CN106936681A - 一种数据处理方法和装置 - Google Patents

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张文晓
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Abstract

本发明公开了一种数据处理方法和装置，用以解决现有技术中存在的跨多数据中心配置的虚拟网络无法满足用户的QoS的问题。该方法包括：当源节点和目标节点之间传输数据时，确定所述源节点和所述目标节点之间的传输路径；其中，所述源节点和所述目标节点处于同一虚拟网络VN、且处于不同数据中心DC中；确定预先为所述传输路径中的边缘路由器PE设置的多协议标签交换MPLS标签；根据预先为各数据中心中的VN分配的VN标识，以及预先为所述传输路径中所经过的PE设置的MPLS标签，对所述数据进行传输。

Description

一种数据处理方法和装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据处理方和装置。
背景技术
许多网络服务和应用程序部署在多个地理分布的数据中心(Data Centers，DC)。因为服务提供商希望他们的服务可以提供更好的用户体验，因此，有必要将这些服务在广域网(Wide Area Network，WAN)中进行迁移。而且利用虚拟网络域跨越多个数据中心也比较常见。因此，数据中心之间的流量是不可忽略的，并且将跨广域网的虚拟网络域扩展到数据中心网络虚拟化成为一个关键。在该过程中，需要设置流程启动，维护，拆除虚拟网络(Virtual Networks，VN)在多个系统和协调的带宽，广域网和跨多个数据中心配置的虚拟网络。
由于多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，MPLS)固定长度的快速查找能力以及堆叠标签和流量工程扩展能力，MPLS标签仍然是运营商的广域网采用的主导技术。但是，在数据中心的规模不断扩大且服务成本下降时，采用MPLS的广域网却不是这样。
传统上，我们单独管理的盒子，而不是一个交换网。因此，配置设备数量的增长呈线性关系。因为成对的相互作用使得设备和监控的复杂性的平方成正比。我们想管理网络，而不是一堆集合的箱子。然而，这是很难实现的，因为传统互联网协议不是以网络为中心，而是以盒子为中心。每个盒子必须使用相应的命令行界面(command-line interface，CLI)单独配置。
然而，软件定义网络(Software Defined Network，SDN)可以提供一个集中控制平面实现这一目标。此外，SDN还能实现更好的流量工程(TrafficEngineering，TE)。传统的TE的方法，即MPLS-TE，基于需求的不完全的知识和使用贪婪算法的路径选择，这会导致选择的路径不理想，并且选择速度缓慢。更重要的是，最短路径是选择路径的一个基本规则，而上述方法往往会导致选择的路径拥塞和禁用。因此，用户的基于带宽和延迟的服务质量(Qualityof Service，QoS)不能满足于广域网。
发明内容
本发明实施例提供一种数据处理方法和装置，用以解决现有技术中存在的跨多数据中心配置的虚拟网络无法满足用户的QoS的问题。
本发明实施例采用以下技术方案：
一种数据处理方法，包括：
当源节点和目标节点之间传输数据时，确定所述源节点和所述目标节点之间的传输路径；其中，所述源节点和所述目标节点处于同一虚拟网络VN、且处于不同数据中心DC中；
确定预先为所述传输路径中的边缘路由器PE设置的多协议标签交换MPLS标签；
根据预先为各数据中心中的VN分配的VN标识，以及预先为所述传输路径中所经过的PE设置的MPLS标签，对所述数据进行传输。
其中，按照如下方式预先为各数据中心中的VN分配VN标识：
当任意一个数据中心中创建新的虚拟网络时，为所述新的虚拟网络分配VN标识；其中，所述新的虚拟网络的VN标识被分配给至少两个数据中心中的一个VN。
其中，按照如下方式预先为各数据中心中的VN分配VN标识：
当任意一个数据中心中创建新的虚拟网络时，为所述新的虚拟网络分配VN标识；其中，所述新的虚拟网络的VN标识仅被分配给一个数据中心中的一个VN。
其中，根据预先为各数据中心中的VN分配的VN标识，以及预先为所述传输路径中所经过的PE设置的多协议标签交换MPLS标签，对所述数据进行传输，具体包括：
对于从所述源节点所在的数据中心传输到所述PE的数据，将所述数据中携带的预先为所述源节点所在的VN分配的VN标识删除，添加所述PE的MPLS标签；
对于从所述PE传输到所述目标节点所在的数据中心的数据，将所述数据中携带的MPLS标签删除，添加预先为所述目标节点所在的VN分配的VN标识。
其中，所述VN标识为虚拟局域网VLAN标签。
一种数据处理装置，包括：
传输路径确定单元，用于当源节点和目标节点之间传输数据时，确定所述源节点和所述目标节点之间的传输路径；其中，所述源节点和所述目标节点处于同一虚拟网络VN、且处于不同数据中心DC中；
MPLS标签确定单元，用于确定预先为所述传输路径确定单元确定出的传输路径中的边缘路由器PE设置的多协议标签交换MPLS标签；
传输单元，用于根据预先为各数据中心中的VN分配的VN标识，以及所述MPLS标签确定单元确定出的预先为所述传输路径中所经过的PE设置的MPLS标签，对所述数据进行传输。
其中，按照如下方式预先为各数据中心中的VN分配VN标识：
当任意一个数据中心中创建新的虚拟网络时，为所述新的虚拟网络分配VN标识；其中，所述新的虚拟网络的VN标识被分配给至少两个数据中心中的一个VN。
其中，按照如下方式预先为各数据中心中的VN分配VN标识：
当任意一个数据中心中创建新的虚拟网络时，为所述新的虚拟网络分配VN标识；其中，所述新的虚拟网络的VN标识仅被分配给一个数据中心中的一个VN。
其中，所述传输单元，具体用于：
对于从所述源节点所在的数据中心传输到所述PE的数据，将所述数据中携带的预先为所述源节点所在的VN分配的VN标识删除，添加所述PE的MPLS标签；
对于从所述PE传输到所述目标节点所在的数据中心的数据，将所述数据中携带的MPLS标签删除，添加预先为所述目标节点所在的VN分配的VN标识。
其中，所述VN标识为虚拟局域网VLAN标签。
本发明实施例的有益效果如下：
本发明实施例中，当源节点和目标节点之间传输数据时，确定源节点和目标节点之间的传输路径，其中，源节点和目标节点处于同一虚拟网络VN、且处于不同数据中心中，再确定预先为传输路径中的边缘路由器PE设置的MPLS标签；根据预先为各数据中心中的VN分配的VN标识，以及预先为传输路径中所经过的PE设置的MPLS标签，对数据进行传输，由于预先为各数据中心中的VN分配了VN标识，使得数据可以根据VN标识进行转发，从而保证了在跨多数据中心配置的虚拟网络中用户的QoS。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种数据处理方法的实现流程图；
图2为用于实现上述数据处理方法在实际应用中的系统架构图；
图3为VN标识的分配方式示意图；
图4为本发明实施例提供的一种数据处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种数据处理方案。该技术方案中，当源节点和目标节点之间传输数据时，确定源节点和目标节点之间的传输路径，其中，源节点和目标节点处于同一虚拟网络VN、且处于不同数据中心中，再确定预先为传输路径中的边缘路由器PE设置的MPLS标签；根据预先为各数据中心中的VN分配的VN标识，以及预先为传输路径中所经过的PE设置的MPLS标签，对数据进行传输，由于预先为各数据中心中的VN分配了VN标识，使得数据可以根据VN标识进行转发，从而保证了在跨多数据中心配置的虚拟网络中用户的QoS。
以下结合说明书附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例的特征可以互相结合。
本发明实施例提供了一种数据处理方法，如图1所示，为该方法的实现流程图，具体包括下述步骤：
步骤11，当源节点和目标节点之间传输数据时，确定所述源节点和所述目标节点之间的传输路径；其中，源节点和目标节点处于同一虚拟网络、且处于不同数据中心中。
步骤12，确定预先为传输路径中的边缘路由器(Provider Edge，PE)设置的MPLS标签。
步骤13，根据预先为各数据中心中的VN分配的VN标识，以及预先为传输路径中所经过的PE设置的MPLS标签，对数据进行传输。
其中，步骤13可以按照如下过程实现：
对于从所述源节点所在的数据中心传输到所述PE的数据，将所述数据中携带的预先为所述源节点所在的VN分配的VN标识删除，添加所述PE的MPLS标签；
对于从所述PE传输到所述目标节点所在的数据中心的数据，将所述数据中携带的MPLS标签删除，添加预先为所述目标节点所在的VN分配的VN标识。
在本发明实施例中，可以按照如下方式预先为各数据中心中的VN分配VN标识：
当任意一个数据中心中创建新的虚拟网络时，为这个新的虚拟网络分配VN标识；其中，该新的虚拟网络的VN标识被分配给至少两个数据中心中的一个VN。
也可以按照如下方式预先为各数据中心中的VN分配VN标识：
当任意一个数据中心中创建新的虚拟网络时，为所述新的虚拟网络分配VN标识；其中，所述新的虚拟网络的VN标识仅被分配给一个数据中心中的一个VN。
可选的，分配的VN标识可以为虚拟局域网(Virtual Local Area Network，VLAN)标签，比如虚拟扩展局域网VXLAN。
本发明实施例中，当源节点和目标节点之间传输数据时，确定源节点和目标节点之间的传输路径，其中，源节点和目标节点处于同一虚拟网络VN、且处于不同数据中心中，再确定预先为传输路径中的边缘路由器PE设置的MPLS标签；根据预先为各数据中心中的VN分配的VN标识，以及预先为传输路径中所经过的PE设置的MPLS标签，对数据进行传输，由于预先为各数据中心中的VN分配了VN标识，使得数据可以根据VN标识进行转发，从而保证了在跨多数据中心配置的虚拟网络中用户的QoS。
为了更好的理解本发明实施例，以下结合具体的实例对本发明实施例的具体实施过程进行说明。
如图2所示，为用于实现上述数据处理方法在实际应用中的系统架构图。其中，在基于MPLS的WAN中，PE被SDN控制器(Controller)控制。WAN提供虚拟专用网络(Virtual Private Network，VPN)连接虚拟机(Virtual Machine，VM)，这些虚拟机属于相同的虚拟网络，而属于不同的数据中心。其中，MPLSL2(第2层)VPN和MPLS L3(第3层)VPN都能提供VPN服务。在第3层MPLS VPN，基于目的IP地址发送数据包，第3层MPLS VPN的路由器管理每个VPN的路由表，并且负责分配远程站点的路径。在第2层MPLS VPN，服务提供商(Service Provider，SP)网络交换机客户框架基于L2头。对于WAN提供者来说，SP提供的第2层虚拟电路到每个数据中心和客户路线是透明的。因此，数据中心在对MPLS L3的控制策略。在本发明实施例总，选择使用第2层MPLS VPN。
参照图2，理想情况下，SDN控制器也能控制标记交换路由器(LabelSwitched Router，LSR)。然而，在MPLS中部署SDN时，我们将LSR从PE路由器转换到SDN控制器中。在这种情况下，MPLS网络仍然支持资源预留协议(Resource Reservation Protocol)和内部网关协议。
数据中心控制器和WAN控制器通过表述性状态转移(RepresentationalState Transfer，REST)应用程序编程接口(Application Programming Interface，API)连接。当一个虚拟网络被建立时，数据中心控制器应该为WAN控制器的VPN服务提供VN标识和带宽要求。一方面，WAN控制器负责建立一个通过MPLS的传输路径；预留网络带宽；确定VC标签，用于提供这VN两个终点近乎直连连接(pseudowire)；让PE切换数据中心的流量进入和输出这个Pseudowire。另一方面，根据流量工程来建立一条传输路径，也有可能建立一个不相交的备份路径的快速路径，以便默认路径失败时切换到备份路径。
注意，用于广域网的技术可以是任何自SDN能够从任何L2-L7层阅读标签。本发明实施例中使用MPLS来说明这个想法。出口的PE需要去掉增加的MPLS标签和L2包头，并且把FCS域改回来。
本发明实施例中，可以使用服从OpenFlow 1.3标准的交换机作为PE。
对于从DC到WAN的流量来说，OpenFlow交换机匹配入口端口、目的地MAC地址、目的地IPv4/IPv6地址、EtherType(0x0800for IPv4)、VLAN标签，采取以下动作：弹出VLAN标签、推入MPLS标签、设置MPLS TTL值、重写目标和源的MAC地址、把IP包头的TTL值减一、最后把包输出到输出端口。
对于从WAN到DC的流量来说，OpenFlow交换机匹配入口端口、目标MAC地址、目标IPv4/IPv6、EtherType(0x8847for MPLS)、MPLS标签，采取以下动作：弹出MPLS标签、推入VLAN标签、重写目标和源的MAC地址、把IP包头的TTL值减一、最后把包输出到输出端口。
为了使VN横跨不同的数据中心，VLAN标签必须在全球范围内使用或通过集中控制器映射。这个功能通过VNDB SDN控制器实现。
如图3所示，为通过WAN连接的三个数据中心DC A、DC B和DC C，第一种分配VLAN标签的方式如下表1所示。
表1：
在第一种方法中，当数据中心中的SDN控制器创建一个新的VN VLAN标签，VLAN标签必须在VNDB和WAN控制器中注册，并分配这些信息在其他数据中心控制器和云协调器。
第二种分配VLAN标签的方式如下表2所示。
表2：
上述表2也可以按照表现如下表3的形式。
表3：
数据中心 DC A DC B DC C
VN1 101 × 311
VN2 102 202 ×
VN3 103 203 313
VN4 × 204 314
在第二种方法中，让每个数据中心独立使用VLAN标签，维护一个VLAN标记映射信息的系统。虚拟机都属于同一个VN驻留在不同直流相互通信,PE路由器需要重写VLAN标记在目的地数据中心VLAN标签根据VNDB VLAN标记映射信息。
基于该思路，本发明实施例提供了一种数据处理装置，如图4所示，为该装置的实现示意图，包括：
传输路径确定单元41，用于当源节点和目标节点之间传输数据时，确定所述源节点和所述目标节点之间的传输路径；其中，所述源节点和所述目标节点处于同一虚拟网络VN、且处于不同数据中心DC中；
MPLS标签确定单元42，用于确定预先为所述传输路径确定单元41确定出的传输路径中的边缘路由器PE设置的多协议标签交换MPLS标签；
传输单元43，用于根据预先为各数据中心中的VN分配的VN标识，以及所述MPLS标签确定单元42确定出的预先为所述传输路径中所经过的PE设置的MPLS标签，对所述数据进行传输。
其中，可以按照如下方式预先为各数据中心中的VN分配VN标识：
当任意一个数据中心中创建新的虚拟网络时，为所述新的虚拟网络分配VN标识；其中，所述新的虚拟网络的VN标识被分配给至少两个数据中心中的一个VN。
其中，可以按照如下方式预先为各数据中心中的VN分配VN标识：
当任意一个数据中心中创建新的虚拟网络时，为所述新的虚拟网络分配VN标识；其中，所述新的虚拟网络的VN标识仅被分配给一个数据中心中的一个VN。
其中，所述传输单元43，具体用于：
对于从所述源节点所在的数据中心传输到所述PE的数据，将所述数据中携带的预先为所述源节点所在的VN分配的VN标识删除，添加所述PE的MPLS标签；
对于从所述PE传输到所述目标节点所在的数据中心的数据，将所述数据中携带的MPLS标签删除，添加预先为所述目标节点所在的VN分配的VN标识。
其中，所述VN标识为虚拟局域网VLAN标签。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种数据处理方法，其特征在于，包括：
当源节点和目标节点之间传输数据时，确定所述源节点和所述目标节点之间的传输路径；其中，所述源节点和所述目标节点处于同一虚拟网络VN、且处于不同数据中心DC中；
确定预先为所述传输路径中的边缘路由器PE设置的多协议标签交换MPLS标签；
根据预先为各数据中心中的VN分配的VN标识，以及预先为所述传输路径中所经过的PE设置的MPLS标签，对所述数据进行传输。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照如下方式预先为各数据中心中的VN分配VN标识：
当任意一个数据中心中创建新的虚拟网络时，为所述新的虚拟网络分配VN标识；其中，所述新的虚拟网络的VN标识被分配给至少两个数据中心中的一个VN。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照如下方式预先为各数据中心中的VN分配VN标识：
当任意一个数据中心中创建新的虚拟网络时，为所述新的虚拟网络分配VN标识；其中，所述新的虚拟网络的VN标识仅被分配给一个数据中心中的一个VN。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预先为各数据中心中的VN分配的VN标识，以及预先为所述传输路径中所经过的PE设置的多协议标签交换MPLS标签，对所述数据进行传输，具体包括：
对于从所述源节点所在的数据中心传输到所述PE的数据，将所述数据中携带的预先为所述源节点所在的VN分配的VN标识删除，添加所述PE的MPLS标签；
对于从所述PE传输到所述目标节点所在的数据中心的数据，将所述数据中携带的MPLS标签删除，添加预先为所述目标节点所在的VN分配的VN标识。
5.如权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述VN标识为虚拟局域网VLAN标签。
6.一种数据处理装置，其特征在于，包括：
传输路径确定单元，用于当源节点和目标节点之间传输数据时，确定所述源节点和所述目标节点之间的传输路径；其中，所述源节点和所述目标节点处于同一虚拟网络VN、且处于不同数据中心DC中；
MPLS标签确定单元，用于确定预先为所述传输路径确定单元确定出的传输路径中的边缘路由器PE设置的多协议标签交换MPLS标签；
传输单元，用于根据预先为各数据中心中的VN分配的VN标识，以及所述MPLS标签确定单元确定出的预先为所述传输路径中所经过的PE设置的MPLS标签，对所述数据进行传输。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，按照如下方式预先为各数据中心中的VN分配VN标识：
当任意一个数据中心中创建新的虚拟网络时，为所述新的虚拟网络分配VN标识；其中，所述新的虚拟网络的VN标识被分配给至少两个数据中心中的一个VN。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，按照如下方式预先为各数据中心中的VN分配VN标识：
当任意一个数据中心中创建新的虚拟网络时，为所述新的虚拟网络分配VN标识；其中，所述新的虚拟网络的VN标识仅被分配给一个数据中心中的一个VN。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述传输单元，具体用于：
对于从所述源节点所在的数据中心传输到所述PE的数据，将所述数据中携带的预先为所述源节点所在的VN分配的VN标识删除，添加所述PE的MPLS标签；
对于从所述PE传输到所述目标节点所在的数据中心的数据，将所述数据中携带的MPLS标签删除，添加预先为所述目标节点所在的VN分配的VN标识。
10.如权利要求6-9任意一项所述的装置，其特征在于，所述VN标识为虚拟局域网VLAN标签。
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