CN107534578B - 用于配置逻辑路由器的介质、设备、系统和方法 - Google Patents

用于配置逻辑路由器的介质、设备、系统和方法 Download PDF

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Abstract

一些实施例提供了用于配置与外部网络对接的逻辑路由器的方法。该方法接收到逻辑网络的配置，该逻辑网络包括具有连接至逻辑网络外部的至少一个物理路由器的多个接口的逻辑路由器。该方法选择单独的主机机器来为接口中的每个接口托管集中式路由部件。该方法选择主机机器中的特定主机机器以用于操作动态路由协议控制平面，该动态路由协议控制平面从集中式路由部件中的每一个接收路由协议数据并且更新集中式路由部件中的每一个的路由表。

Description

用于配置逻辑路由器的介质、设备、系统和方法
技术领域
本申请一般而言涉及网络技术，并且尤其涉及用于配置逻辑路由器的方法和系统。
背景技术
典型的物理网络包含若干物理路由器来执行L3转发(即，路由)。当第一机器想要将分组发送到位于不同IP子网上的第二机器时，分组被发送到路由器，该路由器使用该分组的目的地IP地址来确定应当通过它的物理接口中的哪个物理接口发送该分组。较大的网络将包含多个路由器，以使得如果这些路由器中的一个路由器发生故障，那么可以沿着第一机器和第二机器之间的不同路径来路由分组。在所包含的网络内以及跨网络边界，路由协议都被用来通过网络通告路由。即，第一路由器与第二路由器对等，并且向第二路由器发送指示它可以通过它的其它接口到达哪些地址以及那些地址有多远的消息。第一路由器还接收来自第二路由器的对应的信息，并使用该信息来确定如何路由分组。
在数据中心中实现的逻辑网络中，不同子网上的用户定义的数据计算节点(例如，虚拟机)可能需要彼此通信，以及与数据中心外部的机器通信。在这种情况下，租户可以定义包括逻辑交换机和逻辑路由器的用于虚拟化的网络。需要用于实现逻辑路由器以在数据中心中为这种虚拟化逻辑网络充分地提供服务的方法，包括允许与外部物理网络的路由器进行类似路由交换的方法。
发明内容
一些实施例提供了用于实现用于与(例如，在其中实现逻辑路由器的数据中心的外部的)外部网络对接的逻辑路由器的动态路由协议的方法。在一些实施例中，逻辑路由器具有与外部网络的多个接口，这些接口中的每个接口在分开的网关主机机器中实现。当选择网关主机机器来实现这些接口时，一些实施例的网络控制器选择这些网关主机机器中的一个网关主机机器以还实现动态路由协议控制平面。接口中的每个接口作为单独的部件操作，从而向外部网络通告路由并接收动态路由协议信息(例如，BGP或OSPF分组、或用于任何其它动态路由协议的数据)。在网关主机机器处的各种接口向单个控制平面转发动态路由协议分组，该单个控制平面执行路由计算，以更新网关主机机器的在实现逻辑路由器接口时使用的路由表。
在一些实施例中，逻辑路由器以分布式和集中式两种方式在受管理的网络(例如，数据中心)中实现。具体而言，一些实施例的(例如，在网络控制器中实现的)管理平面(例如，通过API)接收逻辑路由器配置并且为逻辑路由器定义多个路由部件。在一些实施例中，当逻辑路由器连接到外部网络时，管理平面定义用于逻辑路由器的一个分布式路由部件，以及用于逻辑路由器的连接到外部网络的每个接口的一个集中式路由部件。然后将这些集中式路由部件中的每一个指派给实现对应接口的网关主机机器。在一些实施例中，管理平面为集中式路由部件中的每个集中式路由部件生成路由表，并且利用这些路由表来配置它们。
此外，配置逻辑路由器的用户(例如，网络管理员)可以指定路由器向外部网络通告一个或多个公开IP子网，以便吸引指向该子网的业务(traffic)。如所提到的，一些实施例选择网关主机机器中实现集中式路由部件的网关主机机器来(例如，在实现集中式路由部件的同一个虚拟机或其它数据计算节点中、在不同的虚拟机或其它数据计算节点中等)实现动态路由协议控制平面。
所有集中式路由部件通告指定的公开IP子网，并且从它们连接到的外部路由器接收通告路由的动态路由协议分组。集中式部件被配置为将这些分组传递到移除重复信息并更新相应的路由表的所选择的网关主机机器，而不是本地处理这些分组(这常常会导致重复处理)。
在一些实施例中，为逻辑路由器实现集中式部件的所有网关主机机器都被配置为具有运行动态路由协议控制平面的能力。运行在所选择的网关主机机器上的协议栈作为主设备(master)操作，并且仅当该机器发生故障时，其它机器中的一个机器才接管。在这种情况下，备用的控制平面以与用于标准路由器的优雅(graceful)重启类似的方式进行接管。即，新确定的主设备将(通过从若干集中式路由部件发送的分组)指示物理外部路由器发送它的路由中的所有路由，这将使控制平面能够为集中式部件重新计算更新的路由表。
前面的发明内容旨在充当对本发明的一些实施例的简要介绍。它并不意味着是本文档中所公开的所有发明性主题的介绍或概述。随后的具体实施方式和在具体实施方式中提到的附图将进一步描述在发明内容中描述的实施例以及其它实施例。因而，为了理解本文档描述的所有实施例，需要对发明内容、具体实施方式和附图进行全面审查。此外，要求保护的主题不受发明内容、具体实施方式和附图中的说明性细节限制，而是由所附权利要求定义，因为要求保护的主题可以以其它具体形式体现而不背离主题的精神。
附图说明
本发明的新颖特征在所附权利要求中阐述。然而，为了解释的目的，本发明的若干实施例在以下附图中阐述。
图1示出了包括逻辑路由器的逻辑网络的配置视图，该逻辑网络表示由用户设计的逻辑网络。
图2示出了图1的逻辑网络的管理平面视图。
图3示出了图1的逻辑路由器的物理实现。
图4概念性地示出了用于配置SR以实现逻辑路由器的上行链路的一些实施例的过程，其中SR中的一个SR被指派为操作用于动态路由协议的控制平面。
图5示出了BGP操作的开始以及与外部路由器的邻接关系的建立。
图6概念性地示出了在接收到分组时由不托管路由协议控制平面的SR执行的一些实施例的过程。
图7示出了由图5的三个SR对BGP更新的接收。
图8概念性地示出了由作为路由服务器操作的动态路由协议控制平面执行的用于更新用于逻辑路由器的所有SR的路由表的一些实施例的过程。
图9示出了基于接收到的更新，由在一个SR上操作的路由协议控制平面向其它SR分发的数据。
图10示出了由SR使用新分发的路由信息对分组的处理。
图11示出了用于一组SR的BGP控制平面的故障转移。
图12概念性地示出了利用其实现本发明的一些实施例的电子系统。
具体实施方式
一些实施例提供了用于实现用于与(例如，在其中实现逻辑路由器的数据中心的外部的)外部网络对接的逻辑路由器的动态路由协议的方法。在一些实施例中，逻辑路由器具有与外部网络的多个接口，这些接口中的每个接口在单独的网关主机机器中实现。当选择网关主机机器来实现这些接口时，一些实施例的网络控制器选择网关主机机器中的一个网关主机机器以还实现动态路由协议控制平面。接口中的每个接口作为单独的部件操作，从而向外部网络通告路由并接收动态路由协议信息(例如，边界网关协议(BGP)或开放最短路径优先 (OSPF)分组)。在网关主机机器处的各种接口向单个控制平面转发动态路由协议分组，该单个控制平面执行路由计算，以更新用于网关主机机器的在实现逻辑路由器接口时使用的路由表。
在一些实施例中，逻辑路由器以分布式和集中式两种方式在受管理的网络(例如，数据中心)中实现。具体而言，一些实施例的(例如，在网络控制器中实现的)管理平面(例如，通过应用编程接口(API))接收逻辑路由器配置并且为逻辑路由器定义多个路由部件。在一些实施例中，当逻辑路由器连接到外部网络时，管理平面定义用于逻辑路由器的一个分布式路由部件(被称为分布式路由器或DR)，以及用于逻辑路由器的连接到外部网络的每个接口的一个集中式路由部件(被称为服务路由器或SR)。然后将这些SR中的每一个指派给实现对应接口的网关主机机器。在一些实施例中，管理平面为SR 中的每个SR生成路由表，并利用这些路由表来配置它们。在2015 年1月30日提交的美国临时申请62/110,061和2015年7月30日提交的美国专利申请14/814,473中更详细地描述定义用于逻辑路由器的多个路由部件的管理平面操作。
此外，配置逻辑路由器的用户(例如，网络管理员)可以对于路由器指定向外部网络通告一个或多个公开IP子网，以便吸引指向该子网的业务。如所提到的，一些实施例选择网关主机机器中实现SR 的网关主机机器来(例如，在实现SR的同一个虚拟机或其它数据计算节点中、在不同的虚拟机或其它数据计算节点中等)实现动态路由协议控制平面。
所有SR通告指定的公开IP子网，并且从它们连接到的外部路由器接收通告路由的动态路由协议分组。SR被配置为将这些分组传递到移除重复信息并更新相应的路由表的所选择的网关主机机器，而不是本地处理这些分组(这常常会导致重复处理)。
在一些实施例中，为逻辑路由器实现SR的所有网关主机机器都被配置为具有运行动态路由协议控制平面的能力。运行在所选择的网关主机机器上的协议栈作为主设备操作，并且仅当该机器发生故障时，其它机器中的一个机器才接管。在这种情况下，备用的控制平面以与用于标准路由器的优雅重启类似的方式进行接管。即，新确定的主设备将(通过从若干SR发送的分组)指示物理外部路由器发送它的路由中的所有路由，这将使控制平面能够为SR重新计算更新的路由表。
上文介绍了使逻辑网络和外部物理网络之间的若干网关中的一个网关充当用于与外部物理网络对接的逻辑路由器的路由服务器的概念。在下文中，第1节介绍一些实施例的逻辑路由器及其物理实现。接下来，第II节描述根据一些实施例的在路由服务器模式下集中式路由部件的操作。最后，第III节描述利用其实现本发明的一些实施例的电子系统。
I.逻辑路由器和物理实现
以下讨论描述用于一些实施例的逻辑路由器的设计以及由一些实施例的网络控制器对这样的逻辑路由器的实现。在一些实施例中，逻辑路由器以三种不同的形式存在。这些形式中的第一种形式是API 视图或配置视图，该API视图或配置视图是逻辑路由器如何由用户 (例如，数据中心提供者或租户)定义。第二种视图是控制平面(或管理平面)视图，该控制平面视图是网络控制器如何在内部定义逻辑路由器。最后，第三种视图是逻辑路由器的物理实现或实施，该第三种视图是逻辑路由器实际如何在数据中心中实现。即，逻辑路由器是描述用户为逻辑路由器配置的一组功能(例如，路由、NAT等)的抽象。然后，逻辑路由器由数据中心中的各种机器基于由一组网络控制器分发给这些机器的指令以及由网络控制器根据用户提供的配置生成的指令来实现。
在控制平面视图中，一些实施例的逻辑路由器可以包括单个DR 以及一个或多个SR中的一者或两者。在一些实施例中，DR跨越直接耦接到VM的受管理的转发元件(MFE)或者直接或间接地逻辑连接到逻辑路由器的其它数据计算节点。一些实施例的DR还跨越逻辑路由器绑定到的网关。在一些实施例中，DR负责逻辑交换机和/或逻辑连接到该逻辑路由器的其它逻辑路由器之间的第一跳分布式路由。一些实施例的SR负责交付未以分布式方式实现的服务(例如，一些有状态服务)。
在一些实施例中，逻辑路由器的物理实现总是具有DR(即，以用于第一跳路由)。如果或者(i)逻辑路由器连接到外部物理网络，或者(ii)逻辑路由器被配置有不具有分布式实现的服务(例如，在一些实施例中的NAT、负载平衡、DHCP)或者两者都满足，那么逻辑路由器将具有SR。本主题涉及连接到外部物理网络并且以一致 (uniform)的方式进行这样的连接(即，逻辑路由器与外部物理网络的所有接口都具有相同的L3连接性)的逻辑路由器。
图1-图3示出了用于连接到外部网络120的逻辑路由器115的实现的三种不同视图。图1具体示出了配置视图，该配置视图表示由用户设计的逻辑网络100。如图所示，逻辑路由器115是包括逻辑路由器115以及两个逻辑交换机105和110的逻辑网络100的一部分。两个逻辑交换机105和110各自具有连接到逻辑端口的VM。虽然在这些图中被示为VM，但是应当理解，在一些实施例中，其它类型的数据计算节点(例如，命名空间等)可以连接到逻辑交换机。在一些实施例中，事实上，用户可以简单地将这些VM配置为工作负载，从而允许系统确定如何实现工作负载(例如，作为VM、命名空间、物理机器等的工作负载)。
逻辑路由器115还包括连接到外部物理网络120的三个端口(被称为上行链路)。具体而言，这三条上行链路中的每一条上行链路连接到同一对路由器125和130。如所提到的，一些实施例对于逻辑路由器的所有上行链路要求相同的L3连接性。然而，其它实施例允许不同的上行链路连接到外部路由器的不同集合，外部路由器的不同集合可能在不同的子网上(并且因此上行链路在彼此不同的子网上)。在各种不同的实施例中，逻辑路由器115的三条上行链路可以在相同的VLAN或不同的VLAN上。
图2示出了图1的逻辑网络100的管理平面视图200。逻辑交换机105和110在这个视图中与在配置视图中相同，但是网络控制器已经创建了用于逻辑路由器115的三个服务路由器205-215、以及分布式路由器220和中转(transit)逻辑交换机225。DR 220包括用于逻辑交换机105和110中的每一个的南向接口、以及到中转逻辑交换机 225(并且通过它到SR)的单个北向接口。SR 205-215各自包括到中转逻辑交换机225的单个南向接口(被用来与DR220通信以及在某些情况下彼此通信)。每个SR 205-215还与(连接到外部网络的) 的逻辑路由器的上行链路端口对应，因此SR中的每个SR具有单个这样的接口。这些北向接口中的每个北向接口连接到物理路由器125 和130两者，如在逻辑网络100的配置视图中那样。
在美国临时申请62/110,061和美国专利申请14/814,473中、以及在2015年9月30日提交的美国专利申请14/871,968中详细描述了各种路由器构造205-220的北向接口和南向接口以及它们与中转逻辑交换机225的连接的详细配置。在一些实施例中，管理平面为路由器构造205-220中的每个路由器构造生成单独的路由信息库(RIB)。即，除了具有在管理/控制平面中创建单独的对象之外，路由器构造 205-220中的每个路由器构造还被视为具有单独路由表的单独路由器。一些实施例从供内部使用的可用子网池中定义用于中转逻辑交换机的子网，并且将路由器构造205-220的内部接口定义为具有在该子网中的IP地址。此外，管理平面向内部接口中的每个内部接口指派 MAC地址。用于一些实施例的DR 220的RIB(以及因此在RIB到 FIB转换之后，FIB)被定义为具有指向SR 205-215的三个南向接口中的任何南向接口的缺省路由(实现将使用等价多路径(ECMP)原则在这些南向接口中进行选择)。此外，用户将通常为逻辑路由器配置指向外部路由器125和130的静态缺省路由，该静态缺省路由将被自动添加到用于三个SR 205-215中的每个SR的RIB(以及因此在 RIB到FIB转换之后，被添加到FIB)。
图3示出了图1的逻辑网络100的物理实现。如图所示，耦接到逻辑网络中的逻辑交换机105和110之一的VM中的每个VM驻留在主机机器305上。尽管在这种情况下这些VM在分开的主机机器上被示出，但是在一些情况下它们可以驻留在少于四台主机机器上 (即，在同一主机机器上具有两个或更多个VM)。
受管理的转发元件(MFE)310也在这些主机机器305上操作，以便实现逻辑网络的分布式方面。在一些实施例中，这些MFE 310 是在主机机器上的管理程序(hypervisor)或其它虚拟化软件内操作的软件虚拟交换机(例如，Open vSwitch(OVS)、ESX)。尽管 MFE是软件虚拟交换机，但是它们可以被称为物理转发元件，以便将它们与逻辑转发元件105-115区分开，逻辑转发元件105-115是被定义为网络配置的抽象元件并且在物理转发元件上实现。这些MFE 310执行第一跳交换和路由，以便对于由逻辑网络的VM发送的分组实现逻辑交换机105和110、以及逻辑路由器115。如果其它逻辑网络也具有驻留在主机机器305上的VM，那么MFE 310(或它们的子集)还可以为这些其它逻辑网络实现逻辑交换机(和分布式逻辑路由器)。
图2的三个SR 205-215各自在不同的网关机器315-325上操作。在一些实施例中，网关机器315-325是类似于机器305的主机机器 (例如，x86机箱(box))，但是网关机器315-325托管SR而不是用户VM。在一些实施例中，MFE 310还在网关机器315-325上操作，以处理用于DR 220的逻辑交换以及路由。例如，从外部网络120发送的分组可以通过网关机器中的一个网关机器上的SR路由表被路由，并且然后随后由同一网关上的MFE(根据DR路由表)交换和路由。此外，MFE提供到网关机器315-325上的物理NIC的连接。网关机器315-325中的MFE 310中的每个MFE既连接到外部路由器125和 130两者又连接到在数据中心中(例如，通过隧道)实现逻辑网络的其它MFE。在这个图中为了区分的目的，在(直接连接到用户VM 的)边缘MFE与(SR VM 330-340直接连接到的)网关MFE之间的隧道被示为直的点线，而网关MFE之间的隧道被示为正交 (orthogonal)实线。此外，从网关MFE到外部路由器125和130 的连接被示为直的虚线/点线。
在不同的实施例中，SR可以在命名空间、虚拟机中实现或者被实现为VRF。在这个示例中，SR 205-215被实现为虚拟机330-340。虽然一些实施例允许(例如，当SR提供诸如防火墙之类的有状态服务时)两个SR以活动-备用模式操作，但是本文描述的示例以活动- 活动模式操作(从而实现对于入口业务和出口业务二者的ECMP路由)。
如图所示，SR VM之一(具体而言，托管图2的SR 210的VM 335)还托管BGP控制平面。这个BGP控制平面是BGP协议栈，该BGP协议栈(i)从其它SR中的每个SR接收路由协议数据(当 SR从外部路由器125和130接收这种数据时)，并且(ii)使用路由协议数据来更新所有SR的路由表。在一些实施例中，SR 205-215 中的每个SR打开与外部路由器125和130中的每一个的BGP(或其它路由协议)会话。SR发起它们自己的BGP分组以通告路由(例如，如果公开的话，那么通告针对为逻辑交换机105和110定义的子网的路由)，从而使得路由器125和130能够使用针对指向这些子网的分组的ECMP路由。
此外，作为BGP会话的一部分，外部路由器125和130向SR 205-215中的每个SR发送BGP分组，从而通告用于它们后面的网络的路由。例如，两个路由器125和130的北向端口可能在不同的子网上，并且因此将通告到不同子网的不同管理距离。SR VM 330和340 接收这些分组并将它们传递到BGP控制平面在其上操作的VM 335。 VM 335还从路由器125和130接收这些分组，并且在内部处理它们。在VM 335中操作的BGP协议栈使用这些BGP分组中的所有BGP 分组来识别用于SR 205-215的新路由，并且除了向其它VM 330和 340发送路由表更新之外，还更新它的用于SR 210的本地路由表。
在一些实施例中，为了从集中式网络控制器接收(例如，作为一组格式化的数据元组的)配置数据并将这些数据元组转换成MFE和 SR VM可用的配置数据，本地网络控制器(未示出)在网关主机机器中的每个网关主机机器上操作。在一些实施例中，网关机器中的特定网关机器上的本地网络控制器从网络控制器接收用于它的本地SR 的RIB，并将该RIB转换成转发信息库(FIB)，该本地网络控制器使用FIB将路由表安装在VM上，以实现SR。在一些这样的实施例中，当从路由器125和130接收到更新时，在VM 335上操作的 BGP控制平面向这些本地控制器中的每一个发送更新后的RIB。然后，本地控制器计算更新的FIB并且利用更新后的路由表来配置它们的相应SR VM的路由表。
在图1-图3所示的示例中，连接到外部网络的逻辑路由器还直接连接到逻辑交换机。在一些实施例中，在逻辑网络内定义两层的逻辑路由器。提供者逻辑路由器(PLR)提供在数据中心中实现的逻辑网络与外部网络之间的连接，并且PLR常常由数据中心的所有者管理。多租户逻辑路由器(TLR)可以连接到PLR的南向接口，从而允许数据中心的不同租户配置它们自己的逻辑路由器(和逻辑交换机)。在一些实施例的两层的情况下，PLR以本文描述的方式实现 BGP(或其它路由协议)，以便与外部网络交换路由。在一些这样的情况下，连接到TLR的逻辑交换机可以是公开子网，并且PLR通告用于这些逻辑交换机子网的路由。在美国临时申请62/110,061和美国专利申请14/814,473中进一步详细描述了两层的逻辑路由器。
II.在路由服务器模式下SR的操作
如上面所指示的，在一些实施例中，网络控制器为与外部网络对接(interface)的逻辑路由器的多个SR选择多个网关主机机器。此外，一些实施例选择这些网关主机机器之一来充当用于所有SR的主路由协议控制平面。其它实施例使用在网关主机机器外部的实体(例如，中央控制器)充当用于所有SR的主路由协议控制平面。这些SR中的每个SR对于外部网络作为单独的接口(例如，单独的线路卡)出现，从而向外部网络通告路由并从外部网络接收动态路由协议信息。然而，所有SR不是处理路由协议数据本身，而是将数据转发到主控制平面，主控制平面基于该数据识别任何更新并且更新SR路由表。
A.SR配置
图4概念性地示出了用于配置SR以实现逻辑路由器的上行链路的一些实施例的过程400，其中这些SR中的一个SR被指派为操作用于动态路由协议(例如，BGP)的控制平面。在一些实施例中，过程400由管理逻辑路由器的网络控制器执行。即，在一些实施例中，用于管理数据中心中的网络的网络控制系统可以包括许多网络控制器，其中不同的控制器被指派为管理不同的逻辑网络或不同的逻辑转发元件。在这种情况下，管理特定逻辑路由器的网络控制器将生成用于特定逻辑路由器的逻辑路由构造(DR、SR、中转逻辑交换机)的配置数据，并且将配置数据分发到实现逻辑路由器的主机机器。在一些实施例中，网络控制器将配置数据分发到在主机机器上操作的本地控制器，本地控制器将配置数据转换成被用来配置本地软件交换机或VM 路由表的格式。
如图所示，过程400开始于(在405处)接收用于具有连接到外部物理网络的多条上行链路的逻辑路由器的配置。在一些实施例中，网络管理员通过管理应用用户接口来定义逻辑路由器，逻辑路由器又基于用户配置生成到网络控制器的API命令。因此，网络控制器接收作为一个或多个API命令(例如，创建逻辑路由器、创建接口、创建静态路由等)的逻辑路由器配置。在一些实施例中，逻辑路由器可以具有0条或更多条上行链路(例如，具有最多8条、16条等上行链路)。具有0条上行链路的逻辑路由器将不会与外部网络或者其它逻辑路由器通信；在这种情况下，路由器将主要充当用于让若干逻辑交换机或其它逻辑路由器彼此通信的手段。
一些实施例要求上行链路都具有相同的L3连接性，而其它实施例对于不同的上行链路允许不同的L3连接性。然而，如果不同的上行链路连接到不同的外部路由器，那么不仅不同的SR将接收不同的路由协议信息，而且单个控制平面将需要为不同的SR创建不同的路由表更新，并且仅具有单个控制平面的计算益处将减少。即，单个路由协议控制平面将基于从第一SR所连接到的路由器接收的路由协议数据来执行针对第一SR的一组更新，然后基于从第二SR所连接到的路由器接收的路由协议数据来执行针对第二SR的第二组更新，等等。但是，当多条上行链路共享相同的L3连接性时，那么即使逻辑路由器的其它上行链路具有不同的L3连接性并且运行单独的控制平面，一些实施例也将聚合用于这些SR的路由协议控制平面。
在接收到配置之后，过程400(在410处)定义并配置用于逻辑路由器的DR和用于逻辑路由器的每条上行链路的一个SR。尽管这里没有详细讨论，但是一些实施例允许将多条上行链路指派给相同的 SR。在所有上行链路都具有相同配置(例如，在这些上行链路中的任何上行链路上都没有定义有状态服务)和相同的L3连接性的情况下，将两条上行链路指派给相同的SR将只会导致SR接收两倍于其它SR的业务，而没有任何益处。DR和SR的定义和配置(包括路由表配置)在美国临时专利申请62/110,061以及美国专利申请 14/814,473和14/871,968中更详细地描述。
该过程还(在415处)选择托管每个SR的主机机器。在一些实施例中，数据中心包括具体被分配为网关主机机器的主机机器的集合 (例如，集群)，以用于托管SR。一些实施例允许(用于不同的逻辑路由器的)许多SR在每个网关主机机器上被托管，而其它实施例仅允许每个网关主机机器托管一个(或少量)SR。在一些实施例中，网络控制器跨集群中的网关主机机器对用于许多逻辑路由器的SR进行负载平衡。然而，当仅为数据中心定义单个PLR时，假设用于具体逻辑路由器的SR都被指派给不同的主机机器，那么仅一个SR将被指派给每个网关主机机器。
在选择用于SR的主机机器的集合之后，过程400(在420处) 选择主机机器之一(即，被选择为托管SR的主机机器之一)来运行用于逻辑路由器的动态路由协议控制平面。在一些实施例中，这个选择是随机的，或被设计为近似于随机分布(例如，通过计算一组配置输入的散列值并且使用该散列值来将路由协议控制平面指派给主机机器之一)。其它实施例使用主机机器相对于彼此的位置来将路由协议控制平面指派给具有到为SR选择的集合中的所有其它主机机器的最短距离的主机机器。如所提到的，一些实施例使用控制器(例如，执行过程400的控制器)来代替SR的主机机器之一运行动态路由协议控制平面。
在选择了主机机器以及生成了所需的配置数据之后，该过程然后(在425处)将用于各个SR的SR配置数据分发给所选择的主机机器中的每个主机机器并且(在430处)将动态路由协议配置和SR位置信息分发给被选择为操作动态路由协议控制平面的特定主机机器。如上面所指示的，一些实施例将用于特定SR的SR配置数据分发给在向其指派了SR的主机机器上操作的本地控制器。这个本地控制器负责在主机机器上配置SR，这可以包括基于接收到的RIB来计算用于供SR使用的路由表。在一些实施例中，本地控制器还在主机机器上配置MFE，以(基于从集中式网络控制器接收的配置数据)实现逻辑路由器的DR以及网络中的任何其它逻辑转发元件(例如，其它逻辑路由器、逻辑交换机等)。
在一些实施例中，分发给所选择的主机机器的动态路由协议配置包括用于SR的路由信息库。如果L3连接性对于所有SR都相同，那么SR应当全都具有相同的RIB，除非管理员将某些静态路由配置为经由上行链路中的特定上行链路输出。南向路由都具有DR的北向接口作为它们的下一跳地址，并且在不同的SR中北向路由也应当相同。照此，在这些情况下，网络控制器分发用于配置动态路由协议控制平面的一个RIB、以及指示RIB更新将被分发到的其它SR的位置的信息。
此外，网络控制器分发向特定主机机器上的本地控制器指示该网络控制器将托管路由协议控制平面的配置数据。如所提到的，在一些实施例中，SR被实现为VM，其中路由协议在相同的VM内操作。在其它实施例中，第二VM在主机机器上被实例化，以执行路由协议操作。其它实施例除了VM还以其它形状因子实现SR(例如，作为直接在MFE的数据路径中的VRF、作为命名空间或其它非VM 数据计算节点等)。在这些实施例的一些实施例中，控制平面可以作为单独的VM或其它数据计算节点来操作。
B.路由协议操作
一旦配置了SR，逻辑路由器(和逻辑网络的其余部分)就可以开始操作。图5概念性地示出了将贯穿本节作为示例被使用的网络 500的一部分。具体而言，图5示出了在两个阶段501-502上BGP 操作的开始以及与外部路由器的邻接关系的建立。在这种情况下，网络500包括逻辑路由器的三个SR 505-515。这三个SR 505-515在数据中心中的分开的主机机器上(例如，作为VM)操作。为了简单起见，在一些实施例中，未示出主机机器，也未示出在主机机器上操作的MFE。在这个示例中，基于管理这些SR所属的逻辑路由器的网络控制器的选择，BGP控制平面在SR 510上操作。
SR 505-515包括到彼此的连接以及到物理路由器520的连接，其中物理路由器520提供到数据中心外部的网络(例如，到互联网) 的连接。如上所述，在一些实施例中，SR之间的连接实际上是在SR 的相应主机机器上操作的MFE之间的隧道。类似地，在这些主机机器上，SR与外部路由器之间的连接也通过SR的主机机器上的MFE (其中MFE处理分组向NIC的分组递送和从NIC的分组接收)。
为了开始操作并且与外部路由器建立邻接关系，在一些实施例中， BGP控制平面在其上操作的SR发起与SR所连接到的每个外部路由器的路由协议会话。在这个示例的第一阶段501中，SR 510向外部路由器520发送BGP Open(打开)消息525，其中在该消息中有它自己的IP地址。此外，SR 510生成用于SR 505和515的BGP Open消息530和535，以被发送到路由器。但是，这些消息在这个阶段被隧道发送到相应的SR(封装在图中未示出)。在第二阶段502中，SR 505和515分别解封装BGP Open消息530和535，并且将它们转发到外部路由器520上。一旦SR检测到这些是BGP分组， SR就跳过任何进一步的处理并将它们转发到对等的路由器，以使得 SR有效地仅充当用于在SR 510处操作的单个路由器与控制平面的接口。
这个过程假设BGP控制平面已经与外部路由器520协商了成功的TCP连接，因此BGP控制平面处于标准BGP状态机的连接状态。在发送BGP Open消息之后，BGP状态机转移到OpenSent(打开已发送)状态。在一些实施例中，BGP控制平面为每个SR管理分开的 BGP状态机，而在其它实施例中，BGP控制平面管理用于它与外部路由器的邻接关系的单个状态机。假设没有错误，则SR 505和515 将各自接收到返回的Open消息，它们将该返回的Open消息经由隧道转发到SR 510(SR 510也应当接收到这样的消息)。然后，在SR 510处的BGP控制平面将通过每个SR向外部路由器520发送 Keepalive(保活)消息(从而转移到OpenConfirm(打开确认)状态)，并且监听来自外部路由器的Keepalive消息(此时它将转移到Established状态，因此路由可以在对等体之间交换)。
从SR到外部路由器的路由交换如对于BGP来说正常的那样发生。即，SR发送指示可达子网的Update(更新)消息(或转发由控制平面生成的消息)，这些可达子网是逻辑网络的(一个或多个)用户选择进行公开的子网(并且已经为这些子网指派了公开的IP地址)。这些消息指示发送SR上行链路作为下一跳IP地址，并且具有低的管理距离(假设逻辑网络都在单个自治系统内)，因为它们仅包括用于逻辑网络子网的路由。即使SR连接到多个路由器，在一些实施例中，SR也将不向另一个路由器通告从一个路由器学习的路由，以避免必须处理未发送到逻辑网络或从逻辑网络发送的业务。照此，通过SR发送的BGP更新应当仅在新的公开子网被添加到逻辑网络时才会改变。
然而，可以从外部路由器定期接收BGP更新，因为外部网络一般将较多地经受影响所通告的路由的改变。图6概念性地示出了在接收到分组时由不托管路由协议控制平面的SR执行的一些实施例的过程600。虽然这个过程600由SR执行，但是在一些实施例中，区分用于由SR处理的数据分组与路由协议分组的类似过程可以由操作具有SR的主机机器的MFE执行。例如，如果MFE是基于流的虚拟交换机(例如，Open vSwitch)，那么一些实施例包括在指示分组是BGP(或其它路由协议)更新分组的字段上匹配的流条目，并且通过隧道将这些分组自动地转发到正确的主机机器。在其它实施例中， MFE基于它的目的地地址将分组转发到SR，并且SR识别出分组是更新并将分组(经由MFE)发送到正确的主机机器。
如图所示，过程600(在605处)在SR处从外部网络接收分组。这个分组可以是旨在用于特定用户VM的数据分组(或者与多个用户VM对应的公开IP地址)。例如，如果数据中心租户操作数据中心中的web服务器，那么这个web服务器将有可能与外部网络中的客户端发送和接收大量业务。在这种情况下，传入业务将通过SR以进行路由。此外，BGP控制平面已通过SR与其建立邻接关系的外部路由器也将向SR发送BGP分组(例如，Open消息、Keepalive消息、更新等)。
该过程(在610处)确定接收到的分组是否是路由协议分组。在一些实施例中，在执行任何附加的处理之前，SR执行检查，以确定分组是否应当是应当一直被传递到运行用于路由协议的控制平面的 SR的路由协议分组。BGP分组(或用于其它路由协议的分组)将 (i)具有SR本身的目的地地址，而不是逻辑网络中的工作负载(例如，用户VM)，以及(ii)识别它的报头中的路由协议。因此， Update(更新)、Open、Keepalive等消息将由SR接收(当路由协议是BGP时)，并且应当被转发到控制平面(因为这些消息与对等体的建立和维护相关)。
因此，当接收到的分组不是路由协议分组时，过程600(在615 处)在SR处处理分组。如果分组是用于在该SR处维护的另一个路由协议的分组，那么SR基于这种分组来执行所需的动作。分组还可以是标准数据分组(例如，TCP片段、UDP数据报等)，在这种情况下，SR根据它的FIB来路由分组并且执行任何其它所需的处理。
另一方面，当分组是路由协议分组时，该过程(在620处)通过隧道将分组转发到路由协议控制平面在其处操作的主机机器。即，一旦SR(通过查看分组的报头)识别出分组是BGP分组，SR就封装并转发分组，而不进行任何进一步的处理。在一些实施例中，SR被配置为利用控制平面将分组的目的地IP和/或MAC地址修改为SR 的目的地IP和/或MAC地址。然后，SR将分组发送回它的本地 MFE，该本地MFE将分组隧道发送到在路由协议控制平面所驻留的远程主机机器处的MFE。然后，该过程结束。
图7示出了在两个阶段705和710上由三个SR 505-515对BGP 更新的接收。在第一阶段705中，外部物理路由器520向三个SR 505-515发送BGP更新。第一SR 505接收更新715，更新715具有关于针对前缀1.1.10.0/28的路由的信息，而第二SR510 和第三SR 515分别接收更新720和725，更新720和725两者都提供关于前缀1.1.11.0/28的相同信息。与任何标准BGP更新一样，这些更新提供关于所指示的IP前缀的可达性的信息，从而指出通过发送更新消息的路由器(即，路由器520)到达IP地址所需的跳数(或自治系统的数量)。
如第二阶段710中所示，第一SR 505和第三SR 515将它们的更新分组715和725发送到操作用于这三个SR的BGP控制平面的第二SR 510。即，因为这些SR自身不处理对路由表的动态路由更新，所以，除了将分组715和725转发到SR 510之外，这些SR对分组 715和725不做任何事情。SR 510不必转发它从外部路由器520接收的分组720，因为它将在内部处理分组(连同它从其它SR接收的其它更新)。
图8概念性地示出了由作为路由服务器操作的动态路由协议控制平面执行以更新逻辑路由器的所有SR的路由表的一些实施例的过程 800。在一些实施例中，该过程可以在逻辑路由器的SR之一(例如，上面的示例中的SR 510)处执行，或者在其它实施例中，该过程在管理SR的中央控制器处执行。当路由协议控制平面在SR内操作时，这个过程由SR本身执行。但是，在一些实施例中，该过程还可以由在与SR相同的主机机器上操作以执行路由协议控制平面操作的分开的VM执行。此外，在其它实施例中，主机机器上的本地网络控制器执行路由协议控制平面操作。
如图所示，过程800开始于(在805处)在协议控制平面处接收路由协议更新分组。这可以是从外部路由器直接接收到的分组(例如，分组720)或者由不同的SR接收并被转发到运行路由协议控制平面的SR的分组。对于BGP协议，更新分组指示数据业务可以针对其被发送到从其接收分组的路由器的可路由前缀(或多个可路由前缀)、发送路由器的自治系统数量(number)以及用于每个可路由前缀的可达性距离。
基于接收到的更新分组，该过程(在810处)更新它的路由表。如上面参考图4所描述的，在一些实施例中，路由协议控制平面被配置为具有由集中式网络控制器生成的、用于SR的初始路由表(即， RIB)。当路由协议控制平面从外部路由器学习到路由时，它更新该路由表。
当接收到新的路由时，一些实施例的控制平面确定路由表是否已经具有带相同前缀和下一跳的路由(即，是否已经从同一外部路由器接收到对于相同前缀的通告)。当确定是这种情况时，控制平面更新这个路由条目，以反映新的数据(例如，不同的管理距离)。如果控制平面路由表具有用于相同前缀的路由但是具有不同的下一跳，那么在一些实施例中，它存储这两条路由(因为，如果管理距离相同，那么路由可能都被使用)。然而，一些实施例还通过选择具有最低成本 (例如，最低管理距离)的路由来识别用于路由的最佳路径。因此，当SR连接到多个外部路由器时，维护一个控制平面以比较用于相同前缀的路由的计算节省被增加。通过在单个路由协议控制平面处执行所有更新，不需要分开处理重复的更新。
该过程然后(在815处)将更新的路由配置(即，路由表更新) 分发给所有的SR。这包括在执行过程800的控制平面本地的SR、向控制平面发送更新的任何远程SR以及用于逻辑路由器的任何其它远程SR。在一些实施例中，路由协议控制平面向托管SR的所有网关主机机器处的本地网络控制器提供更新的路由表，这允许这些本地网络控制器计算更新的FIB，以利用这些更新的FIB来配置(provision)它们各自的本地SR。在其它实施例中，SR本身(例如， VM)执行路由遍历过程，以基于更新的RIB生成FIB。在还有其它实施例中，路由协议控制平面实际上执行路由遍历过程，以生成更新的FIB，并且该更新的FIB是然后被分发给SR中的每个SR的东西。
除了将更新的路由配置分发给SR，过程800还(在820处)将更新的路由信息提供给集中式网络控制器，以用于结合到逻辑路由器的DR的路由表中并且随后分发到实现DR的MFE(包括SR驻留在其上的网关主机机器上的MFE)。一些实施例使用运行路由协议控制平面的网关主机机器上的本地控制器将这个信息向上传递到管理逻辑路由器的网络控制器，该网络控制器将路由更新结合到用于DR的 RIB中。然后，这个信息被发送到在实现逻辑网络的各个主机机器 (例如，图3中的机器305)处的本地控制器，这些本地控制器配置实现DR的MFE(例如，MFE 310)。此外，集中式控制器将关于 DR路由表的信息发送到在具有SR的主机机器处的本地控制器，这些本地控制器配置在那里还实现DR的MFE。
图9示出了基于在图7中接收到的更新，由在SR 510上操作的路由协议控制平面分发到其它SR 505和515的数据。具体而言，如图7中所示，路由协议控制平面接收关于前缀1.1.10.0/28和 1.1.11.0/28的更新。然后，BGP控制平面确定这些更新是否反映新信息，并且如果是的话就执行计算，以更新它的路由表。例如，在这种情况下，控制平面丢弃针对路由1.1.11.0/28的重复更新，并且添加用于两个前缀的新路由。然后，BGP控制平面将这些更新分发到SR 505-515。具体而言，在一些实施例中，BGP控制平面将这些更新分发到在这些SR驻留在其上的主机机器上操作的本地控制器(未示出)。这些本地网络控制器然后重新计算用于它们各自的SR的FIB，并且利用新的路由配置来配置它们的SR。
图10示出了在两个阶段1005和1010上由SR 505-515之一使用新分发的路由信息对分组1000的处理。如图所示，在第一阶段1005 中，SR 505接收由用户VM 1015(例如，逻辑地附连到逻辑交换机的VM，其中该逻辑交换机又附连到SR 505-515所属的逻辑路由器) 发送的分组。为了让SR 505接收分组1000，在一些实施例中，用户 VM将分组发送到它的本地MFE，该本地MFE对分组执行第一跳处理。在MFE处的该第一跳处理通过用于VM所连接到的逻辑交换机、然后DR、然后中转逻辑开关的管线(pipeline)来处理分组。中转逻辑交换机将南向SR接口识别为分组的目的地，并且因此识别出将分组隧道发送(tunnel)到SR 505驻留在其上的主机机器。然后， SR 505本地的MFE完成中转逻辑交换机处理，以将分组输送到SR。一些实施例的数据处理管线在美国临时申请62/110,061和美国专利申请14/814,473中更详细地描述。
一SR 505接收到分组1000，它就根据它的路由表来路由分组。在这种情况下，路由表现在具有指示目的地IP在1.1.11.0/28范围中的分组应当被发送到外部路由器520的路由。照此，在第二阶段 1010中，SR(在一些实施例中，同样通过它的本地MFE)将分组发送出与上行链路对应的物理接口并且发送到外部路由器。在这个示例中，在仅单个外部路由器的情况下，将很可能不需要动态路由，因为逻辑路由器(以及因此SR)通常将被配置有缺省的静态路由(即，对于0.0.0.0/0的缺省的静态路由)，以将所有否则不被路由的分组发送到外部路由器。但是，当SR连接到多个路由器时，用于特定 SR的缺省路由可能指向路由器中的第一个路由器，而用于特定子网 (诸如，1.1.11.0/28)的路由可能指向第二个路由器。
C.控制平面的故障转移
由于路由协议控制平面仅在逻辑路由器的若干SR中的一个SR 上运行但是路由协议控制平面控制其它SR，因此控制平面的故障影响其它仍在操作的SR。在每个SR操作它自己的BGP(或其它协议) 控制平面的情况下，特定SR上的BGP过程的故障仅意味着该SR 将不会吸引来自外部路由器的业务，而其它SR将接收附加的业务。类似地，SR本身的故障将导致用于逻辑路由器的其它SR接管入口业务和出口业务、以及在由发生故障的SR实现的上行链路上配置的任何策略。在美国临时申请62/110,061和美国专利申请14/814,473 中描述了更详细的故障场景。
当操作控制平面的SR出故障时，一些实施例选择其它SR中的一个SR来操作路由协议控制平面。如上所述，路由协议过程已经在其它SR上运行，以便与外部路由器建立邻接关系；然而，这些过程不存储要基于传入的路由进行更新的路由表。相反，如在前面部分中所描述的，路由表仅由在SR中的一个SR上操作的协议控制平面更新。相反，新选择的SR通过使用大多数路由协议的优雅重启能力来开始更新控制平面。即，所有SR重新建立它们的邻接关系，就好像它们已经崩溃并重新启动一样，这使得外部路由器将它们的路由中的所有路由重新发送到SR，从而使新的协议控制平面能够快速建立它的路由表。在其它实施例中，备份SR也运行路由协议控制平面，但是在发出更新时使用较高的成本。以这种方式，外部物理路由器将已经具有用于与作为主控制平面的其它SR(或其它多个SR)的邻接关系的路由，但是，由于成本较高，直到与原始主设备的邻接关系丢失才将使用这些路由。
图11示出了在两个阶段1105和1110上用于SR 505-515的 BGP控制平面的故障转移。如第一阶段1105中所示，操作用于三个 SR的BGP控制平面的SR 510已经发生故障。这可能是由于VM崩溃、整个网关主机崩溃、将SR连接到其它SR(或用户VM)的隧道中的一个或多个隧道失效(go down)、到物理网络的连接失效，等等。
在这个时候，其它两个SR 505和515识别出第二SR 510已经崩溃，并且它们不仅需要接管第二SR 510的接口，而且还需要接管 BGP控制平面。一些实施例使用排名系统来识别其它SR中的哪个 SR接管发生故障的SR。在一些实施例中，SR中的每个SR在它们被建立时(例如，由在集中控制器中运行的管理平面)被指派排名。然后，从发生故障的SR起具有次高排名的SR接管发生故障的SR 的接口以及路由协议控制平面。在这种情况下，与发生故障的SR 510相比，第一SR 505具有次高的排名，并且因此第一SR 505接管 BGP控制平面。
因此，如在第二阶段1110所示，用于第一SR 505的VM现在操作用于两个剩余SR的BGP控制平面。在一些实施例中，在SR 505驻留在其上的主机机器上的本地控制器识别出SR510的故障并且配置控制平面过程开始在VM上运行。此外，用于剩余SR 505和 515的两台主机机器上的本地控制器发起用于它们各自的路由协议过程的重启过程。因此，如图所示，两个SR 505和515通过发送新的 BGP Open消息来重新建立与外部路由器520的邻接关系。这些消息包括重启状态位，该重启状态位指示这是优雅的重启。在一些实施例中，这使得路由器520将其完整的路由列表发送到SR中的每个SR，从而允许在第一SR处操作的控制平面更新其路由表。
III.电子系统
上文描述的特征和应用中的许多特征和应用被实现为被指定为记录在计算机可读存储介质(还被称为计算机可读介质)上的指令集合的软件过程。当这些指令由一个或多个处理单元(例如，一个或多个处理器、处理器的核心或其它处理单元)执行时，它们使(一个或多个)处理单元执行指令中指示的动作。计算机可读介质的示例包括但不限于CD-ROM、闪存驱动器、RAM芯片、硬盘驱动器、EPROM 等。计算机可读介质不包括无线地或经有线连接传递的载波和电子信号。
在这个说明书中，术语“软件”意在包括可以被读入存储器中以供处理器处理的、驻留在只读存储器中的固件或存储在磁存储装置中的应用。另外，在一些实施例中，多个软件发明可以被实现为较大程序的子部分，同时保持不同的软件发明。在一些实施例中，多个软件发明还可以被实现为单独的程序。最后，一起实现这里描述的软件发明的单独程序的任何组合都在本发明的范围内。在一些实施例中，当被安装以在一个或多个电子系统上操作时，软件程序定义执行和实现软件程序的操作的一个或多个特定机器实现。
图12概念性地示出了利用其实现本发明的一些实施例的电子系统1200。电子系统1200可以被用来执行上文描述的控制、虚拟化或操作系统应用中的任何应用。电子系统1200可以是计算机(例如，台式计算机、个人计算机、平板计算机、服务器计算机、大型机、刀片计算机等)、电话、PDA或任何其它种类的电子设备。这样的电子系统包括各种类型的计算机可读介质和用于各种其它类型的计算机可读介质的接口。电子系统1200包括总线1205、(一个或多个)处理单元1210、系统存储器1225、只读存储器1230、永久存储设备 1235、输入设备1240和输出设备1245。
总线1205总体表示可通信地连接电子系统1200的许多内部设备的所有系统、外围设备和芯片集总线。例如，总线1205将(一个或多个)处理单元1210与只读存储器1230、系统存储器1225和永久存储设备1235可通信地连接。
(一个或多个)处理单元1210从这些各种存储器单元检索要执行的指令和要处理的数据，以便执行本发明的过程。在不同的实施例中，(一个或多个)处理单元可以是单个处理器或多核处理器。
只读存储器(ROM)1230存储(一个或多个)处理单元1210 和电子系统的其它模块所需的静态数据和指令。另一方面，永久存储设备1235是读写存储器设备。该设备是即使当电子系统1200关闭时也存储指令和数据的非易失性存储器单元。本发明的一些实施例使用大容量存储设备(诸如磁盘或光盘及其对应的盘驱动器)作为永久存储设备1235。
其它实施例使用可移动存储设备(诸如软盘、闪存驱动器等)作为永久存储设备。像永久存储设备1235一样，系统存储器1225是读写存储器设备。然而，与存储设备1235不同，系统存储器是易失性读写存储器，诸如随机存取存储器。系统存储器存储处理器在运行时需要的指令和数据中的一些指令和数据。在一些实施例中，本发明的过程被存储在系统存储器1225、永久存储设备1235和/或只读存储器 1230中。(一个或多个)处理单元1210从这些各种存储器单元检索要执行的指令和要处理的数据，以便执行一些实施例的过程。
总线1205还连接到输入设备1240和输出设备1245。输入设备使得用户能够向电子系统传送信息和选择命令。输入设备1240包括字母数字键盘和指向设备(还被称为“光标控制设备”)。输出设备 1245显示由电子系统生成的图像。输出设备包括打印机和显示设备，诸如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)。一些实施例包括诸如既充当输入设备又充当输出设备的触摸屏之类的设备。
最后，如图12中所示，总线1205还通过网络适配器(未示出) 将电子系统1200耦接到网络1265。以这种方式，计算机可以是计算机网络(诸如局域网(“LAN”)、广域网(“WAN”)或内联网、或者网络的网络(诸如互联网))的一部分。电子系统1200的任何部件或所有部件可以与本发明结合使用。
一些实施例包括在机器可读介质或计算机可读介质(可替代地被称为计算机可读存储介质、机器可读介质或机器可读存储介质)中存储计算机程序指令的电子部件(诸如微处理器、存储装置和存储器)。这种计算机可读介质的一些示例包括RAM、ROM、只读光盘(CD-ROM)、可记录光盘(CD-R)、可重写光盘(CD-RW)、只读数字通用光盘(例如，DVD-ROM、双层DVD-ROM)、各种可记录/ 可重写DVD(例如DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW等)、闪存存储器(例如，SD卡、迷你SD卡、微SD卡等)、磁性和/或固态硬盘驱动器、只读和可记录
Figure GDA0002580822030000251
盘、超密度光盘、任何其它光学介质或磁性介质、以及软盘。计算机可读介质可以存储可由至少一个处理单元执行并且包括用于执行各种操作的指令集的计算机程序。计算机程序或计算机代码的示例包括诸如由编译器产生的机器代码以及包括由计算机、电子部件或微处理器使用解释器执行的更高级代码的文件。
虽然上面的讨论主要涉及执行软件的微处理器或多核处理器，但是一些实施例由一个或多个集成电路(诸如专用集成电路(ASIC) 或现场可编程门阵列(FPGA))执行。在一些实施例中，这样的集成电路执行存储在电路本身上的指令。
如本说明书中所使用的，术语“计算机”、“服务器”、“处理器”和“存储器”都指代电子设备或其它技术设备。这些术语不包括人或人的群体。为了说明书的目的，术语“显示”是指在电子设备上显示。如在本说明书中使用的，术语“计算机可读介质”、“计算机可读媒介”和“机器可读介质”完全限于存储以计算机可读的形式的信息的有形物理对象。这些术语不包括任何无线信号、有线下载信号以及任何其它短暂信号。
本说明书全文涉及包括虚拟机(VM)的计算环境和网络环境。但是，虚拟机仅是数据计算节点(DCN)或数据计算端节点(还被称为可寻址节点)的一个示例。DCN可以包括非虚拟化的物理主机、虚拟机、在主()操作系统之上运行而不需要管理程序或单独的操作系统的容器、以及管理程序内核网络接口模块。
在一些实施例中，VM使用由虚拟化软件(例如，管理程序、虚拟机监视器等)虚拟化的主机的资源在主机上利用它们自己的访客操作系统来操作。租户(即，VM的所有者)可以选择哪些应用在访客操作系统之上进行操作。另一方面，一些容器是在主操作系统之上运行而不需要管理程序或单独的访客操作系统的构造。在一些实施例中，主操作系统使用命名空间将容器彼此隔离，并且因此提供在不同容器内操作的不同应用组的操作系统级隔离。这种隔离类似于在使系统硬件虚拟化的管理程序虚拟化环境中提供的VM隔离，并且因此可以被视为隔离在不同容器中操作的不同应用组的一种虚拟化形式。这种容器比VM更轻量级。
在一些实施例中，管理程序内核网络接口模块是包括具有管理程序内核网络接口和接收/发送线程的网络堆栈的非VM DCN。管理程序内核网络接口模块的一个示例是作为VMware公司的ESXiTM管理程序的一部分的vmknic模块。
应当理解的是，虽然说明书涉及VM，但是给出的示例可以是任何类型的DCN，包括物理主机、VM、非VM容器和管理程序内核网络接口模块。事实上，在一些实施例中，示例网络可以包括不同类型的DCN的组合。
虽然已经参考许多具体细节描述了本发明，但是本领域普通技术人员将认识到，在不背离本发明的精神的情况下，本发明可以以其它具体形式体现。此外，附图中的若干图(包括图4、图6和图8)概念性地示出了过程。这些过程的具体操作可以不按照所示出和所描述的确切次序来执行。具体操作可以不在操作的连续序列中执行，并且在不同的实施例中可以执行不同的具体操作。此外，该过程可以使用若干子过程来实现，或者作为较大的宏过程的一部分来实现。因此，本领域普通技术人员将理解的是，本发明不受前述说明性细节的限制，而是由所附权利要求限定。

Claims (20)

1.一种用于配置与外部网络对接的逻辑路由器的方法，所述方法包括：
接收用于逻辑网络的配置，所述逻辑网络包括逻辑路由器，所述逻辑路由器具有各自连接到所述逻辑网络外部的至少一个物理路由器的多个接口；
对于所述逻辑路由器的每个接口，选择单独的主机机器来托管与外部物理路由器交换数据业务的集中式路由部件；以及
选择主机机器中的特定主机机器来操作动态路由协议控制平面，所述动态路由协议控制平面(i)基于所述集中式路由部件与所述外部物理路由器的交互从集中式路由部件中的每个集中式路由部件接收路由协议数据并且(ii)基于所述路由协议数据更新集中式路由部件中的每个集中式路由部件的路由表。
2.如权利要求1所述的方法，其中用于所述逻辑网络的配置包括要经由所述动态路由协议向所述至少一个物理路由器通告的一组逻辑交换机子网。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述接口中的每个接口连接到同一组外部物理路由器。
4.如权利要求1所述的方法，其中多个单独的主机机器位于被指定为用于托管逻辑路由器的集中式路由部件的主机机器的集群内。
5.如权利要求1所述的方法，还包括为所述集中式路由部件中的每个集中式路由部件生成初始路由表。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述集中式路由部件在所述主机机器上作为虚拟机操作。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述动态路由协议控制平面在操作于所述特定主机机器上的虚拟机上操作。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述动态路由协议控制平面在第二虚拟机上操作，其中所述第二虚拟机在所述特定主机机器上操作，所述第二虚拟机与在所述特定主机机器上操作的所述集中式路由部件分离。
9.如权利要求1所述的方法，其中，当在不是所述特定主机机器的第一主机机器上操作的第一集中式路由部件从外部物理路由器接收到路由协议分组时，第一集中式路由部件通过第一主机机器和所述特定主机机器之间的隧道将所述分组转发到所述特定主机机器。
10.如权利要求1所述的方法，其中，在从(i)外部物理路由器和(ii)转发来自外部物理路由器的路由协议分组的集中式路由部件中的至少一者接收到路由协议分组时，所述动态路由协议控制平面计算对集中式路由部件中的每个集中式路由部件的路由表的更新并且将所述更新分发到所述集中式路由部件。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述特定主机机器被指定为用于所述动态路由协议控制平面的活动机器，其中，其它的主机机器中的每个主机机器被指定为用于所述动态路由协议控制平面的备用机器。
12.如权利要求11所述的方法，其中，当所述特定主机机器崩溃时，所述备用机器中指定的备用机器作为活动机器操作所述动态路由协议控制平面。
13.一种存储程序的机器可读介质，所述程序在由至少一个处理单元执行时配置与外部网络对接的逻辑路由器，所述程序包括用于以下操作的指令集：
接收用于逻辑网络的配置，所述逻辑网络包括逻辑路由器，所述逻辑路由器具有各自连接到所述逻辑网络外部的至少一个物理路由器的多个接口；
对于所述逻辑路由器的每个接口，选择单独的主机机器来托管与外部物理路由器交换数据业务的集中式路由部件；以及
选择主机机器中的特定主机机器来操作动态路由协议控制平面，所述动态路由协议控制平面(i)基于所述集中式路由部件与所述外部物理路由器的交互从集中式路由部件中的每个集中式路由部件接收路由协议数据并且(ii)基于所述路由协议数据更新集中式路由部件中的每个集中式路由部件的路由表。
14.如权利要求13所述的机器可读介质，其中用于所述逻辑网络的配置包括要经由所述动态路由协议向所述至少一个物理路由器通告的一组逻辑交换机子网。
15.如权利要求13所述的机器可读介质，其中所述程序还包括用于为所述集中式路由部件中的每个集中式路由部件生成初始路由表的指令集。
16.如权利要求13所述的机器可读介质，其中，当在不是所述特定主机机器的第一主机机器上操作的第一集中式路由部件从外部物理路由器接收到路由协议分组时，第一集中式路由部件通过第一主机机器和所述特定主机机器之间的隧道将所述分组转发到所述特定主机机器。
17.如权利要求13所述的机器可读介质，其中，在从(i)外部物理路由器和(ii)转发来自外部物理路由器的路由协议分组的集中式路由部件中的至少一者接收到路由协议分组时，所述动态路由协议控制平面计算对集中式路由部件中的每个集中式路由部件的路由表的更新并且将所述更新分发到所述集中式路由部件。
18.如权利要求13所述的机器可读介质，其中：
所述特定主机机器被指定为用于所述动态路由协议控制平面的活动机器，
其它的主机机器中的每个主机机器被指定为用于所述动态路由协议控制平面的备用机器，以及
当所述特定主机机器崩溃时，所述备用机器中指定的备用机器作为活动机器操作所述动态路由协议控制平面。
19.一种电子设备，包括：
一组处理单元；以及
机器可读介质，所述机器可读介质存储程序，所述程序当由所述处理单元中的至少一个处理单元执行时实现如权利要求1-12中任一项所述的方法。
20.一种用于配置逻辑路由器的系统，所述系统包括用于实现如权利要求1-12中任一项所述的方法的装置。
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