CN112152900A

CN112152900A - VxLAN场景中的报文转发方法和装置

Info

Publication number: CN112152900A
Application number: CN202011016998.6A
Authority: CN
Inventors: 周杰; 赵子苍; 李磊
Original assignee: Centec Networks Suzhou Co Ltd
Current assignee: Centec Networks Suzhou Co Ltd
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2020-09-24
Publication date: 2020-12-29

Abstract

本发明提供了一种VxLAN场景中的报文转发方法和装置、网络交换芯片和存储介质，解决了现有技术中VxLAN场景中报文转发所消耗的编辑信息表过多，资源利用率过低问题。该报文转发方法包括：基于接收的报文查找转发表，以获得对应的隧道编辑信息索引和VxLAN网络标识符VNI信息索引；根据隧道编辑信息索引查询隧道编辑信息，以及根述VNI信息索引查询VNI信息；利用隧道编辑信息和VNI信息对所述报文进行封装后转发。

Description

VxLAN场景中的报文转发方法和装置

技术领域

本发明涉及网络设备技术领域，具体涉及一种VxLAN场景中的报文转发方法和装置、网络交换芯片和存储介质。

背景技术

VxLAN是一种隧道技术，能够在三层网络的基础上建立二层以太网网络隧道，从而实现跨地域的二层互连。参图5，是一种典型的Vxlan跨网络拓扑图。VM1/VM3/VM5/VM7属于同一个广播域中，VNI(VxLAN Network Identifier，VXLAN网络标识符)的值是1000；VM2/VM4/VM6/VM8属于另外一个广播域，VNI的值是2000。在两个VTEP(VXLAN Tunnel End Point，VxLAN隧道端点)之间建立一条Vxlan隧道，由于网络中既存在VNI 1000又存在VNI2000，因此在VTEP上加封装时需要隧道信息以及两个VNI的信息。

具体的，比如VM1发往VM6时，在VTEP1上需要将VxLAN报文中的VNI编辑为2000；而如果是VM1发往VM5，则在VTEP1上需要将VxLAN报文中的VNI编辑为1000。假设VTEP1和VTEP2之间建立了三条隧道，分别为：

1)IPSA＝1.1.1.1 IPDA＝2.2.2.2

2)IPSA＝10.10.10.1 IPDA＝20.20.20.1

3)IPSA＝100.100.100.1 IPDA＝200.200.200.1

结合VNI 1000和VNI 2000的编辑信息，组合后在VTEP1上加封装的报文就有6种，也即在ASIC交换芯片中需要同时支持6种报文的编辑。

现有技术中，参图6，通过将这6种报文的编辑信息全部平铺，消耗6个编辑信息表的资源。然而，如果两个VTEP中建立有1000个隧道，VNI有3000个，则需要3000*1000＝3000000个编辑信息表，资源浪费严重。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种VxLAN场景中的报文转发方法和装置、网络交换芯片和存储介质。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种VxLAN场景中的报文转发方法，包括：

基于接收的报文查找转发表，以获得对应的隧道编辑信息索引和VxLAN网络标识符VNI信息索引；

根据所述隧道编辑信息索引查询隧道编辑信息，以及根据所述VNI信息索引查询VNI信息；

利用所述隧道编辑信息和VNI信息对所述报文进行封装后转发。

一实施例中，根据所述隧道编辑信息索引查询隧道编辑信息，具体包括：

根据所述隧道编辑信息索引访问编辑信息表，以获得隧道编辑信息。

一实施例中，根据所述VNI信息索引查询VNI信息，具体包括：

根据所述VNI信息索引访问VNI信息映射表，以获得VNI信息。

一实施例中，所述隧道编辑信息包括外层L2信息、和/或外层L3信息。

本申请还提供一种VxLAN场景中的报文转发装置，所述报文转发装置包括：

查找模块，用于基于接收的报文查找转发表，以获得对应的隧道编辑信息索引和VxLAN网络标识符VNI信息索引；

索引模块，用于根据所述隧道编辑信息索引查询隧道编辑信息，以及根据所述VNI信息索引查询VNI信息；

转发模块，用于利用所述隧道编辑信息和VNI信息对所述报文进行封装后转发。

一实施例中，所述索引模块具体用于：

根据所述VNI信息索引访问VNI信息映射表，以获得VNI信息。

本申请还提供一种网络交换芯片，所述网络交换芯片包括：内核和RAM，所述内核用于实现上述提供的VxLAN场景中的报文转发方法。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令配置为执行上述提供的VxLAN场景中的报文转发方法。

本申请的技术方案通过将隧道编辑信息和VNI信息分离，在面向需要具体转发的报文时，再将对应的隧道编辑信息和VNI信息一起与报文封装，避免提前消耗过多的编辑信息表资源，大大减少了表项的消耗，可以有效降低ASIC网络交换芯片的面积并降低成本和功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中VxLAN场景中的报文转发方法的流程图；

图2为本发明一实施例中VxLAN场景中的报文转发方法的逻辑图；

图3为本发明一实施例中VxLAN场景中的报文转发装置的模块图；

图4为本发明一实施例中网络交换芯片的硬件结构示意图；

图5为现有技术中典型的VxLAN跨网络拓扑图；

图6为现有技术VxLAN场景中报文转发的逻辑图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

VxLAN(Virtual eXtensible Local Area Network，虚拟扩展局域网)，是由IETF定义的NVO3(Network Virtualization OverLayer 3)标准技术之一，是对传统VLAN协议的一种扩展。VxLAN的特点是将L2的以太帧封装到UDP报文中，并在L3网络中传输。VxLAN本质上是一种隧道技术，在源网络设备与目的网络设备之间的IP网络上，建立一条逻辑隧道，将用户侧报文经过特定的封装后通过这条隧道转发。从用户一端看，接入网络的服务器类似连接到了一个虚拟的二层交换机的不同端口上，可以方便地通信。从服务器一端看，VxLAN为它们将整个数据中心基础网络虚拟成了一台的“二层交换机”，所有服务器都连接在这台虚拟二层交换机上。而基础网络之内如何转发都是这台虚拟的交换机内部的事情，服务器无需关心。

参图1和图2，介绍本申请VxLAN场景中的报文转发方法的一具体实施方式。在本实施方式中，该方法包括：

S11、基于接收的报文查找转发表，以获得对应的隧道编辑信息索引和VxLAN网络标识符VNI信息索引。

在VxLAN场景中，本申请所介绍的报文转发方法可以是依托于VTEP而实施。实际上，VxLAN的相关处理都可以在VTEP上进行，例如识别以太网数据帧所属的VxLAN、基于VxLAN对数据帧进行二层转发、封装/解封装报文等。VTEP可以是一台独立的物理设备，也可以是虚拟机所在宿主服务器的虚拟交换机，或者是其他支持VxLAN的硬件设备或软件来实现。在具体的工作层面，以下的实施例中以所揭示的报文转发方法基于VTEP中的网络交换芯片节点实现进行描述。

报文从VTEP中网络交换芯片的端口进入后，网络交换芯片会基于该报文查找转发表，并从转发表中获得隧道编辑信息索引和VNI信息索引。

S12、根据隧道编辑信息索引查询隧道编辑信息，以及根据所述VNI信息索引查询VNI信息。

隧道编辑信息和VNI信息的查询可以是同步进行，或者是按照设定的先后顺序。所说的隧道编辑信息可以包括外层L2信息、和/或外层L3信息。

具体地，可以是根据隧道编辑信息索引访问编辑信息表，以获得隧道编辑信息；以及，根据VNI信息索引访问VNI信息映射表，以获得VNI信息。

在VxLAN网络中，类比传统网络中虚拟局域网VLAN的概念，定义有BD(Bridge-Domain)。BD定义一个VxLAN广播域，可配合配置BDIF，实现跨VxLAN路由，一个BD唯一映射一个VNI。VTEP会根据配置生成BD与VNI的映射表，有了映射表后，进入VTEP的报文就可以根据自己所属的BD来确定报文封装时对应哪个VNI。

S13、利用隧道编辑信息和VNI信息对报文进行封装后转发。

在获得待转发报文对应隧道编辑信息和VNI信息后，将隧道编辑信息和VNI进行组合并与待转发报文共同封装。在这样的报文封装过程中，相对于将隧道和VNI全部平铺消耗编辑信息表的方式，只需要分别对应隧道编辑信息和VNI信息设置编辑信息表，编辑信息表的消耗数量仅仅是所需的隧道编辑信息和VNI信息的简单之和，在特别是多节点多隧道的VxLAN网络中，所需要消耗的资源大大减少。

参图3，介绍本申请VxLAN场景中的报文转发装置的一具体实施方式。在本实施方式中，该报文转发装置包括查找模块、索引模块和转发模块。

查找模块被配置为基于接收的报文查找转发表，以获得对应的隧道编辑信息索引和VxLAN网络标识符VNI信息索引；

索引模块被配置为根据所述隧道编辑信息索引查询隧道编辑信息，以及根据所述VNI信息索引查询VNI信息；

转发模块被配置为利用所述隧道编辑信息和VNI信息对所述报文进行封装后转发。

一实施例中，索引模块具体用于根据所述隧道编辑信息索引访问编辑信息表，以获得隧道编辑信息。

一实施例中，索引模块具体用于根据所述VNI信息索引访问VNI信息映射表，以获得VNI信息。

一实施例中，隧道编辑信息包括外层L2信息、和/或外层L3信息。

以上装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请装置实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。

需要说明的是，本申请实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述数据读写方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分不仅仅存在于芯片实现中，也可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个交换芯片执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

对应地，本申请实施例提供一种网络交换芯片，包括存储器、内核和RAM，所述存储器存储有可以通过所述内核运行的计算机程序，所述内核在运行所述计算机程序时实现上述实施例提供的数据读写方法中的步骤，该方法包括：

对应地，所述网络交换芯片的内核还可以用于实现上述实施例提供的VxLAN场景中报文转发方法中的步骤，此处不再赘述。

对应地，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令配置为执行上述实施例提供的VxLAN场景中报文转发方法中的步骤。

这里需要指出的是：以上存储介质和设备实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请存储介质和设备实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。

需要说明的是，图4为本申请实施例中网络交换芯片的一种硬件实体示意图，如图4所示，该交换芯片的硬件实体包括：内核、通信接口和存储器，其中：

内核通常控制网络交换芯片的总体操作。

通信接口可以使网络交换芯片通过网络与其他终端或服务器通信。

存储器配置为存储由内核可执行的指令和应用，还可以缓存待内核以及网络交换芯片中各模块待处理或已经处理的数据(例如，图像数据、音频数据、语音通信数据和视频通信数据)，可以通过随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)实现。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本说明书一个或多个实施例的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书一个或多个实施例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，本说明书一个或多个实施例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、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书一个或多个实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书一个或多个实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种VxLAN场景中的报文转发方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的VxLAN场景中的报文转发方法，其特征在于，根据所述隧道编辑信息索引查询隧道编辑信息，具体包括：

3.根据权利要求1所述的VxLAN场景中的报文转发方法，其特征在于，根据所述VNI信息索引查询VNI信息，具体包括：

根据所述VNI信息索引访问VNI信息映射表，以获得VNI信息。

4.根据权利要求1所述的VxLAN场景中的报文转发方法，其特征在于，所述隧道编辑信息包括外层L2信息、和/或外层L3信息。

5.一种VxLAN场景中的报文转发装置，其特征在于，所述报文转发装置包括：

6.根据权利要求5所述的VxLAN场景中的报文转发装置，其特征在于，所述索引模块具体用于：

7.根据权利要求5所述的VxLAN场景中的报文转发装置，其特征在于，所述索引模块具体用于：

根据所述VNI信息索引访问VNI信息映射表，以获得VNI信息。

8.根据权利要求5所述的VxLAN场景中的报文转发装置，其特征在于，所述隧道编辑信息包括外层L2信息、和/或外层L3信息。

9.一种网络交换芯片，其特征在于，所述网络交换芯片包括：内核和RAM，所述内核用于实现上述权利要求1至4任一项提供的VxLAN场景中的报文转发方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令配置为执行上述权利要求1至4任一项提供的VxLAN场景中的报文转发方法。