CN104704778A - 用于虚拟和物理网络集成的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本文的公开内容描述了虚拟可扩展局域网VXLAN网关。在操作期间，VXLAN网关从物理主机接收以驻留在远程层-2网络广播域中的虚拟机为目的地的以太网包，远程层-2网络广播域与物理主机驻留的本地层-2网络广播域不同。然后，VXLAN网关确定接收的以太网包的VXLAN标识符。VXLAN网关还用虚拟可扩展局域网标识符和互联网协议IP头来封装以太网包，并将封装的包转发到IP网络，由此允许包经由IP网络传输到虚拟机，并允许远程层-2网络广播域和本地层-2网络广播域成为公共层-2广播域的部分。

Description

用于虚拟和物理网络集成的方法和系统
背景技术
互联网的指数级增长已经使其成为用于各种应用的无处不在的递送介质。此类应用又已带来对带宽的不断增加的需求。结果，服务提供者竞相建立具有各种各样能力的更大更快的数据中心。同时，虚拟化技术的发展使得可以在数据中心中实现大量虚拟机(VM)。这些虚拟机实质上可以作为物理主机操作，并执行诸如Web服务器或数据库服务器的各种功能。因为虚拟机是以软件实现的，所以它们可以自由地移植到各个位置。这种能力使服务提供者可以根据消费者需求对物理资源(例如，计算能力和网络容量)进行分区和隔离，并且可以动态分配这种资源。
虽然虚拟化给服务提供者带来前所未有的灵活性，但是常规的层-2网络架构趋于是固定的并且不能容易地适应虚拟机的动态特性。例如，在常规的数据中心架构中，主机常常通过一个或多个层-2(例如，以太网)交换机互连，以形成层-2广播域。层-2广播域的物理范围(physical reach)受传输介质限制。结果，不同的数据中心通常与不同的层-2广播域关联，而多个层-2广播域可以存在于单个数据中心中。为了使一个数据中心中的VM与另一个数据中心中的VM或存储设备通信，这种通信将需要经层-3网络承载。即，源和目的地之间的包必须由层-3设备(例如，IP路由器)处理和转发，因为源和目的地属于不同的层-2广播域。虽然这种架构有好处，但是扁平的层-2处理有其优点。实际上，将期望在网络中利用层-3和层-2模型这两者的优点和处理能力。
解决上述问题的一种技术是实现虚拟可扩展局域网(VXLAN)。VXLAN是由互联网工程任务组(IETF)管理的标准网络虚拟化技术，并通过创建覆盖在层-3IP网络之上的逻辑层-2网络来工作。由VM生成的以太网包在被传输到远程数据中心之前被封装在IP头中，在远程数据中心，IP头被移除并且原始以太网包被递送到目的地。IP封装机制允许逻辑层-2广播域扩展到任意数量的远程位置，并允许不同的数据中心或相同数据中心的不同部分(由此其中的VM和设备)处于相同的层-2广播域中。VXLAN功能通常驻留在主机的管理程序中，并与管理程序的虚拟交换机配合进行工作。VXLAN的更多细节可以在https://tools.ietf.org/html/draft-mahalingam-dutt-dcops-vxlan-02处可获得的IETF草案“VXLAN:A Framework forOverlaying Virtualized Layer 2Networks over Layer 3Networks”中找到，该草案通过引用被并入本文。
但是，现有的VXLAN实现方式不能容易地适应在相同的逻辑层-2广播域中的VM与物理主机的混合。这是因为管理程序中的VXLAN特征默认地对由属于某个VXLAN的VM生成的以太网包进行封装。另一方面，物理主机不能容易地参与到相同的VXLAN，因为没有对物理主机生成的以太网包进行封装的机制，该机制会以其它方式允许以太网包被递送到其它具有VXLAN能力的VM。
发明内容
本文的公开内容描述了一种促进虚拟和物理网络设备的集成的网络通信系统。具体而言，该系统提供虚拟可扩展局域网(VXLAN)网关。在操作期间，VXLAN网关从物理主机接收以驻留在远程层-2网络广播域中的虚拟机为目的地的以太网包，远程层-2网络广播域与物理主机驻留的本地层-2网络广播域不同。然后，VXLAN网关确定接收的以太网包的VXLAN网络标识符(VNI)。VXLAN网关还用VNI和互联网协议(IP)头来封装以太网包，并将封装的包转发到IP网络，由此允许包经由IP网络传输到虚拟机，并允许远程层-2网络广播域和本地层-2网络广播域成为公共层-2广播域的部分。
从物理主机接收的以太网包可以是地址解析协议(ARP)请求包。此外，VXLAN网关维护将VNI映射到IP多播组的数据结构。VXLAN网关还将IP头中的目的地IP地址设定为与该IP多播组对应的IP地址。VXLAN网关还可以维护将物理主机的介质访问控制(MAC)地址以及可选地将物理主机的虚拟局域网(VLAN)标签映射到VNI的数据结构。该数据结构还可以包含涵盖特定VLAN上所有物理主机的条目。这被指示为在没有任何特定于主机的信息的情况下VNI与VLAN标签之间的映射。
此外，VXLAN网关可以从虚拟机接收包，其中该包包括外部以太网头、IP头以及内部以太网头。然后，VXLAN网关通过移除从虚拟机接收的包的外部以太网头和IP头来对该包解封装，并将解封装的包转发到物理主机。VXLAN网关还可以创建与第二虚拟可扩展局域网网关的隧道，由此接合具有公共VNI的两个层-2网络广播域。可选地，VXLAN网关可以从OpenFlow控制器接收配置信息。
附图说明
图1示出了促进VXLAN网关的示例性网络架构。
图2示出了常规以太网包的头格式及其VXLAN封装。
图3展示了示出物理主机经由VXLAN网关启动跨IP网络与VM的通信的示例性处理的时间-空间图。
图4展示了示出物理主机经由VXLAN网关与VM通信的示例性处理的流程图。
图5示出了两个远程定位的数据中心通过VXLAN网关接合以形成单个层-2广播域的示例性网络架构。
图6示出了利用OpenFlow控制器促进VXLAN网关的配置的示例性网络架构。
图7示出了促进VXLAN网关的示例性计算机系统。
在附图中，相同的参考标号指示相同的附图单元。
具体实施方式
以下描述的给出是为了使本领域任何技术人员都能够作出和使用实施例，并且是在特定应用及其需求的情境下提供的。对所公开实施例的各种修改将对本领域技术人员非常清楚，并且在不偏离本公开内容的精神与范围的情况下，本文所定义的一般原理可以应用到其它实施例和应用。因此，本发明不限于示出的实施例，而是将符合与本文所公开的原理和特征一致的最宽范围。
本文所公开的系统的实施例通过促进VXLAN网关来解决在VM和物理主机之间启用VXLAN封装的通信的问题，其中VXLAN网关充当物理主机的网关并代表物理主机执行VXLAN封装和解封装。如以上提到的，管理程序(诸如位于加州Palo Alto的VMware有限公司的产品系列)中的VXLAN特征自动地对由作为启用了VXLAN的以太网广播域的一部分的VM生成的以太网包进行封装。目前没有现成可用的可以允许物理主机参与这种启用了VXLAN的广播域的机制，其中物理主机在其协议栈中不具有这种VXLAN特征。这是因为网络中没有可以用VXLAN头对物理主机的以太网包进行封装的设备。
为了解决这个问题，驻留在与物理主机相同的层-2广播域中的VXLAN网关可以代表物理主机执行VXLAN封装和解封装。图1示出了促进VXLAN网关的示例性网络架构。在这个例子中，IP网络100耦合若干个常规的层-2网络。具体而言，主机102耦合到IP路由器130。主机102托管多个VM：108、110和112。VM 108和110属于VXLAN 1，而VM 112属于VXLAN 2。虚拟化软件104(诸如管理程序)管理主机102中的VM，并且包括VXLAN模块106。VXLAN模块106负责对由VM 108、110和112生成的以太网包进行封装和解封装。
类似地，主机103耦合到IP路由器132。主机103托管多个VM：118、120和122。VM 118属于VXLAN 1，而VM 120和122属于VXLAN 2。虚拟化软件114管理VM 118、120和122，并且包括VXLAN模块116。当相同VXLAN中的VM彼此通信时，由VM生成的以太网包用IP头封装，然后被递送到(拥有目的地IP地址的)目的地物理主机中的VXLAN模块。
例如，当VM 108与VM 118通信时，VM 108用VM 118的MAC地址作为其MAC目的地地址(DA)来生成以太网包。(注意，相同VXLAN中的VM在相同的逻辑层-2广播域中，因此被假设为知道彼此的MAC地址。)当该以太网包到达VXLAN模块106时，VXLAN模块106检查包的MAC源地址(SA)、MAC DA以及可选地检查VLAN标签，并确定源(VM 108)和目的地(VM 118)都属于VXLAN 1。此外，基于包的MAC DA，VXLAN模块106确定目的地物理主机103的IP地址。VXLAN模块106又用合适的VXLAN头和IP头封装该以太网包(这将结合图2更具体地描述)，并将该封装的包发送到IP路由器130。由于封装的包具有与主机103关联的IP目的地地址，因此IP路由器130(以及IP网络100中的其它IP路由器)然后可以作出合适的转发决定并向主机103转发封装的包。
当主机103接收封装的包时，VXLAN模块116首先移除IP头以暴露内部以太网包。随后，基于VNI和内部以太网头的MAC DA这两者，虚拟化软件114将内部以太网包转发到VM 118。注意，当VXLAN 116接收以太网包时，它可以创建内部以太网包的MAC SA(这是VM 108的MAC地址)与IP源地址(这是主机102的IP地址)的映射关系。由此，当将来VM 118向VM 108发送以太网包时，VXLAN模块116可以用主机102的IP地址作为IP目的地地址来执行VXLAN封装。
在源VM不知道目的地VM的MAC地址(并且只知道目的地VM的IP地址)的情况下，源VM通常发布具有目的地VM的IP地址的地址解析协议(ARP)请求。这种ARP请求是广播层-2消息，该请求被认为会由层-2广播域中的所有主机(和VM)接收。在VXLAN的情况下，例如，当VM 108发出ARP请求时，这个ARP请求首先到达VXLAN模块106。当VXLAN模块106确定这是被认为会广播到整个VXLAN的ARP请求时，VXLAN模块106又用具有IP多播组地址作为其目的地IP地址的IP头封装该ARP请求。即，每个VXLAN与包括VXLAN中所有物理主机的IP多播树关联。以这种方式，当存在用于整个VXLAN的广播包时，主机的管理程序中的VXLAN模块可以用IP多播头对包进行封装，并将该封装的包多播到VXLAN中的所有主机。
由此，ARP请求将被多播到与相同VXLAN关联的所有主机。每个接收主机上的VXLAN模块将对包解封装，并将内部ARP请求本地广播到属于该VXLAN的所有VM。作为响应，具有与ARP请求中的IP地址匹配的IP地址的VM产生ARP响应，该响应将由本地VXLAN模块封装并被单播回到发出请求的VM。
在图1所示的例子中，如果物理主机(或者不具有VXLAN能力的VM)或直接地或经由层-2交换机耦合到IP网络100，那么物理主机即使不是不可能也难以与属于VXLAN的任何VM通信，这是因为由于以太网包不可能用VXLAN头和IP头来封装，因此来自物理主机的以太网包不能被递送到任何VM。一种解决方案是使用VXLAN网关124，该VXLAN网关可以是执行VXLAN模块106或108的功能的独立设备。例如，物理主机126可以经由层-2交换机127耦合到VXLAN网关124。物理主机126属于通过VXLAN网关124映射到VXLAN 1的VLAN 1。物理主机128可以托管未启用VXLAN的多个VM 138、140和142。VM 138属于映射到VXLAN 1的VLAN 1。VM 140和142属于映射到VXLAN 2的VLAN 2。主机128还耦合到VXLAN网关124。
当物理主机126要与VM 108通信时，物理主机126可以发出以太网包，其中VM 108的MAC地址作为MAC DA、物理主机126自己的MAC地址作为MAC SA并且VLAN标签与VLAN 1对应。当该以太网包到达VXLAN网关124时，VXLAN网关124检查包的MAC SA和MAC DA及其VLAN标签。注意，VXLAN网关维护将MAC地址以及可选地将VLAN标签映射到VXLAN的一组映射信息。注意，维护映射信息的数据结构还可以包含涵盖特定VLAN上所有物理主机的条目。这被指示为在没有任何特定于主机的信息的情况下VNI与VLAN标签之间的映射。如果物理主机126被适当地配置，则VXLAN网关124将把以太网包的MAC SA和MAC DA(以及可选地把VLAN标签)标识为与VXLAN 1关联。(注意，如果存在VLAN标签，则VXLAN网关124可以直接将VLAN映射到VXLAN，而无需使用MAC地址。但是，如果没有配置VLAN，则VXLAN网关124可以将MAC SA、MAC DA或者这两者映射到VXLAN。)此外，VXLAN网关124还维护VM的MAC地址和该VM的物理主机的IP地址之间的一组映射信息。由此，基于由物理主机126生成的以太网包的MAC DA(该MAC DA是VM 108的MAC地址)，VXLAN网关124确定主机102的IP地址应当被用作用于VXLAN封装的目的地IP地址。此外，VXLAN网关124使用其自己的IP地址作为用于封装的源IP地址。随后，VXLAN用合适的VXLAN头和IP头对来自主机126的以太网包进行封装，并将封装的包发送到IP网络100。
当封装的包到达主机102时，该封装的包被转发到VXLAN模块106。VXLAN模块106又移除IP头，以获得内部以太网包。注意，VXLAN模块106可以获知IP头的源IP地址(这是VXLAN网关124的IP地址)与内部以太网包的MAC SA(这是主机126的MAC地址)之间的映射。这种映射信息被用来对到主机126的出站流量(outbound traffic)进行封装。随后，VXLAN模块106基于MACDA将内部以太网包转发到VM 108。
当VM 108将以太网包发送回主机126时，发生类似的VXLAN封装/解封装处理。具体而言，VXLAN模块106标识从VM 108到主机126的以太网包属于VXLAN 1。此外，基于以太网包的MAC DA(这是主机126的MAC地址)，VXLAN模块106将主机126的IP地址标识为VXLAN封装的目的地IP地址，并使用主机102的IP地址作为源IP地址。然后，主机102将封装的以太网包发送到IP网络100，IP网络100将包递送到VXLAN网关124。然后，VXLAN网关124通过移除包的IP头对包解封装，并将内部以太网包转发到主机126。
图2示出了常规以太网包的头格式及其VXLAN封装。在这个例子中，常规的以太网包200通常包括有效负荷203和以太网头208。通常，有效负荷203可以包括包含IP头206的IP包。以太网头208包括MAC DA 204、MAC SA 202以及可选地包括VLAN标签205。
在一种实施例中，VXLAN网关124可以将常规的以太网包200封装成封装的包220。封装的包220通常包括：包含VNI以指示内部以太网包200所属的VXLAN的VXLAN头222、指示传输层协议和为VXLAN保留的端口号的UDP头218、以及外部IP头210。此外，封装的包220包括外部以太网头212。
例如，将以太网包200作为由主机126生成的并且以VM 108为目的地的以太网包。通常，主机126中的上层应用将利用VM 108的IP地址生成以VM 108为目的地的IP包。这种IP包变成有效负荷203，而VM 108的IP地址将是IP头206中的目的地IP地址。此外，主机126的IP地址将是IP头206中的源IP地址。然后，主机126中的数据链路层生成以太网头208，以封装有效负荷203。以太网头208的MAC DA 204将是VM 108的MAC地址，而以太网头208的MAC SA 202将是主机126的MAC地址。这基于主机126已经知道VM 108的MAC地址的假设。在主机126不知道VM 108的MAC地址的情况下，主机126可以使用ARP来找出VM 108的MAC地址。结合图3来描述这种ARP处理。然后，主机126将以太网包200发送到VXLAN网关124。
当VXLAN网关124接收来自主机126的以太网包200时，VXLAN网关124检查以太网MAC DA 204、MAC SA 202以及可选地检查VLAN标签205。基于该信息，VXLAN网关124确定以太网包200与VXLAN 1关联。此外，基于MAC DA 204，VXLAN网关124确定VXLAN封装的目的地IP地址是主机102的IP地址。随后，VXLAN网关124组装包括VXLAN头222(对应于VXLAN 1)的VXLAN头，并附连包括适当UDP端口号的UDP头218。此外，VXLAN网关124组装使用主机102的IP地址作为目的地地址以及使用VXLAN网关124自己的IP地址作为源地址的外部IP头210。然后，VXLAN网关124组装外部以太网头212。外部以太网头212用来将包220从VXLAN网关124传输到下一跳的IP路由器134。外部以太网头212具有作为IP路由器134的MAC地址的MAC DA214、作为VXLAN网关124的MAC地址的MAC SA以及可选地具有外部VLAN标签217。
一旦包220到达IP路由器134，则IP路由器134可以移除外部以太网头212并基于外部IP头210来转发包。这个处理遍及IP网络100地持续，直到包到达主机102为止。
如以上提到的，当主机126首次尝试与VM 108通信时，主机126可能只具有VM 108的IP地址而不具有VM 108的MAC地址。为了找出VM 108的MAC地址，主机126可以执行ARP查询操作。图3展示了示出这个处理的时间-空间图。首先，主机126生成在以太网广播包302中运送的ARP请求消息。然后，主机126将广播包302发送到VXLAN网关124。VXLAN网关124又基于包302的MAC SA来标识主机126属于VXLAN 1。此外，由于包302是以太网广播包，因此VXLAN网关124将包302映射到与VXLAN 1对应的IP多播组，并生成IP多播头303以对包302进行封装。注意，IP多播组包括主机102和主机103这两者，因为这两个主机都托管属于VXLAN 1的VM(主机102上的VM 108和110，以及主机103上的VM 118)。然后，该IP多播包被IP网络100递送到主机102和103这两者。主机102上的VXLAN模块106然后从包302移除IP头303，并向属于VXLAN 1的所有VM(即，VM 108和110)本地广播包302。此外，VXLAN模块106获知主机126的MAC地址和对应的IP地址之间的映射，其中主机126的MAC地址是包302中MAC SA，对应的IP地址是IP多播包中的源IP地址和VXLAN网关124的IP地址。
类似地，主机103上的VXLAN模块116接收相同的IP多播包，并将内部以太网广播包302转发到VM 118(图3中未示出)。
随后，VM 108确定其IP地址与包302中ARP请求中的IP地址匹配。作为响应，VM 108生成ARP响应消息并把它封装在以太网单播包304中，其中以太网单播包304将主机126的MAC地址作为MAC DA并将VM 108自己的MAC地址作为MAC SA。然后，主机102上的VXLAN模块106用单播IP头305对包304进行封装。IP头305的源IP地址是主机102的IP地址，而目的地IP地址是VXLAN网关124的IP地址。当该单播IP包到达VXLAN网关124时，VXLAN网关124移除IP头305，并将内部以太网包304转发到主机126。主机126又取出在包304中运送的ARP响应，并获知VM 108的MAC地址。
接下来，主机126生成将有效负荷运送到VM 108的普通单播以太网包306。包306的MAC DA是由主机126基于包304(ARP响应)获知的VM 108的MAC地址。包306的MAC SA是主机126的MAC地址。然后，VXLAN网关124用VXLAN头和在其后的单播IP头307对包306进行封装。IP头307将主机102的IP地址作为其目的地IP地址，并将VXLAN网关124的IP地址作为其源IP地址。随后，主机102上的VXLAN模块106移除IP头307，并将内部以太网包306转发到VM 108。
当VM 108发送以太网包308作为应答时，VXLAN模块106用单播IP头309封装包308。单播IP头309将VXLAN网关124的IP地址作为其目的地IP地址，并将主机102的IP地址作为其源IP地址。然后，VXLAN网关124接收封装的包，移除IP头309，并将内部以太网包308转发到主机126。
图4展示了示出物理主机经由VXLAN网关与VM通信的一般处理的流程图。在操作期间，为了启动与VXLAN中的VM的通信，物理主机首先广播ARP请求，该ARP请求到达VXLAN网关(操作402)。作为响应，VXLAN网关基于物理主机的MAC地址以及可选地基于其VLAN标签将ARP请求映射到特定的VXLAN和对应的IP多播组(操作404)。VXLAN网关用VXLAN头、UDP头和外部IP头(其包括IP多播组地址作为目的地IP地址)以及外部以太网头来封装ARP请求(操作406)。然后，VXLAN网关将封装的包发送到IP网络(操作408)。
封装的包被IP网络递送到对属于相同的VXLAN的VM进行托管的所有主机。结果，对与ARP请求对应的VM进行托管的主机上的启用了VXLAN的管理程序接收封装的包，对包解封装，并将内部ARP请求转发到属于相同VXLAN并且在主机上运行的VM(操作410)。随后，具有与ARP请求匹配的IP地址的VM对ARP请求作出响应(操作412)。作为响应，用于VM的管理程序用VXLAN网关的IP地址作为目的地IP地址来封装ARP响应，并将封装的包发送到IP网络(操作414)。
接下来，VXLAN网关接收封装的ARP响应包并对其解封装(操作416)。然后，VXLAN网关将解封装的ARP响应包转发到物理主机(操作418)。物理主机又获知目的地VM的MAC地址(操作420)。随后，物理主机可以继续利用VM的MAC地址来与VM通信，就好像VM驻留在相同的层-2广播域中一样(操作422)。
在一些实施例中，除了向未启用VXLAN的物理主机提供VXLAN功能，VXLAN网关还可以将不具有VXLAN能力的两个数据中心“缝合”成具有公共VXLAN ID的一个VXLAN域。为了促进这种“缝合”，分别驻留在两个数据中心中的两个VXLAN网关在这两个VXLAN网关之间创建隧道(在一个实施例中，该隧道可以是例如基于IP的(诸如基于IPSEC的)隧道)。在一个实施例中，这种隧道是IPsec隧道。两个VXLAN网关可以透明地将包从一个数据中心传到另一个，由此将两个数据中心接合成单个广播域。注意，使用IPsec隧道作为例子，并且这两个VXLAN网关可以使用任何隧道化协议。
图5示出了两个远程定位的数据中心通过VXLAN网关接合以形成单个层-2广播域的示例性网络架构。在这个例子中，主机504托管VM 518、520和522。主机506托管VM 508、510和512。主机504耦合到VXLAN网关516，而主机506耦合到VXLAN网关516。VXLAN网关516和506都耦合到IP网络500，并且在它们之间已创建了隧道515。
在操作期间，每个VXLAN网关都维护一组映射信息，这组映射信息不仅将本地MAC地址映射到VXLAN，而且将远程数据中心中的MAC地址映射到VXLAN。例如，当VM 508发出以VM 518为目的地的以太网包时，VXLAN网关514将用VXLAN头和IP头封装该以太网包，并将该封装的包经由隧道515发送到VXLAN网关516。VXLAN网关516又将对包解封装，并将内部以太网包发送到主机504，主机504可以将内部以太网包转发到VM 518。实质上，VXLAN网关516和506提供启用了VXLAN的管理程序中的VXLAN模块的功能性。
如以上提到的，VXLAN网关通常维护将MAC地址和(可选的)VLAN标签映射到VXLAN ID的一组映射信息。此外，VXLAN封装需要将MAC DA映射到目的地IP地址(取决于内部以太网，或单播或多播)。在一个实施例中，如图6中所示，OpenFlow控制器可以促进网络中每个VXLAN网关的这种配置。在这个例子中，(以流定义的形式存储的)所有映射信息经由安全(例如，SSL)隧道604从OpenFlow控制器602传送到VXLAN网关124。由OpenFlow控制器602提供的配置信息可以被VXLAN网关124用来建立包含用于具体流的条目的转发表。每个流利用12元组值{MAC DA，MAC SA，以太网类型，源IP，目的地IP，等…}来定义，具有在任何字段中使用通配符的可能性。关于OpenFlow的更多细节可以在
https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/specification/openflow-spec-v1.2.pdf中找到，该内容通过引用被并入本文。
应当注意，本文所描述的VXLAN网关可以实现为独立的装置、实现为交换机或路由器的一部分或者实现为主机的一部分。此外，VXLAN网关可以以硬件或软件或者这两者的组合实现。图7示出了促进VXLAN网关的示例性计算机系统。在这个例子中，计算机系统702包括处理器704、存储器706以及存储设备708。计算机系统702还耦合到显示器710、键盘712以及指点设备708。存储设备708存储数据730和指令，当该指令被加载到存储器706中并由处理器704执行时实现操作系统716和VXLAN网关系统718。网关系统718包括通信模块720、VXLAN映射模块722、包封装模块724、IP隧道模块726以及OpenFlow模块728。当由处理器执行这些模块时，这些模块联合地或者单独地执行上述功能。
本具体实施方式中所描述的数据结构和代码通常存储在计算机可读存储介质上，其中计算机可读存储介质可以是能够存储由计算机系统使用的代码和/或数据的任何设备或介质。计算机可读存储介质包括但不限于易失性存储器、非易失性存储器、磁性和光学存储设备(诸如盘驱动器、磁带、CD(紧凑盘)、DVD(数字多样化盘或数字视频盘))或者现在已知的或以后开发的能够存储计算机可读介质的其它介质。
具体实施方式部分中所描述的方法和处理可以实施为代码和/或数据，这些代码和/或数据可以存储在如上所述的计算机可读存储介质中。当计算机系统读取并执行存储在计算机可读存储介质上的代码和/或数据时，计算机系统执行被实施为数据结构和代码并且存储在计算机可读存储介质中的方法和处理。
此外，以上所述的方法和处理可以包括在硬件模块中。例如，硬件模块可以包括但不限于专用集成电路(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)以及现在已知的或以后开发的其它可编程逻辑设备。当硬件模块被激活时，硬件模块执行包括在硬件模块中的方法和处理。
本发明实施例的以上描述的给出仅仅是为了例示和描述的目的。它们不是意图为穷举的或者要将本发明限定到所公开的形式。因而，许多修改和变化将对本领域技术人员是清楚的。此外，以上公开内容不意图限制本发明。本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (21)

1.一种用于促进虚拟可扩展局域网网关的计算机实现的方法，包括：
从物理主机接收以驻留在远程层-2网络广播域中的虚拟机为目的地的以太网包，远程层-2网络广播域与物理主机驻留的本地层-2网络广播域不同；
确定接收的以太网包的虚拟可扩展局域网标识符；
用虚拟可扩展局域网标识符和互联网协议IP头来封装以太网包；以及
将封装的包转发到IP网络，由此允许包经由IP网络传输到虚拟机，并允许远程层-2网络广播域和本地层-2网络广播域成为公共层-2广播域的部分。
2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中从物理主机接收的以太网包是地址解析协议ARP请求包。
3.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：
维护将虚拟可扩展局域网标识符映射到IP多播组的数据结构；以及
将IP头中的目的地IP地址设定为与该IP多播组对应的IP地址。
4.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：
维护将物理主机的介质访问控制MAC地址和物理主机的虚拟局域网VLAN标签中的至少一个映射到虚拟可扩展局域网标识符的数据结构。
5.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：
从虚拟机接收包，其中该包包括外部以太网头、IP头以及内部以太网头；
通过移除从虚拟机接收的包的外部以太网头和IP头，对该包解封装；以及
将解封装的包转发到物理主机。
6.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：
创建与第二虚拟可扩展局域网网关的隧道，由此接合具有公共虚拟可扩展局域网标识符的两个层-2网络广播域。
7.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：
从OpenFlow控制器接收配置信息。
8.一种存储指令的非临时性存储介质，当处理器执行该指令时使处理器执行用于促进虚拟可扩展局域网网关的方法，所述方法包括：
从物理主机接收以驻留在远程层-2网络广播域中的虚拟机为目的地的以太网包，远程层-2网络广播域与物理主机驻留的本地层-2网络广播域不同；
确定接收的以太网包的虚拟可扩展局域网标识符；
用虚拟可扩展局域网标识符和互联网协议IP头来封装以太网包；以及
将封装的包转发到IP网络，由此允许包经由IP网络传输到虚拟机，并允许远程层-2网络广播域和本地层-2网络广播域成为公共层-2广播域的部分。
9.如权利要求8所述的非临时性存储介质，其中从物理主机接收的以太网包是地址解析协议ARP请求包。
10.如权利要求8所述的非临时性存储介质，其中所述方法还包括：
维护将虚拟可扩展局域网标识符映射到IP多播组的数据结构；以及
将IP头中的目的地IP地址设定为与该IP多播组对应的IP地址。
11.如权利要求8所述的非临时性存储介质，其中所述方法还包括：
维护将物理主机的介质访问控制MAC地址和物理主机的虚拟局域网VLAN标签中的至少一个映射到虚拟可扩展局域网标识符的数据结构。
12.如权利要求8所述的非临时性存储介质，其中所述方法还包括：
从虚拟机接收包，其中该包包括外部以太网头、IP头以及内部以太网头；
通过移除从虚拟机接收的包的外部以太网头和IP头，对该包解封装；以及
将解封装的包转发到物理主机。
13.如权利要求8所述的非临时性存储介质，其中所述方法还包括：
创建与第二虚拟可扩展局域网网关的隧道，由此接合具有公共虚拟可扩展局域网标识符的两个层-2网络广播域。
14.如权利要求8所述的非临时性存储介质，其中所述方法还包括：
从OpenFlow控制器接收配置信息。
15.一种用于促进虚拟可扩展局域网网关的交换系统，所述交换系统包括：
处理器；以及
存储设备，耦合到处理器并存储指令，当处理器执行该指令时使处理器执行方法，所述方法包括：
从物理主机接收以驻留在远程层-2网络广播域中的虚拟机为目的地的以太网包，远程层-2网络广播域与物理主机驻留的本地层-2网络广播域不同；
确定接收的以太网包的虚拟可扩展局域网标识符；
用虚拟可扩展局域网标识符和互联网协议IP头来封装以太网包；以及
将封装的包转发到IP网络，由此允许包经由IP网络传输到虚拟机，并允许远程层-2网络广播域和本地层-2网络广播域成为公共层-2广播域的部分。
16.如权利要求15所述的交换系统，其中从物理主机接收的以太网包是地址解析协议ARP请求包。
17.如权利要求15所述的交换系统，其中所述方法还包括：
维护将虚拟可扩展局域网标识符映射到IP多播组的数据结构；以及
将IP头中的目的地IP地址设定为与该IP多播组对应的IP地址。
18.如权利要求15所述的交换系统，其中所述方法还包括：
维护将物理主机的介质访问控制MAC地址和物理主机的虚拟局域网VLAN标签中的至少一个映射到虚拟可扩展局域网标识符的数据结构。
19.如权利要求15所述的交换系统，其中所述方法还包括：
从虚拟机接收包，其中该包包括外部以太网头、IP头以及内部以太网头；
通过移除从虚拟机接收的包的外部以太网头和IP头，对该包解封装；以及
将解封装的包转发到物理主机。
20.如权利要求15所述的交换系统，其中所述方法还包括：
创建与第二虚拟可扩展局域网网关的隧道，由此接合具有公共虚拟可扩展局域网标识符的两个层-2网络广播域。
21.如权利要求15所述的交换系统，其中所述方法还包括：
从OpenFlow控制器接收配置信息。
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