CN112769600B - 一种dhcp逃生方法、装置、设备及机器可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种DHCP逃生方法、装置、设备及机器可读存储介质，该方法包括：在虚拟交换机上安装SDN控制器的agent；将DHCP服务器信息和DHCP客户端信息下发至所述SDN控制器的agent；监听DHCP服务端口，在SDN控制器DHCP服务端口下线时，使SDN控制器的agent为虚拟交换机连接的虚拟机提供DHCP服务；所述SDN控制器的agent用于根据DHCP服务器信息和DHCP客户端信息建立DHCP服务。通过本公开的技术方案，SDN控制器提前在虚拟交换机建立agent，使agent可提供DHCP服务，并下发逃生流表，使得SDN控制器与虚拟交换机之间的连接断开后，由虚拟交换机上安装的agent提供DHCP服务，从而提高SDN网络的可靠性。

Description

一种DHCP逃生方法、装置、设备及机器可读存储介质
技术领域
本公开涉及通信技术领域，尤其是涉及一种DHCP逃生方法、装置、设备及机器可读存储介质。
背景技术
SDN(Software Defined Network，软件定义网络)是一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式。其核心技术OpenFlow通过将网络设备的控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，使网络作为管道变得更加智能，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。
Openflow是一种网络通信协议，属于数据链路层，能够控制网上交换器或路由器的转发平面(forwarding plane)，借此改变网络数据包所走的网络路径。
OVS(Open VSwitch，虚拟交换机)，利用软件的方式形成交换部件，所以也叫软件交换机。
DNSmasq是用于配置DNS和DHCP的软件工具。
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)是一个局域网的网络协议，指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码。
DHCPv6，是用来配置工作在IPv6网络上的IPv6主机所需的IP地址、IP前缀和/或其他配置的网络协议，是IPv6网络的DHCP服务。
OVSDB是OVS数据库，ovsdb-server是OVS的数据库服务进程，用于存储虚拟交换机的配置信息(比如网桥、端口等)，为控制器和ovs-vswitchd提供OVSDB操作接口。ovs-vswitchd是OVS的核心组件，负责保存和管理控制器下发的所有流表，为OVS的内核模块提供流表查询功能，并为控制器提供OpenFlow协议的操作接口。
SDN技术给网络带来空前的变革，但对于网络本身而言，可靠性仍然是用户最关心的。在SDN组网中，由SDN控制器作为DHCP/DHCPv6 Server对虚拟机分配租约，完成对虚拟机发送的DHCP/DHCPv6进行处理。一旦SDN控制器出现故障，Openflow连接断开。虚拟机发送的DHCP/DHCPv6没有Server处理，会导致虚拟机无法续约，当前缺少一种DHCP逃生方案来弥补可靠性的缺失。
发明内容
有鉴于此，本公开提供一种DHCP逃生方法、装置及电子设备、机器可读存储介质，以改善上述缺少DHCP逃生方案导致SDN网络可靠性不足的问题。
具体地技术方案如下：
本公开提供了一种DHCP逃生方法，应用于SDN控制器，所述方法包括：在虚拟交换机上安装SDN控制器的agent；将DHCP服务器信息和DHCP客户端信息下发至所述SDN控制器的agent；监听DHCP服务端口，在SDN控制器DHCP服务端口下线时，使SDN控制器的agent为虚拟交换机连接的虚拟机提供DHCP服务；所述SDN控制器的agent用于根据DHCP服务器信息和DHCP客户端信息建立DHCP服务。
作为一种技术方案，监听DHCP服务端口，在SDN控制器DHCP服务端口下线后恢复时，检查并同步DHCP流表。
作为一种技术方案，所述使SDN控制器的agent为虚拟交换机连接的虚拟机提供DHCP服务，包括：使SDN控制器的agent根据DHCP服务器信息配置DNSmasq，并在DNSmasq记录DHCP客户端信息。
作为一种技术方案，所述将DHCP服务器信息和DHCP客户端信息下发至所述SDN控制器的agent，包括：与SDN控制器的agent同步DHCP信息。
本公开同时提供了一种DHCP逃生装置，应用于SDN控制器，所述装置包括：安装模块，用于在虚拟交换机上安装SDN控制器的agent；下发模块，用于将DHCP服务器信息和DHCP客户端信息下发至所述SDN控制器的agent；监听模块，用于监听DHCP服务端口，在SDN控制器DHCP服务端口下线时，使SDN控制器的agent为虚拟交换机连接的虚拟机提供DHCP服务；所述SDN控制器的agent用于根据DHCP服务器信息和DHCP客户端信息建立DHCP服务。
作为一种技术方案，监听模块还用于监听DHCP服务端口，在SDN控制器DHCP服务端口下线后恢复时，检查并同步DHCP流表。
作为一种技术方案，所述使SDN控制器的agent为虚拟交换机连接的虚拟机提供DHCP服务，包括：使SDN控制器的agent根据DHCP服务器信息配置DNSmasq，并在DNSmasq记录DHCP客户端信息。
作为一种技术方案，所述将DHCP服务器信息和DHCP客户端信息下发至所述SDN控制器的agent，包括：与SDN控制器的agent同步DHCP信息。
本公开同时提供了一种电子设备，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，处理器执行所述机器可执行指令以实现前述的DHCP逃生方法。
本公开同时提供了一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现前述的DHCP逃生方法。
本公开提供的上述技术方案至少带来了以下有益效果：
SDN控制器提前在虚拟交换机建立agent，使agent可提供DHCP服务，并下发逃生流表，使得SDN控制器与虚拟交换机之间的连接断开后，由虚拟交换机上安装的agent提供DHCP服务，从而提高SDN网络的可靠性。
附图说明
为了更加清楚地说明本公开实施方式或者现有技术中的技术方案，下面将对本公开实施方式或者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公开中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据本公开实施方式的这些附图获得其他的附图。
图1是本公开一种实施方式中的DHCP逃生方法的流程图；
图2是本公开一种实施方式中的DHCP逃生装置的结构图；
图3是本公开一种实施方式中的电子设备的硬件结构图。
具体实施方式
在本公开实施方式使用的术语仅仅是出于描述特定实施方式的目的，而非限制本公开。本公开和权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开实施方式可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，此外，所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
在一种技术方案中，采用在OVS上私有扩展OVSDB表项，控制器和OVS之间使用私有扩展的OVSDB表项来交互DHCP/DHCPv6相关配置信息(DHCP Server和DHCP Client)。同时在OVS上扩展一个OVS-DHCPd组件，负责根据DHCP/DHCPv6相关信息，配置DNSmasq，添加DHCPPort，下发逃生流表，删除控制器下发的流表等。
这种技术方案中OVS需要私有扩展OVSDB，控制器必须与OVS配对才能实现控制器与OVS失联后，虚拟机才可以进行DHCP/DHCPv6续约。且逃生导流流表由OVS自己生成，控制器上没有对应数据。如果OVS生成的流表丢失，或OVS生成的流表影响了控制器正常转发流程，控制器无法感知，也无法通过南向流表一致性校验发现差异，可靠性和可维护性较差。
有鉴于此，本公开提供一种DHCP逃生方法、装置及电子设备、机器可读存储介质，以改善上述SDN网络可靠性不足的问题。
具体地技术方案如后述。
在一种实施方式中，本公开提供了一种DHCP逃生方法，应用于SDN控制器，所述方法包括：在虚拟交换机上安装SDN控制器的agent；将DHCP服务器信息和DHCP客户端信息下发至所述SDN控制器的agent；监听DHCP服务端口，在SDN控制器DHCP服务端口下线时，使SDN控制器的agent为虚拟交换机连接的虚拟机提供DHCP服务；所述SDN控制器的agent用于根据DHCP服务器信息和DHCP客户端信息建立DHCP服务。
具体地，如图1，包括以下步骤：
步骤S11，在虚拟交换机上安装SDN控制器的agent。
步骤S12，将DHCP服务器信息和DHCP客户端信息下发至所述SDN控制器的agent。
步骤S13，监听DHCP服务端口，在SDN控制器DHCP服务端口下线时，使SDN控制器的agent为虚拟交换机连接的虚拟机提供DHCP服务。
SDN控制器提前在虚拟交换机建立agent，使agent可提供DHCP服务，并下发逃生流表，使得SDN控制器与虚拟交换机之间的连接断开后，由虚拟交换机上安装的agent提供DHCP服务，从而提高SDN网络的可靠性。
在一种实施方式中，监听DHCP服务端口，在SDN控制器DHCP服务端口下线后恢复时，检查并同步DHCP流表。
在一种实施方式中，所述使SDN控制器的agent为虚拟交换机连接的虚拟机提供DHCP服务，包括：使SDN控制器的agent根据DHCP服务器信息配置DNSmasq，并在DNSmasq记录DHCP客户端信息。
在一种实施方式中，所述将DHCP服务器信息和DHCP客户端信息下发至所述SDN控制器的agent，包括：与SDN控制器的agent同步DHCP信息。
在一种实施方式中，SDN控制器在每个OVS上都安装一个SDN控制器的agent，由该SDN控制器的agent根据配置信息增加DHCP接口并启动对应DNSmasq进程，配置DNSmasq。SDN控制器通过Openflow的Port Status消息感知DHCP接口对应的位置信息，下发Openflow导流流表和fast_failover类型组表。实现控制器在线时，DHCP/DHCPv6(以下以DHCP报文为例)报文通过Packet-In消息发送到SDN控制器，一旦SDN控制器与OVS失联，OVS本地虚拟机发出的DHCP报文可以送到DNSmasq。
虚拟机上线后，若SDN控制器发现该虚拟机是OVS上对应DHCP Server(DHCP服务器)内的第一个上线的虚拟机，通过WebSocket通道将DHCP Server和虚拟机对应的DHCPClient(DHCP客户端)信息下发给SDN控制器的agent。
agent收到DHCP_SERVER信息(DHCP服务器信息)和DHCP_CLIENT信息(DHCP客户端信息)后，把DHCP_SERVER的相关信息作为DNSmasq的配置写入本地DNSmasq，并创建一个名字空间和该名字空间的接口(DHCP Port)作为DNSmasq的监听端口，且将该接口加入OVSbridge，然后将DHCP_CLIENT信息写入对应的本地DNSmasq中。
SDN控制器可以感知到，agent通过DHCP Port将虚拟机发出的DHCP请求报文导入本地SERVER，即agent配置的DHCP服务，同样将本地SERVER回应的DHCP应答报文发送给对应的虚拟机。
SDN控制器下发fast_failover类型组表，监听与OVS的接口，如果接口是上线正常的，则DHCP报文上送SDN控制器的行为生效，一旦接口故障下线，DHCP报文上送SDN控制器的行为失效，则将DHCP报文送到DHCP Port，以使agent提供DHCP服务。
当OVS与控制器的Openflow连接恢复正常，接口从下线Down变成上线Up，DHCP报文上送SDN控制器的行为恢复生效，DHCP报文重新上送SDN控制器，然后，SDN控制器进行流表一致性检查，可以立刻发现不一致的Openflow流表。由于OVS上所有Openflow流表和组表都是SDN控制器下发，OVS不会自己生成流表，一旦OVS上流表出现异常，SDN控制器可以通过Openflow流表和组表的一致性校验发现差异，并修正OVS上的Openflow流表和组表。
本实施方式在不进行OVS私有扩展的基础上，OVS与控制器失联后，虚拟机可以进行DHCP续约，即第三方OVS或开源OVS与控制器失联后，虚拟机也可以进行DHCP续约，增强了逃生导流流表的可维护性，逃生导流流表丢失或出现错误后，控制器可以通过南向流表一致性校验发现差异，并将正确流表平滑下去。
在一种实施方式中，本公开同时提供了一种DHCP逃生装置，如图2，应用于SDN控制器，所述装置包括：安装模块21，用于在虚拟交换机上安装SDN控制器的agent；下发模块22，用于将DHCP服务器信息和DHCP客户端信息下发至所述SDN控制器的agent；监听模块23，用于监听DHCP服务端口，在SDN控制器DHCP服务端口下线时，使SDN控制器的agent为虚拟交换机连接的虚拟机提供DHCP服务；所述SDN控制器的agent用于根据DHCP服务器信息和DHCP客户端信息建立DHCP服务。
在一种实施方式中，监听模块还用于监听DHCP服务端口，在SDN控制器DHCP服务端口下线后恢复时，检查并同步DHCP流表。
在一种实施方式中，所述使SDN控制器的agent为虚拟交换机连接的虚拟机提供DHCP服务，包括：使SDN控制器的agent根据DHCP服务器信息配置DNSmasq，并在DNSmasq记录DHCP客户端信息。
在一种实施方式中，所述将DHCP服务器信息和DHCP客户端信息下发至所述SDN控制器的agent，包括：与SDN控制器的agent同步DHCP信息。
装置实施方式与对应的方法实施方式相同或相似，在此不再赘述。
在一种实施方式中，本公开提供了一种电子设备，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，处理器执行所述机器可执行指令以实现前述的DHCP逃生方法，从硬件层面而言，硬件架构示意图可以参见图3所示。
在一种实施方式中，本公开提供了一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现前述的DHCP逃生方法。
这里，机器可读存储介质可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可以是：RAM(RadomAccess Memory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。
上述实施方式阐明的系统、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。一种典型的实现设备为计算机，计算机的具体形式可以是个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件收发设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任意几种设备的组合。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本公开时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本公开的实施方式可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施方式、完全软件实施方式、或结合软件和硬件方面的实施方式的形式。而且，本公开实施方式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。
本公开是参照根据本公开实施方式的方法、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。应理解可以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、嵌入式处理机或其它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它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。
而且，这些计算机程序指令也可以存储在能引导计算机或其它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者多个流程和/或方框图一个方框或者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它可编程数据处理设备上，使得在计算机或者其它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，从而在计算机或其它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。
本领域技术人员应明白，本公开的实施方式可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本公开可以采用完全硬件实施方式、完全软件实施方式、或者结合软件和硬件方面的实施方式的形式。而且，本公开可以采用在一个或者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(可以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。
以上所述仅为本公开的实施方式而已，并不用于限制本公开。对于本领域技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种DHCP逃生方法，其特征在于，应用于SDN控制器，所述方法包括：
在虚拟交换机上安装SDN控制器的agent，并下发Openflow导流流表；
将DHCP服务器信息和DHCP客户端信息下发至所述SDN控制器的agent；
监听DHCP服务端口，在SDN控制器DHCP服务端口下线时，使SDN控制器的agent为虚拟交换机连接的虚拟机提供DHCP服务；
所述SDN控制器的agent用于根据DHCP服务器信息和DHCP客户端信息建立DHCP服务。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，监听DHCP服务端口，在SDN控制器DHCP服务端口下线后恢复时，检查并同步DHCP流表。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使SDN控制器的agent为虚拟交换机连接的虚拟机提供DHCP服务，包括：
使SDN控制器的agent根据DHCP服务器信息配置DNSmasq，并在DNSmasq记录DHCP客户端信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将DHCP服务器信息和DHCP客户端信息下发至所述SDN控制器的agent，包括：
与SDN控制器的agent同步DHCP信息。
5.一种DHCP逃生装置，其特征在于，应用于SDN控制器，所述装置包括：
安装模块，用于在虚拟交换机上安装SDN控制器的agent，并下发Openflow导流流表；
下发模块，用于将DHCP服务器信息和DHCP客户端信息下发至所述SDN控制器的agent；
监听模块，用于监听DHCP服务端口，在SDN控制器DHCP服务端口下线时，使SDN控制器的agent为虚拟交换机连接的虚拟机提供DHCP服务；
所述SDN控制器的agent用于根据DHCP服务器信息和DHCP客户端信息建立DHCP服务。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，监听模块还用于监听DHCP服务端口，在SDN控制器DHCP服务端口下线后恢复时，检查并同步DHCP流表。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述使SDN控制器的agent为虚拟交换机连接的虚拟机提供DHCP服务，包括：
使SDN控制器的agent根据DHCP服务器信息配置DNSmasq，并在DNSmasq记录DHCP客户端信息。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述将DHCP服务器信息和DHCP客户端信息下发至所述SDN控制器的agent，包括：
与SDN控制器的agent同步DHCP信息。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器执行所述机器可执行指令，以实现权利要求1-4任一所述的方法。
10.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现权利要求1-4任一所述的方法。
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