CN105721351A

CN105721351A - 主机迁移方法及装置

Info

Publication number: CN105721351A
Application number: CN201410735869.0A
Authority: CN
Inventors: 黄林波; 王波; 王�锋
Original assignee: Hangzhou H3C Technologies Co Ltd
Current assignee: Hangzhou H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2034-12-05
Also published as: CN105721351B

Abstract

本发明提供了主机迁移方法以及装置，所述方法包括：向SDN网络中的控制设备发送目标交换设备与待迁移主机连接端口的状态信息；获取所述待迁移主机在源交换设备上的运行信息，以触发所述源交换设备向控制设备发送删除待迁移主机与源交换设备连接端口的删除报文；接收所述控制设备根据所述删除报文生成的转发流表项，确定所述待迁移主机迁移完成。本发明可保证将接收的目的地址为已迁移主机的流量经由正确的端口转发至正确的位置，避免流量丢包等问题。

Description

主机迁移方法及装置

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及主机迁移方法以及装置。

背景技术

SDN(SoftwareDefinedNetwork，软件定义网络)是一种新型的网络架构，其可以将网络设备的控制面与数据面进行分离，由控制设备(Controller)实现控制面功能，以及由若干交换设备(Switch)实现数据面功能，每个交换机下可以连接若干主机。

在数据中心的虚拟主机动态迁移过程中，需要将网络中交换设备的转发表项进行更新，以指导目的地址为该已迁移虚拟主机的流量转发到正确的位置。

现有技术中，由于转发设备的三层转发表项的更新需要由相关协议进行独立计算和学习，导致更新的速度较慢，所以限制了虚拟主机必须在二层网络内部迁移。但是，在虚拟主机进行迁移后，二层网络中的交换设备并不能主动感知该虚拟主机的位置变化，而是需要虚拟主机在位置更新后，发送一个广播报文或者组播报文，该报文在整个二层网络中泛洪，交换设备在收到该报文后，更新转发表项中与该虚拟主机对应的MAC地址，从而指导流量的正常转发。然而，若在泛洪过程中，由于网络异常或者拥塞等情况导致交换设备未收到该广播报文，则无法学习到虚拟主机迁移后的MAC地址，从而无法指导后续发送至该虚拟主机上的流量转发至正确的位置，导致流量丢包等问题。

发明内容

本发明提供的主机迁移方法以及装置，可在将主机迁移后的位置在整个网络同步的过程中，避免因网络异常使交换设备无法学习到正确的转发表项，从而导致后续发送至该主机的流量丢包的问题。

本发明提供一种主机迁移方法，应用于软件定义网络SDN网络中的交换设备，其中，该方法包括：

向SDN网络中的控制设备发送目标交换设备与待迁移主机连接端口的状态信息；

获取所述待迁移主机在源交换设备上的运行信息，以触发所述源交换设备向控制设备发送删除待迁移主机与源交换设备连接端口的删除报文；

接收所述控制设备根据所述删除报文生成的转发流表项，确定所述待迁移主机迁移完成。

本发明还提供一种主机迁移方法，应用于SDN网络中的控制设备，所述方法包括：

接收交换设备发送的交换设备与主机连接端口的状态信息；

根据所述控制设备的状态数据库预存的信息，判断与所述状态信息对应的端口所连接的主机是否为待迁移主机；

若与所述状态信息对应的端口所连接的主机是待迁移主机，在接收到源交换设备发送的删除源交换设备与主机连接端口的删除报文后，向SDN网络中的所有交换设备下发根据所述删除报文生成的转发流表项，以确定所述待迁移主机迁移完成。

本发明还提供一种主机迁移装置，应用于SDN网络中的交换设备，所述装置包括：

发送单元，用于向SDN网络中的控制设备发送目标交换设备与待迁移主机连接端口的状态信息；

获取单元，用于获取所述待迁移主机在源交换设备上的运行信息，以触发所述源交换设备向控制设备发送删除待迁移主机与源交换设备连接端口的删除报文；

接收单元，用于接收所述控制设备根据所述删除报文生成的转发流表项，以确定所述待迁移主机迁移完成。

本发明还提供一种主机迁移装置，应用于SDN网络中的控制设备，所述装置包括：

接收单元，用于接收交换设备发送的交换设备与主机连接端口的状态信息；

判断单元，用于根据所述控制设备的状态数据库预存的信息，判断与所述状态信息对应的端口所连接的主机是否为待迁移主机；

下发单元，用于判断与所述状态信息对应的端口所连接的主机是待迁移主机时，在接收到源交换设备发送的删除源交换设备与主机连接端口的删除报文后，向SDN网络中的所有交换设备下发根据所述删除报文生成的转发流表项，以确定所述待迁移主机迁移完成。

本发明提供的主机迁移方法以及装置，在虚拟主机的迁移后通过接收的控制设备下发的转发流表项以感知到主机的迁移，并根据该转发流表项进行后续的流量转发，保证了将接收的目的地址为已迁移主机的流量经由正确的端口转发至正确的位置，避免流量丢包等问题。

附图说明

图1是本发明实施例所应用的组网环境示意图；

图2是本发明实施例中一种主机迁移方法流程示意图；

图3是本发明实施例中另一种主机迁移方法流程示意图；

图4为本发明实施例中主机迁移装置所在SDN网络中的控制设备或交换设备的硬件架构示意图；

图5为本发明实施例中一种主机迁移装置的逻辑结构示意图；

图6为本发明实施例中另一种主机迁移装置的逻辑结构示意图；

图7为本发明实施例中判断单元的逻辑结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图对本申请方案做进一步的详细说明。

图1为本发明实施例所应用的一种网络环境示意图，包括SDN网络中的控制设备、交换设备以及接入交换设备的多个主机。本发明中所述的交换设备可以是交换机，该交换机可以是实际存在的硬件交换机也可以是VS(VirtualSwitch，虚拟交换机)，主机也可以是实际存在的主机或是VM(VirtualMachine，虚拟主机)。图1示出的交换机以及主机分别为VS(包括VS1和VS2)以及VM(包括VM1、VM2和VM3)，每个VS上又包括多个与主机或者与控制设备连接的端口(Port)，如VS1上包括VS1-Port1、VS1-Port2、VS1-Port3。

SDN网络中因业务变动等原因经常会发生虚拟主机迁移的事件，例如通过VS1-Port2与VS1连接的主机VM2需要迁移至VS2。在将VM2在迁移到目标交换机VS2后，现有技术中由VM2将更新后的位置通过广播或者组播等多播报文在整个二层网络泛洪，各交换机在接收到该多播报文后，更新转发表项中与VM2对应的位置，从而指导后续流量的正常转发。但是，若在泛洪过程中，网络中出现异常导致交换机未收到该广播报文或者多播报文，则无法学习到正确的转发表项，从而导致后续发送至VM2的流量丢包等问题。

为此，本发明提供了一种主机迁移方法以解决现有技术中所遇到的问题。

请参考图2，为本发明一种主机迁移方法的一个实施流程图，该实施例可以应用在SDN网络中的交换设备上，该交换设备可以是交换机，本发明实施例以该主机迁移方法应用于交换机为例进行描述，包括以下步骤：

步骤201，向SDN网络中的控制设备发送目标交换设备与待迁移主机连接端口的状态信息。

本发明实施例中，在各交换机连接新的虚拟主机时，由该交换机在自身创建新的端口，通过该新的端口与新的虚拟主机连接，并将该新的端口的端口信息修改为该虚拟主机的主机信息，例如，将该端口的MAC(MediaAccessControl，媒体访问控制)地址或者IP(InternetProtocol，网络互联协议)地址修改为虚拟主机的主机MAC地址或者IP地址。在该虚拟主机上线时，交换机将修改后的端口信息、端口号以及端口所在交换机的交换机标识等状态信息发送至控制设备，以使控制设备保存该状态信息，并根据该状态信息生成更新后的转发流表项发送至SDN网络中的所有交换机，以指导交换机对后续流量的正确转发。

例如图1所示，若虚拟主机VM2需从交换机VS1迁移至交换机VS2，(以下均将VM2称为待迁移主机，VS1称为源交换机，VS2称为目标交换机)，首先，目标交换机VS2创建新的连接端口VS2-port2，用于连接待迁移主机VM2。接着，目标交换机VS2获取VM2的主机信息，该主机信息可以是待迁移主机VM2的MAC地址、主机状态是否Up等信息，并将VS2-port2的MAC地址修改为获取到的VM2的MAC地址，将修改后的VS2-port2的端口信息(MAC地址)、端口号(VS2-port2)以及所在交换机的交换机标识(VS2)等状态信息发送至控制设备，以使所述控制设备将预存的状态数据库中与主机VM2对应的状态设置为迁移状态。

需要说明的是，本发明在二层网络应用中可以将主机的MAC地址作为主机信息，在三层网络应用中也可以将主机的IP地址作为主机信息，本发明仅以该主机信息为MAC地址为例进一步说明，在将主机的IP地址作为主机信息的处理流程也可与参照本发明实施例处理流程，在此不再赘述。

步骤202，获取所述待迁移主机在源交换设备上的运行信息，以触发所述源交换设备向控制设备发送删除待迁移主机与源交换设备连接端口的删除报文。

之后，将待迁移主机VM2在源交换机VS1上的运行信息复制到目标交换机VS2上，触发源交换机VS1删除与VM2连接的端口VS1-Port2，并向控制设备发送删除待迁移主机VM2与源交换设备VS1连接端口VS1-Port2的删除报文，以通知控制设备待迁移主机VM2在源交换机VS1上已删除，使控制设备更新自身预存的状态数据库，并重新生成具有与VS2-Port2对应状态信息的转发流表项下发至SDN网络中的交换设备。其中，该运行信息为源交换机VS1的存储器中与VM2相关的信息。

同时，目标交换机VM2在获取所述待迁移主机VM2在源交换设备VS1上的运行信息后，保存并配置所述运行信息。并且目标交换设备通过从待迁移主机所在的源交换设备上复制所述待迁移主机在源交换设备上的运行信息，还可以保证与所述待迁移主机相关的网络安全策略联动跟随。

步骤203，接收所述控制设备根据所述删除报文生成的转发流表项，确定所述待迁移主机迁移完成。

在控制设备根据源交换机VS1发送的删除报文更新自身预存的状态数据库后，会为SDN网络中的所有交换机分别生成具有与VS2-Port2对应状态信息的转发流表项下发至各交换机。各交换机若接收该转发流表项后，确定待迁移主机VM2已从VS1-Port2成功迁移至VS2-Port2。并保存该转发流表项，在后续接收到目的地址为VM2的流量时，可根据该转发流表项将流量经由正确的端口转发至正确的虚拟主机VM2。

请参考图3，为本发明一种主机迁移方法的另一个实施流程图，该实施例可以应用在SDN网络中的控制设备上，包括以下步骤：

步骤301，接收交换设备发送的交换设备与主机连接端口的状态信息。

在初始状态时，SDN网络中的各交换机都会向控制设备上送交换机与主机连接的端口的状态信息，或者在后续交换机连接新的主机或主机发生迁移事件时，也会向控制设备上送交换机与新的主机连接端口的状态信息。该状态信息为修改后的端口信息、端口号以及端口所在交换机的交换机标识等。例如在主机发生迁移事件时，该修改后的端口信息实际为将目标交换机创建的新端口的端口信息修改为待迁移主机的主机信息(例如，将端口的MAC地址修改为待迁移主机的MAC地址)。控制设备在接收到交换机上送的状态信息时，可以检查自身预存的状态数据库的端口状态中是否具有一致的状态信息，并进行相应的处理。

步骤302，根据所述控制设备的状态数据库预存的信息，判断与所述状态信息对应的端口所连接的主机是否为待迁移主机。

本发明实施例中，控制设备在接收到交换设备发送的状态信息时，可以将该状态信息与控制设备的状态数据库中预存的端口状态进行比对，根据比对结果判断所述端口连接的主机是否为待迁移主机，并进行相应地处理，例如，该比对结果可以为以下三种情况：

1、该状态数据库不包含与该状态信息一致的端口状态

若控制设备预存的状态数据库中不包含与所述交换机发送的状态信息一致的端口状态，说明发送该状态信息的交换机创建了一个新的端口，同时添加了一个新的主机，并判断所述端口连接的主机不是待迁移主机，那么将该交换机上送的状态信息保存至状态数据库中，并根据该状态信息分别为SDN网络中的交换机生成具有该状态信息(修改后的端口MAC地址，实际为与端口连接的主机的MAC地址)的流表项，下发至SDN网络中的所有交换机。

2、该状态数据库包含与该状态信息一致的端口状态

若控制设备预存的状态数据库中包含所述交换机发送的状态信息，且所述状态信息与状态数据库中的端口状态一致，判断所述端口连接的主机不是待迁移主机，不做处理。

3、该状态数据库包含该状态信息中的端口MAC地址，但是对应的端口号不一致

若控制设备预存的状态数据库中包含所述交换机发送的状态信息中的端口MAC地址，但是对应的端口号不一致，可以判断所述端口连接的主机为待迁移主机，同时将状态数据库中与该待迁移主机标记为迁移状态。本发明仍结合图1举例，例如控制设备预存的状态数据库中的端口状态如表1所示：

端口号	端口MAC地址	交换机标识
			VS1-Port1	VM1-MAC	VS1
VS1-Port2	VM2-MAC	VS1
			VS2-Port1	VM3-MAC	VS2

表1

表1为控制设备预存的状态数据库中的端口状态，仅是为进一步理解本发明的示例，并不用于限制本发明实施例中状态数据库的具体内容。

假设在接收到目标交换机VS2发送的包括目标交换机VS2的端口VS2-port2以及对应的MAC地址(VM2-MAC)的状态信息时，若控制设备的状态数据库中具有与VS2发送的状态信息中一致的端口MAC地址(VM2-MAC)，但是对应的其他信息(交换机标识、端口号)不一致，则判断与端口VS1-Port2连接的主机为即将迁移至VS2的VS2-Port4的主机，并将预存状态数据库中待迁移主机VM2-MAC的标记为迁移状态。但是，此时并不向SDN网络中的所有交换机下发更新后的转发流表项，因此，此时所有去往VM2的流量还是发往与VS1连接的VM2，即使是VM3发往VM2的流量也是会发送至与VS1连接的VM2。

步骤303，若与所述状态信息对应的端口所连接的主机是待迁移主机，在接收到源交换设备发送的删除源交换设备与主机连接端口的删除报文时，向SDN网络中的所有交换设备下发根据所述删除报文生成的转发流表项，以确定所述待迁移主机迁移完成。

在对待迁移主机VM2标记为迁移状态后，接着，控制设备可以接收到源交换设备VS1发送的删除VS1与VM2连接端口VS1-Port2的删除报文时，说明与VM2连接的端口VS1-Port2已被删除，控制设备分别为SDN网络中的所有交换机生成具有VM2-MAC以及对应出端口的流表项，并分别下发至SDN网络中的所有交换机。例如，本发明实施例中分别为VS1以及VS2下发的流表项可以如表2-1，2-2所示：

表2-1

表2-2

表2-1，2-2所示为控制设备分别为VS1以及VS2生成的转发流表项，仅是为进一步理解本发明的示例，并不用于限制本发明实施例中转发流表项的具体内容。控制设备在生成转发流表项后，分别将表2-1所示的转发流表项下发至VS1，将表2-2所示的转发流表项下发至VS2。以使各交换机在接收到目的地址为VM2的流量时，根据该更新后的转发流表项将流量经由正确的端口发往主机VM2。

本发明还提供了一种主机迁移装置的实施例，应用于SDN网络中的交换设备，请参考图4，为本发明主机迁移装置所在交换设备的硬件架构示意图，其基本硬件环境包括CPU、内存、转发芯片、非易失性存储器以及其他硬件。图5为该主机迁移装置的逻辑结构示意图，其从本质上说是一个逻辑装置。在本实施方式中，以软件实现为例，该主机迁移装置在逻辑层面上可以包括发送单元501、获取单元502以及接收单元503，其中：

发送单元501，用于向SDN网络中的控制设备发送目标交换设备与待迁移主机连接端口的状态信息；

获取单元502，用于获取所述待迁移主机在源交换设备上的运行信息，以触发所述源交换设备向控制设备发送删除待迁移主机与源交换设备连接端口的删除报文；

接收单元503，用于接收所述控制设备根据所述删除报文生成的转发流表项，以确定所述待迁移主机迁移完成。

进一步地，所述装置还可以包括：创建单元504，用于创建所述目标交换设备与待迁移主机连接的端口，并将所述目标交换设备与待迁移主机连接端口的状态信息设置为所述待迁移主机的状态信息。

本发明还提供了另一种主机迁移装置的实施例，应用于SDN网络中的控制设备，为示例方便，该控制设备的硬件架构示意图可以参考图4所示的交换设备，其基本硬件环境也可以包括CPU、内存、转发芯片、非易失性存储器以及其他硬件。图6为该主机迁移装置的逻辑结构示意图，其从本质上说是一个逻辑装置。在本实施方式中，以软件实现为例，该主机迁移装置在逻辑层面上可以包括接收单元601、判断单元602以及下发单元603，其中：

接收单元601，用于接收交换设备发送的交换设备与主机连接端口的状态信息；

判断单元602，用于根据所述控制设备的状态数据库预存的信息，判断与所述状态信息对应的端口所连接的主机是否为待迁移主机；

下发单元603，用于判断与所述状态信息对应的端口所连接的主机是待迁移主机时，在接收到源交换设备发送的删除源交换设备与主机连接端口的删除报文后，向SDN网络中的所有交换设备下发根据所述删除报文生成的转发流表项，以确定所述待迁移主机迁移完成。

进一步地，所述下发单元603还包括，在判断与所述状态信息对应的端口所连接的主机不是待迁移主机时，保存所述交换设备与主机连接端口的状态信息，并向SDN网络中的所有交换设备下发具有所述状态信息的流表项。

进一步地，所述装置还可以包括标记单元604，用于在所述预存的状态数据库中将所述待迁移主机标记为迁移状态。

如图7所示，所述判断单元602具体可以包括检查子单元6021，用于检查所述预存的状态数据库中，是否有所述交换设备与主机连接端口的状态信息，若有，则进一步判断所述状态信息是否一致，若不一致，确定与所述状态信息对应的端口所连接的主机为待迁移主机；若所述预存的状态数据库中没有所述交换设备与主机连接端口的状态信息，确定与所述状态信息对应的端口所连接的主机不是待迁移主机。

从以上各种方法和装置的实施方式中可以看出，本发明提供的主机迁移方法以及装置，在整个应用组网中引入SDN网络中的控制设备，通过主动感知到虚拟主机的迁移，并同步生成转发流表项下发至各交换设备，解决了现有技术中在虚拟主机动态迁移后，因网络异常使交换设备无法学习到正确的转发表项，从而导致后续发送至迁移主机的流量丢包的问题。同时本发明中通过将IP地址作为流表项的匹配项，保证了主机还可以在三层网络范围内进行迁移。

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

1.一种主机迁移方法，应用于软件定义网络SDN网络中的交换设备，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向SDN网络中的控制设备发送目标交换设备与待迁移主机连接的端口的状态信息之前，所述方法还包括：

创建所述目标交换设备与待迁移主机连接的端口，并将所述目标交换设备与待迁移主机连接端口的状态信息设置为所述待迁移主机的状态信息。

3.如权利要求1-2任一所述的方法，其特征在于，所述状态信息包括媒体访问控制MAC地址以及网络互联协议IP地址的至少一项。

4.一种主机迁移方法，应用于SDN网络中的控制设备，其特征在于，所述方法包括：

接收交换设备发送的交换设备与主机连接端口的状态信息；

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述判断与所述状态信息对应的端口所连接的主机是否为待迁移主机具体包括：

检查所述预存的状态数据库中，是否有所述交换设备与主机连接端口的状态信息，若有，则进一步判断所述状态信息是否一致，若不一致，确定与所述状态信息对应的端口所连接的主机为待迁移主机；

若所述预存的状态数据库中，没有所述交换设备与主机连接端口的状态信息，确定与所述状态信息对应的端口所连接的主机不是待迁移主机。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若判断与所述状态信息对应的端口所连接的主机不是待迁移主机，则保存所述交换设备与主机连接端口的状态信息，并向SDN网络中的所有交换设备下发具有所述状态信息的流表项。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在判断与所述状态信息对应的端口所连接的主机是待迁移主机后，所述方法还包括：

在所述预存的状态数据库中将所述待迁移主机标记为迁移状态。

8.一种主机迁移装置，应用于SDN网络中的交换设备，其特征在于，所述装置包括：

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

创建单元，用于创建所述目标交换设备与待迁移主机连接的端口，并将所述目标交换设备与待迁移主机连接端口的状态信息设置为所述待迁移主机的状态信息。

10.一种主机迁移装置，应用于SDN网络中的控制设备，其特征在于，所述装置包括：

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述判断单元具体包括：

检查子单元，用于检查所述预存的状态数据库中，是否有所述交换设备与主机连接端口的状态信息，若有，则进一步判断所述状态信息是否一致，若不一致，确定与所述状态信息对应的端口所连接的主机为待迁移主机；若所述预存的状态数据库中没有所述交换设备与主机连接端口的状态信息，确定与所述状态信息对应的端口所连接的主机不是待迁移主机。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述下发单元还包括：

在判断与所述状态信息对应的端口所连接的主机不是待迁移主机时，保存所述交换设备与主机连接端口的状态信息，并向SDN网络中的所有交换设备下发具有所述状态信息的流表项。

13.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

标记单元，用于在所述预存的状态数据库中将所述待迁移主机标记为迁移状态。