CN111147369A - 路由系统、路由方法和服务器 - Google Patents

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Abstract

本公开提出一种路由系统、路由方法和服务器，涉及数据通信领域。本公开通过转发面设备分离路由报文，通过VXLAN将路由报文发送到控制面设备，控制面设备根据路由报文生成路由信息，将路由信息下发给转发面设备，以使得转发面设备根据路由信息进行报文转发，从而实现了转发面和控制面分离网络架构下的路由方案。

Description

路由系统、路由方法和服务器
技术领域
本公开涉及数据通信领域，特别涉及一种路由系统、路由方法和服务器。
背景技术
路由(routing)是指报文从源到目的地时，决定端到端路径的网络范围的进程，是网络设备的一项基本功能。传统路由器的转发面功能和控制面功能是集成在一起的。相应的路由方法也是针对传统路由器提出的。然而，在新型的转发面和控制面分离的网络架构下，路由该如何处理是一个需要解决的问题。
发明内容
鉴于此，本公开提出一种转发面和控制面分离网络架构下的路由方案。
本公开的一些实施例提出一种路由系统，包括：
转发面设备，配置有网卡、虚拟可扩展局域网隧道端点VTEP、配置服务端；
控制面设备，配置有VTEP、内核路由管理器、若干路由协议模块、配置客户端；
其中，转发面设备的VTEP和控制面设备的VTEP通信连接，以便将网卡分离的路由报文从转发面设备的VTEP传输到控制面设备的VTEP，配置客户端与配置服务端通信连接，以便内核路由管理器将路由报文分发给相应的路由协议模块，并由路由协议模块将根据路由报文确定的路由信息从配置客户端传输到配置服务端。
在一些实施例中，控制面设备，还配置存储路由信息的路由信息数据库，转发面设备，还配置存储路由信息的转发信息数据库。
在一些实施例中，网卡具有物理功能PF接口和虚拟功能VF接口，转发面设备还配置有网桥，网桥通过VF接口与网卡连接，网桥还连接转发面设备的VTEP。
在一些实施例中，每个控制面设备对应一个或多个转发面设备。
本公开的一些实施例提出一种路由方法，包括：
转发面设备分离路由报文；
转发面设备通过虚拟可扩展局域网VXLAN将路由报文发送到控制面设备；
控制面设备根据路由报文生成路由信息；
控制面设备将路由信息下发给转发面设备，以使得转发面设备根据路由信息进行报文转发。
在一些实施例中，转发面设备和控制面设备分别建立虚拟可扩展局域网隧道端点VTEP，转发面设备从其VTEP将路由报文通过VXLAN发送到控制面设备的VTEP。
在一些实施例中，控制面设备安装有配置客户端，转发面设备安装有配置服务端，控制面设备的配置客户端将路由信息下发给转发面设备的配置服务端。
在一些实施例中，配置客户端为远程过程调用客户端，且配置服务端为远程过程调用服务端；或者，配置客户端为网络配置客户端，且配置服务端为网络配置服务端。
在一些实施例中，转发面设备根据路由协议的特征信息分离路由报文。
本公开的一些实施例提出一种服务器，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行前述任一个实施例中的路由方法。
附图说明
下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。根据下面参照附图的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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为本公开一些实施例的路由系统的示意图。
图2和图3为本公开一些实施例的转发面设备和控制面设备的部署示意图。
图4为本公开一些实施例的路由方法的示意图。
图5为本公开一些实施例的服务器的示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1为本公开一些实施例的路由系统的示意图。如图1所示，该实施例的系统包括：转发面设备10和控制面设备20。
转发面设备10，配置有网卡(Network Interface Card"，简称"NIC")11、VTEP(VXLAN Tunnel End Point，虚拟可扩展局域网隧道端点)12、配置服务端13、存储路由信息的转发信息数据库(Forwarding Info Base)14。网卡11具有物理功能(PhysicalFunction，PF)接口15和虚拟功能(Virtual Function，VF)接口16。网卡支持PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)功能，一个PF可以扩展出若干个VF。转发面设备10还配置有网桥17，网桥17通过VF接口16与网卡11连接，网桥17还连接转发面设备的VTEP12。
控制面设备20，配置有VTEP21、内核路由管理器22、若干路由协议模块23、配置客户端24、存储路由信息的路由信息数据库(RIB，Routing Info Base)25。其中，每个路由协议模块23运行有某种路由协议，如BGP、OSPF、RIP等，但不限于所示示例。
其中，转发面设备10的VTEP12和控制面设备20的VTEP21例如可以通过VXLAN(Virtual eXtensible Local Area Network，虚拟可扩展局域网)建立通信连接，以便将网卡11分离的路由报文从转发面设备的VTEP12传输到控制面设备的VTEP21；或者，控制面设备20接收到路由报文后，从其VTEP21通过VXLAN向转发面设备10的VTEP12发送回复报文，如确认收到等；或者，控制面设备20从其VTEP21通过VXLAN将第二路由报文主动发送到转发面设备10的VTEP12。配置客户端24与配置服务端13通信连接，以便内核路由管理器22将路由报文分发给相应的路由协议模块23，并由路由协议模块23将根据路由报文确定的路由信息从配置客户端24传输到配置服务端13。
在一些实施例中，控制面设备20例如可以运行开源的Quagga，实现其路由功能。
在一些实施例中，每个控制面设备20对应一个转发面设备10(如图2所示)。或者，每个控制面设备20对应多个转发面设备10(如图3所示)，实现对多个转发面设备的路由控制。
在一些实施例中，通过NFV(网络功能虚拟化，Network FunctionVirtualization)采用通用服务器作为控制面设备和控制面设备。
图4为本公开一些实施例的路由方法的示意图。如图4所示，该实施例的方法包括：
在步骤S410，转发面设备分离路由报文。
在一些实施例中，转发面设备根据路由协议的特征信息分离路由报文。
例如，BGP(Border Gateway Protocol，边界网关协议)路由报文的TCP(Transmission Control Protocol传输控制协议)报文目标端口为179，根据该特征可以分离出BGP路由报文。根据IGP(Interior Gateway Protocol,内部网关协议)路由协议的规定，OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先)路由报文的IP协议号为17，RIP(Routing Information Protocol,路由信息协议)路由报文的UDP(User DatagramProtocol，用户数据报协议)端口号为520，根据这些特征可以分离出OSPF路由报文和RIP路由报文。
在步骤S420，转发面设备通过虚拟可扩展局域网VXLAN将路由报文发送到控制面设备。
在一些实施例中，转发面设备和控制面设备分别建立VTEP，转发面设备从其VTEP将路由报文通过VXLAN发送到控制面设备的VTEP，即通过建立的VXLAN实现路由报文的传输。
在步骤S430，控制面设备根据路由报文生成路由信息。
在步骤S440，控制面设备将路由信息下发给转发面设备，以使得转发面设备根据路由信息进行报文转发。
在一些实施例中，控制面设备安装有配置客户端，转发面设备安装有配置服务端，控制面设备的配置客户端将路由信息下发给转发面设备的配置服务端。
在一些实施例中，配置客户端为远程过程调用客户端，且配置服务端为远程过程调用服务端，即控制面设备通过远程过程调用(RPC)协议，如gRPC下发路由信息给转发面设备。或者，配置客户端为网络配置客户端，且配置服务端为网络配置服务端，即控制面设备通过网络配置协议，如NETCONF下发路由信息给转发面设备。
在一些实施例中，控制面设备还可以从其VTEP通过VXLAN将第二路由报文主动发送到转发面设备的VTEP。
在一些实施例中，控制面设备接收到路由报文后，从其VTEP通过VXLAN向转发面设备的VTEP发送回复报文。
下面描述一个应用例。
首先，报文通过PF接口进入转发面设备的网卡。
然后，网卡分离出路由报文，再将路由报文经由VF接口和网桥传到转发面设备的VTEP。
接着，转发面设备的VTEP将路由报文传到控制面设备的VTEP。
接着，控制面设备的VTEP将路由报文传到内核路由管理器，内核路由管理器将路由报文分发给相应的路由协议模块，例如，如果是BGP路由报文，则分发给运行BGP协议的路由协议模块。
然后，路由协议模块计算路由，生成增量路由信息，并存入RIB。RIB改变后，发送增量路由信息到配置客户端。
接着，控制面设备的配置客户端通过配置协议(如前述的gRPC、NETCONF)将增量路由信息发送到转发面设备的配置服务端。增量路由信息的格式例如可以是XML(可扩展标记语言，eXtensible Markup Language)格式。
最后，配置服务端将增量路由信息写入FIB。后续，转发面设备可以根据FIB对报文进行路由转发。
图5为本公开一些实施例的服务器的示意图。如图5所示，该实施例的服务器包括：
存储器510以及耦接至该存储器510的处理器520，处理器520被配置为基于存储在存储器510中的指令，执行前述任意一些实施例中的路由方法。
其中，存储器510例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。
本领域内的技术人员应当明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开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非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、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。应理解为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。
以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种路由系统，包括：
转发面设备，配置有网卡、虚拟可扩展局域网隧道端点VTEP、配置服务端；
控制面设备，配置有VTEP、内核路由管理器、若干路由协议模块、配置客户端；
其中，转发面设备的VTEP和控制面设备的VTEP通信连接，以便将网卡分离的路由报文从转发面设备的VTEP传输到控制面设备的VTEP，配置客户端与配置服务端通信连接，以便内核路由管理器将路由报文分发给相应的路由协议模块，并由路由协议模块将根据路由报文确定的路由信息从配置客户端传输到配置服务端。
2.如权利要求1所述的系统，其中，
控制面设备，还配置存储路由信息的路由信息数据库，
转发面设备，还配置存储路由信息的转发信息数据库。
3.如权利要求1所述的系统，其中，
网卡具有物理功能PF接口和虚拟功能VF接口，
转发面设备还配置有网桥，网桥通过VF接口与网卡连接，网桥还连接转发面设备的VTEP。
4.如权利要求1所述的系统，其中，
每个控制面设备对应一个或多个转发面设备。
5.一种路由方法，包括：
转发面设备分离路由报文；
转发面设备通过虚拟可扩展局域网VXLAN将路由报文发送到控制面设备；
控制面设备根据路由报文生成路由信息；
控制面设备将路由信息下发给转发面设备，以使得转发面设备根据路由信息进行报文转发。
6.如权利要求5所述的方法，其中，转发面设备和控制面设备分别建立虚拟可扩展局域网隧道端点VTEP，
转发面设备从其VTEP将路由报文通过VXLAN发送到控制面设备的VTEP。
7.如权利要求5所述的方法，其中，控制面设备安装有配置客户端，转发面设备安装有配置服务端，
控制面设备的配置客户端将路由信息下发给转发面设备的配置服务端。
8.如权利要求7所述的方法，其中，
配置客户端为远程过程调用客户端，且配置服务端为远程过程调用服务端；
或者，配置客户端为网络配置客户端，且配置服务端为网络配置服务端。
9.如权利要求5所述的方法，其中，
转发面设备根据路由协议的特征信息分离路由报文。
10.如权利要求5所述的方法，还包括：
控制面设备从其VTEP通过VXLAN将第二路由报文发送到转发面设备的VTEP；
或者，控制面设备接收到路由报文后，通过VXLAN向转发面设备发送回复报文。
11.一种服务器，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求5-10中任一项所述的路由方法。
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