CN105634901B - 基于cas vxlan的mac地址信息同步方法及装置 - Google Patents

基于cas vxlan的mac地址信息同步方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种基于CAS VXLAN的MAC地址信息同步方法及装置，其中，该方法应用于CAS VXLAN网络中的VTEP，该方法包括：在检测到任一VM与本设备建立连接之后，在MAC地址表中添加该VM的MAC地址信息对应的本地MAC表项；将MAC地址表的所有本地MAC表项中属于同一VXLAN的MAC地址信息携带在链路层发现协议LLDP报文中，将该LLDP报文封装成VXLAN报文后通过与该VXLAN相关联的VXLAN隧道发送给对端VTEP；接收到对端VTEP发来的VXLAN报文后进行解封装得到LLDP报文，根据该LLDP报文中携带的MAC地址信息更新MAC地址表。

Description

基于CAS VXLAN的MAC地址信息同步方法及装置
技术领域
本申请涉及网络通信技术领域，特别涉及一种基于CAS VXLAN的MAC地址信息同步方法及装置。
背景技术
VXLAN(Virtual eXtensible Local Area Network，虚拟可扩展局域网)是一种Overlay(交叠)的网络技术，使用MAC(Media Access Control，媒体访问控制)in UDP(UserDatagram Protocol，用户数据包协议)的方法进行封装，即，将原始报文封装在UDP报文里。
典型的VXLAN网络的架构如图1所示，VXLAN网络中主要包括以下几个部分：
VM(Virtual Machine，虚拟机)：在一台服务器上可以创建多台虚拟机，不同虚拟机可以属于不同VXLAN。属于同一VXLAN的虚拟机处于同一个逻辑二层网络，彼此之间二层互通；属于不同VXLAN的虚拟机之间二层隔离。VXLAN通过VXLAN ID来标识，VXLAN ID又称VNI(VXLAN Network Identifier，VXLAN网络标识符)，其长度为24比特。
VTEP(VXLAN Tunnel End Point，VXLAN隧道端点)：VXLAN网络的边缘设备。VXLAN的相关处理都在VTEP上进行。VTEP可以是一台独立的物理设备，也可以是虚拟机所在的服务器。
VXLAN隧道：两个VTEP之间的点到点逻辑隧道。VTEP为数据帧封装VXLAN头、UDP头和IP头后，通过VXLAN隧道将封装得到的VXLAN报文转发给对端VTEP，对端VTEP对其进行解封装。
核心设备：IP核心网络中的设备(如图1中的P设备)。核心设备不参 与VXLAN处理，仅需要根据VXLAN报文的目的IP地址对该VXLAN报文进行三层转发。
CAS(Cloud Automation System，云计算管理平台)VXLAN是在CAS虚拟化平台上开发的一套支持VXLAN功能的实现方案，该方案采用VTEP之间两两建立连接(IP(InternetProtocol，因特网协议)可达)的全连接方式建立VXLAN隧道。
在CAS VXLAN方案中，VTEP接收到VM发来的用户报文之后，根据该用户报文的目的MAC地址在MAC地址表中查找匹配表项，若没有查找到匹配表项，则确定该用户报文所属的VXLAN，将该用户报文在所属的VXLAN内进行泛洪，即，通过该VXLAN内的除该用户报文的入接口以外的所有本地接口和VXLAN隧道转发该用户报文。其中，当通过VXLAN隧道转发该用户报文时，需要将该用户报文封装成VXLAN报文后发送给该VXLAN隧道的对端VTEP。这样会导致IP核心网络中有大量的VXLAN报文需要进行转发，占用了较大的网络带宽，降低了报文转发效率。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种基于CAS VXLAN的MAC地址信息同步方法及装置。
本申请的技术方案如下：
一方面，提供了一种基于CAS VXLAN的MAC地址信息同步方法，该方法应用于CASVXLAN网络中的VTEP，该方法包括：
在检测到任一VM与本设备建立连接之后，在MAC地址表中添加该VM的MAC地址信息对应的本地MAC表项；
将MAC地址表的所有本地MAC表项中属于同一VXLAN的MAC地址信息携带在LLDP报文中，将该LLDP报文封装成VXLAN报文后通过与该VXLAN相关联的VXLAN隧道发送给对端VTEP；
接收到对端VTEP发来的VXLAN报文后进行解封装得到LLDP报文，根据该LLDP报文中携带的MAC地址信息更新MAC地址表。
其中，根据该LLDP报文中携带的MAC地址信息更新MAC地址表的方法包括：
确定接收到的VXLAN报文携带的VXLAN ID；
比较该LLDP报文中携带的MAC地址信息以及MAC地址表的所有远端MAC表项中对应于该VXLAN ID的MAC地址信息；
若该LLDP报文中携带的一MAC地址信息，在MAC地址表中不存在，则在MAC地址表中添加该MAC地址信息对应的远端MAC表项，其中，该远端MAC表项中的出接口为接收到该VXLAN报文的VXLAN隧道；
若MAC地址表的远端MAC表项中对应于该VXLAN ID的一MAC地址信息，在该LLDP报文中不存在，则从MAC地址表中删除该MAC地址信息对应的远端MAC表项；
若该LLDP报文中携带的一MAC地址信息，在MAC地址表中存在，则在该MAC地址信息对应的远端MAC表项中的出接口是接收到该VXLAN报文的VXLAN隧道时，刷新该远端MAC表项的老化时间，在该MAC地址信息对应的远端MAC表项中的出接口不是接收到该VXLAN报文的VXLAN隧道时，将该出接口更新为该VXLAN隧道并刷新该远端MAC表项的老化时间。
其中，LLDP报文中的类型长度值TLV用于携带MAC地址信息。
另一方面，还提供了一种基于CAS VXLAN的MAC地址信息同步装置，该装置应用于CAS VXLAN网络中的VTEP中，该装置包括：
MAC表项添加模块，用于在检测到任一VM与本设备建立连接之后，在MAC地址表中添加该VM的MAC地址信息对应的本地MAC表项；
报文封装模块，用于将MAC地址表的所有本地MAC表项中属于同一VXLAN的MAC地址信息携带在LLDP报文中，将该LLDP报文封装成VXLAN报文；
发送模块，用于通过与该VXLAN相关联的VXLAN隧道，将报文封装模块封装得到的VXLAN报文发送给对端VTEP；
接收模块，用于接收对端VTEP发来的VXLAN报文；
报文解封装模块，用于对接收模块接收到的VXLAN报文进行解封装得到LLDP报文；
MAC表项更新模块，用于根据报文解封装模块解封装得到的LLDP报文中携带的MAC地址信息更新MAC地址表。
其中，MAC表项更新模块包括：
确定单元，用于确定接收模块接收到的VXLAN报文携带的VXLAN ID；
比较单元，用于比较报文解封装模块解封装得到的LLDP报文中携带的MAC地址信息以及MAC地址表的所有远端MAC表项中对应于该VXLAN ID的MAC地址信息；
添加单元，用于若比较单元的比较结果是该LLDP报文中携带的一MAC地址信息，在MAC地址表中不存在，则在MAC地址表中添加该MAC地址信息对应的远端MAC表项，其中，该远端MAC表项中的出接口为接收到该VXLAN报文的VXLAN隧道；
删除单元，用于若比较单元的比较结果是MAC地址表的远端MAC表项中对应于该VXLAN ID的一MAC地址信息，在该LLDP报文中不存在，则从MAC地址表中删除该MAC地址信息对应的远端MAC表项；
更新单元，用于若比较单元的比较结果是该LLDP报文中携带的一MAC地址信息，在MAC地址表中存在，则在该MAC地址信息对应的远端MAC表项中的出接口是接收到该VXLAN报文的VXLAN隧道时，刷新该远端MAC表项的老化时间，在该MAC地址信息对应的远端MAC表项中的出接口不是接收到该VXLAN报文的VXLAN隧道时，将该出接口更新为该VXLAN隧道并刷新该远端MAC表项的老化时间。
其中，LLDP报文中的TLV用于携带MAC地址信息。
本申请的以上技术方案中，实现了以下技术效果：
VXLAN隧道两端的VTEP之间通过交互LLDP报文，能够相互同步本设备连接的属于该VXLAN的VM的MAC地址信息，从而，通过MAC地址信息的同步，减少了目的MAC地址未知的用户报文的数量，进一步减少了封装有目的MAC地址未知的用户报文的VXLAN报文在IP核心网络中的转发数量，节约了网络带宽，提高了报文转发效率。
附图说明
图1是典型的VXLAN网络的架构示意图；
图2是本申请实施例的CAS VXLAN的MAC地址信息同步方法的流程图；
图3是LLDP报文的格式示意图；
图4是本申请实施例的CAS VXLAN的MAC地址信息同步装置的结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中存在的IP核心网络中有大量的封装有目的MAC地址未知的用户报文的VXLAN报文需要进行转发，占用了较大的网络带宽，降低了报文转发效率的问题，本申请实施例中提供了一种基于CAS VXLAN的MAC地址信息同步方法，以及一种可以应用该方法的基于CAS VXLAN的MAC地址信息同步装置。
本申请实施例的基于CAS VXLAN的MAC地址信息同步方法包括以下内容：
VTEP在检测到任一VM与本设备建立了连接之后，即可获知该VM的MAC地址信息，从而会在MAC地址表中添加该VM的MAC地址信息对应的MAC表项，为了描述方便，本申请实施例中将通过这种方式添加的MAC表项称为本 地MAC表项。
后续，VTEP可以根据用户配置决定是否开启MAC地址信息同步功能，如果开启此功能，并且，VTEP支持LLDP功能，则会执行如图2所示的MAC地址信息同步方法。
如图2所示，VTEP执行的MAC地址信息同步方法包括以下步骤：
步骤S102，将MAC地址表的所有本地MAC表项中属于同一VXLAN的MAC地址信息携带在LLDP报文中；
步骤S104，将该LLDP报文封装成VXLAN报文后通过与该VXLAN相关联的VXLAN隧道发送给对端VTEP；
具体的，在该LLDP报文中添加VXLAN头、外层UDP头和外层IP头，得到VXLAN报文。
在实际实施过程中，可以在MAC地址表的本地MAC表项发生变化时，例如，新增了本地MAC表项和删除了本地MAC表项时，执行步骤S102～步骤S104；也可以周期性的执行步骤S102～步骤S104；或者，也可以采用两种方式相结合的方式，本申请实施例对此不做限定。
步骤S106，接收到对端VTEP发来的VXLAN报文后进行解封装得到LLDP报文；
具体的，从该VXLAN报文中剥离外层IP头、外层UDP头和VXLAN头，得到LLDP报文。
步骤S108，根据接收到的LLDP报文中携带的MAC地址信息更新MAC地址表。
具体的，在步骤S108中，先确定接收到的VXLAN报文携带的VXLAN ID(为了描述方便，记为VLAN1)，然后，比较该LLDP报文中携带的MAC地址信息以及MAC地址表的所有远端MAC表项(远端MAC表项即为根据LLDP报文中携带的MAC地址信息学习到的MAC表项)中对应于VLAN1的MAC地址信息，会存在以下三种比较结果：
比较结果一：该LLDP报文中携带了一MAC地址信息(为了描述方便，记为MAC1)，而在MAC地址表中不存在属于VLAN1的MAC1，说明对端VTEP的MAC地址表中新增了属于VLAN1的MAC1对应的本地MAC表项。
此时，本端VTEP会在MAC地址表中添加属于VLAN1的MAC1对应的远端MAC表项，其中，该远端MAC表项中的出接口为接收到该VXLAN报文的VXLAN隧道。
比较结果二：MAC地址表的远端MAC表项中对应于VLAN1的一MAC地址信息(为了描述方便，记为MAC2)，在该LLDP报文中不存在，说明对端VTEP的MAC地址表中删除了属于VLAN1的MAC2对应的本地MAC表项。
此时，本端VTEP会从MAC地址表中删除属于VLAN1的MAC2对应的远端MAC表项。
比较结果三：该LLDP报文中携带的一MAC地址信息(为了描述方便，记为MAC3)，在MAC地址表中存在，说明对端VTEP的MAC地址表中的属于VLAN1的MAC3对应的本地MAC表项之前已经同步过。
此时，本端VTEP会判断MAC地址表中属于VLAN1的MAC3对应的远端MAC表项的出接口是否是接收到该VXLAN报文的VXLAN隧道(为了描述方便，记为TUNNEL1)，若是，则刷新该远端MAC表项的老化时间，若不是，则将该出接口更新为TUNNEL1并刷新老化时间。
上述的步骤S102和步骤S106没有特定的先后顺序。通过上述步骤S102～步骤S108，与某一VXLAN关联的VXLAN隧道两端的VTEP之间通过交互LLDP报文，实现了属于该VXLAN的本地MAC表项中的MAC地址信息的同步。
其中，LLDP报文的格式如图3所示，本申请实施例中通过LLDP报文的LLDPDU(链路层发现协议数据单元)中的可选TLV(Type Length Value，类型长度值)携带上述的MAC地址信息。
本申请上述实施例的方法不仅可以应用于服务器中的VTEP，还可以应用于 普通的物理VTEP。其中，当应用于服务器中的VTEP时，本端VTEP将本服务器中的VM的MAC地址信息同步给对端VTEP，以使得对端VTEP根据这些MAC地址信息更新MAC地址表；当应用于物理VTEP时，本端VTEP将与本设备连接的服务器中的VM的MAC地址信息同步给对端VTEP，以使得对端VTEP根据这些MAC地址信息更新MAC地址表。
针对上述实施例中的方法，本申请实施例中还提供了一种基于CAS VXLAN的MAC地址信息同步装置，该装置应用于VTEP中。
如图4所示，该MAC地址信息同步装置中包括以下模块：MAC表项添加模块201、报文封装模块202、发送模块203、接收模块204、报文解封装模块205和MAC表项更新模块206，其中：
MAC表项添加模块201，用于在检测到任一VM与本设备建立连接之后，在MAC地址表中添加该VM的MAC地址信息对应的本地MAC表项；
报文封装模块202，用于将MAC地址表的所有本地MAC表项中属于同一VXLAN的MAC地址信息携带在LLDP报文中，将该LLDP报文封装成VXLAN报文；
发送模块203，用于通过与该VXLAN相关联的VXLAN隧道，将报文封装模块202封装得到的VXLAN报文发送给对端VTEP；
接收模块204，用于接收对端VTEP发来的VXLAN报文；
报文解封装模块205，用于对接收模块204接收到的VXLAN报文进行解封装得到LLDP报文；
MAC表项更新模块206，用于根据报文解封装模块205解封装得到的LLDP报文中携带的MAC地址信息更新MAC地址表。
其中，MAC表项更新模块206中包括：确定单元、比较单元、添加单元、删除单元和更新单元，其中：
确定单元，用于确定接收模块204接收到的VXLAN报文携带的VXLAN ID；
比较单元，用于比较报文解封装模块205解封装得到的LLDP报文中携带的 MAC地址信息以及MAC地址表的所有远端MAC表项中对应于该VXLAN ID的MAC地址信息；
添加单元，用于若比较单元的比较结果是该LLDP报文中携带的一MAC地址信息，在MAC地址表中不存在，则在MAC地址表中添加该MAC地址信息对应的远端MAC表项，其中，该远端MAC表项中的出接口为接收到该VXLAN报文的VXLAN隧道；
删除单元，用于若比较单元的比较结果是MAC地址表的远端MAC表项中对应于该VXLAN ID的一MAC地址信息，在该LLDP报文中不存在，则从MAC地址表中删除该MAC地址信息对应的远端MAC表项；
更新单元，用于若比较单元的比较结果是该LLDP报文中携带的一MAC地址信息，在MAC地址表中存在，则在该MAC地址信息对应的远端MAC表项中的出接口是接收到该VXLAN报文的VXLAN隧道时，刷新该远端MAC表项的老化时间，在该MAC地址信息对应的远端MAC表项中的出接口不是接收到该VXLAN报文的VXLAN隧道时，将该出接口更新为该VXLAN隧道并刷新该远端MAC表项的老化时间。
其中，LLDP报文中的TLV用于携带MAC地址信息。
综上，本申请以上实施例可以达到以下技术效果：
VXLAN隧道两端的VTEP之间通过交互LLDP报文，能够相互同步本设备连接的属于该VXLAN的VM的MAC地址信息，从而，通过MAC地址信息的同步，减少了目的MAC地址未知的用户报文的数量，进一步减少了封装有目的MAC地址未知的用户报文的VXLAN报文在IP核心网络中的转发数量，节约了网络带宽，提高了报文转发效率。
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 (6)

1.一种基于云计算管理平台虚拟可扩展局域网CAS VXLAN的媒体访问控制MAC地址信息同步方法，其特征在于，所述方法应用于CAS VXLAN网络中的VXLAN隧道端点VTEP，所述方法包括：
在检测到任一虚拟机VM与本设备建立连接之后，在MAC地址表中添加该VM的MAC地址信息对应的本地MAC表项；
根据用户配置决定是否开启MAC地址信息同步功能，如果开启此功能，并且，VTEP支持链路层发现协议LLDP功能，则
将所述MAC地址表的所有本地MAC表项中属于同一VXLAN的MAC地址信息携带在链路层发现协议LLDP报文中，将该LLDP报文封装成VXLAN报文后通过与该VXLAN相关联的VXLAN隧道发送给对端VTEP；
接收到对端VTEP发来的VXLAN报文后进行解封装得到LLDP报文，根据该LLDP报文中携带的MAC地址信息更新所述MAC地址表。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据该LLDP报文中携带的MAC地址信息更新所述MAC地址表的方法包括：
确定接收到的VXLAN报文携带的VXLAN ID；
比较该LLDP报文中携带的MAC地址信息以及所述MAC地址表的所有远端MAC表项中对应于该VXLAN ID的MAC地址信息；
若该LLDP报文中携带的一MAC地址信息，在所述MAC地址表中不存在，则在所述MAC地址表中添加该MAC地址信息对应的远端MAC表项，其中，该远端MAC表项中的出接口为接收到该VXLAN报文的VXLAN隧道；
若所述MAC地址表的远端MAC表项中对应于该VXLAN ID的一MAC地址信息，在该LLDP报文中不存在，则从所述MAC地址表中删除该MAC地址信息对应的远端MAC表项；
若该LLDP报文中携带的一MAC地址信息，在所述MAC地址表中存在，则在该MAC地址信息对应的远端MAC表项中的出接口是接收到该VXLAN报文的VXLAN隧道时，刷新该远端MAC表项的老化时间，在该MAC地址信息对应的远端MAC表项中的出接口不是接收到该VXLAN报文的VXLAN隧道时，将该出接口更新为该VXLAN隧道并刷新该远端MAC表项的老化时间。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，LLDP报文中的类型长度值TLV用于携带MAC地址信息。
4.一种基于云计算管理平台虚拟可扩展局域网CAS VXLAN的媒体访问控制MAC地址信息同步装置，所述装置应用于CAS VXLAN网络中的VXLAN隧道端点VTEP中，其特征在于，所述装置包括：
MAC表项添加模块，用于在检测到任一虚拟机VM与本设备建立连接之后，在MAC地址表中添加该VM的MAC地址信息对应的本地MAC表项；
报文封装模块，用于根据用户配置决定是否开启MAC地址信息同步功能，如果开启此功能，并且，VTEP支持链路层发现协议LLDP功能，则将所述MAC地址表的所有本地MAC表项中属于同一VXLAN的MAC地址信息携带在链路层发现协议LLDP报文中，将该LLDP报文封装成VXLAN报文；
发送模块，用于通过与该VXLAN相关联的VXLAN隧道，将所述报文封装模块封装得到的VXLAN报文发送给对端VTEP；
接收模块，用于接收对端VTEP发来的VXLAN报文；
报文解封装模块，用于对所述接收模块接收到的VXLAN报文进行解封装得到LLDP报文；
MAC表项更新模块，用于根据所述报文解封装模块解封装得到的LLDP报文中携带的MAC地址信息更新所述MAC地址表。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述MAC表项更新模块包括：
确定单元，用于确定所述接收模块接收到的VXLAN报文携带的VXLAN ID；
比较单元，用于比较所述报文解封装模块解封装得到的LLDP报文中携带的MAC地址信息以及所述MAC地址表的所有远端MAC表项中对应于该VXLAN ID的MAC地址信息；
添加单元，用于若所述比较单元的比较结果是该LLDP报文中携带的一MAC地址信息，在所述MAC地址表中不存在，则在所述MAC地址表中添加该MAC地址信息对应的远端MAC表项，其中，该远端MAC表项中的出接口为接收到该VXLAN报文的VXLAN隧道；
删除单元，用于若所述比较单元的比较结果是所述MAC地址表的远端MAC表项中对应于该VXLAN ID的一MAC地址信息，在该LLDP报文中不存在，则从所述MAC地址表中删除该MAC地址信息对应的远端MAC表项；
更新单元，用于若所述比较单元的比较结果是该LLDP报文中携带的一MAC地址信息，在所述MAC地址表中存在，则在该MAC地址信息对应的远端MAC表项中的出接口是接收到该VXLAN报文的VXLAN隧道时，刷新该远端MAC表项的老化时间，在该MAC地址信息对应的远端MAC表项中的出接口不是接收到该VXLAN报文的VXLAN隧道时，将该出接口更新为该VXLAN隧道并刷新该远端MAC表项的老化时间。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，LLDP报文中的类型长度值TLV用于携带MAC地址信息。
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