CN104601427A - 数据中心网络中的报文转发方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种报文转发方法及装置，其中，该方法包括：针对直连服务器中的每一个VM，获取该VM的虚拟网卡vNIC的相关信息，将获取到的相关信息与本地虚拟端口关联，其中，相关信息包括：该vNIC的MAC地址、该vNIC所在VXLAN的VNI、以及该vNIC所在VXLAN关联的VLAN的VLAN ID；在接收到直连服务器发来的以太报文之后，根据以太报文中的源MAC地址和VLAN ID，查找到对应的VNI；根据查找到的VNI，对以太报文进行VXLAN封装得到VXLAN报文并转发出去。本发明中，在物理交换机上启动例如VXLAN的overlay技术，物理交换机作为VPET，由于物理交换机是硬件转发，转发性能较高。

Description

数据中心网络中的报文转发方法及装置
技术领域
本申请涉及网络通信技术领域，特别涉及一种数据中心网络中的报文转发方法及装置。
背景技术
VXLAN（Virtual eXtensible Local Area Network，虚拟扩展局域网）是一种在UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）中封装MAC（Media Access Control，媒体访问控制）的简单机制，可以创建跨多个物理IP（Internet Protocol，因特网协议）子网的虚拟二层子网。VXLAN可以通过一个24比特的租户ID（即，VXLAN ID或VXLAN网络ID（VXLAN Network Identifier or VXLAN Segment ID，VNI）），在一个数据中心内部署百万个虚拟网。而且，VXLAN报文的格式很容易在硬件中实现，所以将来VXLAN也许可以更紧密地与物理网络设备集成。
如图1所示，VXLAN报文是在以太帧的前面又封装一个VXLAN头，其中，VXLAN头是VXLAN报文的外层报头，VXLAN头开销50字节，以太帧的以太头是内层报头。VXLAN头中包括：外层MAC DA（Destination Address，目的地址）、外层MAC SA（Source Address，源地址）、外层802.1Q、外层IP DA、外层IP SA和VNI；以太帧中包括：内层MAC DA、内层MAC SA、内层802.1Q和CRC（Cyclic Redundancy Check）。
以如图2所示的数据中心网络为例，简要说明VXLAN的基础应用原理。
如图2所示，vSwitch（虚拟交换机）启用VXLAN功能，作为VTEP（VXLAN TunnelEnd Point，VXLAN隧道的起点/终点）。
（1）MAC地址学习
作为VTEP的vSwitch的MAC地址学习与二层交换机相似。VTEP接收到本设备直连的VM（为了描述方便，称为源VM（虚拟机））发出的ARP（Address ResolutionProtocol，地址解析协议）请求之后，根据源VM上的虚拟网卡vNIC对应的VNI，对该ARP请求进行VXLAN封装得到VXLAN报文并发送给直连的物理交换机，由该物理交换机通过IP网络转发给其他vSwitch，其中，该VXLAN报文的外层MAC DA和外层IP DA分别是该VNI对应的组播组的MAC地址和IP地址。从而，将该ARP请求转发给了对应VXLAN内的所有VM。
其他vSwitch接收到该VXLAN报文之后，解封装得到其中的VXLAN头和ARP请求，将该ARP请求广播给该VXLAN头中的VNI内的所有VM（为了描述方便，称为目的VM）。目的VM接收到该ARP请求之后，返回ARP响应，通过以上方法最终单播给源VM。在此过程中，VTEP解封装得到ARP响应后，会学习该ARP响应的源MAC地址和源IP地址。
（2）单播报文转发
源VTEP接收到VM发来的单播报文之后，根据该单播报文的目的MAC地址查找对应的IP地址，查找到的IP地址即为该单播报文的目的IP地址；然后，根据该目的IP地址、源IP地址和对应的VNI，对该单播报文进行VXLAN封装得到VXLAN报文，之后发送给直连的物理交换机，由该物理交换机通过IP网络发送给目的VTEP。其中，IP网络中的网络设备（例如，交换机、路由器）会根据路由转发该VXLAN报文给目的VTEP。
目的VTEP解封装该VXLAN报文得到其中的单播报文后，根据该单播报文的目的MAC地址，将该单播报文转发给目的VM。
由上可见，现有技术中vSwitch作为VTEP，执行VXLAN报文的封装/解封装和转发处理，但是，vSwitch是由软件实现的，其转发性能较低。
发明内容
本申请提供了一种数据中心网络中的报文转发方法及装置，以解决现有技术中存在的vSwitch作为VTEP，转发性能较低的问题。
本申请的技术方案如下：
一方面，提供了一种数据中心网络中的报文转发方法，该数据中心网络中包括：至少一个服务器，服务器上设置有vSwitch和VM，VM通过vSwitch连接至服务器外部的物理交换机，该方法应用于物理交换机，该方法包括：
针对直连服务器中的每一个VM，获取该VM的vNIC的相关信息，将获取到的相关信息与本地虚拟端口关联，其中，该相关信息包括：该vNIC的MAC地址、该vNIC所在VXLAN的VNI、以及该vNIC所在VXLAN关联的VLAN的VLAN ID；
在接收到直连服务器发来的以太报文之后，根据以太报文中的源MAC地址和VLAN ID，查找到对应的VNI；
根据查找到的VNI，对以太报文进行VXLAN封装得到VXLAN报文并转发出去。
另一方面，还提供了一种数据中心网络中的报文转发装置，该数据中心网络中包括：至少一个服务器，服务器上设置有vSwitch和VM，VM通过vSwitch连接至服务器外部的物理交换机，该装置应用于物理交换机，该装置包括：
处理模块，用于针对本物理交换机的直连服务器中的每一个VM，获取该VM的vNIC的相关信息，将获取到的相关信息与本地虚拟端口关联，其中，该相关信息包括：该vNIC的MAC地址、该vNIC所在VXLAN的VNI、以及该vNIC所在VXLAN关联的VLAN的VLAN ID；
接收模块，用于接收直连服务器发来的以太报文；
查找模块，用于在接收模块接收到直连服务器发来的以太报文之后，根据以太报文中的源MAC地址和VLAN ID，查找到对应的VNI；
封装解封装模块，用于根据查找模块查找到的VNI，对接收模块接收到的以太报文进行VXLAN封装得到VXLAN报文；
发送模块，用于将封装解封装模块封装得到的VXLAN报文转发出去。
通过本申请的技术方案，物理交换机获取直连的服务器中的每一个VM的虚拟网卡的相关信息，并将获取到的相关信息与本地虚拟端口关联，后续，当接收到直连服务器发来的以太报文后，就可以根据该以太报文中的源MAC地址和VLAN，识别出对应的本地虚拟端口，以及查找到对应的VNI，最后，根据该VNI对该以太报文进行VXLAN封装，从而将VLAN数据流映射入VXLAN内做转发。本方案中，在物理交换机上启动例如VXLAN的overlay技术，物理交换机作为VPET，由于物理交换机是硬件转发，性能要高于软件的vSwitch。而且，VXLAN数据流仅在物理交换机上可见，物理交换机和服务器之间仍然运行VLAN数据流；在业务层面上，用户仅看到VXLAN，根据VXLAN划分租户，对VLAN不可见；VLAN作为局部业务划分手段，VLAN标签是系统自动分配，对最终用户不可见。
附图说明
图1是VXLAN报文的报文格式示意图；
图2是数据中心网络的架构示意图；
图3是本申请实施例一的数据中心网络以及VM管理中心和网络管理服务器组成的网络示意图；
图4是本申请实施例一的数据中心网络中的报文转发方法的流程图；
图5是本申请实施例一的VDP报文中的TLV的格式示意图；
图6是图5中的Filter Format域的取值为0x03时，Filter Info域的格式示意图；
图7是图5中的Filter Format域的取值为0x04时，Filter Info域的格式示意图；
图8是本申请实施例一的获取vNIC的相关信息的方法三的流程图；
图9是本申请实施例一的获取vNIC的相关信息的方法四的流程图；
图10是本申请实施例二的数据中心网络中的报文转发装置的结构示意图；
图11是本申请实施例三的数据中心网络中的报文转发装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中存在的vSwitch作为VTEP，转发性能较低的问题，以下实施例中提供了一种数据中心网络中的报文转发方法，以及一种可以应用该方法的装置。
本申请以下实施例中，如图3所示，数据中心网络中包括：至少一个物理服务器，服务器上设置有vSwitch和VM，VM通过vSwitch连接至服务器外部的物理交换机。物理交换机上启用Overlay（二层报文承载于三层网络）功能，Overlay例如可以是：VXLAN和NVGRE（Generic Routing Encapsulation，通用路由封装）等。
以下实施例中，以物理交换机上启用VXLAN功能为例进行说明，此时，物理交换机作为VTEP。VM上连接vSwitch的虚拟网卡（vNIC）也可以称为VSI（Virtual StationInterface，虚拟站接口）。
实施例一
本申请实施例中的报文转发方法由如图3所示的数据中心网络中的物理交换机来执行。如图4所示，该方法包括以下步骤：
步骤S102，针对直连服务器中的每一个VM，获取该VM的vNIC的相关信息，将获取到的相关信息与本地虚拟端口关联；
其中，该相关信息包括：该vNIC的MAC地址、该vNIC所在VXLAN的VNI、以及该vNIC所在VXLAN关联的VLAN（虚拟局域网）的VLAN ID。
在实际实施过程中，获取vNIC的相关信息的方法可以有多种，本实施例中例举了以下四种方法进行说明。
方法一：
该方法一中包括以下步骤：
步骤S202，物理交换机预先创建VXLAN，指定该VXLAN对应的VNI；
步骤S204，网络管理服务器对VM的业务类型进行分组，分组得到的每一个业务类型组对应一个端口策略；为每一个端口策略分配一个vNIC类别，每一个vNIC类别具有一个vNIC类别号（VTID）和一个版本号；将上述对应关系保存在网络管理服务器中的VTDB数据库中，即，将业务类型组、端口策略与vNIC类别之间的对应关系保存到VTDB数据库中；
其中，VM的业务类型例如：webserver（网页服务器）、db（database，数据库）、e-mail（电子邮件）等。
端口策略中可以包括限速、允许数据流通过的VLAN等端口行为。
步骤S206，VM管理中心（VM Manager，也可称为VM管理装置）通过与网络管理服务器进行通信，在VTDB数据库中查询可用的vNIC类别，将VM的vNIC与查询到的vNIC类别关联，同时指定该vNIC所在的租户，即，指定该vNIC所在VXLAN；
其中，将VM的vNIC与该vNIC类别关联的方式具体可以是：将该vNIC的MAC地址与该vNIC类别的VTID和版本号进行关联，或者，其他用于唯一标识该vNIC的信息与该vNIC类别的VTID和版本号进行关联。
步骤S208，VM管理中心将步骤S206中的关联信息推送给服务器，即，将VM的vNIC、vNIC类别（具体为VTID和版本号）与该vNIC所在VXLAN（具体为VNI）之间的关联关系发送给服务器；
步骤S210，在该VM上线之前，服务器将该VM的vNIC对应的信息发送给直连的物理交换机，该信息中包括：该vNIC的MAC地址和该vNIC所在VXLAN的VNI；另外，还可以包括：该vNIC关联的vNIC类别的VTID和版本号；
具体的，服务器可以通过VDP（VSI discovery and configuration protocol，VSI发现和配置协议）报文携带上述信息，其中，如图5所示，VDP报文中的一个TLV（TypeLength Value，类型长度值）中包括：Type域、Length域、Reason（理由）域、VSI TypeID（VSI类型标识）域、VSI ID Format（VSI标识格式）域、VSI ID域、Filter Format（过滤信息格式）域和Filter Info（过滤信息）域。
其中，其他域的取值和含义与现有技术相同，这里不再赘述。以下主要介绍FilterFormat域和Filter Info域。
（1）Filter Format域
Filter Format域的取值可以参见表1所示：
表1
取值 含义
0x01 VLAN（C-VLAN）
0x02 MAC+VLAN
0x03 Group ID+VLAN
0x04 Group ID+MAC+VLAN
其它 未定义
（2）Filter Info域
Filter Info域携带的内容与Filter Format域的取值有关。其中，当Filter Format域的取值为0x03或0x04时，Filter Info域可携带Group ID。当Filter Format域的取值为0x03时，Filter Info域的格式如图6所示，当Filter Format域的取值为0x04时，Filter Info域的格式如图7所示。
本实施例中，可以在图6或图7中的Group ID（组标识）字段中携带VNI。由于Group ID字段占用了4字节，因此，在实际实施时，可以令该4字节中的第一个高位字节取0，低三字节取值为VNI（24bit）。
因此，在步骤S210中，可以通过Filter Info域将该VM的vNIC的MAC地址和该VM的vNIC所在VXLAN的VNI发送给物理交换机。另外，由于Filter Info域中有VLAN域，因此，在发送时，可以填充一个无效的VLAN ID，例如，VLAN0或VLAN4095。
步骤S212，物理交换机接收到VDP报文后，提取其中的MAC地址、VNI、VTID和版本号，然后，根据提取出的VNI，查询本设备中是否存在对应的VXLAN（即，对应的VXLAN是否已经被创建）；
若查询结果是不存在，则向服务器返回VDP失败应答，退出本流程；
若查询结果是存在，则在查到的VXLAN没有关联VLAN时，为该VXLAN分配一个未与其他VXLAN关联的VLAN，将该VXLAN与该VLAN进行关联，在该VXLAN已经关联了VLAN时，查找到与该VXLAN关联的VLAN；
步骤S214，物理交换机创建VSI虚拟端口（也可称为本地虚拟端口），该虚拟端口与该VM或该VM的vNIC对应，为该虚拟端口关联MAC地址、VLAN、VNI，并将接收到该VDP报文的物理端口与该虚拟端口绑定；
步骤S216，物理交换机根据提取出的VTID和版本号，从网络管理服务器中的VTDB中获取对应的端口策略，并将获取到的端口策略作用到该虚拟端口上。
将获取到的端口策略作用到该VSI虚拟端口上的方式例如可以是：将该端口策略与该虚拟端口关联。
另外，反之，在该VM下线之前，服务器也会执行步骤S210向物理交换机发送VDP报文，物理交换机接收到该VDP报文后，提取其中的MAC地址和VNI，然后，提取出的MAC地址和VNI，在本地查找对应的VSI虚拟端口，删除查找到的VSI虚拟端口并将该VSI虚拟端口与对应信息进行去关联。
方法二：
该方法二中包括以下步骤：
步骤S302，网络管理服务器对VM的业务类型进行分组，分组得到的每一个业务类型组对应一个端口策略；为每一个端口策略分配一个vNIC类别，每一个vNIC类别具有一个vNIC类别号（VTID）和一个版本号；将上述对应关系保存在网络管理服务器中的VTDB数据库中，即，将业务类型组、端口策略与vNIC类别之间的对应关系保存到VTDB数据库中；
其中，VM的业务类型例如：webserver（网页服务器）、db（database，数据库）、e-mail（电子邮件）等。
端口策略中可以包括限速、允许数据流通过的VLAN等端口行为。
步骤S304，VM管理中心（VM Manager，也可称为VM管理装置）通过与网络管理服务器进行通信，在VTDB数据库中查询可用的vNIC类别，将VM的vNIC与查询到的vNIC类别关联，同时指定该vNIC所在的租户，即，指定该vNIC所在VXLAN；
其中，将VM的vNIC与该vNIC类别关联的方式具体可以是：将该vNIC的MAC地址与该vNIC类别的VTID和版本号进行关联，或者，其他用于唯一标识该vNIC的信息与该vNIC类别的VTID和版本号进行关联。
步骤S306，VM管理中心将步骤S304中的关联信息推送给服务器，即，将VM的vNIC、vNIC类别（具体为VTID和版本号）与该vNIC所在VXLAN（具体为VNI）之间的关联关系发送给服务器；
步骤S308，在该VM上线之前，服务器将该VM的vNIC对应的信息发送给直连的物理交换机，该信息中包括：该vNIC的MAC地址和该vNIC所在VXLAN的VNI；另外，还可以包括：该vNIC关联的vNIC类别的VTID和版本号；
具体的，服务器可以通过VDP报文携带上述信息。
步骤S310，物理交换机接收到VDP报文后，提取其中的MAC地址、VNI、VTID和版本号，然后，根据提取出的VNI，查询本设备中是否存在对应的VXLAN（即，对应的VXLAN是否已经被创建）；
若查询结果是不存在，则在本设备上创建对应的VXLAN，并为该VXLAN分配一个未与其他VXLAN关联的VLAN，将该VXLAN与该VLAN进行关联；若查询结果是存在，则在查到的VXLAN没有关联VLAN时，为该VXLAN分配一个未与其他VXLAN关联的VLAN，将该VXLAN与该VLAN进行关联，在该VXLAN已经关联了VLAN时，查找到与该VXLAN关联的VLAN；
步骤S312，物理交换机创建VSI虚拟端口（也可称为本地虚拟端口），该虚拟端口与该VM或该VM的vNIC对应，为该虚拟端口关联MAC地址、VLAN、VNI，并将接收到该VDP报文的物理端口与该虚拟端口绑定；
步骤S314，物理交换机根据提取出的VTID和版本号，从网络管理服务器中的VTDB中获取对应的端口策略，并将获取到的端口策略作用到该虚拟端口上。
将获取到的端口策略作用到该VSI虚拟端口上的方式例如可以是：将该端口策略与该虚拟端口关联。
另外，反之，在该VM下线之前，执行的操作与方法一相同，这里不再赘述。
与方法一相比，方法二中，物理交换机不预先创建VXLAN，在步骤S310中根据需要自动创建。
方法三
如图8所示，该方法三中包括以下步骤：
步骤S402，物理交换机预先创建VXLAN，指定该VXLAN对应的VNI；
步骤S404，网络管理服务器对VM的业务类型进行分组，分组得到的每一个业务类型组对应一个端口策略；为每一个端口策略分配一个vNIC类别，每一个vNIC类别具有一个vNIC类别号（VTID）和一个版本号；将上述对应关系保存在网络管理服务器中的VTDB数据库中，即，将业务类型组、端口策略与vNIC类别之间的对应关系保存到VTDB数据库中；
其中，VM的业务类型例如：webserver（网页服务器）、db（database，数据库）、e-mail（电子邮件）等。
端口策略中可以包括限速、允许数据流通过的VLAN等端口行为。
步骤S406，VM管理中心（VM Manager，也可称为VM管理装置）通过与网络管理服务器进行通信，在VTDB数据库中查询可用的vNIC类别，将VM的vNIC与查询到的vNIC类别关联，同时指定该vNIC所在的租户，即，指定该vNIC所在VXLAN；
其中，将VM的vNIC与该vNIC类别关联的方式具体可以是：将该vNIC的MAC地址与该vNIC类别的VTID和版本号进行关联，或者，其他用于唯一标识该vNIC的信息与该vNIC类别的VTID和版本号进行关联。
步骤S408，VM管理中心将步骤S206中的关联信息推送给服务器，即，将VM的vNIC、vNIC类别（具体为VTID和版本号）与该vNIC所在VXLAN（具体为VNI）之间的关联关系发送给服务器；
步骤S410，在该VM上线之前，服务器将该VM的vNIC对应的信息发送给直连的物理交换机，该信息中包括：该vNIC的MAC地址和该vNIC所在VXLAN的VNI；另外，还可以包括：该vNIC关联的vNIC类别的VTID和版本号；
具体的，服务器可以通过VDP报文携带上述信息。
步骤S412，物理交换机接收到VDP报文后，提取其中的MAC地址、VNI、VTID和版本号，然后，根据提取出的VNI，查询本设备中是否存在对应的VXLAN（即，对应的VXLAN是否已经被创建），若查询结果是不存在，则执行步骤S414，若查询结果是存在，则执行步骤S416；
步骤S414，物理交换机向服务器返回VDP失败应答，退出本流程；
步骤S416，物理交换机判断查到的VXLAN是否关联了VLAN，若查到的VXLAN没有关联VLAN，则执行步骤S418，若查到的VXLAN已经关联了VLAN，则执行步骤S422；
步骤S418，物理交换机创建VSI虚拟端口，该虚拟端口与该VM或该VM的vNIC对应，为该虚拟端口关联MAC地址和VNI（即为该VXLAN的VNI），然后，将接收到该VDP报文的物理端口与该虚拟端口绑定；然后执行步骤S420；
步骤S420，物理交换机根据提取出的VTID和版本号，从网络管理服务器中的VTDB中获取对应的端口策略，并将获取到的端口策略作用到该虚拟端口上，从该端口策略中获取对应的VLAN，将获取的VLAN与该虚拟端口关联，以及，将该获取的VLAN与该VNI关联；
例如，该端口策略中包括：允许数据流通过的VLAN，该VLAN即为该端口策略中对应的VLAN。
步骤S422，物理交换机查找到与该VXLAN关联的VLAN，创建VSI虚拟端口，该虚拟端口与该VM或该VM的vNIC对应，为该虚拟端口关联MAC地址、VLAN、VNI，然后，将接收到该VDP报文的物理端口与该虚拟端口绑定；然后执行步骤S424；
步骤S424，物理交换机根据提取出的VTID和版本号，从网络管理服务器中的VTDB中获取对应的端口策略，并将获取到的端口策略作用到该虚拟端口上。
或者，本方法三中，步骤S402也可以不执行，如果步骤S402不执行，则在步骤S414中物理交换机在本设备上创建对应的VXLAN（此时，该刚创建的VXLAN必然没有关联VLAN），然后执行步骤S418。
另外，反之，在该VM下线之前，执行的操作流程与方法一相同，这里不再赘述。
与方法一或方法二相比，本方法三中，在步骤S416中判断出查到的VXLAN没有关联VLAN时，在步骤S418中不为该VXLAN分配VLAN并关联，而是在步骤S420中获取到对应的端口策略后，从该端口策略中获取对应的VLAN，并将该VLAN与虚拟端口和VXLAN关联。
方法四
如图9所示，该方法四中包括以下步骤：
步骤S502，物理交换机预先创建VXLAN，指定该VXLAN对应的VNI；
步骤S504，网络管理服务器对VM的业务类型进行分组，分组得到的每一个业务类型组对应一个端口策略，并在端口策略中配置对应的VNI；为每一个端口策略对应一个vNIC类别，每一个vNIC类别具有一个vNIC类别号（VTID）和一个版本号；将上述对应关系保存在网络管理服务器中的VTDB数据库中；
端口策略中还可以包括限速、允许数据流通过的VLAN等端口行为。
步骤S506，VM管理中心（VM Manager）通过与网络管理服务器进行通信，在VTDB数据库中查询可用的vNIC类别，将VM的vNIC与该vNIC类别关联；
步骤S508，VM管理中心将步骤S506中的关联信息推送给服务器，即，将VM的vNIC与vNIC类别之间的关联关系发送给服务器；
步骤S510，在该VM上线之前，服务器将该VM对应的信息发送给直连的物理交换机，该信息中包括：该VM的vNIC的MAC地址；另外，还可以包括：该VM关联的vNIC类别的VTID和版本号；
步骤S512，物理交换机接收到VDP报文后，提取其中的MAC地址、VTID和版本号，根据提取出的VTID和版本号，从网络管理服务器中的VTDB中获取对应的端口策略，并从该端口策略中获取对应的VNI；
步骤S514，物理交换机根据在步骤S512中获取的VNI，查询本设备中是否存在对应的VXLAN（即，对应的VXLAN是否已经被创建）；若查询结果是不存在，则执行步骤S516，若查询结果是存在，则执行步骤S518；
步骤S516，物理交换机向服务器返回VDP失败应答，退出本流程；
步骤S518，物理交换机判断查到的VXLAN是否关联了VLAN，若查到的VXLAN没有关联VLAN，则执行步骤S520，若查到的VXLAN已经关联了VLAN，则执行步骤S522；
步骤S520，物理交换机为该VXLAN分配一个未与其他VXLAN关联的VLAN，将该VXLAN与该VLAN进行关联；然后执行步骤S524；
步骤S522，物理交换机查找到与该VXLAN关联的VLAN；然后执行步骤S524；
步骤S524，物理交换机创建VSI虚拟端口，该虚拟端口与该VM或该VM的vNIC对应，为该虚拟端口关联MAC地址、VLAN、VNI，并将在步骤S512中获取到的端口策略作用到该虚拟端口上，以及将接收到该VDP报文的物理端口与该虚拟端口绑定。
或者，在本方法四中，步骤S502也可以不执行，此时，如果步骤S502不执行，则在步骤S516中物理交换机在本设备上创建对应的VXLAN，并为该VXLAN分配一个未与其他VXLAN关联的VLAN，将该VXLAN与该VLAN进行关联，然后执行步骤S524。
另外，反之，在该VM下线之前，服务器也会执行步骤S510向物理交换机发送VDP报文，物理交换机也会执行步骤S512得到对应的MAC地址和VNI，在本地查找对应的VSI虚拟端口，删除查找到的VSI虚拟端口并将该VSI虚拟端口与对应信息进行去关联。
与方法一或方法二相比，本方法四中，在步骤S506中VM管理中心没有为该VM的vNIC指定VNI，后续，步骤S512中物理交换机接收到VDP报文，根据其中的VTID和版本号，从网络管理服务器中的VTDB中获取对应的端口策略，并从该端口策略中获取对应的VNI。
显然，在实际实施过程中，可以将上述方法一至方法四中的任意两种以上方法，结合起来实施。
步骤S104，在接收到直连服务器发来的以太报文之后，根据该以太报文中的源MAC地址和VLAN ID，查找到对应的VNI；
具体的，服务器中的一个VM发出数据报文之后，直连的vSwitch接收到该数据报文，并将该数据报文封装成以太报文，然后，发送给直连的物理交换机。
步骤S106，根据查找到的VNI，对该以太报文进行VXLAN封装得到VXLAN报文并转发出去。具体的封装方法可以与现有技术相同，这里不再赘述。
另外，对于从IP网络接收到的VXLAN报文，物理交换机还会执行以下操作：在接收到VXLAN报文之后，对该VXLAN报文进行解封装得到VXLAN头和以太报文，根据解封装得到的以太报文中的目的MAC地址和该VXLAN头中的VNI，查找到对应的本地虚拟端口；将解封装得到的以太报文，通过与查找到的本地虚拟端口绑定的本地物理端口转发给直连服务器。
该直连服务器中的vSwitch接收到该以太报文后，会在本地查找匹配流表表项，并根据该表项将该以太报文解封装得到数据报文后转发给目的VM。
本申请以上实施例的技术方案中，物理交换机获取直连的服务器中的每一个VM的虚拟网卡的相关信息，并将获取到的相关信息与本地虚拟端口关联，后续，当接收到直连服务器发来的以太报文后，就可以根据该以太报文中的源MAC地址和VLAN，识别出对应的本地虚拟端口，以及查找到对应的VNI，最后，根据该VNI对该以太报文进行VXLAN封装，从而将VLAN数据流映射入VXLAN内做转发。本方案中，在物理交换机上启动例如VXLAN的overlay技术，物理交换机作为VPET，由于物理交换机是硬件转发，性能要高于软件的vSwitch。而且，VXLAN数据流仅在物理交换机上可见，物理交换机和服务器之间仍然运行VLAN数据流；在业务层面上，用户仅看到VXLAN，根据VXLAN划分租户，对VLAN不可见；VLAN作为局部业务划分手段，VLAN标签是系统自动分配，对最终用户不可见。
实施例二
针对上述实施例一中的方法，本申请实施例中提供了一种可以应用该方法的报文转发装置。该报文转发装置应用于物理交换机中，如图10所示，该报文转发装置中包括：处理模块10、接收模块20、查找模块30、封装解封装模块40和发送模块50，其中：
处理模块10，用于针对本物理交换机的直连服务器中的每一个VM，获取该VM的vNIC的相关信息，将获取到的相关信息与本地虚拟端口关联，其中，相关信息包括：该vNIC的MAC地址、该vNIC所在VXLAN的VNI、以及该vNIC所在VXLAN关联的VLAN的VLAN ID；
接收模块20，用于接收直连服务器发来的以太报文；
查找模块30，用于在接收模块20接收到直连服务器发来的以太报文之后，根据以太报文中的源MAC地址和VLAN ID，查找到对应的VNI；
封装解封装模块40，用于根据查找模块30查找到的VNI，对接收模块20接收到的以太报文进行VXLAN封装得到VXLAN报文；
发送模块50，用于将封装解封装模块40封装得到的VXLAN报文转发出去。
另外，该装置中还可以包括一存储模块，用于存储本地虚拟端口及其关联的vNIC的相关信息。
其中，接收模块，还用于接收VXLAN报文；
封装解封装模块，还用于在接收模块接收到VXLAN报文之后，对该VXLAN报文进行解封装得到VXLAN头和以太报文；
查找模块，还用于根据封装解封装模块解封装得到的以太报文中的目的MAC地址和VXLAN头中的VNI，查找到对应的本地虚拟端口；
发送模块，还用于将封装解封装模块解封装得到的以太报文，通过与查找模块查找到的本地虚拟端口绑定的本地物理端口转发给直连服务器。
其中，处理模块包括：MAC接收单元、第一获取单元和第二获取单元，其中：
MAC接收单元，用于接收直连服务器发来的该vNIC的MAC地址；
第一获取单元，用于获取该vNIC所在VXLAN的VNI；
第二获取单元，用于获取该vNIC所在VXLAN关联的VLAN的VLAN ID。
其中，第一获取单元具体用于：
接收直连服务器发来的该vNIC所在VXLAN的VNI；其中，该VNI是VM管理装置在为该vNIC指定了所在的VXLAN之后，发送给直连服务器的；
或者，接收到直连服务器发来的该vNIC关联的vNIC类别之后，根据该vNIC类别从网络管理服务器中获取到对应的端口策略，并从该端口策略中获取到VNI作为该vNIC所在VXLAN的VNI；其中，该vNIC关联的vNIC类别是VM管理装置在为该vNIC指定了关联的vNIC类别之后，发送给直连服务器。
其中，第二获取单元具体用于：
在第一获取单元获取到该vNIC所在VXLAN的VNI之后，根据获取到的VNI，查找本设备中是否存在对应的VXLAN；若存在，则在查找到的VXLAN没有关联VLAN时，为该查找到的VXLAN分配一个未与其他VXLAN关联的VLAN，将该查找到的VXLAN与该分配的VLAN进行关联，在该查找到的VXLAN已经关联了VLAN时，查找到与该查找到的VXLAN关联的VLAN；
或者，接收到直连服务器发来的该vNIC关联的vNIC类别之后，根据该vNIC类别从网络管理服务器中获取到对应的端口策略，并从该端口策略中获取到VLAN ID作为该vNIC所在VXLAN关联的VLAN的VLAN ID。
其中，该装置中还包括：创建模块，用于预先在本物理交换机上创建VXLAN并为该VXLAN分配一个VNI；则，第二获取单元具体还用于：在根据获取到的VNI，查找本设备中是否存在对应的VXLAN之后，若查找结果是不存在，则退出本流程。
或者，第二获取单元具体还用于：在根据获取到的VNI，查找本设备中是否存在对应的VXLAN之后，若查找结果是不存在，则在本物理交换机上创建以获取到的VNI标识的VXLAN，为该VXLAN分配一个未与其他VXLAN关联的VLAN，将该VXLAN与该VLAN进行关联。
实施例三
以上实施例二对本申请具体实施例中的报文转发装置进行了说明，本实施例三给出了本申请具体实施例中报文转发装置的硬件架构组成。
报文转发装置是可以软硬件结合的可编程设备，具体参见图11，图11是本申请具体实施例中报文转发装置的硬件架构组成示意图，该报文转发装置包括：非易失性存储器，CPU（中央处理器），转发芯片，内存和其他硬件；其中，
内存，用于存储指令代码，当所述指令代码被执行时完成的操作主要为报文转发装置中的处理模块、接收模块、查找模块、封装解封装模块、发送模块和创建模块等模块完成的功能，这里不再详述。
CPU，用于与转发芯片通信，进行各种报文的收发，包括：接收物理交换机的直连服务器发来的以太报文、转发封装得到的VXLAN报文、接收VXLAN报文、以及转发解封装得到的以太报文给物理交换机的直连服务器；用于与内存通信，读取和执行内存中存储的所述指令代码，完成上述报文转发装置中的处理模块、接收模块、查找模块、封装解封装模块、发送模块和创建模块等模块完成的功能，以及对从转发芯片上送的报文的处理；用于与非易失性存储器通信，读/写非易失性存储器中的数据，包括：本地虚拟端口及其关联的vNIC的相关信息。
其中，处理模块用于针对本物理交换机的直连服务器中的每一个VM，获取该VM的vNIC的相关信息，将获取到的相关信息与本地虚拟端口关联并保存到非易失性存储器中，其中，相关信息包括：该vNIC的MAC地址、该vNIC所在VXLAN的VNI、以及该vNIC所在VXLAN关联的VLAN的VLAN ID；接收模块用于接收直连服务器发来的以太报文；查找模块，用于在接收模块接收到直连服务器发来的以太报文之后，根据以太报文中的源MAC地址和VLAN ID，从非易失性存储器中查找到对应的VNI；封装解封装模块，用于根据查找模块查找到的VNI，对接收模块接收到的以太报文进行VXLAN封装得到VXLAN报文，由发送模块将封装得到的VXLAN报文转发出去。
另外，接收模块还用于接收VXLAN报文；封装解封装模块还用于在接收模块接收到VXLAN报文之后，对该VXLAN报文进行解封装得到VXLAN头和以太报文；查找模块还用于根据封装解封装模块解封装得到的以太报文中的目的MAC地址和VXLAN头中的VNI，从非易失性存储器中查找到对应的本地虚拟端口；发送模块还用于将封装解封装模块解封装得到的以太报文，通过与查找模块查找到的本地虚拟端口绑定的本地物理端口转发给直连服务器。
转发芯片，用于通过该芯片上的端口连接到本物理交换机直连服务器和IP网络，负责上述的各种报文的收发处理，具体的，将直连服务器发来的以太报文上送给CPU，将CPU发来的VXLAN报文发送给IP网络，将从IP网络中接收到的VXLAN报文上送给CPU，并将CPU发来的以太报文发送给直连服务器。
非易失性存储器，用于存储各种数据，包括：本地虚拟端口及其关联的vNIC的相关信息，完成报文转发装置中的存储模块的功能，其中，存储模块用于存储本地虚拟端口及其关联的vNIC的相关信息。
需要说明的是，图11所示的报文转发装置只是一个具体的例子，也可以通过其他的与本实施例描述不同结构实现，例如，执行上述指令代码时所完成的操作，也可以由特定应用专用集成电路（ASIC）实现。另外，上述的CPU可以是一个或多个，如果是多个，则由多个CPU共同负责读取和执行所述指令代码。因此，本申请对报文转发装置的具体结构不作具体限定。
综上，本申请以上实施例可以达到以下技术效果：
物理交换机获取直连的服务器中的每一个VM的虚拟网卡的相关信息，并将获取到的相关信息与本地虚拟端口关联，后续，当接收到直连服务器发来的以太报文后，就可以根据该以太报文中的源MAC地址和VLAN，识别出对应的本地虚拟端口，以及查找到对应的VNI，最后，根据该VNI对该以太报文进行VXLAN封装，从而将VLAN数据流映射入VXLAN内做转发。本方案中，在物理交换机上启动例如VXLAN的overlay技术，物理交换机作为VPET，由于物理交换机是硬件转发，性能要高于软件的vSwitch。而且，VXLAN数据流仅在物理交换机上可见，物理交换机和服务器之间仍然运行VLAN数据流；在业务层面上，用户仅看到VXLAN，根据VXLAN划分租户，对VLAN不可见；VLAN作为局部业务划分手段，VLAN标签是系统自动分配，对最终用户不可见。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (15)

1.一种数据中心网络中的报文转发方法，所述数据中心网络中包括：至少一个服务器，所述服务器上设置有虚拟交换机vSwitch和虚拟机VM，所述VM通过所述vSwitch连接至所述服务器外部的物理交换机，所述方法应用于所述物理交换机，其特征在于，所述方法包括：
针对直连服务器中的每一个VM，获取该VM的虚拟网卡vNIC的相关信息，将获取到的相关信息与本地虚拟端口关联，其中，所述相关信息包括：该vNIC的媒体访问控制MAC地址、该vNIC所在虚拟扩展局域网VXLAN的VXLAN网络标识VNI、以及该vNIC所在VXLAN关联的虚拟局域网VLAN的VLAN ID；
在接收到所述直连服务器发来的以太报文之后，根据所述以太报文中的源MAC地址和VLAN ID，查找到对应的VNI；
根据查找到的VNI，对所述以太报文进行VXLAN封装得到VXLAN报文并转发出去。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在接收到VXLAN报文之后，对该VXLAN报文进行解封装得到VXLAN头和以太报文，根据解封装得到的以太报文中的目的MAC地址和该VXLAN头中的VNI，查找到对应的本地虚拟端口；
将所述解封装得到的以太报文，通过与查找到的本地虚拟端口绑定的本地物理端口转发给直连服务器。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述获取该VM的虚拟网卡vNIC的相关信息的方法包括：
接收所述直连服务器发来的该vNIC的MAC地址；
获取该vNIC所在VXLAN的VNI以及该vNIC所在VXLAN关联的VLAN的VLAN ID。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获取该vNIC所在VXLAN的VNI的方法包括：
接收所述直连服务器发来的该vNIC所在VXLAN的VNI；其中，该VNI是VM管理装置在为该vNIC指定了所在的VXLAN之后，发送给所述直连服务器的；
或者，接收到所述直连服务器发来的该vNIC关联的vNIC类别之后，根据该vNIC类别从网络管理服务器中获取到对应的端口策略，并从该端口策略中获取到VNI作为该vNIC所在VXLAN的VNI；其中，该vNIC关联的vNIC类别是所述VM管理装置在为该vNIC指定了关联的vNIC类别之后，发送给所述直连服务器。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，获取该vNIC所在VXLAN关联的VLAN的VLAN ID的方法包括：
获取到该vNIC所在VXLAN的VNI之后，根据获取到的VNI，查找本设备中是否存在对应的VXLAN；若存在，则在查找到的VXLAN没有关联VLAN时，为该查找到的VXLAN分配一个未与其他VXLAN关联的VLAN，将该查找到的VXLAN与该分配的VLAN进行关联，在该查找到的VXLAN已经关联了VLAN时，查找到与该查找到的VXLAN关联的VLAN；
或者，接收到所述直连服务器发来的该vNIC关联的vNIC类别之后，根据该vNIC类别从所述网络管理服务器中获取到对应的端口策略，并从该端口策略中获取到VLAN ID作为该vNIC所在VXLAN关联的VLAN的VLAN ID。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：预先在本设备上创建VXLAN并为该VXLAN分配一个VNI；
则，在根据获取到的VNI，查找本设备中是否存在对应的VXLAN之后，还包括：若不存在，则退出本流程。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在根据获取到的VNI，查找本设备中是否存在对应的VXLAN之后，还包括：
若不存在，则在本设备上创建以获取到的VNI标识的VXLAN，为该VXLAN分配一个未与其他VXLAN关联的VLAN，将该VXLAN与该VLAN进行关联。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述直连服务器发来的该vNIC所在VXLAN的VNI，携带在VSI发现和配置协议VDP报文的过滤信息Filter Info域的组标识Group ID字段中。
9.一种数据中心网络中的报文转发装置，所述数据中心网络中包括：至少一个服务器，所述服务器上设置有虚拟交换机vSwitch和虚拟机VM，所述VM通过所述vSwitch连接至所述服务器外部的物理交换机，所述装置应用于所述物理交换机，其特征在于，所述装置包括：
处理模块，用于针对本物理交换机的直连服务器中的每一个VM，获取该VM的虚拟网卡vNIC的相关信息，将获取到的相关信息与本地虚拟端口关联，其中，所述相关信息包括：该vNIC的媒体访问控制MAC地址、该vNIC所在虚拟扩展局域网VXLAN的VXLAN网络标识VNI、以及该vNIC所在VXLAN关联的虚拟局域网VLAN的VLAN ID；
接收模块，用于接收所述直连服务器发来的以太报文；
查找模块，用于在所述接收模块接收到所述直连服务器发来的以太报文之后，根据所述以太报文中的源MAC地址和VLAN ID，查找到对应的VNI；
封装解封装模块，用于根据所述查找模块查找到的VNI，对所述接收模块接收到的以太报文进行VXLAN封装得到VXLAN报文；
发送模块，用于将所述封装解封装模块封装得到的VXLAN报文转发出去。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述接收模块，还用于接收VXLAN报文；
所述封装解封装模块，还用于在所述接收模块接收到VXLAN报文之后，对该VXLAN报文进行解封装得到VXLAN头和以太报文；
所述查找模块，还用于根据所述封装解封装模块解封装得到的以太报文中的目的MAC地址和VXLAN头中的VNI，查找到对应的本地虚拟端口；
所述发送模块，还用于将所述封装解封装模块解封装得到的以太报文，通过与所述查找模块查找到的本地虚拟端口绑定的本地物理端口转发给直连服务器。
11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述处理模块包括：
MAC接收单元，用于接收所述直连服务器发来的该vNIC的MAC地址；
第一获取单元，用于获取该vNIC所在VXLAN的VNI；
第二获取单元，用于获取该vNIC所在VXLAN关联的VLAN的VLAN ID。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一获取单元具体用于：
接收所述直连服务器发来的该vNIC所在VXLAN的VNI；其中，该VNI是VM管理装置在为该vNIC指定了所在的VXLAN之后，发送给所述直连服务器的；
或者，接收到所述直连服务器发来的该vNIC关联的vNIC类别之后，根据该vNIC类别从网络管理服务器中获取到对应的端口策略，并从该端口策略中获取到VNI作为该vNIC所在VXLAN的VNI；其中，该vNIC关联的vNIC类别是所述VM管理装置在为该vNIC指定了关联的vNIC类别之后，发送给所述直连服务器。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第二获取单元具体用于：
在所述第一获取单元获取到该vNIC所在VXLAN的VNI之后，根据获取到的VNI，查找本设备中是否存在对应的VXLAN；若存在，则在查找到的VXLAN没有关联VLAN时，为该查找到的VXLAN分配一个未与其他VXLAN关联的VLAN，将该查找到的VXLAN与该分配的VLAN进行关联，在该查找到的VXLAN已经关联了VLAN时，查找到与该查找到的VXLAN关联的VLAN；
或者，接收到所述直连服务器发来的该vNIC关联的vNIC类别之后，根据该vNIC类别从所述网络管理服务器中获取到对应的端口策略，并从该端口策略中获取到VLAN ID作为该vNIC所在VXLAN关联的VLAN的VLAN ID。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：创建模块，用于预先在本物理交换机上创建VXLAN并为该VXLAN分配一个VNI；则，
所述第二获取单元具体还用于：在根据获取到的VNI，查找本设备中是否存在对应的VXLAN之后，若查找结果是不存在，则退出本流程。
15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第二获取单元具体还用于：
在根据获取到的VNI，查找本设备中是否存在对应的VXLAN之后，若查找结果是不存在，则在本物理交换机上创建以获取到的VNI标识的VXLAN，为该VXLAN分配一个未与其他VXLAN关联的VLAN，将该VXLAN与该VLAN进行关联。
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