CN114221859B - 一种租户网络物理链路连通性拓扑生成方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种租户网络物理链路连通性拓扑生成方法及系统，涉及租户网络物理链路领域，包括：云平台控制节点选定两台宿主机，通过选定的宿主机发送租户网络的连通性探测广播报文，并采用预设的源端口和目的端口进行标识；所有宿主机在收到连通性探测广播报文中，填充宿主机收到连通性探测广播报文的网口，再生成租户网络宿主机连通信息发送给云平台控制节点；云平台控制节点根据租户网络宿主机连通信息和已有的宿主机物理网络拓扑，生成租户网络物理链路连通性拓扑。

Description

一种租户网络物理链路连通性拓扑生成方法及系统

技术领域

本发明涉及租户网络物理链路领域，具体涉及一种租户网络物理链路连通性拓扑生成方法及系统。

背景技术

现阶段云平台不支持生成租户网络粒度物理链路连通性拓扑，网络运维存在诸多不便，影响用户体验，具体包括如下方面：

1.当云平台租户网络物理链路故障，通常在业务出现问题后，再定位分析处理，导致问题处理存在滞后性，影响用户体验。

2.租户网络物理链路故障，需要根据受影响的业务云主机或租户网络服务定位相关的宿主机，再根据租户网络信息和宿主机配置，定位宿主机租户网络上行链路，最终定位交换机和交换机端口，检查交换机配置，并且通常需要检查分析多台宿主机的物理链路配置。因此问题定位分析过程冗长复杂，基本手动操作，效率较低。

3.潜在的问题不易感知和排查。比如租户网络在宿主机多个上行链路冗余重复配置，问题不易感知，排查工作量大，可操作性差。

4.现有的常用探测手段，比如基于ping，通常需要为每个租户网络在所有宿主机配置子接口、配置ip、两两之间ping测试、删除子接口，实现复杂，并且只能探测宿主机某个上行链路的租户网络连通性，无法获取宿主机所有上行链路的全局连通性拓扑。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种租户网络物理链路连通性拓扑生成方法及系统，自动生成租户网络物理链路连通性拓扑，及时感知租户网络物理链路状态及故障。

为达到以上目的，一方面，采取一种租户网络物理链路连通性拓扑生成方法，包括：

云平台控制节点选定两台宿主机，通过选定的宿主机发送租户网络的连通性探测广播报文，并采用预设的源端口和目的端口进行标识；

所有宿主机在收到连通性探测广播报文中，填充宿主机收到连通性探测广播报文的网口，再生成租户网络宿主机连通信息发送给云平台控制节点；

云平台控制节点根据租户网络宿主机连通信息和已有的宿主机物理网络拓扑，生成租户网络物理链路连通性拓扑。

优选的，所述连通性探测广播报文使用UDP广播报文实现，连通性探测广播报文的数据部分以封装成TLV格式，携带租户网络uuid信息，支持扩展其他信息。

优选的，每个宿主机都包括openflow vswitch，在收到的连通性探测广播报文中，填充宿主机收到连通性探测广播报文的网口；

每个宿主机都包括vswitch管理组件，接收来自所述网口的连通性探测广播报文，并生成租户网络宿主机连通信息。

优选的，所述租户网络宿主机连通信息包括：

连通性探测广播报文对应的租户网络、接收连通性探测广播报文的宿主机、以及接收到连通性探测广播报文的网口。

优选的，所述租户网络物理链路连通性拓扑包括：

租户网络、租户网络物理链路连通的所有宿主机、宿主机租户网络物理链路连通的所有收到连通性探测广播报文的网口、所述网口对应的物理交换机和交换机端口。

另一方面，提供一种租户网络物理链路连通性拓扑生成系统，包括：

云平台控制节点，用于选定两台宿主机，并通知所述两台选定宿主机开始指定租户网络的物理链路连通性探测；还用于根据来自所有宿主机的租户网络宿主机连通信息、以及已有的宿主机物理网络拓扑，生成租户网络物理链路连通性拓扑；

多台宿主机，包括被选定的两台宿主机，被选定的两台宿主机用于发送租户网络的连通性探测广播报文，并采用预设的源端口和目的端口进行标识；所有宿主机用于在收到的连通性探测广播报文中，填充宿主机收到连通性探测广播报文的网口，再生成租户网络宿主机连通信息发送给云平台控制节点；

物理交换机，用于实现多台宿主机之间的信息交换。

优选的，所述宿主机包括：

openflow vswitch，用于在收到的连通性探测广播报文中填充宿主机收到连通性探测广播报文的网口；

vswitch管理组件，用于接收来自所述网口的连通性探测广播报文，并生成租户网络宿主机连通信息。

优选的，所述云平台控制节点包括云平台管理组件，用来选择两台宿主机；还用来接收各个vswitch管理组件上报的租户网络宿主机连通信息，结合已有的宿主机物理网络拓扑，生成租户网络物理链路连通性拓扑。

优选的，所述租户网络宿主机连通信息包括：

连通性探测广播报文对应的租户网络、接收连通性探测广播报文的宿主机、以及接收连通性探测广播报文的网口。

优选的，所述租户网络物理链路连通性拓扑包括：

租户网络、租户网络物理链路连通的所有宿主机、宿主机租户网络物理链路连通的所有收到连通性探测广播报文的网口、所述网口对应的物理交换机和交换机端口。

上述技术方案中的一个具有如下有益效果：

本发明可以自动生成租户网络物理链路连通性拓扑，即可获得宿主机所有上行链路的全局连通性拓扑，提高云平台网络运维的便利性。

宿主机通过网卡上的接口，接收租户网络宿主机连通信息，因此能够及时感知租户网络物理链路状态。

生成的租户网络物理链路连通性拓扑包含充足的信息，运维人员可直观快速定位租户网络物理链路故障的宿主机、交换机及交换机端口信息，进行问题排查，减少定位分析时间。

生成租户网络物理链路连通性拓扑，可以提供全面的拓扑信息，提供直观便捷的网络运维能力，对于潜在配置错误，也提供直观的呈现，提前排雷。

附图说明

图1为本发明实施例租户网络物理链路连通性拓扑生成方法流程图；

图2为连通性探测广播报文的数据部分示意图；

图3为openflow vswitch预置流表处理报文流程图；

图4为租户网络物理链路连通性拓扑生成系统连通性探测发起流程示意图；

图5为图4系统中租户网络物理链路连通性探测处理和拓扑生成流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，提供一个租户网络物理链路连通性拓扑生成方法的实施例，可以实现用户选择租户网络生成物理链路连通性拓扑，具体包括步骤：

S1.云平台控制节点选定两台宿主机，通过选定的两台宿主机发送租户网络的连通性探测广播报文，连通性探测广播报文采用预设的源端口和目的端口进行标识，以便于与其他广播报文进行区分，例如：通过源端口1777和目的端口1999标识连通性探测广播报文。

具体的，云平台控制节点选定两台宿主机，并通知选定的两台宿主机开始指定租户网络的物理链路连通性探测，被选定的宿主机收到通知后，发送户网络的连通性探测广播报文。

优选的，连通性探测广播报文使用UDP(User Datagram Protocol，用户数据包协议)广播报文实现，比如：租户网络为vlan 100，其对应连通性探测报文使用携带vlan标签100的二层UDP广播报文实现。如图2所示，连通性探测广播报文的数据部分以封装成TLV格式，其中携带租户网络uuid信息，并支持扩展其他信息。该租户网络值云平台的租户虚拟网络，对应一个Vlan网络。租户网络uuid是租户网络在云平台中的唯一标识。

S2.所有宿主机在收到连通性探测广播报文中，填充宿主机收到连通性探测广播报文的网口，再生成租户网络宿主机连通信息发送给云平台控制节点。

其中，被选定的两台宿主机可以收到彼此发送的连通性探测广播报文，其余的宿主机会收到两台宿主机发送的连通性探测广播报文，并且被选定的两台宿主机发送的连通性探测广播报文相同。

每台宿主机都包括vswitch(虚拟交换机)管理组件和openflow vswitch，openflow vswitch内部预置流表，用来处理接收到的连通性探测广播报文，包括填充宿主机收到连通性探测广播报文的网口。

如图3所示，为宿主机的openflow vswitch预置流表处理报文流程图，具体包括以下步骤：

S201.openflow vswitch接收外部报文。

S202.openflow vswitch的第一流表根据预设的源端口(1777)、预设的目的端口(1999)、报文类型(UDP广播报文)、以及Vlan ID(虚拟局域网标识)匹配所接收外部报文，判断是否为连通性探测广播报文，如果是，进入S203；如果否，进入S204。

S203.第二流表填充接收上述网口的连通性探测广播报文，将处理过的连通性探测广播报文转发到vswitch管理组件。

S204.第三流表按照普通报文转发流程，转发接收的外部报文。

上述步骤之后，vswitch管理组件接收上述网口的连通性探测广播报文，生成租户网络宿主机连通信息。租户网络宿主机连通信息包括：连通性探测广播报文对应的租户网络、接收连通性探测广播报文的宿主机、以及收到连通性探测广播报文的网口。

S3.云平台控制节点根据租户网络宿主机连通信息和已有的宿主机物理网络拓扑，生成租户网络物理链路连通性拓扑。

具体的，租户网络物理链路连通性拓扑包括：租户网络、租户网络物理链路连通的所有宿主机、宿主机租户网络物理链路连通的所有收到连通性探测广播报文的网口、上述网口对应的物理交换机和交换机端口。需要了解的是，云平台本身维护宿主机物理网络拓扑图，包括宿主机网口、网口连接的物理交换机端口等，该部分信息可以是云平台通过手工输入+LLDP(Link Layer Discovery Protocol，链路层发现协议)获取并维护。

如图4所示，本发明还提供一种租户网络物理链路连通性拓扑生成系统，可以实现上述方法实施例。系统包括云平台控制节点、多台宿主机、以及实现多台宿主机之间信息交换的物理交换机。

其中，云平台控制节点用于选定两台宿主机，并通知选定的两台宿主机开始指定租户网络的物理链路连通性探测。云平台控制节点还用于：根据来自所有宿主机的租户网络宿主机连通信息、以及已有的宿主机物理网络拓扑，生成租户网络物理链路连通性拓扑。

多台宿主机，包括被选定的两台宿主机和其他宿主机。被选定的两台宿主机用于发送租户网络的连通性探测广播报文，并采用预设的源端口和目的端口进行标识。所有宿主机用于在收到的连通性探测广播报文中，填充宿主机收到连通性探测广播报文的网口，再生成租户网络宿主机连通信息发送给云平台控制节点。

进一步的，云平台控制节点还包括云平台管理组件。每台宿主机均包括vswitch管理组件、openflow vswitch和两个nic(网卡)，每个网卡包括多个网口。

如图4所示，云平台控制节点的云平台管理组件，用来选择两台宿主机(宿主机1和宿主机2)；还用来向宿主机1和宿主机2的vswitch管理组件发送消息，通知宿主机1和宿主机2开始指定租户网络的物理链路连通性探测。

宿主机1和宿主机2的vswitch管理组件对应的openflow vswitch，openflowvswitch通过两个nic向物理交换机发送租户网络的连通性探测广播报文，并且openflowvswitch在连通性探测广播报文中采用预设的源端口(如1777)和目的端口(如1999)进行标识，并在报文数据部分以TLV格式封装租户网络uuid。

如图5所示，正常情况下，所有的宿主机都会通过nic收到上述连通性探测广播报文。当宿主机1的其中一个nic出现问题时，说明租户网络链路不通，该nic不能收到连通性探测广播报文，此时可以按照现有技术中的技术手段解决问题，本实施例中主要考虑宿主机可以收到连通性探测广播报文的情形。可以理解的是，之所以选择两台宿主机发送，是为了保证所有节点和指定租户网络物理链路连通的网口，都能够接受到连通性探测广播报文。

每个宿主机的openflow vswitch都预置流表，处理接收到的连通性探测广播报文，包括判断接收到的报文是否为连通性探测广播报文，以及在连通性探测广播报文中填充该宿主机接收到该报文的网口。

宿主机的vswitch管理组件用于接收openflow vswitch转发的、填充有上述网口的连通性探测广播报文，然后生成租户网络宿主机连通信息，再将租户网络宿主机连通信息发送给云平台管理组件。租户网络宿主机连通信息包括：连通性探测广播报文对应的租户网络、接收连通性探测广播报文的宿主机、以及收到连通性探测广播报文的网口。

云平台管理组件用来接收各个vswitch管理组件上报的租户网络宿主机连通信息，结合已有的宿主机物理网络拓扑，生成租户网络物理链路连通性拓扑。租户网络物理链路连通性拓扑包括：租户网络、租户网络物理链路连通的所有宿主机、宿主机租户网络物理链路连通的所有收到连通性探测广播报文的网口、该网口对应的物理交换机和交换机端口。

通过上述实施例可以自动生成租户网络物理链路连通性拓扑，里面包含宿主机所有上行链路的全局信息，帮助运维人员直观快速定位租户网络物理链路故障的宿主机、交换机及交换机端口信息，提高云平台网络运维的便利性，减少定位分析时间，还可以够及时感知租户网络物理链路状态。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种租户网络物理链路连通性拓扑生成方法，其特征在于，包括：

云平台控制节点选定两台宿主机，通过选定的宿主机发送租户网络的连通性探测广播报文，并采用预设的源端口和目的端口进行标识；

所有宿主机在收到连通性探测广播报文中，填充宿主机收到连通性探测广播报文的网口，再生成租户网络宿主机连通信息发送给云平台控制节点；

云平台控制节点根据租户网络宿主机连通信息和已有的宿主机物理网络拓扑，生成租户网络物理链路连通性拓扑；

被选定的两台宿主机发送的连通性探测广播报文相同，所述租户网络宿主机连通信息包括：

连通性探测广播报文对应的租户网络、接收连通性探测广播报文的宿主机、以及接收到连通性探测广播报文的网口。

2.如权利要求1所述的租户网络物理链路连通性拓扑生成方法，其特征在于，所述连通性探测广播报文使用UDP广播报文实现，连通性探测广播报文的数据部分以封装成TLV格式，携带租户网络uuid信息，支持扩展其他信息。

3.如权利要求1所述的租户网络物理链路连通性拓扑生成方法，其特征在于，每个宿主机都包括openflow vswitch，在收到的连通性探测广播报文中，填充宿主机收到连通性探测广播报文的网口；

每个宿主机都包括vswitch管理组件，接收来自所述网口的连通性探测广播报文，并生成租户网络宿主机连通信息。

4.如权利要求1所述的租户网络物理链路连通性拓扑生成方法，其特征在于，所述租户网络物理链路连通性拓扑包括：

租户网络、租户网络物理链路连通的所有宿主机、宿主机租户网络物理链路连通的所有收到连通性探测广播报文的网口、所述网口对应的物理交换机和交换机端口。

5.一种租户网络物理链路连通性拓扑生成系统，其特征在于，包括：

云平台控制节点，用于选定两台宿主机，并通知所述两台选定宿主机开始指定租户网络的物理链路连通性探测；还用于根据来自所有宿主机的租户网络宿主机连通信息、以及已有的宿主机物理网络拓扑，生成租户网络物理链路连通性拓扑；

多台宿主机，包括被选定的两台宿主机，被选定的两台宿主机用于发送租户网络的连通性探测广播报文，并采用预设的源端口和目的端口进行标识；所有宿主机用于在收到的连通性探测广播报文中，填充宿主机收到连通性探测广播报文的网口，再生成租户网络宿主机连通信息发送给云平台控制节点；被选定的两台宿主机发送的连通性探测广播报文相同，所述租户网络宿主机连通信息包括：

连通性探测广播报文对应的租户网络、接收连通性探测广播报文的宿主机、以及接收连通性探测广播报文的网口;

物理交换机，用于实现多台宿主机之间的信息交换。

6.如权利要求5所述的租户网络物理链路连通性拓扑生成系统，其特征在于，所述宿主机包括：

openflow vswitch，用于在收到的连通性探测广播报文中填充宿主机收到连通性探测广播报文的网口；

vswitch管理组件，用于接收来自所述网口的连通性探测广播报文，并生成租户网络宿主机连通信息。

7.如权利要求6所述的租户网络物理链路连通性拓扑生成系统，其特征在于，所述云平台控制节点包括云平台管理组件，用来选择两台宿主机；还用来接收各个vswitch管理组件上报的租户网络宿主机连通信息，结合已有的宿主机物理网络拓扑，生成租户网络物理链路连通性拓扑。

8.如权利要求5所述的租户网络物理链路连通性拓扑生成系统，其特征在于，所述租户网络物理链路连通性拓扑包括：

租户网络、租户网络物理链路连通的所有宿主机、宿主机租户网络物理链路连通的所有收到连通性探测广播报文的网口、所述网口对应的物理交换机和交换机端口。