CN108234269B - 组播报文转发方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了组播报文转发方法和装置。本申请中，通过按照均匀负载分担方式从VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，能够最终实现不同的已知组播报文均匀分担到VXLAN隧道的各个隧道下一跳中。

Description

组播报文转发方法和装置
技术领域
本申请涉及网络通信技术，特别涉及组播报文转发方法和装置。
背景技术
虚拟扩展局域网(VXLAN：Virtual eXtensible Local Area Network)，将二层报文用三层协议进行封装，实现二层网络在三层范围内扩展。图1示出了VXLAN网络模型，VXLAN网络中包含：
VXLAN隧道端点(VTEP：VXLAN Tunnel Endpoints)，VXLAN网络的边缘设备，是VXLAN隧道的起点和终点，作为VXLAN隧道的起点时，对报文进行VXLAN封装，作为VXLAN隧道的终点时，对经过VXLAN封装的报文进行解封装并处理。
VXLAN网络标识符(VNI：VXLAN Network Identifier)是一种类似于VLAN ID的用户标识，一个VNI代表了一个租户，属于不同VNI的虚拟机之间不能直接进行二层通信。
VXLAN隧道，用来传输经过VXLAN封装的报文的，它是建立在两个VTEP之间的一条虚拟通道。图2示出了VXLAN封装结构示意图。其中，VXLAN封装中外层目的MAC填的是隧道下一跳的MAC，通常是下一跳路由器的MAC，外层目的IP是目的VTEP的IP，源IP地址是本地VTEP的地址，外层UDP的目的端口是一个VXLAN特定的端口。
在VXLAN转发二层已知组播报文过程中，当VTEP对已知组播报文进行VXLAN封装时，如果发现有多条等价隧道下一跳(ECMP：Equal Cost Multiple Path)，则VTEP只固定指定其中一条隧道下一跳的MAC为VXLAN封装中的外层目的MAC，无法实现ECMP的负载分担。
发明内容
本申请提供了组播报文转发方法和装置，以实现VXLAN隧道的多隧道下一跳均匀负载分担。
本申请提供的技术方案包括：
一种组播报文转发方法，该方法应用于虚拟扩展局域网VXLAN隧道端点VTEP，包括：
接收已知组播报文；
当确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道转发已知组播报文时，按照均匀负载分担方式从VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，通过选择的隧道下一跳转发已知组播报文。
一种组播报文转发装置，该装置应用于虚拟扩展局域网VXLAN隧道端点VTEP，包括：
接收单元，用于接收已知组播报文；
转发单元，用于当确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道转发已知组播报文时，按照均匀负载分担方式从VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，通过选择的隧道下一跳转发已知组播报文。
由以上技术方案可以看出，本发明中，通过按照均匀负载分担方式从VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，能够最终实现不同的已知组播报文均匀分担到VXLAN隧道的各个隧道下一跳中。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1示出了VXLAN网络模型结构图；
图2示出了VXLAN封装结构示意图；
图3为本发明提供的方法流程图；
图4为本发明提供的实施例示意图；
图5为本发明提供的装置结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
参见图3，图3为本发明提供的方法流程图。该流程应用于VTEP。如图3所示，该流程可包括以下步骤：
步骤301，接收已知组播报文。
步骤302，当确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道转发已知组播报文时，按照均匀负载分担方式从VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，通过选择的隧道下一跳转发已知组播报文。
作为一个实施例，步骤302中按照均匀负载分担方式从VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳包括：
步骤a1，根据已知组播报文的目的MAC地址和接收已知组播报文的端口对应的虚拟交换接口(VSI：Virtual Switch Interface)标识并使用设定均匀负载分担算法从VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳。
具体地，上述步骤a1在实现时可包括：
步骤a11，将已知组播报文的目的MAC地址中第一指定比特、第二指定比特与VSI标识对应硬件虚拟转发实例VFI标识中的第三指定比特进行设定运算得到第一运算结果；
作为一个实施例，这里的设定运算为异或运算。
步骤a12，将第一运算结果除N取余得到第二运算结果。
步骤a13，从N个隧道下一跳中选择编号与第二运算结果对应的隧道下一跳。
至此，通过上述步骤a11至步骤a13实现了按照均匀负载分担方式从VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，以实现不同的已知组播报文均匀分担到VXLAN隧道的各个隧道下一跳中。
至此，完成图3所示的流程。
通过图3所示流程可以看出，本发明中，通过按照均匀负载分担方式从VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，能够最终实现不同的已知组播报文均匀分担到VXLAN隧道的各个隧道下一跳中。
下面通过一个具体实施例对本发明提供的方法进行描述：
参见图4，图4为本发明提供的实施例示意图。如图4所示，VTEP4_1至远端VTEP4_2之间建立了VXLAN隧道。其中，该VXLAN隧道被配置了4个不同隧道下一跳：NH1至NH4。NH1至NH4是等价的，构成ECMP。
如图4所示，VTEP4_1通过端口AC0收到已知组播报文。收到的已知组播报文记为报文4_1。
VTEP4_1在本地组播转发表中查找到报文4_1匹配的组播转发表项。这里，组播转发表是基于组播路由协议实现的，与现有组播转发表的结构类似，不再赘述。为便于描述，报文4_1匹配的组播转发表项记为表项4_1。
VTEP4_1发现表项4_1的入端口为VTEP4_1收到已知组播报文的端口AC0，且表项4_1的出端口为VXLAN隧道标识，VXLAN隧道标识为VTEP4_1至远端VTEP4_2之间建立的VXLAN隧道的标识，则确定通过本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道转发报文4_1。
VTEP4_1确定通过本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道转发报文4_1时，发现本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道被配置了4个不同隧道下一跳：NH1至NH4，则使用报文4_1的目的MAC地址中第一指定比特(比如0至11比特)、第二指定比特(比如12至23比特)与端口AC0对应的VSI标识(以VSI0为例)对应硬件虚拟转发实例(VFI：VirtualForwarding Instance)标识中的第三指定比特(比如0至11比特)进行异或运算得到结果4_1；将结果4_1除隧道下一跳总数即4取余得到结果4_12，从4个隧道下一跳NH1至NH4中选择编号与结果4_12对应的隧道下一跳(以选择NH1为例)，则通过NH1发送报文4_1并最终发送给VTEP4_2。具体地，通过NH1发送报文4_1时对报文4_1进行VXLAN封装，VXLAN封装中外层目的MAC填的是隧道下一跳NH1的MAC，外层目的IP是目的VTEP4_2的IP地址，源IP地址是VTEP4_1的地址。
再如图4所示，VTEP4_1通过端口AC0收到已知组播报文。收到的已知组播报文记为报文4_2。
VTEP4_1在本地组播转发表中查找到报文4_2匹配的组播转发表项。这里，组播转发表是基于组播路由协议实现的，与现有组播转发表的结构类似，不再赘述。为便于描述，报文4_2匹配的组播转发表项记为表项4_2。
VTEP4_1发现表项4_2的入端口为VTEP4_1收到已知组播报文的端口AC0，且表项4_2的出端口为VXLAN隧道标识，VXLAN隧道标识为VTEP4_1至远端VTEP4_2之间建立的VXLAN隧道的标识，则确定通过本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道转发报文4_2。
VTEP4_1确定通过本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道转发报文4_2时，发现本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道被配置了4个不同隧道下一跳：NH1至NH4，则使用报文4_2的目的MAC地址中第一指定比特(比如0至11比特)、第二指定比特(比如12至23比特)与端口AC0对应的VSI标识(以VSI0为例)对应硬件虚拟转发实例(VFI：VirtualForwarding Instance)标识中的第三指定比特(比如0至11比特)进行异或运算得到结果4_2；将结果4_2除隧道下一跳总数即4取余得到结果4_22，从4个隧道下一跳NH1至NH4中选择编号与结果4_22对应的隧道下一跳(以选择NH2为例)，则通过NH2发送报文4_2。具体地，通过NH2发送报文4_2时对报文4_2进行VXLAN封装，VXLAN封装中外层目的MAC填的是隧道下一跳NH2的MAC，外层目的IP是目的VTEP4_2的IP地址，源IP地址是VTEP4_1的地址。
再如图4所示，VTEP4_1通过端口AC1收到已知组播报文。收到的已知组播报文记为报文4_3。
VTEP4_1在本地组播转发表中查找到报文4_3匹配的组播转发表项。这里，组播转发表是基于组播路由协议实现的，与现有组播转发表的结构类似，不再赘述。为便于描述，报文4_3匹配的组播转发表项记为表项4_3。
VTEP4_1发现表项4_3的入端口为VTEP4_1收到已知组播报文的端口AC1，且表项4_3的出端口为VXLAN隧道标识，VXLAN隧道标识为VTEP4_1至远端VTEP4_2之间建立的VXLAN隧道的标识，则确定通过本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道转发报文4_3。
VTEP4_1确定通过本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道转发报文4_3时，发现本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道被配置了4个不同隧道下一跳：NH1至NH4，则使用报文4_3的目的MAC地址中第一指定比特(比如0至11比特)、第二指定比特(比如12至23比特)与端口AC1对应的VSI标识(以VSI0为例)对应硬件虚拟转发实例(VFI：VirtualForwarding Instance)标识中的第三指定比特(比如0至11比特)进行异或运算得到结果4_3；将结果4_3除隧道下一跳总数即4取余得到结果4_32，从4个隧道下一跳NH1至NH4中选择编号与结果4_32对应的隧道下一跳(以选择NH3为例)，则通过NH3发送报文4_3。具体地，通过NH3发送报文4_3时对报文4_3进行VXLAN封装，VXLAN封装中外层目的MAC填的是隧道下一跳NH3的MAC，外层目的IP是目的VTEP4_2的IP地址，源IP地址是VTEP4_1的地址。
再如图4所示，VTEP4_1通过端口AC1收到已知组播报文。收到的已知组播报文记为报文4_4。
VTEP4_1在本地组播转发表中查找到报文4_4匹配的组播转发表项。这里，组播转发表是基于组播路由协议实现的，与现有组播转发表的结构类似，不再赘述。为便于描述，报文4_4匹配的组播转发表项记为表项4_4。
VTEP4_1发现表项4_4的入端口为VTEP4_1收到已知组播报文的端口AC1，且表项4_4的出端口为VXLAN隧道标识，VXLAN隧道标识为VTEP4_1至远端VTEP4_2之间建立的VXLAN隧道的标识，则确定通过本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道转发报文4_4。
VTEP4_1确定通过本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道转发报文4_4时，发现本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道被配置了4个不同隧道下一跳：NH1至NH4，则使用报文4_4的目的MAC地址中第一指定比特(比如0至11比特)、第二指定比特(比如12至23比特)与端口AC1对应的VSI标识(以VSI0为例)对应硬件虚拟转发实例(VFI：VirtualForwarding Instance)标识中的第三指定比特(比如0至11比特)进行异或运算得到结果4_4；将结果4_4除隧道下一跳总数即4取余得到结果4_42，从4个隧道下一跳NH1至NH4中选择编号与结果4_42对应的隧道下一跳(以选择NH4为例)，则通过NH4发送报文4_4。具体地，通过NH4发送报文4_4时对报文4_4进行VXLAN封装，VXLAN封装中外层目的MAC填的是隧道下一跳NH4的MAC，外层目的IP是目的VTEP4_2的IP地址，源IP地址是VTEP4_1的地址。
可以看出，VTEP4_1在确定接收到的已知组播报文即报文4_1至报文4_4通过本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道转发时，按照均匀负载分担方式通过NH1发送报文4_1、NH2发送报文4_2、NH3发送报文4_3、NH4发送报文4_4，实现了报文4_1至报文4_4均匀分担至NH1至NH4，提高链路利用率。
至此，对本发明提供的实施例进行了描述。
以上对本发明提供的方法进行了描述。下面对本发明提供的装置进行描述：
参见图5，图5为本发明提供的装置结构图。该装置应用于VTEP，包括：
接收单元，用于接收已知组播报文；
转发单元，用于当确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道转发已知组播报文时，按照均匀负载分担方式从VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，通过选择的隧道下一跳转发已知组播报文。
优选地，转发单元按照均匀负载分担方式从VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳包括：
根据已知组播报文的目的MAC地址和接收已知组播报文的端口对应的虚拟交换接口VSI标识并使用设定均匀负载分担算法从VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳。
优选地，转发单元根据已知组播报文的目的MAC地址和接收已知组播报文的端口对应的VSI标识并使用设定均匀负载分担算法从VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳包括：
将已知组播报文的目的MAC地址中第一指定比特、第二指定比特与VSI标识对应硬件虚拟转发实例VFI标识中的第三指定比特进行设定运算得到第一运算结果；
将第一运算结果除N取余得到第二运算结果；
从N个隧道下一跳中选择编号与第二运算结果对应的隧道下一跳。
优选地，转发单元确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道转发已知组播报文包括：
在本地组播转发表中查找到已知组播报文匹配的组播转发表项；
当已知组播报文匹配的组播转发表项中的出端口为VXLAN隧道标识，VXLAN隧道标识为本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道的标识，则确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道转发已知组播报文。
优选地，VXLAN隧道的N个隧道下一跳是针对VXLAN隧道预先配置好的，N个隧道下一跳为等价多路径ECMP中的不同路径。
至此，完成本发明提供的装置描述。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种组播报文转发方法，其特征在于，该方法应用于虚拟扩展局域网VXLAN隧道端点VTEP，包括：
接收已知组播报文；
当确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道转发所述已知组播报文时，按照均匀负载分担方式从所述VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，通过选择的隧道下一跳转发所述已知组播报文；
所述按照均匀负载分担方式从所述VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳包括：
根据所述已知组播报文的目的MAC地址和接收所述已知组播报文的端口对应的虚拟交换接口VSI标识并使用设定均匀负载分担算法从所述VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳；
根据已知组播报文的目的MAC地址和接收已知组播报文的端口对应的VSI标识并使用设定均匀负载分担算法从VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳包括：
将已知组播报文的目的MAC地址中第一指定比特、第二指定比特与所述VSI标识对应硬件虚拟转发实例VFI标识中的第三指定比特进行设定运算得到第一运算结果；
将所述第一运算结果除N取余得到第二运算结果；
从N个隧道下一跳中选择编号与所述第二运算结果对应的隧道下一跳。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道转发所述已知组播报文包括：
在本地组播转发表中查找到所述已知组播报文匹配的组播转发表项；
当所述已知组播报文匹配的组播转发表项中的出端口为VXLAN隧道标识，所述VXLAN隧道标识为本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道的标识，则确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道转发所述已知组播报文。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述VXLAN隧道的N个隧道下一跳是针对所述VXLAN隧道预先配置好的，所述N个隧道下一跳为等价多路径ECMP中的不同路径。
4.一种组播报文转发装置，其特征在于，该装置应用于虚拟扩展局域网VXLAN隧道端点VTEP，包括：
接收单元，用于接收已知组播报文；
转发单元，用于当确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道转发所述已知组播报文时，按照均匀负载分担方式从所述VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，通过选择的隧道下一跳转发所述已知组播报文；
所述转发单元按照均匀负载分担方式从所述VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳包括：
根据所述已知组播报文的目的MAC地址和接收所述已知组播报文的端口对应的虚拟交换接口VSI标识并使用设定均匀负载分担算法从所述VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳；
所述转发单元根据已知组播报文的目的MAC地址和接收已知组播报文的端口对应的VSI标识并使用设定均匀负载分担算法从VXLAN隧道的N个隧道下一跳中选择一个隧道下一跳包括：
将已知组播报文的目的MAC地址中第一指定比特、第二指定比特与所述VSI标识对应硬件虚拟转发实例VFI标识中的第三指定比特进行设定运算得到第一运算结果；
将所述第一运算结果除N取余得到第二运算结果；
从N个隧道下一跳中选择编号与所述第二运算结果对应的隧道下一跳。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述转发单元确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道转发所述已知组播报文包括：
在本地组播转发表中查找到所述已知组播报文匹配的组播转发表项；
当所述已知组播报文匹配的组播转发表项中的出端口为VXLAN隧道标识，所述VXLAN隧道标识为本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道的标识，则确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道转发所述已知组播报文。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述VXLAN隧道的N个隧道下一跳是针对所述VXLAN隧道预先配置好的，所述N个隧道下一跳为等价多路径ECMP中的不同路径。
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