CN105743792A - 流表更新方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流表更新方法及装置，包括：第二软件自定义网络交换机SDN Switch接收第一SDN Switch发送的报文，当第二SDN Switch的流表中没有接收报文的目的虚拟机VMdst的流表项时，将报文发送给自定义网络控制器SDN Controller；SDN Controller将VMdst的位置信息发送给第一SDN Switch；第一SDN Switch根据收到的VMdst的位置信息，更新其流表。本发明SDN Switch在其流表无法查找到目的虚拟机的信息造成报文无法下发时，通过将报文发送给SDN Controller，从SDN Controller上获取目的虚拟机的位置信息，更新发送报文的SDN Switch流表，实现流表更新，节约了SDN Controller和Switch之间，以及Switch和Switch之间的传输资源，同时也会节约了SDN Switch的处理资源。

Description

流表更新方法及装置

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，特别是涉及一种流表更新方法及装置。

背景技术

数据通信的爆炸式增长，促使软件自定义网络(SoftwareDefinedNetwork，SDN)的出现，SDN提出将控制平面和数据平面分离，数据平面仅仅负责数据转发，而控制平面则负责决策数据的转发路径。SDN控制平面驻留在SDN控制器(SDNController)上，SDN数据平面驻留在SDN交换机(SDNSwitch)上。在SDN的实施操作技术中，服务器作为虚拟机运行在SDN网络中，不同租户的服务器之间的隔离，原来是通过虚拟局域网(VirtualLocalAreaNetwork，VLAN)进行隔离，但是VLAN的上限是4096，已经无法应付服务器的增长速度。为了解决这个问题，虚拟可扩展局域网(VirtualeXtensibleLocalAreaNetwork，VXLAN)应运而生。

VXLAN是一种封装协议，支持在已有的L3(Layer3)基础设施上传递互相重叠覆盖的网络上的数据。VXLAN的实现机制是：VXLAN的隧道端点(VXLANTunnelEndPoint，VTEP)维护流表，流表中记录和本VTEP上虚拟机(VirtualMachine，VM)通讯的在其他VTEP上的VM的MAC(MediaAccessControl，介质访问控制)地址、VXLAN网络标识(VXLANNetworkIdentifier，VNI)和VTEP地址的映射信息，该信息用于本VTEP的VM到其他VTEP的VM的VXLAN报文的封装；同时也会记录本VTEP上的VM的MAC地址和VNI，用于VXLAN报文的接收，过滤。

图1是现有技术中VXLAN报文的处理过程的示意图，如图1所示，该过程包括：

①VMsrc(源虚拟机VM)发送报文给VMdst(目的虚拟机VM)，报文中包含VMdst的MAC地址；

②VTEPsrc根据报文中的VMdst的MAC地址，查找本地流表，命中了流表项；

③VTEPsrc根据命中的流表项，封装VXLAN报文，发送给VTEPdst；

④VTEPdst查找本地流表，命中了流表项；

⑤VTEPdst将VXLAN报文头剥离后，将净荷中的以太网报文投递给VMdst。

在云应用中，同一个VM由于硬件原因或者负荷均衡可能会在两个数据中心之间进行热迁移。

当一个VM在两个VTEP节点之间迁移时，涉及到需要向这个VM发送数据的其它VM所在的VTEP上的流表的更新。目前通常的做法是：

1)、VM在迁移后的VTEP上，发送免费ARP(AddressResolutionProtocol，地址解析协议)报文，VM所在的VTEP向所在组播组中的其他VTEP发送组播报文，其它VTEP根据这个组播报文更新流表，更新迁移后的VM的MAC地址，VNI和VTEP地址的映射关系。

2)、VM在迁移后，通知控制器，由控制器负责通知其他VTEP更新流表。

3)、通过发送端VTEP的流表老化机制，等相应的流表老化后，会重新学习目标VM的流表条目。

由于VM间的数据无法预知其时效性，可能会出现VTEP给迁移前的VM发送的数据的场景，对VM迁移后的该VTEP上将不再发送数据，对于这种场景，VTEP的流表更新工作就是冗余的，冗余的流表更新工作会浪费SDNController和Switch之间，以及Switch和Switch之间的传输资源，同时也会浪费SDNSwitch上的处理资源。

针对现有技术中VM迁移后的流表更新依赖组播或者专用控制器所导致的问题，目前还没有提出有效的解决方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种流表更新方法及装置，用以解决现有技术中流表更新工作会浪费资源的问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种流表更新方法，包括：

第二软件自定义网络交换机SDNSwitch接收第一SDNSwitch发送的报文，当所述第二SDNSwitch的流表中没有接收所述报文的目的虚拟机VMdst的流表项时，将所述报文发送给自定义网络控制器SDNController；

所述SDNController将所述VMdst的位置信息发送给所述第一SDNSwitch；

所述第一SDNSwitch根据收到的所述VMdst的位置信息，更新其流表。

进一步，在所述第一SDNSwitch向所述第二SDNSwitch发送报文之前，还包括：

所述VMdst从所述第二SDNSwitch迁移至第三SDNSwitch；

所述第二SDNSwitch在其流表中将所述VMdst的流表项删除；

所述第三SDNSwitch在其流表中增加所述VMdst的流表项。

进一步，在所述VMdst从所述第二SDNSwitch迁移至第三SDNSwitch之前，还包括：

所述SDNController向所述第二SDNSwitch发送虚拟机迁移消息，所述虚拟机迁移消息中包括所述VMdst迁移后的第三SDNSwitch的信息。

进一步，在所述SDNController向所述第二SDNSwitch发送虚拟机迁移消息之前，还包括：

所述SDNController接收网关控制器发送的虚拟机迁移指示，所述迁移指示包括所述VMdst的地址信息，和/或待所述第二SDNSwitch的信息以及所述第三SDNSwitch的信息。

进一步，所述SDNController将所述VMdst的位置信息发送给所述第一SDNSwitch之前还包括：

所述SDNController向其连接的所有SDNSwitch发起所述VMdst位置信息学习流程，获取所述VMdst迁移后的位置信息。

另一方面，本发明还提供一种流表更新装置，包括：

第二软件自定义网络交换机SDNSwitch，用于接收第一SDNSwitch发送的报文，当所述第二SDNSwitch的流表中没有接收所述报文的目的虚拟机VMdst的流表项时，将所述报文发送给自定义网络控制器SDNController；

SDNController，用于将所述VMdst的位置信息发送给所述第一SDNSwitch；

第一SDNSwitch，用于根据收到的所述VMdst的位置信息，更新其流表。

进一步，所述装置还包括：

第三SDNSwitch，用于在所述VMdst从所述第二SDNSwitch迁移至第三SDNSwitch后，在其流表中增加所述VMdst的流表项；其中，所述迁移是在所述第一SDNSwitch向所述第二SDNSwitch发送报文之前进行；

所述第二SDNSwitch还用于在所述VMdst从所述第二SDNSwitch迁移至第三SDNSwitch后，在其流表中将所述VMdst的流表项删除；

进一步，所述SDNController还用于：

在所述VMdst从所述第二SDNSwitch迁移至第三SDNSwitch之前，向所述第二SDNSwitch发送虚拟机迁移消息，所述虚拟机迁移消息中包括所述VMdst迁移后的第三SDNSwitch的信息。

进一步，所述SDNController还用于：

接收网关控制器发送的虚拟机迁移指示，所述迁移指示包括所述VMdst的地址信息，和/或待所述第二SDNSwitch的信息以及所述第三SDNSwitch的信息。

进一步，所述SDNController还用于：

所述SDNController向其连接的所有SDNSwitch发起所述VMdst位置信息学习流程，获取所述VMdst迁移后的位置信息。

本发明有益效果如下：

本发明SDNSwitch在其流表无法查找到目的虚拟机的信息造成报文无法下发时，通过将报文发送给SDNController，从SDNController上获取目的虚拟机的位置信息，更新发送报文的SDNSwitch流表，实现流表更新，节约了SDNController和Switch之间，以及Switch和Switch之间的传输资源，同时也会节约了SDNSwitch的处理资源。

附图说明

图1是现有技术中VXLAN报文的处理过程的示意图；

图2是本发明实施例中一种流表更新方法的流程图；

图3是本发明实施例中SDN网络中流表更新的路径示意图；

图4是本发明实施例中SDN网络中VMNetElementController触发的VM迁移的流表更新流程图；

图5是本发明实施例中SDN网络中VM自动迁移的流表更新流程图；

图6是本发明实施例中一种流表更新装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

如图2所示，本发明实施例涉及一种流表更新方法，包括：

步骤S101，第二SDNSwitch接收第一SDNSwitch发送的报文，当第二SDNSwitch的流表中没有接收报文的目的虚拟机VMdst的流表项时，将报文发送给自定义网络控制器SDNController；

本步骤中，当VMdst从第二SDNSwitch迁移走后，源虚拟机VMsrc需要向目的虚拟机VMdst发送的报文时，由于第一SDNSwitch没有更新流表，因此，其仍然会将报文给VMdst迁移前的第二SDNSwitch，第二SDNSwitch没有对应的流表信息，无法下发报文，将报文投递到SDNController；

步骤S102，SDNController将VMdst的位置信息发送给第一SDNSwitch；

SDNController收到投递上来的报文，如果SDNController具有迁移后VMdst的位置信息，则下发流表信息给第一SDNSwitch；如果SDNController没有VMdst的位置信息，则会向与其连接的所有DNSwitch发起VMdst的位置信息学习流程，并将学习到的迁移后的VMdst的位置信息，下发流表信息给第一SDNSwitch。

步骤S103，第一SDNSwitch根据收到的VMdst的位置信息，更新其流表。

VTEP更新流表，即第一SDNSwitch更新其流表，将VMsrc需要向目的虚拟机VMdst发送的报文，发送给VMdst迁移后的SDNSwitch，由VMdst迁移后的SDNSwitch将报文发送给VMdst。

下面结合图3～5，详细描述本发明方法。

图2是本发明的SDN网络中流表更新的路径。本发明实施例涉及到的网元包括：SDNController，SDNSwitch，VM(虚拟机)，VMNetElementController；SDNController与SDNSwitch之间的通信接口为南向接口，VMNetElementController与SDNController间的接口为北向接口，VMNetElementController可以为网管控制器，VM可以为RNC或者CN的单板，也可以是其他应用。VM与SDNSwitch之间互连。

如图3所示，

1)、VMdst迁移之前，VMsrc(源虚拟机)给VMdst(目的虚拟机)发送报文，其通讯路径为①-②-③-④。

2)、当VMdst从SwitchB迁移到SwitchC，SwitchB将VMdst的流表项删除，SwitchC中增加VMdst的流表项，但是VMsrc所在的SwitchA却没有更新流表，所以VMsrc发给VMdst的报文仍然经过①-②-③到达SwitchB。

3)、SwitchB分发时，由于SwitchB在其流表中查找不到VMdst的流表项，造成报文无法处理，SwitchB经过路径③-⑦将报文投递给SDNController。

4)、SDNController收到SwitchB投递上来的报文，如果SDNController具有迁移后VMdst的位置信息(该信息由VMNetElementController通过路径⑧提供给SDNController的)，则直接通过路径⑦-②更新SwitchA的流表；如果SDNController没有VMdst的位置信息，则会向其连接的所有Switch发起VMdst的流程，并将学习到的迁移后的VMdst的位置信息，通过路径⑦-②更新SwitchA的流表；

5)、SwitchA上的流表项被更新之后，VMsrc发给VMdst的报文的通讯路径将变为①-②-⑤-⑥。

下面以VMNetElementController触发的VM迁移以及VM自动迁移为实施例描述流表更新的方法。

图4是SDN网络中VMNetElementController触发的VM迁移后的流表更新流程。

步骤S302，VMNetElementController通过北向接口向SDNcontroller下发VM迁移指示，迁移指示中包含待迁移VM的地址信息和/或待迁移VM迁移前的自定义网络交换机(SwitchB)的信息以及迁移后的自定义网络交换机(SwitchC)的信息。

步骤S304，SDNcontroller通过南向接口向SwitchB发送VM迁移消息，消息中包含迁移后的SwitchC的信息。

步骤S306，VMdst从SwitchB迁移到SwitchC，SwitchB将VMdst的流表项删除，SwitchC中增加VMdst的流表项；

步骤S308，当SwitchA上的VMsrc有报文需要发送给VMdst时，由于SwitchA不知道VMdst的迁移，仍然将报文发送给SwitchB；

步骤S310，SwitchB分发时，流表项查找不命中，即：SwitchB在其流表中查找不到VMdst的流表项，报文无法处理，将报文投递给SDNController；

步骤S312，SDNController具有迁移后VMdst的位置信息，将迁移后VMdst的位置信息发送给SwitchA，SwitchA更新其流表信息；

步骤S314，SwitchA上的VMsrc将报文发送给SwitchC上的VMdst。

图5是SDN网络中VM自动迁移的流表更新流程。

步骤S402，SwitchB上的VMdst检测到SwitchB上的负荷过高，自动迁移到SwitchC；

步骤S404，SwitchB将VMdst的流表项删除，SwitchC中增加VMdst的流表项；

步骤S406，当SwitchA上的VMsrc有报文需要发送给VMdst时，由于SwitchA不知道VMdst的迁移，仍然将报文发送给SwitchB；

步骤S408，SwitchB分发时，由于流表项查找不命中，报文无法处理，将报文投递给SDNController；

步骤S410，由于VMdst是自动迁移到SwitchC上的，所以SDNController也没有VMdst的位置信息，该种情况下，SDNController向与其连接的所有Switch发起VMdst位置信息学习的流程，获取VMdst迁移后的位置信息；

步骤S412，SDNController更新SwitchA的流表信息；

步骤S414，SwitchA上的VMsrc将报文发送给SwitchC上的VMdst。

如图6所示，本发明实施例还涉及一种实现上述方法的流表更新装置，包括：

第二软件自定义网络交换机SDNSwitch，用于接收第一SDNSwitch发送的报文，当所述第二SDNSwitch的流表中没有接收所述报文的目的虚拟机VMdst的流表项时，将所述报文发送给自定义网络控制器SDNController；

SDNController，用于将所述VMdst的位置信息发送给所述第一SDNSwitch；

第一SDNSwitch，用于根据收到的所述VMdst的位置信息，更新其流表。

第三SDNSwitch，用于在所述VMdst从所述第二SDNSwitch迁移至第三SDNSwitch后，在其流表中增加所述VMdst的流表项；其中，所述迁移是在所述第一SDNSwitch向所述第二SDNSwitch发送报文之前进行；

第二SDNSwitch还用于在所述VMdst从所述第二SDNSwitch迁移至第三SDNSwitch后，在其流表中将所述VMdst的流表项删除；

SDNController还用于：

在所述VMdst从所述第二SDNSwitch迁移至第三SDNSwitch之前，向所述第二SDNSwitch发送虚拟机迁移消息，所述虚拟机迁移消息中包括所述VMdst迁移后的第三SDNSwitch的信息。

接收网关控制器发送的虚拟机迁移指示，所述迁移指示包括所述VMdst的地址信息，和/或待所述第二SDNSwitch的信息以及所述第三SDNSwitch的信息。

所述SDNController向其连接的所有SDNSwitch发起所述VMdst位置信息学习流程，获取所述VMdst迁移后的位置信息。

本发明SDNSwitch在其流表无法查找到目的虚拟机的信息造成报文无法下发时，通过将报文发送给SDNController，从SDNController上获取目的虚拟机的位置信息，更新发送报文的SDNSwitch流表，实现流表更新，节约了SDNController和Switch之间，以及Switch和Switch之间的传输资源，同时也会节约了SDNSwitch的处理资源。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种流表更新方法，其特征在于，包括：

第二软件自定义网络交换机SDNSwitch接收第一SDNSwitch发送的报文，当所述第二SDNSwitch的流表中没有接收所述报文的目的虚拟机VMdst的流表项时，将所述报文发送给自定义网络控制器SDNController；

所述SDNController将所述VMdst的位置信息发送给所述第一SDNSwitch；

所述第一SDNSwitch根据收到的所述VMdst的位置信息，更新其流表。

2.如权利要求1所述的流表更新方法，其特征在于，在所述第一SDNSwitch向所述第二SDNSwitch发送报文之前，还包括：

所述VMdst从所述第二SDNSwitch迁移至第三SDNSwitch；

所述第二SDNSwitch在其流表中将所述VMdst的流表项删除；

所述第三SDNSwitch在其流表中增加所述VMdst的流表项。

3.如权利要求2所述的流表更新方法，其特征在于，在所述VMdst从所述第二SDNSwitch迁移至第三SDNSwitch之前，还包括：

所述SDNController向所述第二SDNSwitch发送虚拟机迁移消息，所述虚拟机迁移消息中包括所述VMdst迁移后的第三SDNSwitch的信息。

4.如权利要求3所述的流表更新方法，其特征在于，在所述SDNController向所述第二SDNSwitch发送虚拟机迁移消息之前，还包括：

所述SDNController接收网关控制器发送的虚拟机迁移指示，所述迁移指示包括所述VMdst的地址信息，和/或待所述第二SDNSwitch的信息以及所述第三SDNSwitch的信息。

5.如权利要求2所述的流表更新方法，其特征在于，所述SDNController将所述VMdst的位置信息发送给所述第一SDNSwitch之前还包括：

所述SDNController向其连接的所有SDNSwitch发起所述VMdst位置信息学习流程，获取所述VMdst迁移后的位置信息。

6.一种流表更新装置，其特征在于，包括：

第二软件自定义网络交换机SDNSwitch，用于接收第一SDNSwitch发送的报文，当所述第二SDNSwitch的流表中没有接收所述报文的目的虚拟机VMdst的流表项时，将所述报文发送给自定义网络控制器SDNController；

SDNController，用于将所述VMdst的位置信息发送给所述第一SDNSwitch；

第一SDNSwitch，用于根据收到的所述VMdst的位置信息，更新其流表。

7.如权利要求6所述的流表更新装置，其特征在于，所述装置还包括：

第三SDNSwitch，用于在所述VMdst从所述第二SDNSwitch迁移至第三SDNSwitch后，在其流表中增加所述VMdst的流表项；其中，所述迁移是在所述第一SDNSwitch向所述第二SDNSwitch发送报文之前进行；

所述第二SDNSwitch还用于在所述VMdst从所述第二SDNSwitch迁移至第三SDNSwitch后，在其流表中将所述VMdst的流表项删除。

8.如权利要求7所述的流表更新装置，其特征在于，所述SDNController还用于：

在所述VMdst从所述第二SDNSwitch迁移至第三SDNSwitch之前，向所述第二SDNSwitch发送虚拟机迁移消息，所述虚拟机迁移消息中包括所述VMdst迁移后的第三SDNSwitch的信息。

9.如权利要求8所述的流表更新装置，其特征在于，所述SDNController还用于：

接收网关控制器发送的虚拟机迁移指示，所述迁移指示包括所述VMdst的地址信息，和/或待所述第二SDNSwitch的信息以及所述第三SDNSwitch的信息。

10.如权利要求7所述的流表更新装置，其特征在于，所述SDNController还用于：

所述SDNController向其连接的所有SDNSwitch发起所述VMdst位置信息学习流程，获取所述VMdst迁移后的位置信息。