CN109688062A - 一种路由方法和路由设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种路由方法,应用于路由设备中,路由设备包括:控制器和使用全分布式协议栈平台ROSNG协议栈的第一虚拟机;所述方法包括:第一虚拟机获取路由协议报文;基于ROSNG协议栈和路由协议报文,生成路由信息,将路由信息上传到控制器。本发明实施例还提供了一种路由设备。
Description
技术领域
本发明涉及数据传输技术,尤其涉及一种路由方法和路由设备,可以用于实现软件定义网络(Software Defined Network,SDN)环境下的动态路由协议。
背景技术
SDN作为一种新型网络创新架构,是网络虚拟化的一种实现方式;SDN所做的事是将网络设备上的控制权分离出来,由集中的控制器管理,无须依赖底层网络设备(路由器、交换机、防火墙),屏蔽了来自底层网络设备的差异;而控制权是完全开放的,用户可以自定义任何想实现的网络路由和传输规则策略,从而更加灵活和智能。
由于静态路由配置和维护耗费时间,配置容易出错,尤其对于大型网络,需要管理员维护变化的路由信息,不能随着网络的增加而扩展,维护越来越麻烦,所以SDN也需要实现动态路由协议,核心网网元由控制器接管,公共数据网网关(Public Data NetworkGateWay,PGW)、运营商级网络地址转换网元(Carrier-grade Network AddressTranslation,CG-NAT)等网元可以看作控制器管理的网元;在现有技术中,如果不使用SDN,这些网元直接和外部路由器建立边界网关协议(Border Gateway Protocol,BGP)邻居来交换路由;如果使用SDN,则需要控制器和这些网元建立BGP邻居来交换路由,再把学习到的路由发布给外部路由器。
图1示出了现有技术中基于SDN的路由方法的工作原理示意图,参照图1,控制器中使用的是ODL(Open Day Light)自带的BGP协议栈,控制器直接和网元如移动管理实体(Mobility Management Entity,MME)建立BGP邻居;控制器用于配置BGP邻居的接口网络之间互连的协议(Internet Protocol,IP)地址为网关(Gate Way,GW)地址,所有的BGP协议报文达到Openflow交换机(SW)上,匹配流表中的match字段为网关地址后,Openflow交换机将BGP协议报文上送至控制器,此后,网元直接和控制器交换路由信息。另外,图1中,VTEP1和VTEP2表示虚拟扩展局域网(Virtual Extensible Local AreaNetwork,VXLAN)隧道的两个不同的端点,这里,GW、VTEP1和VTEP2通过转发面的VXLAN隧道进行数据交互,SW通过控制面分别与GW、VTEP1和VTEP2进行数据交互。
目前,运营商骨干网设备数量多,涉及厂商多,大量的网间互联导致BGP对等体(BGP peer)数量庞大,中国电信与中国联通的网内互联以及运营商网间互联的BGP peer数量大约在500左右;互联网骨干网路由表项逐年增加,目前已经突破55万条;在此种情况下,SDN技术必须要在如此大规模路由条目和设备数量条件下,实现可靠、平稳地操控,但上述记载的基于SDN的路由方法,使用的是ODL开源代码,只支持BGP协议,不支持其他路由协议,最大支持的路由条目数量有限,一般在3万条左右;当路由条目数据量超过最大支持的路由条目数量时,控制器就无法正常工作
发明内容
为解决现有存在的技术问题,本发明实施例提供一种路由方法和路由设备,可以使用全分布式协议栈平台(next generation Routing Operating System,ROSNG)协议栈的虚拟机来处理路由协议报文,而ROSNG协议栈可以支持多种路由协议,并且支持超过百万的路由条目数量;进而,可以增大了本发明实施例路由方法的使用范围。
为达到上述目的,本发明实施例的技术方案是这样实现的:
本发明实施例提供了一种路由方法,应用于路由设备中,所述路由设备包括:控制器和使用ROSNG协议栈的第一虚拟机;所述方法包括:
所述第一虚拟机获取路由协议报文;
所述第一虚拟机基于所述ROSNG协议栈和所述路由协议报文,生成路由信息,将所述路由信息上传到控制器。
本发明实施例还提供了一种路由设备,所述设备包括控制器和使用ROSNG协议栈的第一虚拟机;其中,
第一虚拟机,用于获取路由协议报文;基于所述ROSNG协议栈和所述路由协议报文,生成路由信息,将所述路由信息上传到控制器。
本发明实施例提供的一种路由方法和路由设备中,路由设备包括:控制器和使用ROSNG协议栈的第一虚拟机;首先,第一虚拟机获取路由协议报文;然后,基于所述ROSNG协议栈和所述路由协议报文,生成路由信息,将所述路由信息上传到控制器;如此,可以使用ROSNG协议栈的虚拟机来处理路由协议报文,而ROSNG协议栈可以支持多种路由协议,并且支持超过百万的路由条目数量;进而,可以增大了本发明实施例路由方法的使用范围。
附图说明
图1为现有技术中基于SDN的路由方法的工作原理示意图;
图2为本发明实施例路由方法使用的组网结构示意图;
图3为本发明实施例的路由方法的流程图;
图4为本发明实施例的路由设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例公开了一种路由方法和路由设备,该路由设备包括控制器和使用全分布式协议栈平台ROSNG协议栈的第一虚拟机,这里,控制器可以是SDN控制器,控制器可以与位于转发面的Openflow交换机形成无线通信连接,Openflow交换机可以与MME等网元进行数据交互。
也就是说,针对控制器,至少采用ROSNG协议栈作为控制器的外置协议栈。
图2为本发明实施例路由方法使用的组网结构示意图,如图2所示,控制器可以与Openflow交换机(SW)进行交互,第一虚拟机可以与MME建立开放式最短路径优先(OpenShortest Path First,OSPF)邻居或BGP邻居,VTEP1和VTEP2表示VXLAN隧道的两个不同的端点,这里,GW、VTEP1和VTEP2通过转发面的VXLAN隧道进行数据交互,SW通过控制面分别与GW、VTEP1和VTEP2进行数据交互;例如,SW通过L3接口与GW进行交互。
基于上述记载的控制器、第一虚拟机、Openflow交换机和组网结构等,提出以下各具体实施例。
第一实施例
本发明第一实施例提出了一种路由方法,图3为本发明实施例的路由方法的流程图,如图3所示,该流程可以包括:
步骤301:第一虚拟机获取路由协议报文。
这里,路由协议报文可以是OSPF协议报文、BGP协议报文或其他类型的路由协议报文。
在实际实施时,由Openflow交换机根据流表转发路由协议报文至第一虚拟机;这里,流表可以是由控制器下发的;也就是说,控制器下发流表至Openflow交换机,流表用于指示Openflow交换机根据流表将路由协议报文转发至第一虚拟机。
可选的,Openflow交换机转发路由协议报文之前,可以由网元如MME可以将路由协议报文发送到Openflow交换机。
在一个示例中,控制器下发流表到Openflow交换机后,Openflow交换机根据流表的匹配字段目的IP地址为网关地址,且确定路由协议报文为OSPF协议报文或BGP协议报文时,将报文发送至使用ROSNG协议栈的第一虚拟机。
步骤302:第一虚拟机基于ROSNG协议栈和路由协议报文,生成路由信息,将所述路由信息上传到控制器。
这里,可以将第一虚拟机上送路由信息到控制器的通道称为zmq通道,第一虚拟机在根据ROSNG协议栈和路由协议报文,学习到路由信息后,可以通过zmq通道将路由信息上送到控制器。
在实际实施时,第一虚拟机使用的ROSNG协议栈作为SDN的外置协议栈,在第一虚拟机中启用ROSNG协议栈;为了便于将路由信息上送的控制器,可以针对第一虚拟机设置用于上传路由信息的上送路由模块,使得第一虚拟机在获取到路由信息后,可以采用上送路由模块将路由信息上传到控制器。
为了确保第一虚拟机的正常工作,控制器可以预先将第一虚拟机的配置信息下发至第一虚拟机,控制器还可以将Telnet协议下发至虚拟机;这里,可以将控制器向第一虚拟机下发信息的通道称为netconf通道。
可选的,在控制面上打通zmq通道和netconf通道,以实现控制器和第一虚拟机的数据交互;
可选的,如果第一虚拟机需要上传路由信息到控制器,可以通过转发面发送路由信息;例如,在第一虚拟机上设置网卡,通过虚拟网络(vnet)路由方式将第一虚拟机的信息通过网卡和网关引到位于转发面的Openflow交换机上,之后,在Openflow交换机上,配置相应的路由把网关的信息引导至控制器。
进一步地,当控制器接收到路由信息后,可以根据路由信息,生成路由表,并将路由表下发至Openflow交换机,如此,Openflow交换机可以根据路由表对网元上传的数据进行转发。
在实际实施时,控制器在收到路由信息后,需要通过对路由信息进行解析、整合,得出路由表。
可选的,为了避免出现由于第一虚拟机单点故障导致不能正确处理路由协议报文的情况,本发明实施例中,所述路由设备还包括:使用ROSNG协议栈的第二虚拟机;
相应地,所述方法还包括:
控制器在确定所述第一虚拟机处理业务时,控制所述第二虚拟机备份所述第一虚拟机的业务数据;
控制器在确定所述第一虚拟机失效时,基于快速重路由(Fast Reroute,FRR)功能将处理业务的虚拟机从所述第一虚拟机切换至所述第二虚拟机。
也就是说,可以在云平台上设置两个虚拟机(分别为第一虚拟机和第二虚拟机),这两个虚拟机均可以与网元(如核心网的网元)建立协议邻居,进而路由信息交互;在正常工作时,只有第一虚拟机在处理业务,而第二虚拟机用于同步第一虚拟机的数据,两个虚拟机分布在不同的计算节点上,当其中一个计算节点失效时,另一计算节点可以保证协议不断链,业务不中断。
在实际实施时,为了实现控制器对虚拟机切换的支持,可以使用聚合链路逻辑端口(smartgroup口)来实现各个虚拟机与控制器的连接,可选的,smartgroup口可以配置倒换不会切,放置虚拟机切换后控制器的激活成员口和处理路由协议报文的设备不是同一设备,导致业务中断。
这里,ROSNG协议栈是控制器的外置协议栈,路由学习(路由获取)的过程都是通过虚拟机实现的,从表面来看,网元与控制器直接建立协议邻居(如OSPF邻居和BGP邻居)。
可以理解的是,ROSNG协议栈支持的路由条目数量可以超过百万,并且,ROSNG协议栈可以支持OSPF协议和BGP协议,从而使用ROSNG协议栈的第一虚拟机的应用范围变得更广泛;
另外,通过部署虚拟机来进行路由协议报文的处理,可以降低硬件资源消耗,从而节省硬件成本。
进一步地,在需要对虚拟机进行配置时,可以通过控制器的网关界面设置虚拟机的配置信息,之后,控制将相应的配置信息下发至虚拟机;如此,使虚拟机的配置过程变得简单,而且,不需要通过复杂的命令行取进行配置。
可选的,首先在控制器的网管界面上配置虚拟机使用ROSNG协议栈作为控制器的外置协议栈,配置虚拟机上OSPF邻居接口或BGP邻居接口的IP地址、OSPF身份标识(IDentification,ID)或BGP ID、区域(Area)ID、OSPF Area接口(Interface)或BGP AreaInterface等,控制器通过netconf通道把相应的配置信息下发给虚拟机,虚拟机上RSONG协议栈支持的所有功能都可以在控制器上增加相应的接口,使得控制器的功能全面,用户配置简单。
可选的,第一虚拟机可以预先将邻居接口的IP地址配置为网关地址;
这里,由于虚拟机对外通知的路由下一跳是接口IP地址,如果不将邻居接口的IP地址配置为网关地址,则对端网元如MME发送数据包(并非路由协议报文)时,网元的流量会经过二层转发到虚拟机,会增大对虚拟机的资源消耗;相应地,在使用邻居接口的IP地址配置为网关地址后,网元上传的数据包通过控制器转发时,可以基于预先配置的网关地址,将数据包直接转置邻居接口,如此,可以降低对虚拟机的资源消耗。
第二实施例
针对前述实施例的路由方法,本发明第二实施例提出了一种路由设备。
图4为本发明实施例的路由设备的结构示意图,如图4所示,该设备包括:控制器401和使用全分布式协议栈平台ROSNG协议栈的第一虚拟机402;其中,
第一虚拟机402,用于获取路由协议报文;基于所述ROSNG协议栈和所述路由协议报文,生成路由信息,将所述路由信息上传到控制器。
可选的,所述路由设备还包括Openflow交换机403;
相应地,所述第一虚拟机402,具体用于接收由所述Openflow交换机根据流表转发的路由协议报文,其中,所述流表是由所述控制器下发的。
可选的,所述路由设备还包括:使用ROSNG协议栈的第二虚拟机404;
相应地,所述控制器401,还用于在确定所述第一虚拟机处理业务时,控制所述第二虚拟机备份所述第一虚拟机的业务数据;在确定所述第一虚拟机失效时,基于快速重路由FRR功能将处理业务的虚拟机从所述第一虚拟机切换至所述第二虚拟机。
可选的,所述第一虚拟机402,还用于预先将邻居接口的IP地址配置为网关地址。
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,本发明可采用硬件实施例、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和光学存储器等)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。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种路由方法,其特征在于,应用于路由设备中,所述路由设备包括:控制器和使用全分布式协议栈平台ROSNG协议栈的第一虚拟机;所述方法包括:
所述第一虚拟机获取路由协议报文;
所述第一虚拟机基于所述ROSNG协议栈和所述路由协议报文,生成路由信息,将所述路由信息上传到控制器。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述路由设备还包括Openflow交换机;
所述第一虚拟机获取路由协议报文,包括:
接收由所述Openflow交换机根据流表转发的路由协议报文,其中,所述流表是由所述控制器下发的。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述路由设备还包括:使用ROSNG协议栈的第二虚拟机;
所述方法还包括:
控制器在确定所述第一虚拟机处理业务时,控制所述第二虚拟机备份所述第一虚拟机的业务数据;
控制器在确定所述第一虚拟机失效时,基于快速重路由FRR功能将处理业务的虚拟机从所述第一虚拟机切换至所述第二虚拟机。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:所述第一虚拟机预先将邻居接口的IP地址配置为网关地址。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,所述路由协议报文为开放式最短路径优先OSPF协议报文。
6.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,在将所述路由信息上传到控制器后,所述方法还包括:所述控制器根据所述路由信息,生成路由表,并将路由表下发至所述Openflow交换机。
7.一种路由设备,其特征在于,所述设备包括控制器和使用全分布式协议栈平台ROSNG协议栈的第一虚拟机;其中,
第一虚拟机,用于获取路由协议报文;基于所述ROSNG协议栈和所述路由协议报文,生成路由信息,将所述路由信息上传到控制器。
8.根据权利要求7所述的设备,其特征在于,所述路由设备还包括Openflow交换机;
相应地,所述第一虚拟机,具体用于接收由所述Openflow交换机根据流表转发的路由协议报文,其中,所述流表是由所述控制器下发的。
9.根据权利要求7所述的设备,其特征在于,所述路由设备还包括:使用ROSNG协议栈的第二虚拟机;
相应地,所述控制器,还用于在确定所述第一虚拟机处理业务时,控制所述第二虚拟机备份所述第一虚拟机的业务数据;在确定所述第一虚拟机失效时,基于快速重路由FRR功能将处理业务的虚拟机从所述第一虚拟机切换至所述第二虚拟机。
10.根据权利要求7所述的设备,其特征在于,所述第一虚拟机,还用于预先将邻居接口的IP地址配置为网关地址。
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