CN111800327A - Vxlan网络的流量分担方法、设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及VXLAN网络的流量分担方法、设备，方法包括：至少一个所述虚拟机向所述Spine设备发送请求报文；所述请求报文经过Leaf设备，并通过所述Leaf设备将所述请求报文封装至VXLAN隧道中，并以等价路由的方式将报文发送至多个所述Spine设备；多个所述Spine设备将应答报文反馈至所述至少一个虚拟机。本发明实施例通过在Leaf设备上设置物理还回端口，实现了BUM流量在Leaf设备上的等价路由转发，通过这种增加还回端口的方式，极大的提高了设备的扩展性和应用场景。

Description

VXLAN网络的流量分担方法、设备
技术领域
本发明涉及云计算技术领域，特别涉及VXLAN网络的流量分担方法、设备。
背景技术
VXLAN是一种网络虚似化技术，可以改进大型云计算在部署时的扩展问题，是对VLAN的一种扩展。VXLAN是一种功能强大的工具，可以穿透三层网络对二层进行扩展。它可通过封装流量并将其扩展到第三层网关，以此来解决VMS(虚拟内存系统)的可移植性限制，使其可以访问在外部IP子网上的服务器。
在VXLAN网络中，为了提高可靠性，用户经常会部署多个网关进行主备份，以保证一台网关设备故障时流量可以及时切换到另外的网关设备上，避免业务中断，多个网关都可以同时转发流量，充分利用设备资源。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决以下问题。
Vxlan多活网关中，从leaf设备往Spine设备发送的BUM流量无法做到负载分担，始终只能固定地从一侧走。
本发明实施例的第一方面提供了一种VXLAN网络的流量分担方法，所述VXLAN网络包括：Spine设备、Leaf设备以及与Leaf设备通信连接的主机，其中，所述主机上设置有一个或多个虚拟机，所述方法包括：
至少一个所述虚拟机向所述Spine设备发送请求报文；
所述请求报文经过Leaf设备，并通过所述Leaf设备将所述请求报文封装至VXLAN隧道中，并以等价路由的方式将报文发送至多个所述Spine设备；
多个所述Spine设备将应答报文反馈至所述至少一个虚拟机。
在一个示例中，所述通过所述Leaf设备将所述请求报文封装至VXLAN隧道中，并以等价路由的方式将报文发送至多个所述Spine设备，包括：
通过所述Leaf设备上设置的环回端口发送请求报文，以使所述Leaf设备能够以等价路由的方式发送报文。
本发明实施例通过设置还回端口，实现了Leaf设备的等价路由功能，避免了仅发送给一个Spine设备造成的故障率较高的问题。
在一个示例中，所述环回端口对应的VXLAN隧道的目标MAC地址是所述Leaf设备自身的routeMAC地址；
所述环回端口对应的VXLAN隧道的源MAC地址是任意合法的单播MAC地址。
本发明实施例通过将端口的目标MAC地址改为Leaf设备自身的routeMAC地址，技术手段简单有效且可靠，极大的提高了本发明实施例的拓展性。
在一个示例中，所述多个所述Spine设备将应答报文反馈至所述至少一个虚拟机，包括：
所述多个Spine设备中的每个Spine设备分别将封装的请求报文解封，并将各自形成应答报文发送至所述Leaf设备；
所述Leaf设备将所述应答报文洪泛至所述至少一个虚拟机，并将洪泛至还回端口中的应答报文丢弃。
本发明实施例通过对新添加的还回端口的功能进行限制，即仅发送来自虚拟机的报文，不发送来自Spine设备的报文，避免了报文转发过程中不必要的流程。
本发明实施例的第二方面提供了一种VXLAN网络的流量分担方法，所述VXLAN网络包括：Spine设备、Leaf设备以及与Leaf设备通信连接的主机，其中，所述主机上设置有一个或多个虚拟机，所述方法包括：
所述Leaf设备接收所述虚拟机向所述Spine设备发送的请求报文；
所述Leaf设备将所述请求报文封装至VXLAN隧道中，并以等价路由的方式发送至多个所述Spine设备，以使多个所述Spine设备根据所述应答报文进行反馈。
在一个示例中，所述Leaf设备将所述请求报文封装至VXLAN隧道中，并以等价路由的方式发送至多个所述Spine设备，包括：
通过所述Leaf设备上设置的环回端口发送请求报文，以使所述Leaf设备能够以等价路由的方式发送报文。
在一个示例中，所述环回端口对应的VXLAN隧道的目标MAC地址是所述Leaf设备自身的routeMAC地址；
所述环回端口对应的VXLAN隧道的源MAC地址是任意合法的单播MAC地址。
在一个示例中，所述多个所述Spine设备根据所述应答报文进行反馈，包括：
所述Leaf设备接收所述Spine发送的应答报文，其中，所述多个Spine设备中的每个Spine设备分别将封装的请求报文解封，各自形成所述应答报文；
所述Leaf设备将所述应答报文洪泛至所述至少一个虚拟机，并将洪泛至还回端口中的应答报文丢弃。
本发明实施例的第三方面提供了一种VXLAN网络的流量分担设备，包括：处理器、存储器和总线，其中，所述存储器用于存储执行指令，所述处理器与所述存储器通过所述总线连接，当所述设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令，以使所述设备本发明实施例第一方面所述的方法。
本发明实施例的第四方面提供了一种VXLAN网络的流量分担设备，包括：处理器、存储器和总线，其中，所述存储器用于存储执行指令，所述处理器与所述存储器通过所述总线连接，当所述设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令，以使所述设备本发明实施例第二方面所述的方法。
有益效果：
通过在Leaf设备上设置物理还回端口，实现了BUM流量在Leaf设备上的等价路由转发，通过这种增加还回端口的方式，极大的提高了设备的扩展性和应用场景。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为现有技术VXLAN多活网关的大二层网络“Spine-Leaf”组网架构示意图
图2为现有技术中VXLAN多活网关ARP请求报文示意图；
图3为现有技术中VXLAN多活网关ARP应答报文示意图；
图4为本发明实施例提供的VXLAN多活网关ARP请求报文示意图；
图5为本发明实施例提供的VXLAN多活网关ARP应答报文示意图；
图6为本发明实施例提供的第一种方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的第二种方法的流程示意图；
图8为本发明实施例提供的对应第一种方法的设备框架示意图；
图9为本发明实施例提供的对应第二种方法的设备框架示意图。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
VXLAN多活网关技术是为了提高可靠性，以保证一台网关设备故障时流量可以及时切换到另外的网关设备上，避免业务中断，多个网关都可以同时转发流量，充分利用设备资源。典型的VXLAN多活网关方案如图1所示，
图1为现有技术VXLAN多活网关的大二层网络“Spine-Leaf”组网架构示意图，如图所示，该架构包括：
Spine设备(对应图1所示的Spine1，Spine2)，Spine设备上配置有VXLAN网关，Spine设备处于该网络架构的核心层，Spine设备负责连接下层的Leaf设备，同时也负责与互联网通信。
Leaf设备(对应图1的Leaf1)，Leaf设备处于该网络架构的接入层，一台Leaf设备可连接一个或多个主机(服务器或者运行在服务器之上的虚拟机)，Leaf设备被配置用于转发其所连接的主机和其他网络单元(如其他主机)之间的通信报文。
Leaf设备连接的主机，所述主机可以是服务器，也可以是运行在服务器之上的虚拟机(virtual machine，VM)。一般来说每一个服务器中可以容纳一个虚拟交换机(英文：virtual switch)和多个VM，如图2所示，虚拟交换机以及VM被创建并且运行在每个服务器上的虚拟层，虚拟层实现服务器上物理资源的虚拟化以及调度，以供一个或者多个VM使用。VM被配置用于与其他的VM通过网络架构通信。虚拟交换机可以管理服务器中的多个VM之间的通信。
以虚拟机VM1与VMn请求VXLAN多活网关ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)报文为例，简述VXLAN多活网关中上述各个主体之间的交互逻辑。
图2为现有技术中VXLAN多活网关ARP请求报文示意图，如图所示，有如下步骤。
首先，虚拟机VM1与VMn向MAC地址为10.0.0.1的VXLAN网关发送ARP请求报文，VXLAN网关设置于Spine设备上；
然后，Leaf 1设备从Port 3端口收到虚拟机VM1与VMn的ARP请求报文，通过VXLAN1中的Port2端口进行洪泛，VXLAN1是Leaf1设备的广播域。
由于VXLAN多活网关的机制，存在两条路径转发，但是Leaf1设备的交换芯片对于BUM(广播，未知单播，组播)流量无法进行ECMP(等价路由)转发，只能固定地选择一条转发路径，要么从Port1端口转发，要么从Port2端口转发出去。
本发明的实施例中，假设选择从Port 2端口转发。Port2端口上的报文封装好图2所示的VXLAN报头(VXLAN header)，udp报头(udp header)，以及隧道的目标IP地址(DIP)，源IP地址(SIP)，目标MAC地址(DMAC)，源MAC地址(SMAC)。报文从Port2端口发送出去。
与此同时，Leaf 1设备学习虚拟机VM1与VMn的MAC表项(VXLAN1，00:00:00:00:00:11，Port3；VXLAN1:00:00:00:00:00:22，Port3)，MAC表项学习也有可能不成功，如芯片MAC表项已经满了，或者MAC表项冲突，一般而言，不成功也不会不影响流量转发。
Spine2设备接收到虚拟机VM1与VMn的带VXLAN封装的ARP请求报文，报文解封装送至interface VXLAN 1。Spine2会发送ARP应答报文。
图3为现有技术中VXLAN多活网关ARP应答报文示意图，如图所示，有如下步骤。
Leaf1设备上收到Spine1设备或Spine2设备上带VXLAN隧道封装的报文，本发明的实施例为Spine2设备。Leaf1设备解封装后会根据VXLAN 1和内层目标MAC查询MAC表项是否存在目标MAC，如上述步骤中已学习到MAC表项，那么会查找到Port3端口单播出去，如果在上述步骤中MAC表项未学习成功，那么会往VXLAN 1洪泛列表中进行洪泛，这个洪泛过程也会往Port3端口进行发送。
VM1与VMn虚拟机收到网关的ARP应答报文，然后就可以进行下一步通讯，如访问互联网以及其它Leaf节点的设备了。
上述的VXLAN多活网关中，从Leaf设备往Spine设备发送的BUM流量无法做到负载分担，始终只能固定地从一侧走。
图4为本发明实施例提供的VXLAN多活网关ARP请求报文示意图，如图所示，有如下步骤。
首先，虚拟机VM1与VMn向MAC地址为10.0.0.1的VXLAN网关发送ARP请求报文，VXLAN网关设置于Spine设备上。
然后，Leaf1设备从Port3端口收到VM1与VMn虚拟机的ARP请求报文，Leaf1设备查找属于VXLAN1的端口，往VXLAN1中的Port4端口进行洪泛，VXLAN1是Leaf1设备的广播域。
如图4所示，Port4端口上的报文封装好VXLAN header，udp header，以及隧道的目标IP地址，源IP地址，但是隧道外层的目标MAC地址修改为Leaf1设备本身的routeMAC，源MAC地址的值可以为任意合法的单播MAC地址，这里填充为VM1与VMn的MAC地址。报文中Port4封装出去。
与此同时，Leaf 1设备学习VM1与VMn虚拟机的MAC表项(VXLAN1，00:00:00:00:00:11，Port3；VXLAN1：00:00:00:00:00:22，Port3)，MAC表项学习也有可能不成功，如芯片MAC表项已经满了，或者MAC表项冲突，不影响流量转发。
由于Leaf1设备上的Port4端口设置为物理环回状态，封装的报文又经Port4端口进入Leaf 1设备，由于目标MAC地址的值为Leaf1设备本身的routemac值，那么报文进行路由转发，查找Leaf1设备上的路由表，对于目标IP为1.1.1.1的路由是一个ECMP路由(等价路由)，因此将进行负载分担，替换外层报文的目标MAC地址以及源MAC地址，其它内容不变。
Spine1设备与Spine2设备上的网关分别接收到VM1与VMn虚拟机的带VXLAN封装的ARP请求报文，报文解封装送至Interface VXLAN1。VXLAN网关会发送ARP应答报文。
图5为本发明实施例提供的VXLAN多活网关ARP应答报文示意图，如图所示，有如下步骤。
Leaf1设备上收到Spine1设备与Spine2设备上带VXLANTunnel封装的报文，解封装后会根据VXLAN1和内层DMAC查询MAC表项是否存在目的，在第二步中，如果已学习到MAC表项，那么会查找到Port3端口单播出去，如果第二步MAC地址未学习成功，那么会往VXLAN1洪泛列表中进行洪泛，这时设置对于发往Port4的VXLAN解封装的报文，予以丢弃，避免报文再发送往物理还回口，往回发送给Spine设备。报文只在Port 3端口进行发送。
虚拟机VM1与VMn收到网关的ARP应答报文，然后就可以进行下一步通讯，如访问IpCore Network、互联网以及其它Leaf设备。
根据本发明的具体实施例，图6为本发明实施例提供的第一种方法的流程示意图；如图6所示，方法包括：
S601至少一个所述虚拟机向所述Spine设备发送请求报文；
S602所述请求报文经过Leaf设备，并通过所述Leaf设备将所述请求报文封装至VXLAN隧道中，并以等价路由的方式将报文发送至多个所述Spine设备；
S603多个所述Spine设备将应答报文反馈至所述至少一个虚拟机。
具体而言，所述通过所述Leaf设备将所述请求报文封装至VXLAN隧道中，并以等价路由的方式将报文发送至多个所述Spine设备，包括：
通过所述Leaf设备上设置的环回端口发送请求报文，以使所述Leaf设备能够以等价路由的方式发送报文。所述环回端口对应的VXLAN隧道的目标MAC地址是所述Leaf设备自身的routeMAC地址；所述环回端口对应的VXLAN隧道的源MAC地址是任意合法的单播MAC地址。
相应的，所述多个所述Spine设备将应答报文反馈至所述至少一个虚拟机，包括：
所述多个Spine设备中的每个Spine设备分别将封装的请求报文解封，并将各自形成应答报文发送至所述Leaf设备；
所述Leaf设备将所述应答报文洪泛至所述至少一个虚拟机，并将洪泛至还回端口中的应答报文丢弃。
根据本发明的具体实施例，图7为本发明实施例提供的第二种方法的流程示意图；如图7所示，方法包括：
S701所述Leaf设备接收所述虚拟机向所述Spine设备发送的请求报文；
S702所述Leaf设备将所述请求报文封装至VXLAN隧道中，并以等价路由的方式发送至多个所述Spine设备，以使多个所述Spine设备根据所述应答报文进行反馈。
具体而言，所述Leaf设备将所述请求报文封装至VXLAN隧道中，并以等价路由的方式发送至多个所述Spine设备，包括：
通过所述Leaf设备上设置的环回端口发送请求报文，以使所述Leaf设备能够以等价路由的方式发送报文。其中，所述环回端口对应的VXLAN隧道的目标MAC地址是所述Leaf设备自身的routeMAC地址；所述环回端口对应的VXLAN隧道的源MAC地址是任意合法的单播MAC地址。
相应的，所述多个所述Spine设备根据所述应答报文进行反馈，包括：
所述Leaf设备接收所述Spine发送的应答报文，其中，所述多个Spine设备中的每个Spine设备分别将封装的请求报文解封，各自形成所述应答报文；
所述Leaf设备将所述应答报文洪泛至所述至少一个虚拟机，并将洪泛至还回端口中的应答报文丢弃。
基于同样的思路，本发明的一些实施例还提供了上述方法对应的设备。
图8为本发明实施例提供的对应第一种方法的设备框架示意图，所述设备包括：处理器、存储器和总线，其中，所述存储器用于存储执行指令，所述处理器与所述存储器通过所述总线连接，当所述设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令，以使所述设备执行本发明实施例提供的第一种方法。
图9为本发明实施例提供的对应第二种方法的设备框架示意图，所述设备包括：处理器、存储器和总线，其中，所述存储器用于存储执行指令，所述处理器与所述存储器通过所述总线连接，当所述设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令，以使所述设备执行本发明实施例提供的第二种方法。
本发明实施例本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在申请中。

Claims (10)

1.一种VXLAN网络的流量分担方法，其特征在于，所述VXLAN网络包括：Spine设备、Leaf设备以及与Leaf设备通信连接的主机，其中，所述主机上设置有一个或多个虚拟机，所述方法包括：
至少一个所述虚拟机向所述Spine设备发送请求报文；
所述请求报文经过Leaf设备，并通过所述Leaf设备将所述请求报文封装至VXLAN隧道中，并以等价路由的方式将报文发送至多个所述Spine设备；
多个所述Spine设备将应答报文反馈至所述至少一个虚拟机。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述Leaf设备将所述请求报文封装至VXLAN隧道中，并以等价路由的方式将报文发送至多个所述Spine设备，包括：
通过所述Leaf设备上设置的环回端口发送请求报文，以使所述Leaf设备能够以等价路由的方式发送报文。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述环回端口对应的VXLAN隧道的目标MAC地址是所述Leaf设备自身的routeMAC地址；
所述环回端口对应的VXLAN隧道的源MAC地址是任意合法的单播MAC地址。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个所述Spine设备将应答报文反馈至所述至少一个虚拟机，包括：
所述多个Spine设备中的每个Spine设备分别将封装的请求报文解封，并将各自形成应答报文发送至所述Leaf设备；
所述Leaf设备将所述应答报文洪泛至所述至少一个虚拟机，并将洪泛至还回端口中的应答报文丢弃。
5.一种VXLAN网络的流量分担方法，其特征在于，所述VXLAN网络包括：Spine设备、Leaf设备以及与Leaf设备通信连接的主机，其中，所述主机上设置有一个或多个虚拟机，所述方法包括：
所述Leaf设备接收所述虚拟机向所述Spine设备发送的请求报文；
所述Leaf设备将所述请求报文封装至VXLAN隧道中，并以等价路由的方式发送至多个所述Spine设备，以使多个所述Spine设备根据所述应答报文进行反馈。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述Leaf设备将所述请求报文封装至VXLAN隧道中，并以等价路由的方式发送至多个所述Spine设备，包括：
通过所述Leaf设备上设置的环回端口发送请求报文，以使所述Leaf设备能够以等价路由的方式发送报文。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述环回端口对应的VXLAN隧道的目标MAC地址是所述Leaf设备自身的routeMAC地址；
所述环回端口对应的VXLAN隧道的源MAC地址是任意合法的单播MAC地址。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述多个所述Spine设备根据所述应答报文进行反馈，包括：
所述Leaf设备接收所述Spine发送的应答报文，其中，所述多个Spine设备中的每个Spine设备分别将封装的请求报文解封，各自形成所述应答报文；
所述Leaf设备将所述应答报文洪泛至所述至少一个虚拟机，并将洪泛至还回端口中的应答报文丢弃。
9.一种VXLAN网络的流量分担设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，其中，
所述存储器用于存储执行指令，所述处理器与所述存储器通过所述总线连接，当所述设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令，以使所述设备执行权利要求1-4任一项所述的方法。
10.一种VXLAN网络的流量分担设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，其中，
所述存储器用于存储执行指令，所述处理器与所述存储器通过所述总线连接，当所述设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令，以使所述设备执行权利要求5-8任一项所述的方法。
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