CN107404410A - 一种云环境下构建虚拟网络功能平台的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种构建虚拟网络平台的方法及装置，通过在云环境下构建网络节点和DVNFP‑docker基础镜像，为实现其它功能的虚拟网络功能提供了基础，并且可以动态的调度虚拟网络功能，提高了虚拟网络功能的处理能力；通过添加资源编排调度子系统，可以统一的对网络服务统一进行资源调度，提高了处理效率。添加了DVNFP应用商店子系统，这样云平台、第三方厂商和租户可以通过DVNFP应用商店子系统中的DVNFP‑docker基础镜像生成具有其它功能的镜像；并且，还添加了为用于提供API接口和多种服务功能的DVNFP‑SERVER管理服务子系统，开放的API接口，也帮助运营商获得更多、更灵活的网络能力。

Description

一种云环境下构建虚拟网络功能平台的方法及装置

技术领域

本发明涉及云计算领域，尤其涉及一种云环境下构建虚拟网络功能平台的方法及装置。

背景技术

虚拟化是实现网络功能虚拟化的关键技术。虚拟化技术是一种将现有计算、存储、网络等各种实体资源进行抽象、转换的资源管理技术。虚拟化技术是IT技术发展趋势的一部分，可以为用户带来更好的使用实体资源的组织管理方式，并且这些实体资源是不受现有资源的架设方式、地域或者物理组态所限制。正因如此，虚拟化技术成为实现电信业务资源池化、动态编排、快速伸缩的关键技术。目前通过虚拟化技术实现的虚拟网络功能受到了广泛的应用，例如：VIPS(英文全称：Virtual intrusion prevention system，中文全称：虚拟入侵防御系统)、VAVS(英文全称：Virtual anti-virus system，中文全称：虚拟杀毒系统)、VIDS(英文全称：Virtual Intrusion Detection System，中文全称：虚拟入侵检测系统)、VSBC(英文全称：Virtual Session Border Controller，中文全称：虚拟会话边界控制器)等。

但是现有技术中，通过虚拟化技术实现虚拟网络功能需要使用专用的设备和专用的资源实现，因此实现虚拟网络功能的通用性差，不方便技术人员使用。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例公开了一种云环境下构建虚拟网络功能平台的方法及装置，通过本发明中在网络节点中构建的DVNFP-docker(英文全称：Distributed virtualnetwork function platform，中文全称：分布式虚拟网络功能平台)基础镜像，可以实现对预设功能的VNF实例的创建，通过构建的虚拟网络平台可以实现用户所需的虚拟网络功能，提高了实现虚拟网络功能的通用性。

本发明实施例公开了一种云环境下构建虚拟网络功能平台的方法，该方法包括：

在云环境下构建至少一个网络节点，并在构建的每个网络节点中构建DVNFP-docker基础镜像；

添加资源编排调度子系统；

通过所述网络节点中的DVNFP-agent创建VNF虚拟网络功能实例。

可选的，所述构建至少一个网络节点包括：

构建Local虚拟交换机，所述Local虚拟交换机用于与所述VNF实例相连接；

添加VXLAN/GRE虚拟交换机，所述VXLAN/GRE虚拟交换机用于物理网络流量的数据包转换成虚拟网络流量的数据包，并将所述虚拟网络流量的数据包发送给Local虚拟交换机；

添加DVNFP-agent。

可选的，所述在构建的每个网络节点中构建DVNFP-docker基础镜像，包括：在每个所述网路节点中构建docker基础镜像；

在所述docker基础镜像中添加预设的多个功能组件；

修改虚拟网络协议栈的传输层并添加数据包处理模块，以使数据包经过第一VNF实例的虚拟网络协议栈时，在将所述数据包进行第一次重组后，将该数据包中的数据内容保存到预设的内存中，将所述数据包中的数据内容替换为所述内存的内存信息，并添加预设的标识符，当数据包发送到最后一个VNF实例时依据所述预设的标识符和所述内存信息，从所述内存中获取数据内容，并将所述数据内容进行第二次数据重组。

可选的，所述通过所述网络节点中的DVNFP-agent创建虚拟网络功能VNF实例，包括：

通过所述DVNFP-agent从消息队列中获取创建所述VNF实例的数据信息；

获取创建VNF实例所需的DVNFP-docker基础镜像；

根据所述DVNFP-docker基础镜像生成VNF实例；

从消息队列中获取用户配置的所述VNF实例的策略，并将所述策略映射到相对应的VNF实例上；

获取创建的VNF实例中包括的预设的功能组件信息，并将该功能组件信息发送到消息队列上。

可选的，还包括：

添加DVNFP应用商店子系统。

可选的，所述添加DVNFP应用商店子系统，包括：

添加预设的工具组件；

将构建的所述DVNFP-docker基础镜像发布到DVNFP应用商店子系统中，以使用户通过DVNFP-docker基础镜像生成预设功能的VNF镜像。

可选的，还包括：

添加为用户提供API接口和多种服务功能的DVNFP-SERVER管理服务子系统。

本发明实施例还公开了一种云环境下构建虚拟网络功能平台的装置，包括：

构建单元，用于在云环境下构建至少一个网络节点，并在构建的每个网络节点中构建DVNFP-docker基础镜像；

第一添加单元，用于添加资源编排调度子系统；

创建单元，用于通过所述网络节点中的DVNFP-agent创建VNF虚拟网络功能实例。

可选的，还包括：

第二添加单元，用于添加DVNFP应用商店子系统。

可选的，还包括：

第三添加子单元，用于添加为用户提供API接口和多种服务功能的DVNFP-SERVER管理服务子系统。

本发明实施例中，通过在云环境下构建网络节点和DVNFP-docker基础镜像，为实现其它功能的虚拟网络功能提供了基础，并且可以动态的调度虚拟功能，提高了虚拟网络功能的处理能力；通过添加资源编排调度子系统，可以统一的对网络服务统一进行资源调度，提高了处理效率，并减少虚拟网络跨物理机的流量。

除此之外，还添加了DVNFP应用商店子系统，这样云平台、第三方厂商和租户可以通过DVNFP应用商店子系统中的DVNFP-docker基础镜像生成具有其它功能的镜像。

并且，还添加了为用于提供API接口和多种服务功能的DVNFP-SERVER管理服务子系统，开放的API接口，也帮助运营商获得更多、更灵活的网络能力。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例提供的一种虚拟网络平台的构建方法的流程示意图；

图2示出了本发明实施例提供的一种构建DVNFP-docker基础镜像的方法的流程示意图；

图3示出了本发明实施例提供的一种添加DVNFP应用商店子系统的流程示意图；

图4示出了本发明实施例提供的一种添加资源编排调度子系统的流程示意图；

图5示出了本发明实施例提供的一种构建的虚拟网络平台示意图；

图6示出了本发明是实施例提供的一种云环境下构建虚拟网络功能平台的装置的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

参考图1，示出了本发明实施例提供的一种云环境下构建虚拟网络功能平台的方法的流程示意图，在本实施例中，该方法包括：

S101：在云环境下构建至少一个网络节点，并在构建的每个网络节点中构建DVNFP-docker基础镜像；

本实施例中，构建的网络节点包括：Local虚拟交换机、VXLAN/GRE虚拟交换机以及DVNFP-agent，其中，有的是需要添加到网络节点中的，有的是需要在网络节点中构建，具体的，S101包括：

构建Local虚拟交换机，所述Local虚拟交换机用于连接多个VNF(英文全称：Virtualised Network Function，中文全称：虚拟网络功能)实例；

添加VXLAN/GRE虚拟交换机，该VXLAN/GRE虚拟交换机用于将物理网络流量的数据包转换成虚拟网络流量的数据包，并将所述虚拟网络流量的数据包发送给Local虚拟交换机。

添加DVNFP-agent。本实施例中，VXLAN/GRE虚拟交换机中接收的数据包属于物理网络流量，但是Local虚拟交换机中读取的数据包属于虚拟网络流量，因此，需要在VXLAN/GRE虚拟交换机中将属于物理网络流量的数据包转换为属于虚拟网络流量的数据包。由于，虚拟网络流量和物理网络流量的vlan的标识不一样，也可以理解为，将VXLAN/GRE vlan标识的数据包转换为Local vlan标识的数据包。

本实施例中，为了实现各种虚拟网络功能，需要构建实现虚拟网络功能的运行环境，因此，需要在各个网络节点中构建DVNFP-docker基础镜像，具体的，构建DVNFP-docker基础镜像的方法包括：

S201：在每个网络节点中构建docker基础镜像；

S202：在构建的docker基础镜像中添加预设的多个功能组件；

本实施例中，在构建的docker基础镜像中添加的多个功能组件可以包括：日志组件、监控告警组件等。

S203：修改虚拟网络协议栈的传输层并添加数据包处理模块，以使所述包经过第一VNF实例的虚拟网络协议栈时，在将数据进行第一次重组后，将该数据包中的数据内容保存到预设的内存中，将该数据包中的数据内容替换为该内存的内存信息，并添加预设的标识符，当数据包发送到最后一个VNF实例时依据所述预设的标识符和所述内存信息，从所述内存中获取数据内容，并将所述数据内容进行第二次数据重组。

其中，Local虚拟交换机可以基于X86+intel网卡的平台，采用DPDK(英文全称：Data Plane Development Kit，中文全称：数据平面开发套件)结合Openvswitch构建Local虚拟交换机。

本实施例中，数据包传输模块包括：收包处理模块和发包处理模块；其中，对于收包处理模块，当数据包经过第一个VNF实例时，该VNF实例的虚拟网络协议栈对该数据包进行数据重组，将数据重组后，将数据包中的数据内容保存到该数据包所在的网络节点的内存中，并记录该内存的内存信息，该内存信息包括：内存地址和内存大小；将数据包中的数据内容替换为记录的内存的内存信息；除此之外，还需要在该数据包中添加一段预设的标识符，生成第一重组数据包；

对于发包处理模块，当第一重组数据包经过最后一个VNF实例时，该VNF实例的虚拟网络协议栈对该第一重组数据包中的内容进行解析，具体的包括:解析第一重组数据包中包含的预设的标识符；若包含预设的标识符，获取第一重组数据包中的内存信息；根据该内存信息从相应的网络节点中获取数据内容；将获取到的数据内容进行重组，得到第二重组数据包；将第二重组数据包发送到应用层。在最后一个VNF实例的虚拟网络协议栈进行数据包重组时，相当于将传输层的数据格式转换为应用层的数据格式。

当应用层接收到第二重组数据包后，可以直接对该第二重组数据包进行处理。

本实施例中，通过增加数据包传输模块和对传输层的虚拟网络协议栈进行修改，对于数据包的传输，只需要在经过第一个VNF实例和最后一个VNF实例时，对数据包进行重组，无需经过每一个VNF实例时，都对数据包进行重组，提高了数据包的处理速度。

本实施例中，构建网络节点时可以是基于X86服务器进行的，提高了构建虚拟网络平台的实用性，降低了设备成本，节省了运行投资成本。

S102：添加DVNFP应用商店子系统；

本实施例中，DVNFP应用商店子系统可以为租户和第三方厂商提供应用服务，具体的，S102包括：

S301：添加预设的工具组件；

本实施例中，添加的工具组件包括：搜索工具、注册工具、下载工具等。

S302：将构建的DVNFP-docker基础镜像发布到DVNFP应用商店子系统中，以使用户通过DVNFP-docker基础镜像生成预设功能的VNF镜像。

本实施例中，基于DVNFP应用商店子系统，云平台、第三方厂商和租户可以通过DVNFP应用商店子系统中的DVNFP-docker基础镜像生成具有其它功能的镜像，并将生成的新的镜像发布到DVNFP应用商店中，具体的：

云平台基于DVNFP-docker基础镜像生成具有预设功能的VNF镜像，并将生成的VNF镜像发布到DVNFP应用商店中；

第三方厂商从DVNFP应用商店子系统中下载DVNFP-docker基础镜像，基于该DVNFP-docker基础镜像生成VNF镜像，并将生成的VNF镜像发布到DVNFP应用商店中；

租户从DVNFP应用商店子系统中下载DVNFP-docker基础镜像，基于该DVNFP-docker基础镜像生成VNF镜像，并将生成的VNF镜像发布到DVNFP应用商店中。

S103：添加资源编排调度子系统；

需要说明的是，添加的资源编排调度子系统，用于根据用户选择的DVNFP-docker基础镜像，确定最优网络节点，并将确定的最优网络节点和用户选择的DVNFP-docker基础镜像发送到消息队列中。

本实施例中，确定最优网络节点的过程包括：

收集所有网络节点的资源负载；

依据所有网络节点的资源负载和用户选择的DVNFP-docker基础镜像的规格，采用预设的调度算法确定最优的网络节点。

本实施例中，DVNFP-docker基础镜像的规格可以理解为DVNFP-docker基础镜像的数据资源。

本实施例中，通过添加的资源编排调度子系统，可以统一的对ISO中4-7层的网络服务统一进行资源调度，提高了处理效率。

S104：通过所述网络节点中的DVNFP-agent创建虚拟网络功能VNF实例；

本实施例中，VNF实例是通过创建的网络节点中的DVNFP-agent创建的，具体的，S104包括：

S401：DVNFP-agent从消息队列中获取创建所述VNF实例的数据信息；

S402：获取创建VNF实例所需的DVNFP-docker基础镜像；

其中，DVNFP-docker基础镜像可以直接从网络节点中获取，也可以从DVNFP应用商店中下载。

S403：根据获取的DVNFP-docker基础镜像生成VNF实例；

404：从消息队列中获取用户配置的所述VNF实例的策略，并将所述策略映射到相对应的VNF实例上；

S405：获取创建的VNF实例中包括的预设的功能组件信息，并将该功能组件信息发送到消息队列上。

本实施例中，创建的NNF实例的流量进入端口和流量流出端口连接到网络节点的Local虚拟交换机上，并依据资源编排调度子系统中的编排信息下发流表到Local虚拟交换机上，以使虚拟网络的流量依次流经各个实现虚拟网络功能的VNF实例。

S105：添加为用户提供API接口和多种服务功能的DVNFP-SERVER管理服务子系统。

本实施例中，DVNFP-SERVER管理服务子系统提供的功能包括：

1)用户可以通过DVNFP-SERVER管理服务子系统中预设的虚拟网络功能选项，选择所需的功能，例如可以选择：VIPS/VAVS/VIDS/VSBC等。

2)提供可视化编排环境；

例如：用户可以在可视化环境下拖拽各种组件，对虚拟网络功能和虚拟机进行组合、编排等，构建虚拟网络拓扑等。

3)DVNFP-SERVER管理服务子系统可以接收页面请求，将信息保存到数据库中，并将信息发送到消息队列中；

其中请求信息可以是用户通过DVNFP-SERVER管理服务子系统的操作界面中，执行某些操作请求。

4)DVNFP-SERVER管理服务子系统可以在消息队列中注册消息；

5)DVNFP-SERVER管理服务子系统可以在消息队列中注册消息；

6)DVNFP-SERVER管理服务子系统还可以更新VNF实例状态。

本实施例中，为了实现对虚拟网络平台的构建，可以只执行S101、S103、S104的步骤，实现了根据构建的每个网络节点中的DVNFP-docker基础镜像，创建VNF实例，以实现所需的虚拟网络功能。

除此之外，还可以添加DVNFP应用商店子系统，DVNFP应用商店子系统可以为租户和第三方厂商提供应用服务，租户和第三方厂商可以通过在DVNFP应用商店子系统中下载DVNFP-docker基础镜像生成预设的功能的VNF镜像。

并且，还可以添加为用于提供API接口和多种服务功能的DVNFP-SERVER管理服务子系统。

需要说明的是，资源编排调度子系统可以添加在DVNFP-SERVER管理服务子系统中，即资源编排调度子系统的功能是在DVNFP-SERVER管理服务子系统中实现的。

本实施例中，通过在云环境下构建网络节点和DVNFP-docker基础镜像，为实现其它功能的虚拟网络功能提供了基础，并且可以动态的调度虚拟功能，提高了虚拟网络功能的处理能力；并添加DVNFP应用商店子系统，这样云平台、第三方厂商和租户可以通过DVNFP应用商店子系统中的DVNFP-docker基础镜像生成具有其它功能的镜像；通过添加资源编排调度子系统，可以统一的对网络服务统一进行资源调度，提高了处理效率，并减少虚拟网络跨物理机的流量；基于所述网络节点中创建用于实现虚拟网络功能的VNF实例；添加为用于提供API接口和多种服务功能的DVNFP-SERVER管理服务子系统，开放的API接口，也帮助运营商获得更多、更灵活的网络能力。

本实施例中，如图5所示，示出了本发明实施例提供的一种构建的虚拟网络平台示意图；

如图所示，构建的虚拟网络平台包括：构建的网络节点100；添加的资源编排子系统200；构建的VNF实例300；添加的DVNFP应用商店子系统400,；以及添加的DVNFP-SERVER管理服务子系统。其中，构建的网络节点包括：Local虚拟交换机、VXLAN/GRE虚拟交换机和DVNFP-agent，关键的，在网络节点中构建了DVNFP-docker基础镜像，因此用户可以依据该DVNFP-docker基础镜像生成所需功能的VNF实例。

参考图6，示出了本发明实施例提供的一种云环境下构建虚拟网络功能平台的装置的结构示意图，在本实施例中，该装置包括：

构建单元601，用于在云环境下构建至少一个网络节点，并在构建的每个网络节点中构建DVNFP-docker基础镜像；

第一添加单元602，用于添加资源编排调度子系统；

创建单元603，用于通过所述网络节点中的DVNFP-agent创建VNF虚拟网络功能实例。

可选的，所述构建单元具体用于：

构建Local虚拟交换机，所述Local虚拟交换机用于与所述VNF实例相连接；

添加VXLAN/GRE虚拟交换机，所述VXLAN/GRE虚拟交换机用于物理网络流量的数据包转换成虚拟网络流量的数据包，并将所述虚拟网络流量的数据包发送给Local虚拟交换机；

添加DVNFP-agent。

可选的，所述所述构建单元具体用于：

在每个所述网路节点中构建docker基础镜像；

在所述docker基础镜像中添加预设的多个功能组件；

修改虚拟网络协议栈的传输层并添加数据包处理模块，以使数据包经过第一VNF实例的虚拟网络协议栈时，在将所述数据包进行第一次重组后，将该数据包中的数据内容保存到预设的内存中，将所述数据包中的数据内容替换为所述内存的内存信息，并添加预设的标识符，当数据包发送到最后一个VNF实例时依据所述预设的标识符和所述内存信息，从所述内存中获取数据内容，并将所述数据内容进行第二次数据重组。可选的，创建单元具体用于：

所述DVNFP-agent从消息队列中获取创建所述VNF实例的数据信息；

获取创建VNF实例所需的DVNFP-docker基础镜像；

根据所述DVNFP-docker基础镜像生成VNF实例；

从消息队列中获取用户配置的所述VNF实例的策略，并将所述策略映射到相对应的VNF实例上；

获取创建的VNF实例中包括的预设的功能组件信息，并将该功能组件信息发送到消息队列上。

可选的，还包括：

第二添加单元，用于添加DVNFP应用商店子系统。

可选的，还包括：

第三添加子单元，用于添加为用户提供API接口和多种服务功能的DVNFP-SERVER管理服务子系统。

通过本实施例的装置，通过在云环境下构建网络节点和DVNFP-docker基础镜像，为实现其它功能的虚拟网络功能提供了基础，并且可以动态的调度虚拟功能，提高了虚拟网络功能的处理能力；通过添加资源编排调度子系统，可以统一的网络服务统一进行资源调度，提高了处理效率，并减少虚拟网络跨物理机的流量。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种云环境下构建虚拟网络功能平台的方法，其特征在于，所述方法包括：

在云环境下构建至少一个网络节点，并在构建的每个网络节点中构建DVNFP-docker基础镜像；

添加资源编排调度子系统；

通过所述网络节点中的DVNFP-agent创建虚拟网络功能VNF实例。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建至少一个网络节点包括：

构建Local虚拟交换机，所述Local虚拟交换机用于与所述VNF实例相连接；

添加VXLAN/GRE虚拟交换机，所述VXLAN/GRE虚拟交换机用于物理网络流量的数据包转换成虚拟网络流量的数据包，并将所述虚拟网络流量的数据包发送给Local虚拟交换机；

添加DVNFP-agent。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在构建的每个网络节点中构建DVNFP-docker基础镜像，包括：

在每个所述网路节点中构建docker基础镜像；

在所述docker基础镜像中添加预设的多个功能组件；

修改虚拟网络协议栈的传输层并添加数据包处理模块，以使数据包经过第一VNF实例的虚拟网络协议栈时，在将所述数据包进行第一次重组后，将该数据包中的数据内容保存到预设的内存中，将所述数据包中的数据内容替换为所述内存的内存信息，并添加预设的标识符，当数据包发送到最后一个VNF实例时依据所述预设的标识符和所述内存信息，从所述内存中获取数据内容，并将所述数据内容进行第二次数据重组。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述网络节点中的DVNFP-agent创建虚拟网络功能VNF实例，包括：

所述DVNFP-agent从消息队列中获取创建所述VNF实例的数据信息；

获取创建VNF实例所需的DVNFP-docker基础镜像；

根据所述DVNFP-docker基础镜像生成VNF实例；

从消息队列中获取用户配置的所述VNF实例的策略，并将所述策略映射到相对应的VNF实例上；

获取创建的VNF实例中包括的预设的功能组件信息，并将该功能组件信息发送到消息队列上。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

添加DVNFP应用商店子系统。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述添加DVNFP应用商店子系统，包括：

添加预设的工具组件；

将构建的所述DVNFP-docker基础镜像发布到DVNFP应用商店子系统中，以使用户通过DVNFP-docker基础镜像生成预设功能的VNF镜像。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

添加为用户提供API接口和多种服务功能的DVNFP-SERVER管理服务子系统。

8.一种云环境下构建虚拟网络功能平台的装置，其特征在于，包括：

构建单元，用于在云环境下构建至少一个网络节点，并在构建的每个网络节点中构建DVNFP-docker基础镜像；

第一添加单元，用于添加资源编排调度子系统；

创建单元，用于通过所述网络节点中的DVNFP-agent创建VNF虚拟网络功能实例。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

第二添加单元，用于添加DVNFP应用商店子系统。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

第三添加子单元，用于添加为用户提供API接口和多种服务功能的DVNFP-SERVER管理服务子系统。