CN112383425A - 一种基于vxlan网络的终端发现系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信领域的终端发现和监控技术，其公开了一种基于VXLAN网络的终端发现系统及方法，解决传统技术中发现终端的准确度不高，且效率低，无法及时的发现并监控终端的问题。该方法包括：a.控制器读取Leaf设备中VXLAN相关的FDB表进行分析，根据所述FDB表中的MAC地址对应有接口判定出接入有终端；b.控制器读取Spine设备或Leaf设备中的ARP表进行分析获得终端的IP地址；c.控制器对获取的终端信息进行监控和管理。

Description

一种基于VXLAN网络的终端发现系统及方法
技术领域
本发明涉及通信领域的终端发现和监控技术，具体涉及一种基于VXLAN网络的终端发现系统及方法。
背景技术
目前越来越多数据中心、企业使用VXLAN、云计算技术来创建、管理终端。在此类场景下，终端的数量较多，且终端的接入信息会较为频繁的改变。用户十分关注场景中有哪些终端，哪些终端信息发生了改变。
传统的终端识别技术主要是读取交换机的FDB表中的MAC地址，然后排除网络设备的MAC地址，剩下的MAC是即为终端。此技术较为简单，但发现终端的准确度依赖于内置网络设备MAC OUI(组织唯一标识符)的数量，可靠性不高。由于需要进行大量的MAC地址匹配，消耗性能较大、效率较低，很难及时地发现并监控终端信息的改变。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提出一种基于VXLAN网络的终端发现系统及方法，解决传统技术中发现终端的准确度不高，且效率低，无法及时的发现并监控终端的问题。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：
一方面，本发明提供了一种基于VXLAN网络的终端发现系统，包括控制器、Spine设备和Leaf设备；所述Leaf设备与Spine设备之间建立VXLAN隧道进行通信，所述控制器与Spine设备和Leaf设备之间网络可达；
所述控制器，用于读取Leaf设备中VXLAN相关的FDB表进行分析，根据所述FDB表中的MAC地址对应有接口判定出接入有终端，并读取Spine设备或Leaf设备中的ARP表获取终端的IP地址，并对获取的终端的信息进行监控和管理。
作为进一步优化，所述控制器包括：
读取模块，用于读取Leaf设备中VXLAN相关的FDB表以及Spine设备或Leaf设备中的ARP表；
分析模块，用于对FDB表根据MAC地址是否对应有接口判定出接入有终端，以及根据终端的MAC地址在ARP表中获取对应的IP地址；
管理模块，用于对获取的终端的信息进行监控和管理。
作为进一步优化，所述读取模块具体用于根据预设的轮询周期和需要监控的参数，定时轮询读取Leaf设备中VXLAN相关的FDB表以及Spine设备中的ARP表。
作为进一步优化，所述管理模块包括：
存储单元，用于存储已有终端的信息；
比较单元，用于将发现的终端的信息与已有终端的信息进行比较；
记录单元，用于根据比较结果判断发现的终端为新的终端时，将此新的终端的信息记录在存储单元中；或者，根据比较结果判断发现的终端为已有终端，但信息发生变化时，将参数变化信息记录在存储单元中，并触发告警单元；
告警单元，用于产生告警信息；
更新单元，用于在判断发现的终端为已有终端后，对存储单元中的对应终端的信息进行更新。
作为进一步优化，所述获取的终端信息包括：终端的MAC地址、IP地址、接入设备、接入接口、VXLAN ID和VLAN。
另一方面，基于上述系统，本发明还提供了一种基于VXLAN网络的终端发现方法，其包括以下步骤：
a.控制器读取Leaf设备中VXLAN相关的FDB表进行分析，根据所述FDB表中的MAC地址对应有接口判定出接入有终端；
b.控制器读取Spine设备或Leaf设备中的ARP表进行分析获得终端的IP地址；
c.控制器对获取的终端信息进行监控和管理。
作为进一步优化，步骤a之前还包括步骤a0.在控制器上设置定时轮询周期以及需要监控的参数，并开启终端发现任务；
步骤a中，控制器上的终端发现任务定时轮询读取Leaf设备中VXLAN相关的FDB表。
作为进一步优化，步骤b中，控制器根据终端的MAC地址在ARP表中获取对应IP地址。
作为进一步优化，步骤a中，所述根据MAC地址是否对应有接口来判定出终端，具体包括：若所述FDB表中的MAC地址有对应的接口，则判定该MAC地址为终端的MAC地址，否则，判定该MAC地址为转发设备的MAC地址。
作为进一步优化，步骤c中，所述控制器对获取的终端信息进行监控和管理，具体包括：
c1.将发现的终端信息与已有终端的信息进行比较，判断发现的终端是否为已有终端，若是，则进入步骤c2，否则，则直接新增此终端的信息记录；
c2.判断终端的信息是否发生改变，若是，则进入步骤c3,否则直接更新存储的终端信息；
c3.记录参数变化信息并进行告警，然后更新存储的终端信息。
本发明的有益效果是：
在VXLAN网络中，根据VXLAN地址学习的特点，可以根据FDB表中MAC地址是否有对应接口信息来直接判断某个MAC地址是终端还是设备的MAC，准确率高；
由于无需再进行繁杂的MAC OUI的匹配，且消耗性能较小，则可以较为频繁的去轮询终端的信息，若终端信息发生了变化，可以及时进行标识且产生告警，起到了监控终端的作用。
附图说明
图1为本发明中基于VXLAN网络的终端发现系统拓扑结构图；
图2为本发明实施例中基于VXLAN网络的终端发现方法流程图。
具体实施方式
本发明旨在提出一种基于VXLAN网络的终端发现系统及方法，解决传统技术中发现终端的准确度不高，且效率低，无法及时的发现并监控终端的问题。其核心思想是：控制器通过SNMP协议读取Leaf设备VXLAN相关的FDB表，然后分析FDB表；在VXLAN网络中，FDB表中记录了网络设备学到的MAC、VLAN、VXLAN、INTERFACE等信息，若MAC地址有对应的INTERFACE，则说明终端与设备之间无需走VXLAN隧道，即说明终端与设备直连，则说明此MAC为终端的MAC。确定终端MAC后，控制器继续读取Spine设备或者Leaf设备的ARP表，然后分析ARP表，ARP表中记录了MAC地址、IP地址的对应关系，可以通过终端的MAC地址直接找到对应的IP地址。至此，控制器已经获得了终端的MAC地址、IP地址、接入设备、接入接口、VXLAN ID、VLAN，控制器可以将终端的信息按VXLAN进行逻辑网络的划分，展示不同的终端，便于数据中心对终端资源进行管理。由于此种发现终端的方式消耗性能较小，控制器可以较为频繁的去轮询终端的信息，若终端的IP、接入位置、VXLAN、VLAN等信息发生了变化，可以及时进行标识且产生告警。
具体实现上，参见图1，本发明中基于VXLAN网络的终端发现系统包括控制器、Spine设备、Leaf设备和终端；在该系统中，控制器与Spine、Leaf之间网络正确可达；Spine-Leaf之间均已打通VXLAN隧道，Leaf设备下接了服务器，服务器下又新建了多台终端。
其中，控制器用于读取Leaf设备中VXLAN相关的FDB表进行分析，根据MAC地址是否对应有接口信息来判定出终端，并读取Spine设备或Leaf设备中的ARP表进行分析获得终端的IP地址，并对获取的终端的信息进行监控和管理。
控制器具体包括读取模块、分析模块和管理模块；其中，
读取模块，用于读取Leaf中VXLAN相关的FDB表以及Spine或Leaf中的ARP表；
分析模块，用于根据FDB表中的MAC地址对应有接口来判定接入有终端，以及根据终端的MAC地址在ARP表中获取对应的IP地址；
管理模块，用于对获取的终端的信息进行监控和管理。
实施例：
本实施例提供了一种应用于上述终端发现系统的终端发现方法，参见图2，其具体实施流程如下：
1、控制器侧设置参数：
本步骤中，我们可以根据实际场景需求设置定时轮询终端的周期、需要监控的参数。可选择的参数有终端的IP、VLAN、VXLAN、接入设备、接入端口等。
2、开启终端发现任务：
本步骤中，通过在控制器中开启终端发现任务，由终端发现任务执行定时轮询。
3、通过SNMP协议读取转发设备VXLAN相关的FDB表，然后分析FDB表：
本步骤中，控制器通过SNMP(简单网络管理协议)在Leaf设备中读取VXLAN相关的FDB表，FDB表中记录了设备学到的MAC、VLAN、VXLAN、INTERFACE(接口)等信息，通过对FDB的分析，若MAC地址有对应的接口，则说明终端与设备之间无需走VXLAN隧道，即说明终端与设备直连，则说明此MAC为终端的MAC，反之，若MAC地址中没有对应的接口,则说明此MAC为需要通过VXLAN隧道通信的转发设备的MAC。
4、读取ARP信息，找到终端MAC所对应IP地址：
本步骤中，确定终端MAC后，控制器继续通过SNMP协议读取Spine、Leaf设备VXLAN相关的ARP表，然后分析ARP表；ARP表中记录了MAC地址、IP地址的对应关系，可以通过终端的MAC地址直接找到对应的IP地址。需要说明的是，对于集中式网络部署而言，ARP表在Spine设备中，因此需要通过SNMP协议读取Spine中的ARP表，对于分布式网络部署而言，ARP表在Leaf设备中，因此需要通过SNMP协议读取Leaf中的ARP表。
由于在步骤3中读取FDB表时可以获取到MAC地址、接入设备、接入接口、VXLAN ID、VLAN信息，而本步骤中又获得了IP地址信息，则获得了完整的需要监控的终端的信息。
5、判断控制器中是否已存在该终端的信息：
本步骤中，控制器将新读取到的终端的信息与控制器中已有的终端信息进行比较：若控制器还没有此终端的信息，则直接在存储单元中新增此终端的信息。
6、判断监控的参数是否发生改变：
本步骤中，若控制器中已有此终端信息，则判断监控的参数是否变化(IP、VLAN、VXLAN、接入设备、接入端口)，若没变化则直接更新终端的信息。若有变化则先记录参数变化记录并且产生告警信息，然后再更新终端信息。

Claims (10)

1.一种VXLAN网络的终端发现系统，其特征在于，包括控制器、Spine设备和Leaf设备；所述Leaf设备与Spine设备之间建立VXLAN隧道进行通信，所述控制器与Spine设备和Leaf设备之间网络可达；
所述控制器，用于读取Leaf设备中VXLAN相关的FDB表进行分析，根据所述FDB表中的MAC地址对应有接口判定出接入有终端，并读取Spine设备或Leaf设备中的ARP表获取终端的IP地址，并对获取的终端的信息进行监控和管理。
2.如权利要求1所述的基于VXLAN网络的终端发现系统，其特征在于，所述控制器包括：
读取模块，用于读取Leaf设备中VXLAN相关的FDB表以及Spine设备或Leaf设备中的ARP表；
分析模块，用于根据FDB表中MAC地址对应有接口判定出接入有终端，以及根据获取的终端的MAC地址在ARP表中获取对应的IP地址；
管理模块，用于对获取的终端的信息进行监控和管理。
3.如权利要求2所述的基于VXLAN网络的终端发现系统，其特征在于，
所述读取模块，具体用于根据预设的轮询周期和需要监控的参数，定时轮询读取Leaf设备中VXLAN相关的FDB表以及Spine设备中的ARP表。
4.如权利要求2所述的基于VXLAN网络的终端发现系统，其特征在于，所述管理模块包括：
存储单元，用于存储已有终端的信息；
比较单元，用于将发现的终端的信息与已有终端的信息进行比较；
记录单元，用于根据比较结果判断发现的终端为新的终端时，将此新的终端的信息记录在存储单元中；或者，根据比较结果判断发现的终端为已有终端，但信息发生变化时，将参数变化信息记录在存储单元中，并触发告警单元；
告警单元，用于产生告警信息；
更新单元，用于在判断发现的终端为已有终端后，对存储单元中的对应终端的信息进行更新。
5.如权利要求1-4任意一项所述的基于VXLAN网络的终端发现系统，其特征在于，
所述终端的信息包括以下信息中的至少一种：终端的MAC地址、IP地址、接入设备、接入接口、VXLAN ID和VLAN。
6.一种基于VXLAN网络的终端发现方法，应用于如权利要求1-5任意一项所述的终端发现系统，其特征在于，包括以下步骤：
a.控制器读取Leaf设备中VXLAN相关的FDB表进行分析，根据所述FDB表中的MAC地址对应有接口判定出接入有终端；
b.控制器读取Spine设备或Leaf设备中的ARP表进行分析获取终端的IP地址；
c.控制器对获取的终端的信息进行监控和管理。
7.如权利要求6所述的基于VXLAN网络的终端发现方法，其特征在于，
步骤a之前还包括步骤a0：在控制器上设置定时轮询周期以及需要监控的参数，并开启终端发现任务；
步骤a中，控制器上的终端发现任务定时轮询读取Leaf设备中VXLAN相关的FDB表。
8.如权利要求6所述的基于VXLAN网络的终端发现方法，其特征在于，
步骤b中，控制器根据终端的MAC地址在ARP表中获取对应的IP地址。
9.如权利要求6所述的基于VXLAN网络的终端发现方法，其特征在于，
步骤a中，所述根据MAC地址对应有接口来判定出接入有终端，
具体包括：若所述FDB表中的MAC地址有对应的接口，则判定该MAC地址为终端的MAC地址，否则，判定该MAC地址为转发设备的MAC地址。
10.如权利要求6所述的基于VXLAN网络的终端发现方法，其特征在于，
步骤c中，所述控制器对获取的终端的信息进行监控和管理，具体包括：
c1.将发现的终端信息与已有终端的信息进行比较，判断发现的终端是否为已有终端，若是，则进入步骤c2，否则，则直接新增此终端的信息记录；
c2.判断终端的信息是否发生改变，若是，则进入步骤c3,否则直接更新存储的终端信息；
c3.记录参数变化信息并进行告警，然后更新存储的终端信息。
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