CN104954218A - 分布式虚拟交换装置及转发方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出分布式虚拟交换装置及转发方法。装置包括：VEM和VSM，VEM将学习到的本地vNet MAC表项通过VSM同步到同一VXLAN内的所有VEM，接收并保存VSM发来的VXLAN隧道表项，当从本地端口接收到报文，查找对应的vNet MAC转发表项，若表项中的出vPort信息未指向本地端口，根据所述vPort信息解析出目的VEM的VTEP IP地址，根据该地址查找到对应的隧道表项，根据该隧道表项对报文进行VXLAN隧道封装，将报文发送给数据中心物理网络。本发明实现了基于VXLAN的跨越数据中心物理网络的分布式虚拟交换装置及在该装置中的数据转发。

Description

分布式虚拟交换装置及转发方法

技术领域

本发明涉及网络虚拟化技术领域，尤其涉及分布式虚拟交换装置及转发方法。

背景技术

随着企业网络规模的不断增长和基于云计算网络环境的大量部署，数据中心网络也显著地变得更加复杂。在数据中心网络中，由于所需的网桥的数量急剧增长，虚拟化技术更增加了数据中心网络的复杂性，并改变了数据中心的网络部署方式。

发明内容

本发明提供分布式虚拟交换装置及转发方法，以实现基于VXLAN的跨越数据中心物理网络的分布式虚拟交换装置及在该装置中的数据转发。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种分布式虚拟交换装置，该装置包括：虚拟以太网模块VEM和虚拟监督者模块VSM，其中：

所述VEM包括：

转发表项维护模块：学习本地虚拟网络媒体访问控制vNet MAC转发表项，表项内容包括：虚拟扩展局域网标识VXLAN ID、目的MAC地址和虚拟出端口vPort信息，并将该表项通过虚拟监督者模块VSM同步到同一VXLAN内的所有VEM；接收并保存VSM同步来的其它VEM学习到的vNetMAC转发表项；

隧道维护模块：接收并保存VSM发来的VXLAN隧道表项；

第一转发模块：从本地端口接收报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找对应的vNet MAC转发表项，若查找到且表项中的vPort信息未指向本地端口，则将报文和该vPort信息发送给第二转发模块，所述vPort信息由本VEM的VTEP IP地址信息和物理端口信息组成；

第二转发模块：接收第一转发模块发来的报文和vPort信息，根据该vPort信息解析出目的VEM的VXLAN隧道端点VTEP IP地址，根据该VTEP IP地址查找到对应的隧道表项，根据该隧道表项对报文进行VXLAN隧道封装，将报文发送给数据中心物理网络；

所述VSM包括：

匹配关系维护模块：维护vNet-VEM匹配表，每条表项根据VEM发来的VXLAN ID和VTEP IP地址的对应关系而建立；

表项同步模块：接收VEM发来的vNet MAC转发表项，根据表项中的VXLAN ID，并结合匹配关系维护模块维护的vNet-VEM匹配表，将该vNetMAC转发表项同步到同一VXLAN内的所有VEM；

隧道建立模块：根据匹配关系维护模块维护的vNet-VEM匹配表，为属于同一VXLAN的VEM之间建立VXLAN隧道，将对应的隧道表项发送给对应的VEM，隧道表项的内容包括：VXLAN ID和目的VTEP的IP地址。

所述第二转发模块进一步用于，

接收来自数据中心物理网络的报文，对该报文进行VXLAN隧道解封装，将得到的原始报文发送给第一转发模块；

所述第一转发模块进一步用于，

接收第二转发模块发来的原始报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找自身的vNet MAC转发表项，根据表项中的vPort信息将报文转发出去。

所述转发表项维护模块进一步用于，

为每条vNet MAC转发表项设置生存周期，当生存周期到达后，根据表项对应的VXLAN ID，通过VSM通知同一VXLAN内的所有VEM删除该表项。

所述转发表项维护模块进一步用于，

接收第三方系统静态配置的本地vNet MAC转发表项，并将该表项通过VSM同步到同一VXLAN内的所有VEM。

一种VEM，位于上述分布式虚拟交换装置中，该VEM包括：

转发表项维护模块：学习本地vNet MAC转发表项，表项内容包括：VXLAN ID、目的MAC地址和vPort信息，并将该表项通过VSM同步到同一VXLAN内的所有VEM；接收并保存VSM同步来的其它VEM学习到的vNet MAC转发表项；

隧道维护模块：接收并保存VSM发来的VXLAN隧道表项；

第一转发模块：从本地端口接收报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找对应的vNet MAC转发表项，若查找到且表项中的vPort信息未指向本地端口，则将报文和该vPort信息发送给第二转发模块；

第二转发模块：接收第一转发模块发来的报文和vPort信息，根据该vPort信息解析出目的VEM的VTEP IP地址，根据该VTEP IP地址查找到对应的隧道表项，根据该隧道表项对报文进行VXLAN隧道封装，将报文发送给数据中心物理网络。

所述第二转发模块进一步用于，

接收来自数据中心物理网络的报文，对该报文进行VXLAN隧道解封装，将得到的原始报文发送给第一转发模块；

所述第一转发模块进一步用于，

接收第二转发模块发来的原始报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找对应的vNet MAC转发表项，根据表项中的vPort信息将报文转发出去。

所述转发表项维护模块进一步用于，

为每条vNet MAC转发表项设置生存周期，当生存周期到达后，根据表项对应的VXLAN ID，通过VSM通知同一VXLAN内的所有VEM删除该表项。

所述转发表项维护模块进一步用于，

接收第三方系统静态配置的本地vNet MAC转发表项，并将该表项通过VSM同步到同一VXLAN内的所有VEM。

一种VSM，位于上述分布式虚拟交换装置中，该VSM主要包括：

匹配关系维护模块：维护vNet-VEM匹配表，每条表项根据VEM上报的VXLAN ID和VTEP IP地址的对应关系而建立；

表项同步模块：接收VEM发来的vNet MAC转发表项，根据表项中的VXLAN ID，并结合匹配关系维护模块维护的vNet-VEM匹配表，确定属于同一VXLAN的所有VEM的VTEP IP地址，将该表项同步到该所有VEM；

隧道建立模块：根据匹配关系维护模块维护的vNet-VEM匹配表，为属于同一VXLAN内的VEM之间建立VXLAN隧道，并将对应的隧道表项发送给对应的VEM，所述隧道表项的内容包括：VXLAN ID和目的VTEP的IP地址。

一种分布式虚拟交换装置中的转发方法，该方法包括：

VEM学习本地vNet MAC转发表项，表项内容包括：VXLAN ID、目的MAC地址和vPort信息，并将该表项通过VSM同步到同一VXLAN内的所有VEM；接收并保存VSM同步来的其它VEM学习到的vNet MAC转发表项；

VEM接收并保存VSM发来的VXLAN隧道表项，隧道表项的内容包括：VXLAN ID和目的VTEP的IP地址；

VEM从本地端口接收报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找对应的vNet MAC转发表项，若查找到且表项中的vPort信息未指向本地端口，则根据该vPort信息解析出目的VEM的VTEP IP地址，根据该VTEPIP地址查找到对应的隧道表项，根据该隧道表项对报文进行VXLAN隧道封装，将报文发送给数据中心物理网络。

所述VEM进一步用于，

接收来自数据中心物理网络的报文，对该报文进行VXLAN隧道解封装，根据得到的原始报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找自身的vNet MAC转发表项，根据表项中的vPort信息将报文转发出去。

所述VEM学习本地vNet MAC转发表项进一步包括：

VEM为该表项设置生存周期，当生存周期到达后，根据表项对应的VXLAN ID，通过VSM通知同一VXLAN内的所有VEM删除该表项。

所述方法进一步包括：

VEM接收第三方系统静态配置的本地vNet MAC转发表项，并将该表项通过VSM同步到同一VXLAN内的所有VEM。

所述方法进一步包括：

VEM接收第三方系统发来的更新后的本地vNet MAC转发表项，将该表项通过VSM同步更新到同一VXLAN内的所有VEM。

可见，本发明实现了基于VXLAN的跨越数据中心物理网络的分布式虚拟交换装置及在该装置中的数据转发。

附图说明

图1为vSwitch的网络位置示意图；

图2为某分布式虚拟交换机示意图；

图3为VXLAN报文的格式示意图；

图4为VXLAN的基础应用原理示意图；

图5为本发明实施例提供的基于VXLAN的分布式虚拟交换装置的组成示意图；

图6为本发明实施例提供的分布式虚拟交换装置中的VEM的组成示意图；

图7为本发明实施例提供的分布式虚拟交换装置中的VSM的组成示意图；

图8为本发明实施例提供的应用于图5所示的分布式虚拟交换装置中的数据转发方法流程图；

图9为本发明实施例提供的应用于图5所示的分布式虚拟交换装置中的表项维护方法流程图；

图10为本发明又一实施例提供的应用于图5所示的分布式虚拟交换装置中的数据转发方法流程图。

具体实施方式

在数据中心网络中，一台终端站点（End Station），比如：一台物理服务器中，存在着一个软件实体。基于该软件实体，一台物理服务器可以允许多个虚拟机（VM，Virtual Machine）共享同一套硬件系统。每个虚拟机包含至少一块虚拟网卡（VNIC，Virtual Network Interface Card），该虚拟网卡配置了独立的IP地址且具有独立的媒体访问控制（MAC，Media Access Control）地址，并通过该软件实体与物理服务器的物理网卡相连。

在虚拟机VM出现伊始，VMware等虚拟机厂商就提出了虚拟交换机（VSwitch）的概念，通过软件虚拟交换机解决同一台物理服务器内部的VM二层网络的互访，跨物理服务器的VM二层互访则转发给传统的以太网（Ethernet）接入层交换机去处理。图1给出了vSwitch的网络位置示意图。

图2给出了某分布式虚拟交换机示意图，其中：

虚拟监督者模块（VSM，The Virtual Supervisor Module）：为分布式虚拟交换机控制平面，运行于VSM虚拟机或专用硬件系统；

虚拟以太网模块（VEM，The Virtual Ethernet Module）：嵌入在超级监督者（Hypervisor）的虚拟线卡。

VSM作为主控单元，控制多台VEM（上限64台）运行，VEM执行MAC地址自学习和本地转发，上行流量进入外部物理交换机做进一步转发。在转发层面，各VEM独立工作。

虚拟扩展局域网（VXLAN，Virtual eXtensible Local Area Network）是一种在用户数据报协议（UDP，User Datagram Protocol）中封装MAC地址的简单机制。如图3所示，VXLAN报文的基本格式为：L2over UDP，其中：

1）封装报头开销50字节；

2）UDP目的端口为已知端口，源端口可按流分配，标准5元组方式有利于IP网络转发过程中进行负载分担。

VXLAN报文中包含24比特VXLAN ID，使得VXLAN能够：

1）最大支持16M逻辑二层网络；

2）突破当前4K的VLAN限制。

图4为现有的VXLAN的基础应用原理示意图。当vSwitch启用VXLAN功能，其作为VXLAN隧道端点（VTEP，VXLAN Tunnel End Station）。数据流量在vSwitch上根据本地转发结果，对需要发往非本vSwitch直连VM的报文封装为VXLAN报文并发送。

VTEP的MAC地址学习过程与传统的二层交换机转发方式相似，具体过程如下：

步骤01：当源VTEP接收到源VM发来的广播、组播或者未知单播报文时，学习该报文的源地址，包括：源MAC地址、VXLAN ID和源IP地址，将报文中的VXLAN ID映射到一个IP网络的组播组，向外发出地址解析协议（ARP，Address Resolution Protocol）请求报文。

即，广播、组播或者未知单播报文统一采用广播转发方式。

其中，VXLAN与组播组是一一对应的，加入了某个VXLAN的所有VTEP都会加入该VXLAN对应的组播组。

步骤02：ARP请求报文通过组播组转发给VXLAN内所有VM，对应目的VM返回ARP响应报文单播给源VM，源VTEP学习到目的VM的MAC地址和目的VTEP的IP地址。

步骤03：当源VTEP再接收到发给上述目的VM的报文后，在MAC转发表中查找目的MAC地址，确定对应的目的VTEP的IP地址，根据目的和源VTEP的IP地址封装VXLAN报文头后发送给IP核心网，IP核心网内部设备根据路由转发该UDP报文给目的VTEP，目的VTEP解封装VXLAN报文头后按照目的MAC地址转发报文给目的VM。

引入VXLAN的目标是解决以下问题：

1）大量虚拟机引入了大量MAC地址，会导致边缘交换机的MAC容量不足；

2）数据中心内部和跨数据中心互联部署虚拟化需要的VLAN数量远超4K；

3）生成树协议（STP，Spanning Tree Protocol）防止二层环路固有的链路利用率低和复杂度高，难以大规模部署；

4）数据中心多租户之间的MAC地址和VLAN隔离；

5）在已有广泛部署的IP核心网络上实现VM之间通信需要的二层互联。

目前，vSwitch已有多种方案支持VXLAN的虚拟化系统运行，通常有专用的VXLAN控制系统控制虚拟化网络中的VXLAN部署。但是，VXLAN控制系统方案复杂，且作为独立于传统数据中心网络设备的角色存在，无法复用现有的数据中心技术，无法和现有数据中心网络设备统一管理。

为此，本发明实施例提供了一种基于VXLAN的分布式虚拟交换装置。如图5所示，在该分布式虚拟交换装置组成示意图中，包括VEM和VSM，其中：

VEM：学习本地vNet MAC转发表项，表项内容包括：VXLAN ID、目的MAC地址和虚拟出端口（vPort）信息，并将该表项通过VSM同步到同一VXLAN内的其他所有VEM；接收并保存VSM同步来的其它VEM学习到的vNet MAC转发表项；接收并保存VSM发来的VXLAN隧道表项；从本地端口接收报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找对应的vNet MAC转发表项，若查找到且表项中的vPort信息未指向本地端口，则根据该vPort信息解析出目的VEM的VXLAN隧道端点VTEP IP地址，根据该VTEP IP地址查找到对应的隧道表项，根据该隧道表项对报文进行VXLAN隧道封装，将报文发送给数据中心物理网络；若查找到且表项中的vPort信息指向本地端口，则将报文从该本地端口转发出去。

VSM：维护vNet-VEM匹配表，每条表项根据VEM发来的VXLAN ID和VTEP IP地址的对应关系而建立，根据该匹配表将VEM发来的vNet MAC转发表项同步到同一VXLAN内的所有VEM；当发现有VEM加入本分布式虚拟交换装置时，对于该VEM支持的任一VXLAN，在vNet-VEM匹配表中查找到属于同一VXLAN的所有VEM的VTEP IP地址，在该VEM与查找的所有VEM之间建立VXLAN隧道，并将对应的隧道表项分别发送给对应的VEM，隧道表项的内容包括：VXLAN ID和目的VTEP的IP地址。

当数据中心物理网络接收到来自VEM的VXLAN报文后，根据报文的目的VTEP IP地址，将报文转发出去。

可以看出，图5所示的分布式虚拟交换装置中的各组成部分的地位如下：

VEM：与现有的传统机架式交换系统中的线卡（Line Card）对应；

VSM：与现有的传统机架式交换系统中的主控板（Main Board）对应；

而数据中心物理网络则与现有的机架式交换系统中的交换引擎（Fabric）对应，区别在于，其承载了VXLAN通道。

图5所示的分布式虚拟交换装置、数据中心物理网络与传统物理机架式交换系统对比：若所有VEM统一为一台“巨型机架式交换机”，则通过VXLAN将数据中心物理网络抽象为Fabric，VXLAN等效为机架式交换系统的HiGig交换机制。

图6为本发明实施例提供的分布式虚拟交换装置中的VEM的组成示意图，该VEM主要包括：转发表项维护模块61、隧道维护模块62、第一转发模块63和第二转发模块64，其中：

转发表项维护模块61：学习本地vNet MAC转发表项，表项内容包括：VXLAN ID、目的MAC地址和出vPort信息，并将该表项通过VSM同步到同一VXLAN内的所有VEM；接收并保存VSM同步来的其它VEM学习到的vNet MAC转发表项。

隧道维护模块62：接收并保存VSM发来的VXLAN隧道表项。

第一转发模块63：从本地端口接收报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，在转发表项维护模块61维护的vNet MAC转发表中查找对应的表项，若查找到且表项中的出vPort信息未指向本地端口，则将报文和该出vPort信息发送给第二转发模块64。

若查找到且表项中的出vPort信息指向本地端口，则将报文从该本地端口转发出去。

第二转发模块64：接收第一转发模块63发来的报文和出vPort信息，根据该vPort信息解析出目的VEM的VTEP IP地址，根据该VTEP IP地址在隧道维护模块62维护的VXLAN隧道表项中查找到对应的隧道表项，根据该隧道表项对报文进行VXLAN隧道封装，将报文发送给数据中心物理网络。

其中，第二转发模块64进一步用于，接收来自数据中心物理网络的报文，对该报文进行VXLAN隧道解封装，将得到的原始报文发送给第一转发模块61；

第一转发模块63进一步用于，接收第二转发模块64发来的原始报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，在转发表项维护模块61维护的vNet MAC转发表中查找对应的表项，根据表项中的出vPort信息将报文转发给本地VM。

转发表项维护模块61进一步用于，为每条vNet MAC转发表项设置生存周期，当生存周期到达后，根据表项对应的VXLAN ID，通过VSM通知同一VXLAN内的所有VEM删除该表项。

转发表项维护模块61进一步用于，接收第三方系统静态配置的本地vNetMAC转发表项，并将该表项通过VSM同步到同一VXLAN内的所有VEM。

可以看出，第一转发模块63执行的是与传统转发类似的转发、控制流程，配置界面与传统Line Card类似。区别是传统转发使用VLAN进行流量隔离，VLAN ID范围是1～4094；而第一转发模块63使用VXLAN进行流量隔离，VXLAN ID取值范围是1～281474976710655（与24bit VXLAN标签值上限一致）。

第二转发模块64的作用实际上相当于隔离屏蔽“传统转发”，实现“基于VXLAN的交换引擎（Fabric）”。

图7为本发明实施例提供的分布式虚拟交换装置中的VSM的组成示意图，该VEM主要包括：匹配关系维护模块71、表项同步模块72和隧道建立模块73，其中：

匹配关系维护模块71：维护vNet-VEM匹配表，该表中保存了VEM上报的VXLAN ID和VTEP IP地址的映射关系。

表项同步模块72：接收VEM发来的vNet MAC转发表项，根据表项中的VXLAN ID，并结合匹配关系维护模块71维护的vNet-VEM匹配表，确定属于同一VXLAN的所有VEM的VTEP IP地址，将该表项同步到该所有VEM。

隧道建立模块73：当发现有VEM加入本分布式虚拟装置时，对于该VEM支持的任一VXLAN，在匹配关系维护模块71维护的vNet-VEM匹配表中查找到属于同一VXLAN的所有VEM的VTEP IP地址，在该VEM与查找的所有VEM之间建立VXLAN隧道，并将对应的隧道表项分别发送给对应的VEM，隧道表项的内容包括：VXLAN ID和目的VTEP的IP地址。

图8为本发明实施例提供的应用于图5所示的分布式虚拟交换装置中的数据转发方法流程图，其具体步骤如下：

步骤801：VEM学习本地vNet MAC转发表项，并将该表项通过VSM同步到同一VXLAN内的所有VEM；同时，VEM接收并保存VSM同步来的其它VEM学习到的vNet MAC转发表项。

其中，转发表项内容包括：VXLAN ID、目的MAC地址和出vPort信息。

步骤802：VEM接收并保存VSM发来的VXLAN隧道表项。

其中，VXLAN隧道表项的内容包括：VXLAN ID和目的VTEP的IP地址。

步骤803：VEM从本地端口接收报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找对应的vNet MAC转发表项，若查找到且表项中的出vPort信息未指向本地端口，则根据该出vPort信息解析出目的VEM的VTEP IP地址，根据该VTEP IP地址查找到对应的隧道表项，根据该隧道表项对报文进行VXLAN隧道封装，将报文发送给数据中心物理网络。

若查找到且表项中的出vPort信息指向本地端口，则将报文从该本地端口转发给本地VM。

进一步地，当VEM接收到来自数据中心物理网络的报文时，对该报文进行VXLAN隧道解封装，根据得到的原始报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找自身的vNet MAC转发表项，根据表项中的出vPort信息将报文转发给本地VM。

步骤801中，当VEM学习到本地vNet MAC转发表项之后，可以为该表项设置生存周期，当生存周期到达后，根据表项对应的VXLAN ID，通过VSM通知同一VXLAN内的所有VEM删除该表项。

另外，在实际应用中，当VM关联到VEM上之后，可由第三方系统在VEM上静态配置对应的vNet MAC转发表项，然后VEM将该表项通过VSM同步到同一VXLAN内的所有VEM。

图9为本发明实施例提供的应用于图5所示的分布式虚拟交换装置中的表项维护方法流程图，其具体步骤如下：

步骤900：VEM维护vNet MAC转发表。

其中，所述vNet MAC转发以vNet划分，每个vNet以VXLAN ID区分，每个vNet下的每条表项内容包括：目的MAC地址（DMAC）和虚拟出端口（vPort）信息；

VSM维护vNet-VEM匹配表，每条表项内容包括：VXLAN标识（ID）和VEM的VTEP IP地址。

进一步地，每个vNet即一个VXLAN。

步骤901：当VEM加入本分布式虚拟交换装置时，该VEM接收VSM为本VEM分配的本装置唯一的VTEP IP地址。

VSM如何发现VEM加入属于现有技术，在此不作详述。

步骤902：该VEM向VSM上报自身支持的所有VXLAN ID和自身的VTEP IP地址。

VSM会将该VEM上报的VXLAN ID和VTEP IP地址的映射关系保存到自身维护的vNet-VEM匹配表中；同时，对于该VEM支持的任一VXLAN，VSM在自身维护的vNet-VEM匹配表中查找到属于同一VXLAN的所有VEM的VTEP IP地址，在该VEM与查找的所有VEM之间建立VXLAN隧道（Tunnel），并将对应的隧道表项分别发送给各VEM。

其中，隧道表项的内容至少包括：VXLAN ID和目的VTEP IP地址。

此后，当有新的vNet加入该VEM时，该VEM也会向VSM上报新支持的VXLAN ID和自身的VTEP IP地址，则VSM就为该新VXLAN，在该VEM与属于同一VXLAN的所有VEM之间建立VXLAN隧道，并将对应的隧道表项分别发送给各VEM。

步骤903：该VEM接收VSM发来的VXLAN隧道表项。

步骤904：当该VEM学习到vNet MAC转发表项时，将该表项发送给VSM，接收VSM发来的与本VEM属于同一VXLAN的其它VEM学习到的vNet MAC转发表项。

当VSM接收到VEM发来的vNet MAC转发表项时，会根据该表项中的VXLAN ID，在自身的vNet-VEM匹配表中查找到属于同一VXLAN的所有VEM的VTEP IP地址，将该表项同步到查找到的所有VEM。

当VEM从自身的任一vPort接收到来自一个VM的报文时，查看该报文的源MAC地址、入vPort信息和VXLAN ID是否已在自身的vNet MAC转发表中，若否，则生成一条新的vNet MAC转发表项（表项内容包括：报文的源MAC地址、入vPort信息和VXLAN ID），将该表项添加到自身的vNetMAC转发表中，同时将该表项发送给VSM，以便VSM同步给同一VXLAN内的所有VEM。

图10为本发明又一实施例提供的应用于图5所示的分布式虚拟交换装置中的数据转发方法流程图，其具体步骤如下：

步骤1001：源VEM的第一转发模块从本地端口接收到来自源VM的报文，根据该报文的VXLAN ID和目的MAC地址，在自身的vNet MAC转发表中查找到对应的表项。

步骤1002：源VEM的第一转发模块判断查找到的表项中的vPort信息是否指向本地端口，若是，执行步骤1003；否则，执行步骤1004。

步骤1003：源VEM的第一转发模块按照查找到的表项中的vPort信息，将该报文从对应的本地端口转发出去，本流程结束。

步骤1004：源VEM的第一转发模块将该报文和查找到的vPort信息发送给自身的第二转发模块。

步骤1005：源VEM的第二转发模块从该vPort信息中解析出目的VEM的VTEP IP地址，根据该目的VTEP IP地址和报文的VXLAN ID查找到对应的VXLAN隧道表项，根据该隧道表项对该报文进行VXLAN隧道封装。

vPort信息中包含了VTEP IP地址（或者VTEP IP地址的映射信息）以及物理端口信息，因此，从vPort信息中可以解析出VTEP IP地址。

步骤1006：源VEM的第二转发模块将封装好的报文发送给数据中心物理网络。

步骤1007：数据中心物理网络接收到该报文，根据报文的目的VTEP IP地址，将该报文转发给目的VEM。

这里，数据中心物理网络如何学习到VEM之间的路由表项属于现有技术，在此不再详述。

步骤1008：目的VEM的第二转发模块接收到该报文，对该报文进行VXLAN隧道解封装，得到原始报文，将该原始报文发送给自身的第一转发模块。

步骤1009：目的VEM的第一转发模块根据原始报文的VXLAN ID和目的MAC地址，在自身的vNet MAC转发表中查找对应的表项，根据查找到的表项中的vPort信息，将该报文从对应本地端口发送给目的VM。

需要指出的是，本发明实施例中，当VEM收到广播、组播或未知单播报文时，统一执行广播流程。具体地，VEM的第一转发模块发现收到了广播、组播或未知单播报文时，将报文转发给第二转发模块，第二转发模块将报文在报文所属VXLAN内的所有隧道上复制，或者在特定组播组内用组播地址发送，任一VEM从数据中心物理网络侧收到该报文后，其第二转发模块对报文进行VXLAN隧道解封装处理后，将原始报文发送给其第一转发模块，其第一转发模块将报文在报文所属VXLAN内的所有端口上发出。

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 (14)

1.一种分布式虚拟交换装置，其特征在于，该装置包括：虚拟以太网模块VEM和虚拟监督者模块VSM，其中：

所述VEM包括：

转发表项维护模块：学习本地虚拟网络媒体访问控制vNet MAC转发表项，表项内容包括：虚拟扩展局域网标识VXLAN ID、目的MAC地址和虚拟出端口vPort信息，并将该表项通过虚拟监督者模块VSM同步到同一VXLAN内的所有VEM；接收并保存VSM同步来的其它VEM学习到的vNetMAC转发表项；

隧道维护模块：接收并保存VSM发来的VXLAN隧道表项；

第一转发模块：从本地端口接收报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找对应的vNet MAC转发表项，若查找到且表项中的vPort信息未指向本地端口，则将报文和该vPort信息发送给第二转发模块，所述vPort信息由本VEM的VTEP IP地址信息和物理端口信息组成；

第二转发模块：接收第一转发模块发来的报文和vPort信息，根据该vPort信息解析出目的VEM的VXLAN隧道端点VTEP IP地址，根据该VTEPIP地址查找到对应的隧道表项，根据该隧道表项对报文进行VXLAN隧道封装，将报文发送给数据中心物理网络；

所述VSM包括：

匹配关系维护模块：维护vNet-VEM匹配表，每条表项根据VEM发来的VXLAN ID和VTEP IP地址的对应关系而建立；

表项同步模块：接收VEM发来的vNet MAC转发表项，根据表项中的VXLAN ID，并结合匹配关系维护模块维护的vNet-VEM匹配表，将该vNetMAC转发表项同步到同一VXLAN内的所有VEM；

隧道建立模块：根据匹配关系维护模块维护的vNet-VEM匹配表，为属于同一VXLAN的VEM之间建立VXLAN隧道，将对应的隧道表项发送给对应的VEM，隧道表项的内容包括：VXLAN ID和目的VTEP的IP地址。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述第二转发模块进一步用于，

接收来自数据中心物理网络的报文，对该报文进行VXLAN隧道解封装，将得到的原始报文发送给第一转发模块；

所述第一转发模块进一步用于，

接收第二转发模块发来的原始报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找自身的vNet MAC转发表项，根据表项中的vPort信息将报文转发出去。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转发表项维护模块进一步用于，

为每条vNet MAC转发表项设置生存周期，当生存周期到达后，根据表项对应的VXLAN ID，通过VSM通知同一VXLAN内的所有VEM删除该表项。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转发表项维护模块进一步用于，

接收第三方系统静态配置的本地vNet MAC转发表项，并将该表项通过VSM同步到同一VXLAN内的所有VEM。

5.一种VEM，位于如权利要求1所述的装置中，其特征在于，该VEM包括：

转发表项维护模块：学习本地vNet MAC转发表项，表项内容包括：VXLAN ID、目的MAC地址和vPort信息，并将该表项通过VSM同步到同一VXLAN内的所有VEM；接收并保存VSM同步来的其它VEM学习到的vNet MAC转发表项；

隧道维护模块：接收并保存VSM发来的VXLAN隧道表项；

第一转发模块：从本地端口接收报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找对应的vNet MAC转发表项，若查找到且表项中的vPort信息未指向本地端口，则将报文和该vPort信息发送给第二转发模块；

第二转发模块：接收第一转发模块发来的报文和vPort信息，根据该vPort信息解析出目的VEM的VTEP IP地址，根据该VTEP IP地址查找到对应的隧道表项，根据该隧道表项对报文进行VXLAN隧道封装，将报文发送给数据中心物理网络。

6.根据权利要求5所述的VEM，其特征在于，

所述第二转发模块进一步用于，

接收来自数据中心物理网络的报文，对该报文进行VXLAN隧道解封装，将得到的原始报文发送给第一转发模块；

所述第一转发模块进一步用于，

接收第二转发模块发来的原始报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找对应的vNet MAC转发表项，根据表项中的vPort信息将报文转发出去。

7.根据权利要求5所述的VEM，其特征在于，所述转发表项维护模块进一步用于，

为每条vNet MAC转发表项设置生存周期，当生存周期到达后，根据表项对应的VXLAN ID，通过VSM通知同一VXLAN内的所有VEM删除该表项。

8.根据权利要求5所述的VEM，其特征在于，所述转发表项维护模块进一步用于，

接收第三方系统静态配置的本地vNet MAC转发表项，并将该表项通过VSM同步到同一VXLAN内的所有VEM。

9.一种VSM，位于如权利要求1所述的装置中，其特征在于，该VSM主要包括：

匹配关系维护模块：维护vNet-VEM匹配表，每条表项根据VEM上报的VXLAN ID和VTEP IP地址的对应关系而建立；

表项同步模块：接收VEM发来的vNet MAC转发表项，根据表项中的VXLAN ID，并结合匹配关系维护模块维护的vNet-VEM匹配表，确定属于同一VXLAN的所有VEM的VTEP IP地址，将该表项同步到该所有VEM；

隧道建立模块：根据匹配关系维护模块维护的vNet-VEM匹配表，为属于同一VXLAN内的VEM之间建立VXLAN隧道，并将对应的隧道表项发送给对应的VEM，所述隧道表项的内容包括：VXLAN ID和目的VTEP的IP地址。

10.一种分布式虚拟交换装置中的转发方法，其特征在于，该方法包括：

VEM学习本地vNet MAC转发表项，表项内容包括：VXLAN ID、目的MAC地址和vPort信息，并将该表项通过VSM同步到同一VXLAN内的所有VEM；接收并保存VSM同步来的其它VEM学习到的vNet MAC转发表项；

VEM接收并保存VSM发来的VXLAN隧道表项，隧道表项的内容包括：VXLAN ID和目的VTEP的IP地址；

VEM从本地端口接收报文，根据报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找对应的vNet MAC转发表项，若查找到且表项中的vPort信息未指向本地端口，则根据该vPort信息解析出目的VEM的VTEP IP地址，根据该VTEPIP地址查找到对应的隧道表项，根据该隧道表项对报文进行VXLAN隧道封装，将报文发送给数据中心物理网络。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述VEM进一步用于，

接收来自数据中心物理网络的报文，对该报文进行VXLAN隧道解封装，根据得到的原始报文的VXLAN ID和目的MAC地址，查找自身的vNetMAC转发表项，根据表项中的vPort信息将报文转发出去。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述VEM学习本地vNet MAC转发表项进一步包括：

VEM为该表项设置生存周期，当生存周期到达后，根据表项对应的VXLAN ID，通过VSM通知同一VXLAN内的所有VEM删除该表项。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

VEM接收第三方系统静态配置的本地vNet MAC转发表项，并将该表项通过VSM同步到同一VXLAN内的所有VEM。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

VEM接收第三方系统发来的更新后的本地vNet MAC转发表项，将该表项通过VSM同步更新到同一VXLAN内的所有VEM。