发平面的Datapath中存在用于转发所述报文的流表项，如果未查找到，确定数据转发平面的Datapath中不存在用于转发所述报文的流表项。
同样，基于本情况3下的流表项，以报文为VM A发出的多播报文为例，则上述步骤303或者步骤306中转发报文如图7所示。
至此，完成情况3的描述。
情况4：
本情况4下，VEPA交换机上送至Openflow控制器的报文具有以下特点：
多播报文比如广播报文或者组播报文，
源MAC地址不为所述VEPA交换机连接的一VM的MAC地址而是为外部主机的MAC地址，且由VEPA交换机通过uplink口接收；
基于上述特点，作为本发明的一个实施例，本情况4下Openflow控制器构造的用于转发所述报文的流表项如表格8所示：
表格8
以图4所示的ToR将外部主机发送的报文发送至VEPA交换机的uplink口1为例，则表格8具体为如下的表格9：
表格9
基于本情况4下的流表项，则本情况4下，上述步骤302中确定数据转发平面的Datapath中是否存在用于转发所述报文的流表项包括：
在数据转发平面的Datapath查找包含接收到所述报文的uplink口、以及所述报文的源MAC地址和目的MAC地址的流表项，如果查找到，则确定数据转发平面的Datapath中存在用于转发所述报文的流表项，如果未查找到，确定数据转发平面的Datapath中不存在用于转发所述报文的流表项。
同样，基于本情况4下的流表项，以图4所示的ToR将外部主机发送的报文发送至VEPA交换机的uplink口1为例，则上述步骤303或者步骤306中转发报文如图8所示。
至此，完成情况4的描述。
需要说明的是，上述各种情况下的流表项只是一种举例，并非限定。其还可以根据实际需要进行扩展。比如，对情况1下的流表项进行扩展，使其包头域包含目的MAC地址等。
还需要说明的是，作为本发明的一个实施例，当Openflow控制器收到VEPA交换机上送的报文，但如果该报文为满足以下条件的外部未知单播报文：由所述VEPA交换机通过连接ToR的一uplink口接收，且源MAC地址、目的MAC地址均不为所述VEPA交换机连接的VM的MAC地址的单播报文，则Openflow控制器不再为该报文构造用于转发该报文的流表项，而是通过Packet-out消息在本广播域内广播该报文。
至此，完成本发明提供的方法描述。下面对本发明提供的装置进行描述：
参见图9，图9为本发明实施例提供的第一装置结构图。该装置应用于Openflow控制器，所述Openflow控制器连接支持Openflow协议的VEPA交换机，包括：
接收单元，用于接收所述VEPA交换机上送的报文；
构造单元，用于根据所述报文构造用于转发所述报文的流表项，该流表项至少包括：转发所述报文的出端口，当所述VEPA交换机通过连接虚拟机VM上虚拟网卡接口的一下行接口dvport口接收到所述报文时，确定所述VEPA交换机连接ToR的一上行口uplink口为所述出端口；当所述VEPA交换机通过连接ToR的一uplink口接收到所述报文时，确定所述VEPA交换机连接VM上虚拟网卡接口的一dvport口为所述出端口；
下发单元，用于将构造的流表项下发给所述VEPA交换机。
优选地，如图9所示，该装置进一步包括：
识别单元，用于识别所述报文是否为满足以下条件的报文：由所述VEPA交换机通过连接ToR的uplink口接收，且源MAC地址、目的MAC地址均不为所述VEPA交换机连接的VM的MAC地址的单播报文；
如果是，在本Openflow控制器所处的广播域内广播所述报文，否则，触发所述构造单元根据所述报文构造用于转发所述报文的流表项。
本发明中，所述构造单元确定VEPA交换机连接VM虚拟网卡接口的一dvport口为所述出端口包括：
当所述报文为单播报文、目的MAC地址为所述VEPA交换机连接的VM的MAC地址时，确定所述出端口为所述VEPA交换机与具有所述目的MAC地址的VM的虚拟网卡接口相连的dvport口；
当所述报文为多播报文、且源MAC地址为所述VEPA交换机连接的一VM的MAC地址时，确定所述出端口为所述VEPA交换机在其所处广播域内除以下dvport口之外的其他所有dvport口：与具有所述源MAC地址的VM的虚拟网卡接口相连的dvport口；
当所述报文为多播报文，且源MAC地址不为所述VEPA交换机连接的VM的MAC地址时，确定所述出端口为所述VEPA交换机在其所处广播域内的所有dvport口；
其中，所述多播报文为组播报文或者广播报文。
本发明中，所述构造单元构造的流表项还包括包头域；其中，
当所述报文为单播报文，源MAC地址、目的MAC地址为所述VEPA交换机连接的两个不同VM的MAC地址、且由所述VEPA交换机通过dvport口接收时，所述包头域包括：所述报文的源MAC地址和源端口，源端口为具有所述源MAC地址的VM发送所述报文的虚拟网卡接口；
当所述报文为单播报文，源MAC地址、目的MAC地址为所述VEPA交换机连接的两个不同VM的MAC地址、且由所述VEPA交换机通过uplink接收时，所述包头域包括：接收到所述报文的uplink口和报文的目的MAC地址；
当所述报文为多播报文，且由所述VEPA交换机通过uplink口接收时，所述包头域包括：接收到所述报文的uplink口、所述报文的源MAC地址和目的MAC地址。
至此，完成图9所示的装置描述。
优选地，本发明还提供了另一装置结构。参见图10，图10为本发明实施例提供的第二装置结构图。该装置应用于从数据中心设备虚拟出来的虚拟边缘端口汇聚VEPA交换机，包括：
上行接收单元，用于通过连接任一VM虚拟网卡接口的下行接口dvport口接收所述VM发出的报文；
确定单元，用于确定数据转发平面的Datapath中是否存在用于转发所述报文的流表项；
处理单元，用于在所述确定单元的确定结果为否时，通过Openflow协议将所述报文上送到所述VEPA交换机连接的Openflow控制器，获取所述Openflow控制器根据所述报文构造的用于转发所述报文的流表项，该获取的流表项至少包括：转发所述报文的出端口，该出端口为连接ToR的一上行口uplink口；通过获取的流表项中的uplink口转发所述报文；
转发单元，用于所述确定单元的确定结果为是时，通过该存在的流表项中的uplink口转发所述报文。
优选地，所述流表项还包括：包头域；所述包头域至少包括：所述报文的源MAC地址和源端口；基于此，所述确定单元确定数据转发平面的Datapath中是否存在用于转发所述报文的流表项包括：
在数据转发平面的Datapath查找满足以下条件的流表项：至少包含所述报文的源MAC地址和源端口的包头域；
如果查找到，则确定数据转发平面的Datapath中存在用于转发所述报文的流表项，如果未查找到，确定数据转发平面的Datapath中不存在用于转发所述报文的流表项。
至此，完成图10所示的装置描述。
作为本发明的实施例，本发明还提供了一种装置结构。参见图11，图11为本发明实施例提供的第三装置结构图。该装置应用于在数据中心设备虚拟出来的虚拟边缘端口汇聚VEPA交换机，包括：
下行接收单元，用于通过连接ToR的一上行口uplink口接收报文，
确定单元，用于确定数据转发平面的路径转发库Datapath中是否存在用于转发所述报文的流表项；
处理单元，用于在所述确定单元的确定结果为否时，通过Openflow协议将所述报文上送到所述VEPA交换机连接的Openflow控制器，获取所述Openflow控制器根据所述报文构造的用于转发所述报文的流表项，获取的流表项至少包括：转发所述报文的出端口，所述出端口为连接虚拟机VM虚拟网卡接口的一个下行接口dvport口；通过获取的流表项中的dvport口转发所述报文；
转发单元，用于在所述确定单元的确定结果为是时，通过该存在的流表项中的dvport口转发所述报文。
优选地，所述流表项进一步包括：包头域；其中，当所述报文为单播报文，源MAC地址、目的MAC地址为所述VEPA交换机连接的两个不同VM的MAC地址、且由所述VEPA交换机通过uplink接收时，所述包头域包括：接收到所述报文的uplink口和报文的目的MAC地址；当所述报文为多播报文，且由所述VEPA交换机通过uplink口接收时，所述包头域包括：接收到所述报文的uplink口、所述报文的源MAC地址和目的MAC地址；
基于此，所述确定单元确定数据转发平面的Datapath是否存在用于转发报文的流表项包括：
当识别出所述报文为单播报文时，在数据转发平面的Datapath查找包含接收到所述报文的uplink口和所述报文的目的MAC地址的流表项，如果查找到，则确定数据转发平面的Datapath中存在用于转发所述报文的流表项，如果未查找到，确定数据转发平面的Datapath中不存在用于转发所述报文的流表项；
当识别出所述报文为多播报文时，在数据转发平面的Datapath查找包含接收到所述报文的uplink口、以及所述报文的源MAC地址和目的MAC地址的流表项，如果查找到，则确定数据转发平面的Datapath中存在用于转发所述报文的流表项，如果未查找到，确定数据转发平面的Datapath中不存在用于转发所述报文的流表项。
至此，完成图11所示的装置描述。
由以上技术方案可以看出，本发明中，VEPA交换机接收到报文时，确定数据转发平面的Datapath中不存在用于转发所述报文的流表项，则通过Openflow协议将所述报文上送到所述VEPA交换机连接的Openflow控制器，由Openflow控制器根据所述报文构造用于转发所述报文的流表项，并下发至所述VEPA交换机，以便VEPA交换机执行后续报文的转发。这实现了基于Openflow的VEPA报文转发，便于业务的灵活实现。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (17)

1.一种基于开放流Openflow的报文转发方法，其特征在于，该方法应用于Openflow控制器，所述Openflow控制器连接支持Openflow协议的虚拟边缘端口汇聚VEPA交换机，包括：
接收所述VEPA交换机上送的报文；
根据所述报文构造用于转发所述报文的流表项，该流表项至少包括：转发所述报文的出端口，当所述VEPA交换机通过连接虚拟机VM上虚拟网卡接口的一下行接口dvport口接收到所述报文时，确定所述VEPA交换机连接边缘交换机ToR的一上行口uplink口为所述出端口；当所述VEPA交换机通过连接ToR的一uplink口接收到所述报文时，确定所述VEPA交换机连接VM上虚拟网卡接口的一dvport口为所述出端口；
将构造的流表项下发给所述VEPA交换机。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述报文构造用于转发所述报文的流表项之前，进一步包括：
识别所述报文是否为满足以下条件的报文：由所述VEPA交换机通过连接ToR的uplink口接收，且源MAC地址、目的MAC地址均不为所述VEPA交换机连接的VM的MAC地址的单播报文；
如果是，在本Openflow控制器所处的广播域内广播所述报文，否则，根据所述报文构造用于转发所述报文的流表项。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定VEPA交换机连接VM虚拟网卡接口的一dvport口为所述出端口包括：
当所述报文为单播报文、且目的MAC地址为所述VEPA交换机连接的VM的MAC地址时，确定所述出端口为所述VEPA交换机与具有所述目的MAC地址的VM的虚拟网卡接口相连的dvport口；
当所述报文为多播报文、且源MAC地址为所述VEPA交换机连接的一VM的MAC地址时，确定所述出端口为所述VEPA交换机在其所处广播域内除以下dvport口之外的其他所有dvport口：与具有所述源MAC地址的VM的虚拟网卡接口相连的dvport口；
当所述报文为多播报文，且源MAC地址不为所述VEPA交换机连接的VM的MAC地址时，确定所述出端口为所述VEPA交换机在其所处广播域内的所有dvport口；
其中，所述多播报文为组播报文或者广播报文。
4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述流表项还包括包头域；其中，
当所述报文为单播报文、源MAC地址和目的MAC地址为所述VEPA交换机连接的两个不同VM的MAC地址、且由所述VEPA交换机通过dvport口接收时，所述包头域包括：所述报文的源MAC地址和源端口，源端口为具有所述源MAC地址的VM发送所述报文的虚拟网卡接口；
当所述报文为单播报文、源MAC地址和目的MAC地址为所述VEPA交换机连接的两个不同VM的MAC地址、且由所述VEPA交换机通过uplink接收时，所述包头域包括：接收到所述报文的uplink口和报文的目的MAC地址；
当所述报文为多播报文，且由所述VEPA交换机通过uplink口接收时，所述包头域包括：接收到所述报文的uplink口、所述报文的源MAC地址和目的MAC地址。
5.一种基于开放流Openflow的报文转发方法，其特征在于，该方法应用于从数据中心设备虚拟出来的虚拟边缘端口汇聚VEPA交换机，包括：
通过连接任一虚拟机VM虚拟网卡接口的下行接口dvport口接收所述VM发出的报文；
确定数据转发平面的路径转发库Datapath中是否存在用于转发所述报文的流表项；
如果否，通过Openflow协议将所述报文上送到所述VEPA交换机连接的Openflow控制器，获取所述Openflow控制器根据所述报文构造的用于转发所述报文的流表项，该获取的流表项至少包括：转发所述报文的出端口，该出端口为连接边缘交换机ToR的一上行口uplink口；通过获取的流表项中的uplink口转发所述报文；
如果是，通过该存在的流表项中的uplink口转发所述报文。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述流表项还包括：包头域；所述包头域至少包括：所述报文的源MAC地址和源端口；
所述确定数据转发平面的Datapath中是否存在用于转发所述报文的流表项包括：
在数据转发平面的Datapath查找满足以下条件的流表项：至少包含所述报文的源MAC地址和源端口的包头域；
如果查找到，则确定数据转发平面的Datapath中存在用于转发所述报文的流表项，如果未查找到，确定数据转发平面的Datapath中不存在用于转发所述报文的流表项。
7.一种基于开放流Openflow的报文转发方法，其特征在于，该方法应用于在数据中心设备虚拟出来的虚拟边缘端口汇聚VEPA交换机，包括：
通过连接边缘交换机ToR的一上行口uplink口接收报文，
确定数据转发平面的路径转发库Datapath中是否存在用于转发所述报文的流表项；
如果否，通过Openflow协议将所述报文上送到所述VEPA交换机连接的Openflow控制器，获取所述Openflow控制器根据所述报文构造的用于转发所述报文的流表项，获取的流表项至少包括：转发所述报文的出端口，所述出端口为连接虚拟机VM虚拟网卡接口的一个下行接口dvport口；通过获取的流表项中的dvport口转发所述报文；
如果是，通过该存在的流表项中的dvport口转发所述报文。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述报文为单播报文、且目的MAC地址为所述VEPA交换机连接的VM的MAC地址时，所述出端口为所述VEPA交换机与具有所述目的MAC地址的VM的虚拟网卡接口相连的dvport口；
当所述报文为多播报文、且源MAC地址为所述VEPA交换机连接的一VM的MAC地址时，所述出端口为所述VEPA交换机在其所处广播域内除以下dvport口之外的其他所有dvport口：与具有所述源MAC地址的VM的虚拟网卡接口相连的dvport口；
当所述报文为多播报文，且源MAC地址不为所述VEPA交换机连接的VM的MAC地址时，所述出端口为所述VEPA交换机在其所处广播域内的所有dvport口；
其中，所述多播报文为组播报文或者广播报文。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述流表项进一步包括：包头域；
其中，当所述报文为单播报文、源MAC地址和目的MAC地址为所述VEPA交换机连接的两个不同VM的MAC地址、且由所述VEPA交换机通过uplink接收时，所述包头域包括：接收到所述报文的uplink口和报文的目的MAC地址；
当所述报文为多播报文，且由所述VEPA交换机通过uplink口接收时，所述包头域包括：接收到所述报文的uplink口、所述报文的源MAC地址和目的MAC地址；
所述确定数据转发平面的Datapath是否存在用于转发报文的流表项包括：
当识别出所述报文为单播报文时，在数据转发平面的Datapath查找包含接收到所述报文的uplink口和所述报文的目的MAC地址的流表项，如果查找到，则确定数据转发平面的Datapath中存在用于转发所述报文的流表项，如果未查找到，确定数据转发平面的Datapath中不存在用于转发所述报文的流表项；
当识别出所述报文为多播报文时，在数据转发平面的Datapath查找包含接收到所述报文的uplink口、以及所述报文的源MAC地址和目的MAC地址的流表项，如果查找到，则确定数据转发平面的Datapath中存在用于转发所述报文的流表项，如果未查找到，确定数据转发平面的Datapath中不存在用于转发所述报文的流表项。
10.一种基于开放流Openflow的报文转发装置，其特征在于，该装置应用于Openflow控制器，所述Openflow控制器连接支持Openflow协议的虚拟边缘端口汇聚VEPA交换机，包括：
接收单元，用于接收所述VEPA交换机上送的报文；
构造单元，用于根据所述报文构造用于转发所述报文的流表项，该流表项至少包括：转发所述报文的出端口，当所述VEPA交换机通过连接虚拟机VM上虚拟网卡接口的一下行接口dvport口接收到所述报文时，确定所述VEPA交换机连接边缘交换机ToR的一上行口uplink口为所述出端口；当所述VEPA交换机通过连接ToR的一uplink口接收到所述报文时，确定所述VEPA交换机连接VM上虚拟网卡接口的一dvport口为所述出端口；
下发单元，用于将构造的流表项下发给所述VEPA交换机。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：
识别单元，用于识别所述报文是否为满足以下条件的报文：由所述VEPA交换机通过连接ToR的uplink口接收，且源MAC地址、目的MAC地址均不为所述VEPA交换机连接的VM的MAC地址的单播报文；
如果是，在本Openflow控制器所处的广播域内广播所述报文，否则，触发所述构造单元根据所述报文构造用于转发所述报文的流表项。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述构造单元确定VEPA交换机连接VM虚拟网卡接口的一dvport口为所述出端口包括：
当所述报文为单播报文、且目的MAC地址为所述VEPA交换机连接的VM的MAC地址时，确定所述出端口为所述VEPA交换机与具有所述目的MAC地址的VM的虚拟网卡接口相连的dvport口；
当所述报文为多播报文、且源MAC地址为所述VEPA交换机连接的一VM的MAC地址时，确定所述出端口为所述VEPA交换机在其所处广播域内除以下dvport口之外的其他所有dvport口：与具有所述源MAC地址的VM的虚拟网卡接口相连的dvport口；
当所述报文为多播报文，且源MAC地址不为所述VEPA交换机连接的VM的MAC地址时，确定所述出端口为所述VEPA交换机在其所处广播域内的所有dvport口；
其中，所述多播报文为组播报文或者广播报文。
13.根据权利要求10至12任一所述的装置，其特征在于，所述流表项还包括包头域；其中，
当所述报文为单播报文、源MAC地址和目的MAC地址为所述VEPA交换机连接的两个不同VM的MAC地址、且由所述VEPA交换机通过dvport口接收时，所述包头域包括：所述报文的源MAC地址和源端口，源端口为具有所述源MAC地址的VM发送所述报文的虚拟网卡接口；
当所述报文为单播报文、源MAC地址和目的MAC地址为所述VEPA交换机连接的两个不同VM的MAC地址、且由所述VEPA交换机通过uplink接收时，所述包头域包括：接收到所述报文的uplink口和报文的目的MAC地址；
当所述报文为多播报文，且由所述VEPA交换机通过uplink口接收时，所述包头域包括：接收到所述报文的uplink口、所述报文的源MAC地址和目的MAC地址。
14.一种基于开放流Openflow的报文转发装置，其特征在于，该装置应用于从数据中心设备虚拟出来的虚拟边缘端口汇聚VEPA交换机，包括：
上行接收单元，用于通过连接任一虚拟机VM虚拟网卡接口的下行接口dvport口接收所述VM发出的报文；
确定单元，用于确定数据转发平面的路径转发库Datapath中是否存在用于转发所述报文的流表项；
处理单元，用于在所述确定单元的确定结果为否时，通过Openflow协议将所述报文上送到所述VEPA交换机连接的Openflow控制器，获取所述Openflow控制器根据所述报文构造的用于转发所述报文的流表项，该获取的流表项至少包括：转发所述报文的出端口，该出端口为连接边缘交换机ToR的一上行口uplink口；通过获取的流表项中的uplink口转发所述报文；
转发单元，用于所述确定单元的确定结果为是时，通过该存在的流表项中的uplink口转发所述报文。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述流表项还包括：包头域；所述包头域至少包括：所述报文的源MAC地址和源端口；
所述确定单元确定数据转发平面的Datapath中是否存在用于转发所述报文的流表项包括：
在数据转发平面的Datapath查找满足以下条件的流表项：至少包含所述报文的源MAC地址和源端口的包头域；
如果查找到，则确定数据转发平面的Datapath中存在用于转发所述报文的流表项，如果未查找到，确定数据转发平面的Datapath中不存在用于转发所述报文的流表项。
16.一种基于开放流Openflow的报文转发装置，其特征在于，该装置应用于在数据中心设备虚拟出来的虚拟边缘端口汇聚VEPA交换机，包括：
下行接收单元，用于通过连接边缘交换机ToR的一上行口uplink口接收报文，
确定单元，用于确定数据转发平面的路径转发库Datapath中是否存在用于转发所述报文的流表项；
处理单元，用于在所述确定单元的确定结果为否时，通过Openflow协议将所述报文上送到所述VEPA交换机连接的Openflow控制器，获取所述Openflow控制器根据所述报文构造的用于转发所述报文的流表项，获取的流表项至少包括：转发所述报文的出端口，所述出端口为连接虚拟机VM虚拟网卡接口的一个下行接口dvport口；通过获取的流表项中的dvport口转发所述报文；
转发单元，用于在所述确定单元的确定结果为是时，通过该存在的流表项中的dvport口转发所述报文。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述流表项进一步包括：包头域；
其中，当所述报文为单播报文、源MAC地址和目的MAC地址为所述VEPA交换机连接的两个不同VM的MAC地址、且由所述VEPA交换机通过uplink接收时，所述包头域包括：接收到所述报文的uplink口和报文的目的MAC地址；
当所述报文为多播报文，且由所述VEPA交换机通过uplink口接收时，所述包头域包括：接收到所述报文的uplink口、所述报文的源MAC地址和目的MAC地址；
所述确定单元确定数据转发平面的Datapath是否存在用于转发报文的流表项包括：
当识别出所述报文为单播报文时，在数据转发平面的Datapath查找包含接收到所述报文的uplink口和所述报文的目的MAC地址的流表项，如果查找到，则确定数据转发平面的Datapath中存在用于转发所述报文的流表项，如果未查找到，确定数据转发平面的Datapath中不存在用于转发所述报文的流表项；
当识别出所述报文为多播报文时，在数据转发平面的Datapath查找包含接收到所述报文的uplink口、以及所述报文的源MAC地址和目的MAC地址的流表项，如果查找到，则确定数据转发平面的Datapath中存在用于转发所述报文的流表项，如果未查找到，确定数据转发平面的Datapath中不存在用于转发所述报文的流表项。
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