CN107040441B - 跨数据中心的数据传输方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种跨数据中心的数据传输方法、装置及系统。本发明跨数据中心的数据传输方法，包括：接收第一虚拟机发送的待转发数据，待转发数据包括目的网络协议IP地址和媒体介入控制层MAC地址；根据目的IP地址和预先获取的网络路由信息确定待转发数据的转发路径；将转发路径和待转发数据发送给第一网络节点。本发明实施例通过控制器和网络节点中相应的模块对待传输数据进行转发处理，实现相同网络中的VM之间跨DC的数据传输，该方法对DC之间的承载网无要求，只需IP联通即可，而且无需特殊硬件设备，方便实施和维护，其利用SDN的特性，实现控制平面与数据平面分离，可以适用于虚拟网络与物理网络多种环境。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种跨数据中心的数据传输方法、装置及系统。
背景技术
虚拟机(Virtual Machine，简称：VM)技术要求虚拟机迁移前后的网络协议(Internet Protocol，简称：IP)和媒体介入控制层(Media Access Control，简称：MAC)地址不能变化，这样就需要迁移的范围是在同一个二层网络内部。而数据中心(Data Center，简称：DC)往往都是通过虚拟局域网(Virtual Local Area Network，简称：VLAN)隔离完成业务区分的，处于不同地理位置的DC之间通过三层网络互访，这样一方面起到隔离的目的，另一方面也是防止广播域过大，容易出现网络故障或者安全问题。在这样的DC群之间，或者是大型三层网络DC内，VM的迁移是无法实现的，因此就出现了以下两种跨DC的数据传输方法。
一种是虚拟专用局域网业务(VirtualPrivateLanService，简称：VPLS)，其有效地结合了IP、多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，简称：MPLS)、虚拟专用网络(Virtual Private Network，简称：VPN)和以太网交换等多种技术，支持广域范围内多点到多点的局域网(Local Area Network，简称：LAN)互连，其核心思想是利用信令协议在VPLS实例中的运营商边缘路由器之间建立并维护伪线，将二层协议帧封装后在伪线上传输、交换，使广域范围内多个局域网在数据链路层面被整合为一张网络，向用户提供虚拟的以太网服务。
但是，VPLS组网方案技术比较复杂，要求DC之间的互联网络是已部署为MPLS技术的核心网，每个VPLS实例都需要在该实例中的n个运营商边缘路由器之间建立全网状的标记交换路径(Label Switching Path，简称：LSP)隧道，因此VPLS的部署及运维管理难度较大，只有大型运营商客户拥有运维能力。
另一种是通过在硬件交换机上，采用扩展链路层网络的技术，实现二层网跨越DC的数据传输，该方案通过采用“MAC in IP”隧道封装的方式实现。
但是，该方案需要特殊硬件设备的支持，且主要是一些设备商自己提出的私有协议，无法与其它设备互联互通。
发明内容
本发明实施例提供一种跨数据中心的数据传输方法、装置及系统，以实现相同网络中的VM之间跨DC的数据传输。
第一方面，本发明实施例提供一种跨数据中心的数据传输方法，所述方法应用于控制器，所述控制器包括网络路由信息维护模块，所述方法包括：
接收第一虚拟机发送的待转发数据，所述待转发数据包括目的网络协议IP地址和媒体介入控制层MAC地址；
根据所述目的IP地址和预先获取的网络路由信息确定所述待转发数据的转发路径，所述网络路由信息包括至少一个数据中心中的虚拟机的路由信息；
将所述转发路径和所述待转发数据发送给第一网络节点，以使所述第一网络节点根据所述转发路径将所述待转发数据发送给第二网络节点，进而转发至所述目的IP地址对应的第二虚拟机。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述根据所述目的IP地址和预先获取的网络路由信息确定所述待转发数据的转发路径，包括：
根据所述目的IP地址和所述网络路由信息确定所述第二虚拟机与所述第一虚拟机是否位于同一网络；
若所述第二虚拟机与所述第一虚拟机位于同一网络，则根据所述目的IP地址确定所述转发路径，所述转发路径用于指示所述第一网络节点将所述待转发数据发送给所述第二网络节点。
结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述根据所述目的IP地址和预先获取的网络路由信息确定所述待转发数据的转发路径，包括：
根据所述目的IP地址和所述网络路由信息确定所述第二虚拟机与所述第一虚拟机是否位于同一网络；
若所述第二虚拟机与所述第一虚拟机没有位于同一网络，则根据所述目的IP地址确定所述转发路径，所述转发路径用于指示所述第一网络节点对所述待转发数据进行由所述第一虚拟机所在网络至所述第二虚拟机所在网络的网关处理，并将处理后的待转发数据发送给所述第二网络节点。
结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述根据所述目的IP地址和预先获取的网络路由信息确定所述待转发数据的转发路径，包括：
根据所述目的IP地址和所述网络路由信息确定所述转发路径，所述转发路径用于指示所述第一网络节点对所述待转发数据进行复制，并将复制后的待转发数据逐一发送给至少一个第二网路节点。
结合第一方面、第一方面的第一种至第三种中任一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述接收第一虚拟机发送的待转发数据之前，还包括：
与至少一个控制器进行MAC信息同步，获取所述网络路由信息，所述网络路由信息包括所述至少一个控制器分别对应的数据中心中的虚拟机的路由信息。
结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述与至少一个控制器进行MAC信息同步，获取所述网络路由信息之后，还包括：
接收所述第一虚拟机发送的地址请求，所述地址请求包括第二虚拟机的IP地址；
根据所述第二虚拟机的IP地址查询所述网络路由信息，确定所述第二虚拟机对应的MAC地址；
将所述第二虚拟机对应的MAC地址发送给所述第一虚拟机。
第二方面，本发明实施例提供一种跨数据中心的数据传输方法，所述方法应用于网络节点，所述网络节点包括交换机模块、网关模块以及二层网络代理模块，所述方法包括：
接收控制器发送的转发路径和第一虚拟机的待转发数据，所述待转发数据包括目的网络协议IP地址和媒体介入控制层MAC地址；
根据所述转发路径和所述目的IP地址对所述待转发数据进行隧道协议的包头封装，封装后的待转发数据包括跨数据中心的网络路由信息；
根据所述跨数据中心的网络路由信息将所述封装后的待转发数据发送给第二网络节点，以使所述第二网络节点解封装所述封装后的待转发数据，并将解封装后的待转发数据发送给所述目的IP地址对应的第二虚拟机。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述根据所述转发路径和所述目的IP地址对所述待转发数据进行隧道协议的包头封装之前，还包括：
根据所述转发路径和所述目的IP地址对所述待转发数据进行由所述第一虚拟机所在网络至所述第二虚拟机所在网络的网关处理。
结合第二方面，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述根据所述转发路径和所述目的IP地址对所述待转发数据进行隧道协议的包头封装之前，还包括：
对所述待转发数据进行复制；
所述根据所述转发路径和所述目的IP地址对所述待转发数据进行隧道协议的包头封装，包括：
根据所述转发路径和所述目的IP地址对复制后的待转发数据逐一进行所述隧道协议的包头封装；
所述根据所述跨数据中心的网络路由信息将所述封装后的待转发数据发送给第二网络节点，包括：
根据所述跨数据中心的网络路由信息分别将封装后的待转发数据逐一发送给至少一个第二网络节点。
第三方面，本发明实施例提供一种控制器，包括：
接收模块，用于接收第一虚拟机发送的待转发数据，所述待转发数据包括目的网络协议IP地址和媒体介入控制层MAC地址；
网络路由信息维护模块，用于根据所述目的IP地址和预先获取的网络路由信息确定所述待转发数据的转发路径，所述网络路由信息包括至少一个数据中心中的虚拟机的路由信息；
发送模块，用于将所述转发路径和所述待转发数据发送给第一网络节点，以使所述第一网络节点根据所述转发路径将所述待转发数据发送给第二网络节点，进而转发至所述目的IP地址对应的第二虚拟机。
结合第三方面，在第三方面的第一种可能的实现方式中，所述网络路由信息维护模块，具体用于根据所述目的IP地址和所述网络路由信息确定所述第二虚拟机与所述第一虚拟机是否位于同一网络；若所述第二虚拟机与所述第一虚拟机位于同一网络，则根据所述目的IP地址确定所述转发路径，所述转发路径用于指示所述第一网络节点将所述待转发数据发送给所述第二网络节点。
结合第三方面，在第三方面的第二种可能的实现方式中，所述网络路由信息维护模块，具体用于根据所述目的IP地址和所述网络路由信息确定所述第二虚拟机与所述第一虚拟机是否位于同一网络；若所述第二虚拟机与所述第一虚拟机没有位于同一网络，则根据所述目的IP地址确定所述转发路径，所述转发路径用于指示所述第一网络节点对所述待转发数据进行由所述第一虚拟机所在网络至所述第二虚拟机所在网络的网关处理，并将处理后的待转发数据发送给所述第二网络节点。
结合第三方面，在第三方面的第三种可能的实现方式中，所述网络路由信息维护模块，具体用于根据所述目的IP地址和所述网络路由信息确定所述转发路径，所述转发路径用于指示所述第一网络节点对所述待转发数据进行复制，并将复制后的待转发数据逐一发送给至少一个第二网路节点。
结合第三方面、第三方面的第一种至第三种中任一种可能的实现方式，在第三方面的第四种可能的实现方式中，所述网络路由信息维护模块，还用于与至少一个控制器进行MAC信息同步，获取所述网络路由信息，所述网络路由信息包括所述至少一个控制器分别对应的数据中心中的虚拟机的路由信息。
结合第三方面的第四种可能的实现方式，在第三方面的第五种可能的实现方式中，所述网络路由信息维护模块，还用于接收所述第一虚拟机发送的地址请求，所述地址请求包括第二虚拟机的IP地址；根据所述第二虚拟机的IP地址查询所述网络路由信息，确定所述第二虚拟机对应的MAC地址；将所述第二虚拟机对应的MAC地址发送给所述第一虚拟机。
第四方面，本发明实施例提供一种网络节点，包括：
交换机模块，用于接收控制器发送的转发路径和第一虚拟机的待转发数据，所述待转发数据包括目的网络协议IP地址和媒体介入控制层MAC地址；
二层网络代理模块，用于根据所述转发路径和所述目的IP地址对所述待转发数据进行隧道协议的包头封装，封装后的待转发数据包括跨数据中心的网络路由信息；
发送模块，用于根据所述跨数据中心的网络路由信息将所述封装后的待转发数据发送给第二网络节点，以使所述第二网络节点解封装所述封装后的待转发数据，并将解封装后的待转发数据发送给所述目的IP地址对应的第二虚拟机。
结合第四方面，在第四方面的第一种可能的实现方式中，还包括：
网关模块，用于根据所述转发路径和所述目的IP地址对所述待转发数据进行由所述第一虚拟机所在网络至所述第二虚拟机所在网络的网关处理。
结合第四方面，在第四方面的第二种可能的实现方式中，所述二层网络代理模块，还用于对所述待转发数据进行复制；根据所述转发路径和所述目的IP地址对复制后的待转发数据逐一进行所述隧道协议的包头封装；
所述发送模块，具体用于根据所述跨数据中心的网络路由信息分别将封装后的待转发数据逐一发送给至少一个第二网络节点。
第五方面，本发明实施例提供一种通信系统，包括：控制器、网络节点以及虚拟机；其中，所述控制器采用第三方面、第三方面的第一种至第五种中任一种可能的实现方式所述的控制器；所述网络节点采用第四方面、第四方面的第一种至第二种中任一种可能的实现方式所述的网络节点。
本发明实施例跨数据中心的数据传输方法、装置及系统，通过控制器和网络节点中相应的模块对待传输数据进行转发处理，实现相同网络中的VM之间跨DC的数据传输，该方法对DC之间的承载网无要求，只需IP联通即可，而且无需特殊硬件设备，方便实施和维护，其利用SDN的特性，实现控制平面与数据平面分离，可以适用于虚拟网络与物理网络多种环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明通信系统的一个实施例的结构示意图；
图2为本发明跨数据中心的数据传输方法的一个实施例的流程图；
图3为本发明跨数据中心的数据传输方法的另一个实施例的流程图；
图4为本发明跨数据中心的数据传输方法的再一个实施例的流程图；
图5为本发明跨数据中心的数据传输方法的第四个实施例的流程图；
图6为本发明控制器的一个实施例的结构示意图；
图7为本发明网络节点的一个实施例的结构示意图；
图8为本发明网络节点的另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明通信系统的一个实施例的结构示意图，如图1所示，该通信系统包括控制器、网络节点以及VM，其中，控制器包括第一控制器和第二控制器，第一控制器和第二控制器分别属于不同的DC，两个控制器之间可以进行MAC信息同步，在第一控制器和第二控制器上均包括网络路由信息维护模块，该网络路由信息维护模块用于通过边界网关协议(Border Gateway Protocol，简称：BGP)、MP-BGP等协议与至少一个相邻DC的控制器进行MAC信息同步，获取至少一个相邻DC中的VM的路由信息；响应VM发起的地址解析协议(Address Resolution Protocol，简称：ARP)请求，返回相应的MAC地址；VPN中相邻DC之间的邻居关系建立和维护；网络标识与跨DC时的隧道标识之间的对应关系的维护；网络节点包括第一网络节点和第二网络节点，第一网络节点和第二网络节点分别属于不同的DC，两个网络节点之间可以建立专用隧道，例如，VxLAN隧道、通用路由封装(Generic RoutingEncapsulation，简称：GRE)隧道等，第一网络节点和第二网络节点均包括交换机模块、网关模块以及二层网络代理模块，该二层网络代理模块用于对待转发数据进行隧道协议的包头封装和解封装；识别BUM流量，将广播或组播报文转换为多个单播报文；接收和转发报文；VM包括第一VM、第二VM以及第三VM，第一VM和第二VM位于相同网络，但分别属于不同的DC，第一VM和第三VM位于不同的网络，但属于相同的DC，在VM中还可以包括交换机。
本发明的跨数据中心的数据传输方法可以应用于属于不同DC的VM之间进行数据传输的场景，例如，第一VM和第二VM之间的数据传输，第三VM和第二VM之间的数据传输。还可以应用于广播或组播报文在不同DC的VM之间进行数据传输的场景。以下通过实施例对本发明的方法进行说明。
图2为本发明跨数据中心的数据传输方法的一个实施例的流程图，如图2所示，本实施例的方法可以适用于图1所示的通信系统，进行数据传输的两个VM位于同一网络，但属于不同DC，例如第一VM向第二VM发送数据。该方法可以包括：
s101、第一控制器接收第一VM发送的待转发数据，该待转发数据包括第二VM的IP地址和MAC地址；
第一VM要向第二VM发送数据，待转发数据可以通过第一VM的交换机传输给第一控制器。由于第一VM和第二VM是位于同一网络的，因此待转发数据中的MAC地址是第二VM的MAC地址。
s102、第一控制器根据第二VM的IP地址和网络路由信息确定第一VM与第二VM是否位于同一网络；
第一控制器通过网络路由信息维护模块预先获取了网络路由信息，该网络路由信息包括至少一个DC中的VM的路由信息，该路由信息可以包括各VM的IP地址、MAC地址以及网络拓扑结构等信息，基于网络路由信息第一控制器即可掌握整个网络的部署情况。第一控制器根据第二VM的IP地址和网络路由信息可以确定出第一VM和第二VM是否位于同一网络。
s103、若第一VM与第二VM位于同一网络，则第一控制器根据第二VM的IP地址确定转发路径，该转发路径用于指示第一网络节点将待转发数据发送给第二网络节点；
第一控制器在确定第一VM和第二VM位于同一网络后，根据待转发数据的目的IP地址(即第二VM的IP地址)确定出待转发数据的转发路径，该转发路径可以以软件定义网络(Software Defined Network，简称：SDN)中的openflow消息进行下发，第一控制器通过转发路径指示第一网络节点将待转发数据发送给第二网络节点。
s104、第一控制器将转发路径和待转发数据发送给第一网络节点；
第一网络节点与第一VM属于同一DC，第一控制器将转发路径和待转发数据发送给第一网络节点。
s105、第一网络节点根据转发路径和第二VM的IP地址对待转发数据进行隧道协议的包头封装，封装后的待转发数据包括跨数据中心的网络路由信息；
第一网络节点通过二层网络代理模块根据转发路径和第二VM的IP地址对待转发数据进行隧道协议的包头封装，例如，执行VxLAN封装、GRE封装等，在待转发数据中增加外层包头，该外层包头可以是跨数据中心的网络路由信息，该路由信息与隧道协议相匹配，以符合隧道协议的数据转发规则。
s106、第一网络节点根据跨数据中心的网络路由信息将封装后的待转发数据发送给第二网络节点；
第一网络节点通过二层网络代理模块将封装后的待转发数据发送给第二网络节点，第二网络节点与第二VM属于同一个DC中，第一网络节点和第二网络节点之间已经预先建立起隧道，建立该隧道可以是VxLAN隧道、GRE隧道等。
s107、第二网络节点解封装上述封装后的待转发数据，并将解封装后的待转发数据发送给第二VM。
第二网络节点解封装收到的数据，将其最外层的包头去掉，然后根据解封装后的待转发数据中的目的IP地址(即第二VM的IP地址)将其发送至目的地(即第二VM)，至此从第一VM至第二VM的数据传输即发送完毕。
本实施例，通过控制器和网络节点中相应的模块对待传输数据进行转发处理，实现相同网络中的VM之间跨DC的数据传输，该方法对DC之间的承载网无要求，只需IP联通即可，而且无需特殊硬件设备，方便实施和维护，其利用SDN的特性，实现控制平面与数据平面分离，可以适用于虚拟网络与物理网络多种环境。
图3为本发明跨数据中心的数据传输方法的另一个实施例的流程图，如图3所示，本实施例的方法可以适用于图1所示的通信系统，进行数据传输的两个VM没有位于同一网络，且属于不同DC，例如第三VM向第二VM发送数据。该方法可以包括：
s201、第一控制器接收第三VM发送的待转发数据，该待转发数据包括第二VM的IP地址和MAC地址；
第三VM要向第二VM发送数据，待转发数据可以通过第三VM的交换机传输给第一控制器。由于第三VM和第二VM没有位于同一网络，因此待转发数据中的MAC地址是第三VM所在网络的网关的MAC地址。
s202、第一控制器根据第二VM的IP地址和网络路由信息确定第三VM与第二VM是否位于同一网络；
第一控制器通过网络路由信息维护模块预先获取了网络路由信息，该网络路由信息包括至少一个DC中的VM的路由信息，该路由信息可以包括各VM的IP地址、MAC地址以及网络拓扑结构等信息，基于网络路由信息第一控制器即可掌握整个网络的部署情况。第一控制器根据第二VM的IP地址和网络路由信息可以确定出第三VM和第二VM是否位于同一网络。
s203、若第三VM与第二VM没有位于同一网络，则第一控制器根据第二VM的IP地址确定转发路径，转发路径用于指示第一网络节点对待转发数据进行由第三VM所在网络至第二VM所在网络的网关处理，并将处理后的待转发数据发送给第二网络节点；
第一控制器在确定第三VM和第二VM没有位于同一网络后，根据待转发数据的目的IP地址(即第二VM的IP地址)确定出待转发数据的转发路径，该转发路径可以以SDN中的openflow消息进行下发，第一控制器通过转发路径指示第一网络节点对待转发数据进行由第三VM所在网络至第二VM所在网络的网关处理，并将待转发数据发送给第二网络节点。
s204、第一控制器将转发路径和待转发数据发送给第一网络节点；
第一网络节点与第三VM属于同一DC，第一控制器将转发路径和待转发数据发送给第一网络节点。
s205、第一网络节点根据转发路径和第二VM的IP地址对待转发数据进行由第一VM所在网络至第二VM所在网络的网关处理；
网管处理包括第一网络节点将待转发数据中的MAC地址由第三VM所在网络的网关的MAC地址改为第二VM所在网络的网关的MAC地址，并将该待转发数据的输出接口调整至第二VM所在网络对应的输出接口，再由第二VM所在网络的网关将待传输数据中的MAC地址改为第二VM的MAC地址。
s206、第一网络节点根据转发路径和第二VM的IP地址对待转发数据进行隧道协议的包头封装，封装后的待转发数据包括跨数据中心的网络路由信息；
第一网络节点通过二层网络代理模块根据转发路径和第二VM的IP地址对待转发数据进行隧道协议的包头封装，例如，执行VxLAN封装、GRE封装等，在待转发数据中增加外层包头，该外层包头可以是跨数据中心的网络路由信息，该路由信息与隧道协议相匹配，以符合隧道协议的数据转发规则。
s207、第一网络节点根据跨数据中心的网络路由信息将封装后的待转发数据发送给第二网络节点；
第一网络节点通过二层网络代理模块将封装后的待转发数据发送给第二网络节点，第二网络节点与第二VM属于同一个DC中，第一网络节点和第二网络节点之间已经预先建立起隧道，建立该隧道可以是VxLAN隧道、GRE隧道等。
s208、第二网络节点解封装上述封装后的待转发数据，并将解封装后的待转发数据发送给第二VM。
第二网络节点解封装收到的数据，将其最外层的包头去掉，然后根据解封装后的待转发数据中的目的IP地址(即第二VM的IP地址)将其发送至目的地(即第二VM)，至此从第三VM至第二VM的数据传输即发送完毕。
本实施例，通过控制器和网络节点中相应的模块对待传输数据进行转发处理，实现不同网络中的VM之间跨DC的数据传输，该方法对DC之间的承载网无要求，只需IP联通即可，而且无需特殊硬件设备，方便实施和维护，其利用SDN的特性，实现控制平面与数据平面分离，可以适用于虚拟网络与物理网络多种环境。
图4为本发明跨数据中心的数据传输方法的再一个实施例的流程图，如图4所示，本实施例的方法可以适用于图1所示的通信系统，其中一个VM发出广播或组播报文，例如第一VM发出广播或组播报文。该方法可以包括：
s301、第一控制器接收第一VM发送的待转发数据；
第一VM发出广播或组播报文，该待转发数据中有可能没有明确的目的IP地址和MAC地址，第一控制器需要制定出以单播形式发送广播或组播的转发路径。
s302、第一控制器根据网络路由信息确定转发路径，转发路径用于指示第一网络节点对待转发数据进行复制，并将复制后的待转发数据逐一发送给至少一个第二网路节点；
第一控制器通过网络路由信息维护模块预先获取了网络路由信息，该网络路由信息包括至少一个DC中的VM的路由信息，该路由信息可以包括各VM的IP地址、MAC地址以及网络拓扑结构等信息，基于网络路由信息第一控制器即可掌握整个网络的部署情况。第一控制器根据接收到的待转发数据可以确定出第一VM发送的数据可能需要发送给多个DC中的VM，因此第一控制器需要指示第一网络节点对待转发数据进行复制，并将复制后的数据逐一转发给多个DC中的第二网络节点。
s303、第一控制器将转发路径和待转发数据发送给第一网络节点；
第一网络节点与第一VM属于同一DC，第一控制器将转发路径和待转发数据发送给第一网络节点。
s304、第一网络节点对待转发数据进行复制；
s305、第一网络节点根据转发路径和目的IP地址对复制后的待转发数据逐一进行隧道协议的包头封装；
第一网络节点通过二层网络代理模块根据转发路径和第二VM的IP地址对待转发数据进行隧道协议的包头封装，例如，执行VxLAN封装、GRE封装等，在待转发数据中增加外层包头，该外层包头可以是跨数据中心的网络路由信息，该路由信息与隧道协议相匹配，以符合隧道协议的数据转发规则。
s306、第一网络节点根据跨数据中心的网络路由信息分别将封装后的待转发数据逐一发送给至少一个第二网络节点；
第一网络节点通过二层网络代理模块将封装后的待转发数据发送给第二网络节点，第二网络节点与第二VM属于同一个DC中，第一网络节点和第二网络节点之间已经预先建立起隧道，建立该隧道可以是VxLAN隧道、GRE隧道等。
s307、第二网络节点解封装上述封装后的待转发数据，并将解封装后的待转发数据发送给第二VM。
多个接收到数据的第二网络节点解封装收到的数据，将其最外层的包头去掉，然后将解封装后的待转发数据发送至属于同一DC的VM。
本实施例，通过控制器和网络节点中相应的模块对待传输数据进行转发处理，将广播或组播报文转换为多个单播报文进行发送，实现跨DC的广播或组播方式的数据传输，该方法对DC之间的承载网无要求，只需IP联通即可，而且无需特殊硬件设备，方便实施和维护，其利用SDN的特性，实现控制平面与数据平面分离，可以适用于虚拟网络与物理网络多种环境。
图5为本发明跨数据中心的数据传输方法的第四个实施例的流程图，如图5所示，本实施例的方法可以适用于图1所示的通信系统，该方法的步骤在上述方法实施例的第一个步骤之前，主要实现VM请求获取其它VM的MAC地址。该方法可以包括：
s401、第一控制器与至少一个控制器进行MAC信息同步，获取网络路由信息，网络路由信息包括至少一个控制器分别对应的数据中心中的虚拟机的路由信息；
各控制器中可以拥有本地DC中各VM的MAC地址和IP地址，控制器还可以通过网络路由信息维护模块与其他控制器的网络路由信息维护模块进行MAC信息同步，获取其他控制器分别对应的DC中的VM的路由信息，可以将这些路由信息存储到数据库中。
s402、第一控制器接收第一VM发送的地址请求，地址请求包括第二VM的IP地址；
某个VM，例如第一VM 15希望可以获取到第二VM 16的MAC地址，因此第一VM即可发出地址请求，该地址请求例如可以是ARP请求，并在地址请求中携带第二VM的IP地址。
s403、第一控制器根据第二VM的IP地址查询网络路由信息，确定第二VM对应的MAC地址；
第一控制器根据第二VM的IP地址查询预先获取的网络路由信息，确定第二VM的MAC地址，这里如果第一VM和第二VM位于同一网络，那么第二VM的MAC地址即为第二VM的真实MAC地址，如果第一VM和第二VM没有位于同一网络，那么第二VM的MAC地址即为第一VM所在网络的网关的MAC地址。
s404、第一控制器将第二VM对应的MAC地址发送给第一虚拟机。
本实施例，通过多个控制器之间的MAC信息同步，可以使得各控制器获取到真个网络的部署情况和路由信息，实现VM的地址请求响应，其利用SDN的特性，实现控制平面与数据平面分离，可以适用于虚拟网络与物理网络多种环境。
图6为本发明控制器的一个实施例的结构示意图，如图6所示，本实施例的装置可以包括：接收模块11、网络路由信息维护模块12以及发送模块13，其中，接收模块11，用于接收第一虚拟机发送的待转发数据，所述待转发数据包括目的网络协议IP地址和媒体介入控制层MAC地址；网络路由信息维护模块12，用于根据所述目的IP地址和预先获取的网络路由信息确定所述待转发数据的转发路径，所述网络路由信息包括至少一个数据中心中的虚拟机的路由信息；发送模块13，用于将所述转发路径和所述待转发数据发送给第一网络节点，以使所述第一网络节点根据所述转发路径将所述待转发数据发送给第二网络节点，进而转发至所述目的IP地址对应的第二虚拟机。
本实施例的装置，可以用于执行图2～图5所示所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
进一步的，所述网络路由信息维护模块12，具体用于根据所述目的IP地址和所述网络路由信息确定所述第二虚拟机与所述第一虚拟机是否位于同一网络；若所述第二虚拟机与所述第一虚拟机位于同一网络，则根据所述目的IP地址确定所述转发路径，所述转发路径用于指示所述第一网络节点将所述待转发数据发送给所述第二网络节点。
进一步的，所述网络路由信息维护模块12，具体用于根据所述目的IP地址和所述网络路由信息确定所述第二虚拟机与所述第一虚拟机是否位于同一网络；若所述第二虚拟机与所述第一虚拟机没有位于同一网络，则根据所述目的IP地址确定所述转发路径，所述转发路径用于指示所述第一网络节点对所述待转发数据进行由所述第一虚拟机所在网络至所述第二虚拟机所在网络的网关处理，并将处理后的待转发数据发送给所述第二网络节点。
进一步的，所述网络路由信息维护模块12，具体用于根据所述目的IP地址和所述网络路由信息确定所述转发路径，所述转发路径用于指示所述第一网络节点对所述待转发数据进行复制，并将复制后的待转发数据逐一发送给至少一个第二网路节点。
进一步的，所述网络路由信息维护模块12，还用于与至少一个控制器进行MAC信息同步，获取所述网络路由信息，所述网络路由信息包括所述至少一个控制器分别对应的数据中心中的虚拟机的路由信息。
进一步的，所述网络路由信息维护模块12，还用于接收所述第一虚拟机发送的地址请求，所述地址请求包括第二虚拟机的IP地址；根据所述第二虚拟机的IP地址查询所述网络路由信息，确定所述第二虚拟机对应的MAC地址；将所述第二虚拟机对应的MAC地址发送给所述第一虚拟机。
图7为本发明网络节点的一个实施例的结构示意图，如图7所示，本实施例的装置可以包括：交换机模块21、二层网络代理模块22以及发送模块23，其中，交换机模块21，用于接收控制器发送的转发路径和第一虚拟机的待转发数据，所述待转发数据包括目的网络协议IP地址和媒体介入控制层MAC地址；二层网络代理模块22，用于根据所述转发路径和所述目的IP地址对所述待转发数据进行隧道协议的包头封装，封装后的待转发数据包括跨数据中心的网络路由信息；发送模块23，用于根据所述跨数据中心的网络路由信息将所述封装后的待转发数据发送给第二网络节点，以使所述第二网络节点解封装所述封装后的待转发数据，并将解封装后的待转发数据发送给所述目的IP地址对应的第二虚拟机。
本实施例的装置，可以用于执行图2～图5所示所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图8为本发明网络节点的另一个实施例的结构示意图，如图8所示，本实施例的装置在图7所示装置结构的基础上，进一步地，还可以包括：网关模块24，该网关模块24用于根据所述转发路径和所述目的IP地址对所述待转发数据进行由所述第一虚拟机所在网络至所述第二虚拟机所在网络的网关处理。
本实施例的装置，可以用于执行图2～图5所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
进一步的，所述二层网络代理模块22，还用于对所述待转发数据进行复制；根据所述转发路径和所述目的IP地址对复制后的待转发数据逐一进行所述隧道协议的包头封装；所述发送模块23，具体用于根据所述跨数据中心的网络路由信息分别将封装后的待转发数据逐一发送给至少一个第二网络节点。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (15)
1.一种跨数据中心的数据传输方法，其特征在于，所述方法应用于控制器，所述控制器包括网络路由信息维护模块，所述方法包括：
接收第一虚拟机发送的待转发数据，所述待转发数据包括目的网络协议IP地址和媒体介入控制层MAC地址；
根据所述目的IP地址和预先获取的网络路由信息确定所述待转发数据的转发路径，所述网络路由信息包括至少一个数据中心中的虚拟机的路由信息；
将所述转发路径和所述待转发数据发送给第一网络节点，以使所述第一网络节点根据所述转发路径将所述待转发数据发送给第二网络节点，进而转发至所述目的IP地址对应的第二虚拟机；
所述接收第一虚拟机发送的待转发数据之前，还包括：
与至少一个控制器进行MAC信息同步，获取所述网络路由信息，所述网络路由信息包括所述至少一个控制器分别对应的数据中心中的虚拟机的路由信息；
所述与至少一个控制器进行MAC信息同步，获取所述网络路由信息之后，还包括：
接收所述第一虚拟机发送的地址请求，所述地址请求包括第二虚拟机的IP地址；
根据所述第二虚拟机的IP地址查询所述网络路由信息，确定所述第二虚拟机对应的MAC地址；
将所述第二虚拟机对应的MAC地址发送给所述第一虚拟机。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目的IP地址和预先获取的网络路由信息确定所述待转发数据的转发路径，包括：
根据所述目的IP地址和所述网络路由信息确定所述第二虚拟机与所述第一虚拟机是否位于同一网络；
若所述第二虚拟机与所述第一虚拟机位于同一网络，则根据所述目的IP地址确定所述转发路径，所述转发路径用于指示所述第一网络节点将所述待转发数据发送给所述第二网络节点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目的IP地址和预先获取的网络路由信息确定所述待转发数据的转发路径，包括：
根据所述目的IP地址和所述网络路由信息确定所述第二虚拟机与所述第一虚拟机是否位于同一网络；
若所述第二虚拟机与所述第一虚拟机没有位于同一网络，则根据所述目的IP地址确定所述转发路径，所述转发路径用于指示所述第一网络节点对所述待转发数据进行由所述第一虚拟机所在网络至所述第二虚拟机所在网络的网关处理，并将处理后的待转发数据发送给所述第二网络节点。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目的IP地址和预先获取的网络路由信息确定所述待转发数据的转发路径，包括：
根据所述目的IP地址和所述网络路由信息确定所述转发路径，所述转发路径用于指示所述第一网络节点对所述待转发数据进行复制，并将复制后的待转发数据逐一发送给至少一个第二网路节点。
5.一种跨数据中心的数据传输方法，其特征在于，所述方法应用于网络节点，所述网络节点包括交换机模块、网关模块以及二层网络代理模块，所述方法包括：
接收控制器发送的转发路径和第一虚拟机的待转发数据，所述待转发数据包括目的网络协议IP地址和媒体介入控制层MAC地址；
根据所述转发路径和所述目的IP地址对所述待转发数据进行隧道协议的包头封装，封装后的待转发数据包括跨数据中心的网络路由信息；
根据所述跨数据中心的网络路由信息将所述封装后的待转发数据发送给第二网络节点，以使所述第二网络节点解封装所述封装后的待转发数据，并将解封装后的待转发数据发送给所述目的IP地址对应的第二虚拟机。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述转发路径和所述目的IP地址对所述待转发数据进行隧道协议的包头封装之前，还包括：
根据所述转发路径和所述目的IP地址对所述待转发数据进行由所述第一虚拟机所在网络至所述第二虚拟机所在网络的网关处理。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述转发路径和所述目的IP地址对所述待转发数据进行隧道协议的包头封装之前，还包括：
对所述待转发数据进行复制；
所述根据所述转发路径和所述目的IP地址对所述待转发数据进行隧道协议的包头封装，包括：
根据所述转发路径和所述目的IP地址对复制后的待转发数据逐一进行所述隧道协议的包头封装；
所述根据所述跨数据中心的网络路由信息将所述封装后的待转发数据发送给第二网络节点，包括：
根据所述跨数据中心的网络路由信息分别将封装后的待转发数据逐一发送给至少一个第二网络节点。
8.一种控制器，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收第一虚拟机发送的待转发数据，所述待转发数据包括目的网络协议IP地址和媒体介入控制层MAC地址；
网络路由信息维护模块，用于根据所述目的IP地址和预先获取的网络路由信息确定所述待转发数据的转发路径，所述网络路由信息包括至少一个数据中心中的虚拟机的路由信息；
发送模块，用于将所述转发路径和所述待转发数据发送给第一网络节点，以使所述第一网络节点根据所述转发路径将所述待转发数据发送给第二网络节点，进而转发至所述目的IP地址对应的第二虚拟机；
所述网络路由信息维护模块，还用于与至少一个控制器进行MAC信息同步，获取所述网络路由信息，所述网络路由信息包括所述至少一个控制器分别对应的数据中心中的虚拟机的路由信息；
所述网络路由信息维护模块，还用于接收所述第一虚拟机发送的地址请求，所述地址请求包括第二虚拟机的IP地址；根据所述第二虚拟机的IP地址查询所述网络路由信息，确定所述第二虚拟机对应的MAC地址；将所述第二虚拟机对应的MAC地址发送给所述第一虚拟机。
9.根据权利要求8所述的控制器，其特征在于，所述网络路由信息维护模块，具体用于根据所述目的IP地址和所述网络路由信息确定所述第二虚拟机与所述第一虚拟机是否位于同一网络；若所述第二虚拟机与所述第一虚拟机位于同一网络，则根据所述目的IP地址确定所述转发路径，所述转发路径用于指示所述第一网络节点将所述待转发数据发送给所述第二网络节点。
10.根据权利要求8所述的控制器，其特征在于，所述网络路由信息维护模块，具体用于根据所述目的IP地址和所述网络路由信息确定所述第二虚拟机与所述第一虚拟机是否位于同一网络；若所述第二虚拟机与所述第一虚拟机没有位于同一网络，则根据所述目的IP地址确定所述转发路径，所述转发路径用于指示所述第一网络节点对所述待转发数据进行由所述第一虚拟机所在网络至所述第二虚拟机所在网络的网关处理，并将处理后的待转发数据发送给所述第二网络节点。
11.根据权利要求8所述的控制器，其特征在于，所述网络路由信息维护模块，具体用于根据所述目的IP地址和所述网络路由信息确定所述转发路径，所述转发路径用于指示所述第一网络节点对所述待转发数据进行复制，并将复制后的待转发数据逐一发送给至少一个第二网路节点。
12.一种网络节点，其特征在于，包括：
交换机模块，用于接收控制器发送的转发路径和第一虚拟机的待转发数据，所述待转发数据包括目的网络协议IP地址和媒体介入控制层MAC地址；
二层网络代理模块，用于根据所述转发路径和所述目的IP地址对所述待转发数据进行隧道协议的包头封装，封装后的待转发数据包括跨数据中心的网络路由信息；
发送模块，用于根据所述跨数据中心的网络路由信息将所述封装后的待转发数据发送给第二网络节点，以使所述第二网络节点解封装所述封装后的待转发数据，并将解封装后的待转发数据发送给所述目的IP地址对应的第二虚拟机。
13.根据权利要求12所述的网络节点，其特征在于，还包括：
网关模块，用于根据所述转发路径和所述目的IP地址对所述待转发数据进行由所述第一虚拟机所在网络至所述第二虚拟机所在网络的网关处理。
14.根据权利要求12所述的网络节点，其特征在于，所述二层网络代理模块，还用于对所述待转发数据进行复制；根据所述转发路径和所述目的IP地址对复制后的待转发数据逐一进行所述隧道协议的包头封装；
所述发送模块，具体用于根据所述跨数据中心的网络路由信息分别将封装后的待转发数据逐一发送给至少一个第二网络节点。
15.一种通信系统，其特征在于，包括：控制器、网络节点以及虚拟机；其中，所述控制器采用权利要求8～11中任一项所述的控制器；所述网络节点采用权利要求12～14中任一项所述的网络节点。
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