CN114726773B - 云网络系统、报文转发方法、芯片及云网关设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种云网络系统、报文转发方法、芯片及云网关设备。在本申请实施例中，在云网络系统中，云网关设备基于可编程硬件器件进行云下流量到云计算实例的转发，可利用较高的硬件转发性能，提高云网关设备的转发带宽，提高转发速率；另外，结合对云计算实例与其所在物理机之间的映射表项的拆分存储，使得云网关设备中的片上存储模块可以存储部分映射表项，相比于存储全量映射表项，在发挥硬件带宽优势的同时，还可以节约片上存储资源，增加片上存储的表项容量。

Description

云网络系统、报文转发方法、芯片及云网关设备

技术领域

本申请涉及云计算技术领域，尤其涉及一种云网络系统、报文转发方法、芯片及云网关设备。

背景技术

随着混合云技术架构的发展，企业可以通过虚拟专用网络(Virtual PrivateNetwork，VPN)将线下互联网数据中心(Internet Data Center，IDC)机房中的IT基础资源与企业的云上计算资源进行互联，组成自己的企业网络。这些云上计算资源来自云厂商的云网络，可分布在云网络的不同可用区内，可用区内的物理机负责承载企业的云计算实例，例如弹性计算服务(Elastic Compute Service，ECS)实例。

除上述物理机之外，云厂商还会在云网络中部署云网关设备，由云网关设备负责在IDC机房中的应用与云计算实例之间进行流量转发，既可以将来自IDC机房的云下流量转发给云计算实例，也可以将来自云计算实例的云上流量转发至IDC机房中。

在现有技术中，云网关设备是基于软件实现的，其运行不仅需要消耗CPU资源和内存资源，而且还存在带宽资源受限的问题，导致流量转发性能较差。

发明内容

本申请的多个方面提供一种云网络系统、报文转发方法、芯片及云网关设备，用以在混合云应用场景下提高云下流量的转发性能。

本申请实施例提供一种云网络系统，包括：多个可用区，多个可用区上至少承载有第一虚拟网络，每个可用区至少包括物理机和云网关设备，物理机用于承载第一虚拟网络中的云计算实例，云网关设备包括可编程硬件器件，可编程硬件器件上实现有片上存储模块和报文处理模块；片上存储模块，用于存储第一虚拟网络的路由表和第一虚拟网络中部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，路由表中各路由表项的下一跳信息指向可用区；报文处理模块，用于在接收到报文时，根据片上存储模块中的路由表确定报文对应的目标路由表项；根据所述片上存储模块中的映射表项，将所述报文发送至目标可用区内目标物理机上的目标云计算实例，所述目标可用区是指所述目标路由表项的下一跳信息指向的可用区。

本申请实施例还提供一种报文转发方法，适用于云网络系统中的云网关设备，所述云网关设备的片上存储模块中存储有第一虚拟网络的路由表和所述第一虚拟网络中部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，所述方法包括：

在接收到报文时，根据所述片上存储模块中的路由表确定所述报文对应的目标路由表项，所述第一虚拟网络承载于所述云网络系统中的多个可用区上，所述路由表中各路由表项包括指向对应可用区的下一跳信息；根据所述片上存储模块中的映射表项，将所述报文发送至目标可用区内目标物理机上的目标云计算实例，所述目标可用区是指所述目标路由表项的下一跳信息指向的可用区。

本申请实施例还提供一种报文处理芯片，应用于云网络系统中的云网关设备，该报文处理芯片包括：片上存储模块和报文处理模块；该片上存储模块，用于存储第一虚拟网络的路由表和第一虚拟网络中部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，第一虚拟网络承载于云网络系统中的多个可用区上，路由表中各路由表项包括指向对应可用区的下一跳信息；所述报文处理模块，用于在接收到报文时，根据所述片上存储模块中的路由表确定所述报文对应的目标路由表项；根据所述片上存储模块中的映射表项，将所述报文发送至目标可用区内目标物理机上的目标云计算实例，所述目标可用区是指所述目标路由表项的下一跳信息指向的可用区。

本申请实施例还提供一种云网关设备，应用于云网络系统中的一个可用区内，云网关设备包括可编程硬件器件，可编程硬件器件上实现片上存储模块和报文处理模块；片上存储模块，用于存储第一虚拟网络的路由表和第一虚拟网络中部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，第一虚拟网络承载于云网络系统中的多个可用区上，路由表中各路由表项包括指向对应可用区的下一跳信息；报文处理模块，用于在接收到报文时，根据所述片上存储模块中的路由表确定所述报文对应的目标路由表项；根据所述片上存储模块中的映射表项，将所述报文发送至目标可用区内目标物理机上的目标云计算实例，所述目标可用区是指所述目标路由表项的下一跳信息指向的可用区。

在本申请实施例中，在云网络系统中，云网关设备基于可编程硬件器件进行云下流量到云计算实例的转发，可利用较高的硬件转发性能，提高云网关设备的转发带宽，提高转发速率；另外，结合对云计算实例与其所在物理机之间的映射表项的拆分存储，使得云网关设备中的片上存储模块可以存储部分映射表项，相比于存储全量映射表项，在发挥硬件带宽优势的同时，还可以节约片上存储资源，增加片上存储的表项容量。

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为本申请示例性实施例提供的一种云网络系统的结构示意图；

图2为本申请示例性实施例提供的一种云网关设备的结构示意图；

图3为本申请示例性实施例提供的一种云网关设备接收报文的示意图；

图4为本申请示例性实施例提供的一种云网关设备转发报文的示意图；

图5为本申请示例性实施例提供的另一种云网关设备转发报文的示意图；

图6为本申请示例性实施例提供的一种报文转发方法的流程示意图；

图7为本申请示例性实施例提供的一种报文处理芯片的结构示意图；

图8为本申请示例性实施例提供的一种云网关设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请各实施例中，将云网络系统与用户云下的私有资源域(例如IDC机房)进行互联的应用场景称为混合云应用场景。在混合云应用场景中，来自私有资源域中且需要访问云网络系统中云计算实例的流量称为云下流量，云下流量经过云网络系统中云网关设备的转发才能到达云计算实例。为了提高云下流量的转发效率，在本申请各实施例中，云网关设备采用硬件转发方式，具体是指基于可编程硬件器件实现片上存储模块和报文处理模块，并由这两个模块配合实现云下流量到云计算实例的转发，可利用较高的硬件转发性能，提高云网关设备的转发带宽，提高转发速率。

进一步，在本申请实施例中，考虑到片上存储模块的容量有限，而云计算实例与其所在物理机之间的映射表项较多，于是在云网络系统中部署多个可用区，在每个可用区内均部署云网关设备形成网关集群，这些云网关设备之间彼此互联，借助于网关集群的优势，将云计算实例与其所在物理机之间的映射表项进行拆分存储，使得云网关设备中的片上存储模块可以存储部分映射表项，相比于存储全量映射表项，在发挥硬件带宽优势的同时，还可以节约片上存储资源，增加片上存储的表项容量，使得云网关设备基于硬件进行流量转发成为可能。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

图1为本申请示例性实施例提供的一种云网络系统的结构示意图。如图1所示，该云网络系统包括：物理(Underlay)网络10和承载与该物理网络10之上的虚拟(Overlay)网络20。

在本实施例中，物理网络10中包括各种物理资源，例如，物理机、交换机以及云网关设备等。物理网络中的各种物理资源以云网络系统所支持的虚拟资源形态呈现给用户。

在本实施例中，物理网络10包括多个可用区(Availability zone，Azone)，可用区可以从物理层和逻辑层两个角度来体现，从物理层角度来看，可用区是电力和网络互相独立的地理区域，例如，一个可用区可以是一个独立的物理机房。每个可用区中包括各种物理资源，例如，提供计算资源的物理机，以及一些进行网络互联、网络接入的网络交换设备、云网关设备等。从逻辑层来看，可用区是采用虚拟化技术对各可用区中的物理资源进行虚拟化处理的一种资源形态，该可用区的资源形态可以提供给云网络系统的各个用户。从用户角度来看，可用区中显示有用户可以使用的、已经使用和/或剩余虚拟资源的信息，例如GPU/CPU总数量、已经使用的GPU/CPU数量、剩余GPU/CPU的数量，以及用户利用已经使用的资源所创建的云计算实例的信息，例如已创建的云计算实例的数量和规格等。云计算实例是指可以为用户提供任何云计算服务的实例形态，例如可以是VM、容器、ECS等。

其中，多个可用区可以为多个用户提供服务，每个用户可以在一个或多个可用区内创建自己的虚拟网络20，同一用户可以部署多个虚拟网络20，同一用户的不同虚拟网络20之间以及不同用户的虚拟网络20之间相互隔离。进一步，用户可以在每个虚拟网络20中创建一个或多个云计算实例，这些云计算实例可以被部署在一个或多个可用区内。具体地，若虚拟网络20由一个可用区承载，则该虚拟网络20中的云计算实例被部署在该可用区内的物理机上；若虚拟网络20由多个可用区承载，则该虚拟网络20中的云计算实例可被部署在多个可用区内的物理机上。其中，虚拟网络20是指采用虚拟化技术在物理网络10上构建出的逻辑隔离的网络环境，例如可以是专有网络(Virtual Private Cloud，VPC)。对任一虚拟网络而言，其可以承载于一个或多个可用区上，具体是指，由一个或多个可用区中的物理机来承载该虚拟网络中的云计算实例。

在本实施例中，重点考虑每个虚拟网络20由多个可用区进行承载的情况，也就是说，该虚拟网络20中的云计算实例会被部署在多个可用区内的物理机上。在实际应用中，用户除了具有云上的虚拟网络20之外，还可以具有私有IT资源域，用户的私有IT资源域是指独立于云网络系统之外的用户私有的IT基础设施，例如可以是用户自建的IT基础设施，如IDC、机房或集群等，又例如也可以是用户采购的第三方的专有云平台或私有云系统等。

为了实现用户的私有IT资源域与用户云上的虚拟网络20之间的通信，可选地可以通过网络专线，将承载虚拟网络20的可用区与私有IT资源域进行互联。网络专线是指在虚拟网络20的可用区与私有IT资源域建立的一条独立的网线。在该情况下，部署在私有IT资源域中的应用实例可能需要与虚拟网络20中的云计算实例进行通信，例如部署在私有IT资源域中的应用实例可能需要使用云计算实例提供的服务，从而向云计算实例发送服务请求，或者需要向云计算实例上传一些数据等。这个通信过程涉及应用实例与云计算实例经过云计算实例所在可用区内的云网关设备进行报文转发的过程，其中，对于任一虚拟网络20来说，虚拟网络20中的云计算实例与用户私有IT资源域进行通信的过程是相同的或相似的。

为了便于对该报文转发过程进行描述，在本实施例中，以第一虚拟网络为例展开说明。其中，第一虚拟网络是指任一用户部署的任一虚拟网络，相应地，云网络系统包含承载第一虚拟网络的多个可用区，当然，多个可用区上除了承载有第一虚拟网络之外，还可以承载其它虚拟网络，本申请实施例对此不做限定和关注。如图1所示，每个可用区101中包括一台或多台物理机101a，一台或多台物理机101a上可以承载第一虚拟网络中的云计算实例。第一虚拟网络中云计算实例的数量并不限定，可以是一个，也可以是多个，在云计算实例的数量为多个的情况下，云计算实例可以部署在同一可用区101的物理机上，也可以部署在不同可用区101的物理机上，优选地，第一虚拟网络的云计算实例部署在不同可用区101的物理机上。

每个可用区101中除了包括物理机101a之外，还包括云网关设备101b和云交换设备101c，云网关设备101b和云交换设备101c是用于网络互联的物理设备。例如，云网关设备101b可以是客户接入网关(Client GateWay，CGW)，云交换设备101c可以是客户接入交换机(Client SWitch，CSW)。如图1所示，同一可用区101中的云网关设备101b与云交换设备101c互联，不同可用区101的云网关设备101b之间互联；每个可用区101内的物理机与该可用区101内的云网关设备101b互联，另外，这些物理机还可以与其它可用区101之间的云网关设备101b互联；云交换设备101c通过网络专线与用户的私有IT资源域互联。

基于上述互联关系，用户私有IT资源域可以与第一虚拟网络进行报文传输。其中，用户私有IT资源域中应用实例发出的报文可以经网络专线到达云交换设备101c(如CSW)，再由云交换设备101c发送到云网关设备101b(如CGW)，云网关设备101b需要先找到云计算实例所在的物理机(即云计算实例的宿主机)，将报文发送至该物理机，由该物理机提供给相应的云计算实例。需要说明的是，用户私有IT资源域中应用实例发给云计算实例的报文可以是数据面的报文，也可以是控制面的报文，对此不做限定。

在本实施例中，为了获得较高的带宽资源，在云网关设备101b上采用硬件方式进行云计算实例与应用实例之间的报文转发处理，即云网关设备101b上包括可编程硬件器件201，如图2所示。其中，可编程硬件器件201可以是但不限于：专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、系统级芯片(System on Chip，SOC)、现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammable logic device，CPLD)。优选地，可编程硬件器件201可以采用可编程交换芯片。进一步，如图2所示，云网关设备101b上除了包括可编程硬件器件201之外，还包括：处理器(x86 cpu)202、网卡203和内存204等其它各种部件。

为了实现上述报文转发，如图2所示，在可编程硬件器件201上实现有片上存储模块201a和报文处理模块201b。片上存储模块201a，用于存储第一虚拟网络的路由表以及第一虚拟网络中部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，报文处理模块201b用于基于片上存储模块201a存储的路由表和映射表项，对来自私有IT资源中的报文进行转发。

其中，第一虚拟网络的路由表存储的是第一虚拟网络中各云计算实例对应的路由表项，其中，每个云计算实例的路由表项至少包括路由表项的名称、要转发到的目标网段以及下一跳信息。在本申请实施例中，该路由表中各路由表项的下一跳信息指向要到达目标网段所需经过的下一跳可用区，在具体实现上，下一跳信息可以是其所指向可用区内云网关设备的IP地址，但不限于此，例如也可以是其所指向的可用区的标识信息。换句话说，在本实施例中，需要将目的地址在目标网段范围内的云下流量路由至下一跳信息指向可用区内的云网关设备。在图2中，假设第一虚拟网络包括三个云计算实例L1、L2和L3，并以路由表中包括：云计算实例L1的路由表项：目标网段1，下一跳信息M1；云计算实例L2的路由表项：目标网段2，下一跳信息M2；云计算实例L3的路由表项：目标网段3，下一跳信息M3为例进行图示，但并不限于此。可选地，目标网段1，2和3可以相同，也可以不相同。

其中，映射表项是指云计算实例及其所在物理机之间的映射关系，存储的是云计算实例的标识(如IP地址或名称)和物理机的标识(如IP地址或名称)，在图2中的映射表项以云计算实例L1—>物理机N1；云计算实例L2—>物理机N2为例进行图示。其中，云计算实例的IP地址不同于其所在物理机的IP地址。在本实施例中，每个云网关设备的片上存储模块中存储第一虚拟网络中部分云计算实例与其所在物理机之前的映射表项，在图2中，以存储云计算实例L1与其所在物理机N1之间的映射表项以及云计算实例L2与其所在物理机N2之间的映射表项，不包含云计算实例L3与其所在物理机N3之间的映射表项为例进行图示。其中，不同云网关设备的片上存储模块中存储的映射表项对应的部分云计算实例可以不同。

需要说明的是，对任一可用区内的云网关设备而言，其片上存储模块中存储的映射表项所对应的部分云计算实例可以全部来自同一个可用区，也可以来自两个或两个以上的可用区。如图4所示，云网关设备CGW2上存储有云计算实例ECS2的映射表项，且云计算实例ECS2来自可用区2；云网关设备CGW3上存储有云计算实例ECS3的映射表项，且云计算实例ECS3来自可用区3；云网关设备CGW1上存储有云计算实例ECS1和云计算实例ECS2的映射表项，云计算实例ECS1来自可用区1，而云计算实例ECS2来自可用区2。从可用区的角度来讲，对任一片上存储模块而言，若其要存储某个可用区内云计算实例的映射表项，具体可以存储该可用区内全部云计算实例的映射表项，也可以存储该可用区内部分云计算实例的映射表项。

进一步，考虑到可编程硬件器件的片上存储模块的存储资源有限，在本实施例中，在片上存储模块中存储硬件表项时，采用拆分硬件表项的方式，每个云网关设备的片上存储模块仅需存储第一虚拟网络中部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，而不用存储全量映射表项，相比于在片上存储模块中存储全量映射表项，可以节约片上存储资源，同时也能发挥硬件转发的带宽优势。具体地，每个云网关设备的片上存储模块中可以存储的部分云计算实例的映射表项，可能出现如下两种情况，分别进行介绍。

情况Z1：对任一云网关设备的片上存储模块，其可能存储有一个可用区中的云计算实例与其物理机之间的映射表项，也可能存储多个可用区中的云计算实例与其物理机之间的映射表项；可选地，所述多个可用区包括该云网关设备所在的可用区，即除了存储自己所在可用区内的云计算实例的映射表项之外，还存储有其它可用区中云计算实例的映射表项。进一步优选地，在每个云网关设备的片上存储模块只存储一个可用区中云计算实例的映射表项的情况下，优选存储该云网关设备所在可用区内云计算实例的映射表项，但在该情况下并不限于此。相应地，在每个云网关设备的片上存储模块存储多个可用区中云计算实例的映射表项的情况下，每个云网关设备的片上存储模块中优先存储其所在可用区内的全部云计算实例的映射表项，进一步存储其它可用区内的部分云计算实例的映射表项。

如图4所示，可用区1中的云网关设备CGW1存储有云计算实例ECS1和云计算实例ECS2的映射表项，云计算实例ECS1和云计算实例ECS2属于不同的可用区，即云计算实例ECS1属于可用区1，云计算实例ECS2属于可用区2，即包括两个可用区内云计算实例的映射表项；可用区2中的云网关设备CGW2存储有云计算实例ECS2及其所在物理机NC2之间的映射表项，云计算实例ECS2属于可用区2，即只包括一个可用区内云计算实例的映射表项；可用区3中的云网关设备CGW3存储有云计算实例ECS3及其所在物理机NC3之间的映射表项，云计算实例ECS3属于可用区3，即只包括一个可用区内云计算实例的映射表项。

情况Z2：对任一云网关设备的片上存储模块，仅存储其所在可用区中全部云计算实例与其物理机之间的映射表项。如图5所示，可用区1中的云网关设备CGW1存储有云计算实例ECS1及其所在物理机NC1之间的映射表项，云计算实例ECS1属于可用区1；可用区2中的云网关设备CGW2存储有云计算实例ECS2及其所在物理机NC2之间的映射表项，云计算实例ECS2属于可用区2；可用区3中的云网关设备CGW3存储有云计算实例ECS3及其所在物理机NC3之间的映射表项，云计算实例ECS3属于可用区3。

无论采用何种拆分方式，在上述对映射表项进行拆分存储的基础上，需要云网关设备上基于硬件实现的报文处理模块的报文转发逻辑进行适配。该报文转发逻辑还要涉及对路由表中路由表项的改进，并且需要通过改进后的路由表项和拆分存储的映射表项进行路由转换来完成。具体地，在本实施例中，因为各云网关设备的片上存储模块中存储第一虚拟网络中部分云计算实例对应的映射表项，所以报文处理模块可能在本地片上存储模块中查询不到相应的映射表项，则报文处理模块需要将报文转发至能够查询到该映射表项的可用区内，所以就需要路由表中各路由表项的下一跳信息充分发挥作用，在本实施例中，各路由表项的下一跳信息指向该路由表项中目标网段对应的可用区，而不是简单地将各路由表项的下一跳信息统一配置为指向其所属路由表被配置到的可用区。

具体地，在用户在第一虚拟网络中创建云计算实例的情况下，一方面可以预先生成第一虚拟网络的路由表，并下发到各云网关设备，由云网关设备将该路由表写入片上存储模块中；另一方面可以预先将各云网关设备需要存储的第一虚拟网络中部分云计算实例及其所在物理机之间的映射表项也下发给各云网关设备，由云网关设备将各自负责的部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项写入其片上存储模块。在此基础上，基于可编程硬件器件上的报文处理模块在接收到来自用户私有IT资源域中的报文时，其进行报文转发的过程如下：

报文处理模块接收用户的私有IT资源域中的应用实例发送的报文。其中，报文处理模块接收用户的私有IT资源域中的应用实例发送的报文的实施方式并不限定。如图3中实线所示，CGW2所属的可用区为Azone2，用户的IDC机房B2将报文转发给云交换设备CSW2，CSW2将报文转发给CGW2，CGW2的报文处理模块接收IDC机房B2中的报文；又例如图3中虚线所示，用户的IDC机房B1将报文转发给可用区1中的CSW1，由CSW1将报文转发给CGW1，由CGW1将报文转发给可用区A2中的CGW2，CGW2的报文处理模块接收来自另一可用区内的CGW转发的报文。

无论上述哪种接收报文的方式，报文处理模块在接收到用户的私有IT资源域中的应用实例发送的报文时，根据片上存储模块中的路由表确定该报文对应的目标路由表项。例如，片上存储模块中存储的路由表包括第一虚拟网络中各云计算实例的路由表项，具体可以将报文的目的IP地址与各路由表项中的目标网段进行匹配，将目的IP地址匹配中的目标网段所属的路由表项作为该报文对应的目标路由表项。

在得到该报文对应的目标路由表项的情况下，报文处理模块可以根据片上存储模块中的映射表项，将上述报文发送至目标可用区内目标物理机上的目标云计算实例。其中，目标可用区是指目标路由表项的下一跳信息指向的可用区。

具体地，报文处理模块可以判断该目标路由表项的下一跳信息指向的目标可用区是否属于其所在云网关设备的片上存储模块所存储的映射表项对应的部分云计算实例涉及的可用区；若该报文对应的目标路由表项的下一跳信息指向的目标可用区属于所述部分云计算实例涉及的可用区，表示片上存储模块中可能存储有报文中目的IP地址指向的目标云计算实例的映射表项，则可以查询片上存储模块中的映射表项。

进一步，若在片上存储模块中查询到该报文对应的目标映射表项，则根据目标映射表项将报文发送至目标物理机上的目标云计算实例。其中，目标映射表项存储的是目标云计算实例与目标物理机的映射关系。报文的目的IP地址指向目标云计算实例，根据报文中的目的IP地址在片上存储模块中存储的各映射表项中进行匹配，从而得到包含该目的IP地址的目标映射表项，并获取目标映射表项中存储的目标物理机的IP地址，基于目标物理机的IP地址将报文转发至该目标物理机，进而由目标物理机根据报文中的目的IP地址将报文提供给目标云计算实例。

可选地，在该报文对应的目标路由表项的下一跳信息指向的目标可用区属于所述部分云计算实例涉及的可用区的情况下，若未在片上存储模块中查询到该报文对应的目标映射表项，表示片上存储模块中虽然存储了目标可用区中部分云计算实例的映射表项，但是并未存储目标可用区中与该报文对应的目标云计算实例的映射表项，为了保证该报文能够成功被转发至目标云计算实例，可以将该报文转发至目标可用区中的云网关设备，由目标可用区中的云网关设备继续对该报文进行转发处理。其中，目标可用区中的云网关设备对报文进行转发处理的过程，与图2中云网关设备101b对报文进行处理的过程相同或相似，在此不再赘述。

可选地，若该报文对应的目标路由表项的下一跳信息指向的目标可用区不属于报文处理模块所属云网关设备的片上存储模块所存储的映射表项对应的部分云计算实例涉及的可用区，则表示片上存储模块中并未存储该报文对应的目标云计算实例的映射表项，可以将报文转发至目标可用区中的云网关设备，以供目标可用区中的云网关设备继续对报文进行转发处理。

下面针对情况Z1中拆分映射表项的方式，对报文转发的过程进行说明。

如图4所示，云计算实例ECS1属于可用区1，云计算实例ECS2属于可用区2，云计算实例ECS3属于可用区3；云网关设备CGW1中存储有云计算实例ECS1与物理机NC1之间的映射表项以及云计算实例ECS2与物理机NC2之间的映射表项；云网关设备CGW2中存储有云计算实例ECS2与物理机NC2之间的映射表项，云网关设备CGW3中存储有云计算实例ECS3与物理机NC3之间的映射表项。对于云网关设备CGW1来说，其片上存储模块所存储的映射表项对应的部分云计算实例是ECS1和ECS2，该部分云计算实例涉及可用区1和可用区2；对于云网关设备CGW3来说，其片上存储模块所存储的映射表项对应的部分云计算实例是ECS3，该部分云计算实例涉及可用区3。

如图4中实线所示，若报文1指向云计算实例是ECS1，当报文1到达云网关设备CGW1时，云网关设备CGW1根据片上存储模块中的路由表，确定报文对应的目标路由表项；目标路由表项的下一跳信息指向可用区1，可用区1属于部分云计算实例涉及的可用区，则可以查询片上存储模块中的映射表项，映射表项中云计算实例ECS1对应的是物理机NC1，则云网关设备CGW1将报文发送至物理机NC1上，由物理机NC1将报文提供给云计算实例ECS1。

如图4中长虚线所示，若报文2指向云计算实例是ECS2，当报文2到达云网关设备CGW1时，云网关设备CGW1根据片上存储模块中的路由表，确定报文对应的目标路由表项；目标路由表项的下一跳信息指向可用区2，可用区2属于部分云计算实例涉及的可用区，则可以查询片上存储模块中的映射表项，映射表项中云计算实例ECS2对应的是物理机NC2，则云网关设备CGW1将报文发送至物理机NC2上，由物理机NC2将报文提供给云计算实例ECS2。

如图4中短虚线所示，若报文3指向云计算实例是ECS3，当报文3到达云网关设备CGW1时，云网关设备CGW1根据片上存储模块中的路由表，确定报文对应的目标路由表项；目标路由表项的下一跳信息指向可用区3，可用区3不属于部分云计算实例涉及的可用区，则云网关设备CGW1将报文提供给云网关设备CGW3；云网关设备CGW3根据片上存储模块中的路由表，确定该报文对应的目标路由表项；目标路由表项的下一跳信息指向可用区3，可用区3属于云网关设备CGW3对应的第一虚拟网络中的部分云计算实例涉及的可用区，可以查询云网关设备CGW3的片上存储模块中的映射表项，映射表项中云计算实例ECS3对应的是物理机NC3，则云网关设备CGW3将报文发送至物理机NC3上，由物理机NC3将报文提供给云计算实例ECS3。

下面针对情况Z2中拆分映射表项的方式，对报文转发的过程进行说明。

如图5所示，云计算实例ECS1属于可用区1，云计算实例ECS2属于可用区2，云计算实例ECS3属于可用区3；云网关设备CGW1中存储有云计算实例ECS1与物理机NC1之间的映射表项；云网关设备CGW2中存储有云计算实例ECS2与物理机NC2之间的映射表项，云网关设备CGW3中存储有云计算实例ECS3与物理机NC3之间的映射表项。对于云网关设备CGW1来说，第一虚拟网络中的部分云计算实例是ECS1，该部分云计算实例涉及可用区1；对于云网关设备CGW2来说，部分云计算实例是ECS2，部分云计算实例涉及可用区2；对于云网关设备CGW3来说，部分云计算实例是ECS3，部分云计算实例涉及可用区3。

如图5中实线所示，若报文1指向云计算实例是ECS1，当报文1到达云网关设备CGW1时，云网关设备CGW1根据片上存储模块中的路由表，确定报文对应的目标路由表项；目标路由表项的下一跳信息指向可用区1，可用区1属于部分云计算实例涉及的可用区，则可以查询片上存储模块中的映射表项，映射表项中云计算实例ECS1对应的是物理机NC1，则云网关设备CGW1将报文发送至物理机NC1上，由物理机NC1将报文提供给云计算实例ECS1。

如图5中长虚线所示，若报文2指向云计算实例是ECS2，当报文2到达云网关设备CGW1时，云网关设备CGW1根据片上存储模块中的路由表，确定报文对应的目标路由表项；目标路由表项的下一跳信息指向可用区2，可用区2不属于部分云计算实例涉及的可用区，则云网关设备CGW1将报文提供给云网关设备CGW2；云网关设备CGW2根据片上存储模块中的路由表，确定该报文对应的目标路由表项；目标路由表项的下一跳信息指向可用区2，可用区2属于云网关设备CGW2对应的第一虚拟网络中的部分云计算实例涉及的可用区，可以查询云网关设备CGW2的片上存储模块中的映射表项，映射表项中云计算实例ECS2对应的是物理机NC2，则云网关设备CGW2将报文发送至物理机NC2上，由物理机NC2将报文提供给云计算实例ECS2。

如图5中短虚线所示，若报文3指向云计算实例是ECS3，当报文3到达云网关设备CGW1时，云网关设备CGW1根据片上存储模块中的路由表，确定报文对应的目标路由表项；目标路由表项的下一跳信息指向可用区3，可用区3不属于部分云计算实例涉及的可用区，则云网关设备CGW1将报文提供给云网关设备CGW3；云网关设备CGW3根据片上存储模块中的路由表，确定该报文对应的目标路由表项；目标路由表项的下一跳信息指向可用区3，可用区3属于云网关设备CGW3对应的第一虚拟网络中的部分云计算实例涉及的可用区，可以查询云网关设备CGW3的片上存储模块中的映射表项，映射表项中云计算实例ECS3对应的是物理机NC3，则云网关设备CGW3将报文发送至物理机NC3上，由物理机NC3将报文提供给云计算实例ECS3。

在本申请实施例中，云网关设备基于可编程硬件器件实现报文转发，可利用可编程硬件器件较高的转发性能，提高云网关设备的转发带宽，提高转发速率；进一步结合对第一虚拟网络中部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项的拆分存储，相比于在片上存储模块中存储全量映射表项，可以节约片上存储资源，增加片上存储的表项容量，同时也能发挥硬件转发的带宽优势，使得云网关设备基于硬件进行流量转发成为可能。

进一步，考虑到用户的私有IT资源域可以就近转发报文，例如，用户IDC机房的报文优先转发至距离较近的可用区，通常情况下，将该可用区中部署的云计算实例对应的映射表项配置到该可用区中的云网关设备上，这样，大部分的流量转发是不用跨可用区的，即使存在一小部分跨可用区的流量转发，即将指向其它可用区的报文转发给其它可用区的云网关设备，也可以针对可编程硬件器件较高的转发性能，通过带宽弥补硬件存储空间的不足，由于可编程硬件器件的转发带宽较大，一小部分转发流量对带宽资源的占用不是很明显，但对存储资源的节约却非常关键。

在本实施例中，并不限定报文处理模块判断目标路由表项的下一跳信息指向的目标可用区是否属于其所属云网关设备的片上存储模块所存储的映射表项对应的部分云计算实例涉及的可用区的实施方式。下面举例说明。

示例C1：对于云网关设备来说，其片上存储模块所存储的映射表项对应的部分云计算实例涉及的可用区可以是云网关设备所在可用区，也可以是云网关设备所在可用区和其它可用区。在该可选实施例中，云网关设备的片上存储模块还存储有其片上存储模块所存储的映射表项对应的部分云计算实例涉及的可用区的标识。其中，可用区的标识可以是可用区的名称或者可用区所属的网段信息。如图4所示，对于云网关设备CGW1来说，第一虚拟网络中部分云计算实例为ECS1和ECS2，该部分云计算实例设计的可用区为可用区1和可用区2，则云网关设备CGW1的片上存储模块还可以存储可用区1和可用区2的标识。

基于上述，报文处理模块可根据目标路由表项的下一跳信息，则确定目标可用区及其标识。例如，目标路由表项的下一跳信息是云网关设备的IP地址信息，将该IP地址信息所属的可用区作为目标可用区。在片上存储模块中查询目标可用区的标识，若在片上存储模块中查询到目标可用区的标识，则确定目标可用区属于所述部分云计算实例涉及的可用区；若在片上存储模块中未查询到目标可用区的标识，则确定目标可用区不属于所述部分云计算实例涉及的可用区。

需要说明的是，片上存储模块所存储的映射表项对应的部分云计算实例涉及的可用区的标识，不仅可以存储在云网关设备的片上存储模块中，为了节省片上存储资源，还可以将第一虚拟网络中部分云计算实例涉及的可用区的标识存储至云网络系统中的其它设备上，例如，控制设备上，控制设备可参见后续实施例，在此在不赘述。

对于片上存储模块所存储的映射表项对应的部分云计算实例涉及的可用区的标识存储至云网关设备所在可用区中的其它设备上的情况下，报文处理模块可以向该其它设备发送查询信息，由其它设备查询本地是否存在目标可用区的标识，并向报文处理模块返回是否查询到目标可用区的标识的结果信息；如果该结果信息表示其它设备在本地存储的可用区的标识中查询到目标可用区的标识，则确定目标可用区属于所述部分云计算实例涉及的可用区；如果该结果信息表示其它设备在本地存储的可用区的标识中未查询到目标可用区的标识，则确定目标可用区不属于所述部分云计算实例涉及的可用区。

示例C2：对于云网关设备来说，其片上存储模块所存储的映射表项对应的部分云计算实例仅为云网关设备所在可用区内的云计算实例，这意味着该云网关设备的片上存储模块中存储的是该云网关设备所在可用区内各云计算实例与其所在物理机之间的映射表项。基于此，一种判断目标路由表项的下一跳信息指向的目标可用区是否属于所述部分云计算实例涉及的可用区的实现方式为：报文处理模块判断目标路由表项的下一跳信息是否为其所在云网关设备的IP地址；若判断结果为是，则确定目标可用区属于部分云计算实例涉及的可用区；若判断结果为否，则确定目标可用区不属于所述部分云计算实例涉及的可用区。

进一步，在本申请一些可选实施例中，云网络系统还包括控制设备，控制设备可以集中部署在一台物理机上，也可以分布式部署在多台物理机上，对于分布式部署在多台物理机的情况，控制设备可以分布式的部署在一个可用区中的物理机上，也可以分布式的部署在多个可用区中的物理机上。当然，该控制设备也可以独立部署在各可用区之外。其中，控制设备用于为云网关设备生成并配置第一虚拟网络的路由表以及第一虚拟网络中各云计算实例与其所在物理机之间的映射表项。下面对生成第一虚拟网络的路由表以及第一虚拟网络中各云计算实例与其所在物理机之间的映射表项的实施方式进行示例性说明。

示例Y1：控制设备生成第一虚拟网络的路由表。

在本实施例中，第一虚拟网络的路由表包括多条路由表项，需要针对每个云网关设备生成每一条路由表项，得到该云网关设备对应的路由表，将该路由表下发给该云网关设备。

其中，每一条路由表项包括：租户信息、要转发到的目标网段及下一跳信息。其中，租户信息可以包含但不限于：租户的昵称或标识等；下一跳信息指向要到达目标网段所需经过的下一跳可用区，下一跳信息是指物理路径上的下一跳，该下一跳信息指向对应的可用区。

用户在创建云计算实例的过程中，可以配置云计算实例的虚拟层路由信息，并将配置好的虚拟层路由信息提供给控制设备。控制设备可以根据用户配置的虚拟层路由信息，针对每个云网关设备生成第一虚拟网络的路由表，并将生成的第一虚拟网络的路由表下发至各云网关设备。其中，本申请实施例中主要关注生成路由表项的目标网段和下一跳信息。

其中，虚拟层路由信息是指指向云计算实例的虚拟路径。虚拟层路由信息分为两种类型，一种是指向网段信息的第一类路由信息，网段信息指向可用区；另一种是将不指向第一云计算实例的流量引流至第一云计算实例的第二类路由信息，其中，第一云计算实例的IP地址来自于目标网段信息。其中，不指向第一云计算实例的流量可以是指向第一云计算实例所在可用区中非第一云计算实例的流量，也可以是指向其它可用区中的流量，不指向第一云计算实例的流量需要引流至第一云计算实例，在第一云计算实例上进行云计算服务后，将该流量转发至对应的目标网段中。例如，访问第一网段的流量，需要先引流至第一云计算实例，在第一云计算实例上进行安全校验，将通过安全校验的流量再转发至第一网段。第一云计算实例可以是任一可用区内的任一云计算实例，对此不做限定。

其中，每个可用区对应有网段信息，每个可用区包括一个或多个虚拟交换机(vswitch)，不同虚拟交换机具有该可用区中不同的网段信息。在配置第一类路由信息的过程中，可以选择一个可用区，然后从可用区中包括的一个或多个虚拟交换机中选择目标虚拟交换机，将该目标虚拟交换机对应的网段信息作为目标网段地址，则可以生成指向目标网段信息的第一类路由信息。在配置第二类路由信息的过程中，可以选择一个可用区，然后从可用区中包括的一个或多个虚拟交换机中选择目标虚拟交换机，将该目标虚拟交换机对应的网段信息作为目标网段地址，从目标网段信息中选择第一云计算实例的IP地址，设置流量转发规则，将不指向第一云计算实例的流量，即指向目的网段的流量引流至第一云计算实例，则可以生成将不指向第一云计算实例的流量引流至第一云计算实例的第二类路由信息。

在本实施例中，结合每个虚拟层路由信息指向的可用区与云网关设备的所属关系，生成每个云网关设备的路由表。针对每个云网关设备生成路由表的过程也就是生成每个路由表项的过程。其中，生成每个路由表项的过程相同或相似，因此，在本实施例中，以针对上文中提到的目标路由表项为例对生成路由表的过程进行说明。具体地，针对目标路由表项，根据用户配置的虚拟层路由信息，确定虚拟层路由信息对应的目标网段信息，该目标网段信息指向目标可用区；针对每个云网关设备，根据虚拟层路由信息的类型和该云网关设备与目标可用区的关系，确定指向目标可用区的下一跳信息；根据目标网段信息和下一跳信息，针对云网关设备生成目标路由表项，目标路由表项为路由表中任一表项。下面针对每个云网关设备，以上文提到的目标路由表项为例，对该目标路由表项的生成过程进行说明：

情况E1：针对指向目标网段信息的第一类路由信息，目标网段信息指向目标可用区。若云网关设备属于目标可用区，则可以将路由表项的目标网段设置为目标网段信息，将路由表项的下一跳信息设置为路由类型信息，例如，路由类型信息可以是指第一类路由信息的类型信息，第一类路由信息的类型信息可以用A表示。或者，若云网关设备属于目标可用区，则将路由表项中目标网段设置为目标网段信息，将路由表项的下一跳信息设置为路由类型信息，在路由表项中增加一个字段表示下一跳信息，将该增加的字段设置为该云网关设备的IP地址。

情况E2：针对将不指向第一云计算实例的流量引流至第一云计算实例的第二类路由信息，第一云计算实例的IP地址来自于目标网段信息，目标网段信息指向目标可用区。若云网关设备属于目标可用区，则可以将路由表项中目标网段设置为目标网段信息，将路由表项的下一跳信息设置为第一云计算实例的IP地址，该下一跳信息可以理解为虚拟层(overlay)层的下一跳。或者若云网关设备属于目标可用区，则可以将路由表项中目标网段设置为目标网段信息，将路由表项的下一跳信息设置为第一云计算实例的IP地址，该下一跳信息可以理解为overlay层的下一跳，在路由表项中额外增加一个字段表示underlay层的下一跳信息，将该云网关设备的IP地址作为该underlay层的下一跳信息。

情况E3：针对指向目标网段信息的第一类路由信息，目标网段信息指向目标可用区。若云网关设备不属于目标可用区，则将路由表项中的目标网段设置为目标网段信息，将路由表项中的下一跳信息设置为指向目标可用区的下一跳信息，例如，指向目标可用区的下一跳信息可以是目标可用区中云网关设备的IP地址。

情况E4：针对将不指向第一云计算实例的流量引流至第一云计算实例的第二类路由信息，第一云计算实例的IP地址来自于目标网段信息，目标网段信息指向目标可用区。若云网关设备不属于目标可用区，则可以将路由表项中的目标网段设置为目标网段信息，将路由表项中的下一跳信息设置为指向目标可用区的下一跳信息，例如，指向目标可用区的下一跳信息可以是目标可用区中云网关设备的IP地址。

在一可选实施例中，根据虚拟层路由信息的不同，在目标可用区属于片上存储模块所存储的映射表项对应的部分云计算实例涉及的可用区的情况下，报文处理模块查询片上存储模块中的映射表项的实施方式也有所不同。若目标路由表项是根据第一类路由信息生成的，目标路由表项的下一跳信息为路由类型信息，表示报文中携带的目的IP地址属于目标网段信息，该目的IP地址是目标云计算实例的IP地址，则可以根据报文中携带的目的IP地址，查找片上存储模块中的映射表项，将报文提供给目标可用区内目标物理机上的目标云计算实例。若目标路由表项是根据第二类路由信息生成的，目标路由表项的下一跳信息为第一云计算实例的IP地址，则根据目标路由表项中存储的第一云计算实例的IP地址，查找片上存储模块中的映射表项，将报文提供给目标可用区内目标物理机上的目标云计算实例。

示例Y2：控制设备生成第一虚拟网络中各云计算实例与其所在物理机之间的映射表项。

在本实施例中，控制设备可以获取第一虚拟网络中有哪些云计算实例，以及云计算实例部署在哪个可用区的哪台物理机上的部署信息，基于此，控制设备可根据第一虚拟网络中云计算实例的部署信息，生成第一虚拟网络中各云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，并下发至对应的云网关设备。

其中，并不限定控制设备将第一虚拟网络中各云计算实例与其所在物理机之间的映射表项下发至对应的云网关设备的实施方式。

在一可选实施例中，预先设定下发规则，设定每个云网关设备需要存储的部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，在生成第一虚拟网络中各云计算实例与其所在物理机之间的映射表项之后，按照设定下发规则为每个云网关设备分别下发各自需要存储的映射表项。

在另一可选实施例中，每个云网关设备存储其所在可用区内的云计算实例与其所在物理机之间的映射表项。针对这种情况，可以采用下述两种方式配置映射表项：

在一可选实施例中，针对每个云网关设备，控制设备将各云计算实例与其所在物理机之间的映射表项均下发给该云网关设备，由该云网关设备将路由表中对应路由表项的下一跳信息指向自身的映射表项存储至本地片上存储模块中。具体地，该云网关设备根据路由表中路由表项的虚拟路由信息，确定需要将哪些云计算实例的路由表项存储至片上存储器中；在确定云计算实例之后，可以将该云计算实例及其所在物理机之间的映射表项存储至本地片上存储模块中。

在另一可选实施例中，控制设备根据路由表中各路由表项的下一跳信息，将各云计算实例与其所在物理机之间的映射表项下发给其对应路由表项的下一跳信息指向的云网关设备，由该云网关设备将映射表项配置到本地片上存储模块中。具体地，控制设备可以根据路由表中各路由表项的下一跳信息，确定该下一跳信息指向的云网关设备；根据路由表项的虚拟路由信息，确定云网关设备需要存储哪些云计算实例的映射表项，将该云计算实例及其所在物理机之间映射表项配置到下一跳信息指向的云网关设备的本地片上存储模块中。

除上述系统实施例之外，本申请实施例还提供了报文转发方法。图6为本申请示例性实施例提供的一种报文转发方法的流程示意图，该方法适用于云网络系统中的云网关设备，该云网关设备包括的可编程硬件器件上实现有片上存储模块和报文处理模块，片上存储模块中存储有第一虚拟网络的路由表和第一虚拟网络中部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项。如图6所示，该方法包括：

601、在接收到报文时，根据片上存储模块中的路由表确定报文对应的目标路由表项，第一虚拟网络承载于云网络系统中的多个可用区上，路由表中各路由表项的下一跳信息指向可用区；

602、根据片上存储模块中的映射表项，将报文发送至目标可用区内目标物理机上的目标云计算实例，所述目标可用区是指目标路由表项的下一跳信息指向的可用区。

在一可选实施例中，上述根据片上存储模块中的映射表项，将报文发送至目标可用区内目标物理机上的目标云计算实例，包括：若目标可用区属于部分云计算实例涉及的可用区，则查询片上存储模块中存储的映射表项；若查询到报文对应的目标映射表项，则根据目标映射表项将报文发送至目标物理机上的目标云计算实例；若未查询到目标映射表项或者目标可用区不属于部分云计算实例涉及的可用区，则将报文转发至目标可用区中的云网关设备，以供目标可用区中的云网关设备将所述报文发送至目标物理机上的目标云计算实例。

在一可选实施例中，片上存储模块还存储有部分云计算实例涉及的可用区的标识；本申请实施例提供的方法还包括：根据目标路由表项的下一跳信息，确定目标可用区及其标识；在片上存储模块中查询目标可用区的标识，若查询到，则确定目标可用区属于部分云计算实例涉及的可用区；若未查询到，则确定目标可用区不属于部分云计算实例涉及的可用区。

在一可选实施例中，片上存储模块所存储的映射表项对应的部分云计算实例为云网关设备所在可用区内的云计算实例，则本申请实施例提供的方法还包括：判断目标路由表项的下一跳信息是否为云网关设备的IP地址，或者判断目标路由表项的下一跳信息是否为路由类型信息，或者判断目标路由表项的下一跳信息是否为第二类路由信息中指示引流到的第一云计算实例的IP地址；若是，确定目标可用区属于上述部分云计算实例涉及的可用区；若否，确定目标可用区不属于上述部分云计算实例涉及的可用区。

在一可选实施例中，本申请实施例提供的方法还包括：接收控制设备下发的第一虚拟网络的路由表，并配置到片上存储模块中；以及接收控制设备下发的上述部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，并配置到片上存储模块中。

在一可选实施例中，接收控制设备下发的上述部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，并配置到片上存储模块中，包括：接收控制设备下发的第一虚拟网络中各云计算实例与其所在物理机之间的映射表项；根据路由表中各路由表项的下一跳信息，将对应路由表项的下一跳信息指向云网关设备的映射表项配置到片上存储模块中。

在一可选实施例中，查询片上存储模块中存储的映射表项，包括：若目标路由表项是根据第一类路由信息生成的，则根据报文中携带的目标IP地址，查找片上存储模块中的映射表项，所述目的IP地址为所述目标云计算实例的IP地址，所述目标路由表项的下一跳信息为路由类型信息；若目标路由表项是根据第二类路由信息生成的，则根据目标路由表项中存储的第一云计算实例的IP地址，查找片上存储模块中的映射表项，所述第一云计算实例为所述目标云计算实例，所述目标路由表项的下一跳信息为所述第一云计算实例的IP地址；其中，第一类路由信息是指用户配置的指向目标网段信息的虚拟层路由信息，第二类路由信息是指用户配置的将不指向第一云计算实例的流量引流至第一云计算实例的虚拟层路由信息，第一云计算实例的IP地址来自于目标网段信息，目标网段信息指向目标可用区。

进一步，本申请示例性实施例还提供的一种路由配置方法，适用于云网络系统中的控制设备，该方法包括：根据用户配置的虚拟层路由信息，生成第一虚拟网络的路由表，并下发至第一虚拟网络对应的各云网关设备；根据第一虚拟网络中云计算实例的部署信息，生成第一虚拟网络中各云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，并下发至对应的云网关设备；其中，云网关设备中包含可编程硬件器件，该可编程硬件器件实现的片上存储模块中存储控制设备下发的第一虚拟网络的路由表和第一虚拟网络中部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项。

在一可选实施例中，根据用户配置的虚拟层路由信息，生成第一虚拟网络的路由表，包括：针对所述目标路由表项，根据用户配置的虚拟层路由信息，确定虚拟层路由信息对应的目标网段信息，目标网段信息指向目标可用区；针对每个云网关设备，根据虚拟层路由信息的类型和该云网关设备与目标可用区的关系，确定指向目标可用区的下一跳信息；根据目标网段信息和下一跳信息，针对云网关设备生成目标路由表项，目标路由表项为路由表中任一表项；其中，虚拟层路由信息为指向目标网段信息的第一类路由信息，或者为将不指向第一云计算实例的流量引流至第一云计算实例的第二类路由信息，第一云计算实例的IP地址来自于目标网段信息。

在一可选实施例中，将各云计算实例与其所在物理机之间的映射表项下发至对应的云网关设备，包括：针对每个云网关设备，将各云计算实例与其所在物理机之间的映射表项均下发给该云网关设备，以供该云网关设备将路由表中对应路由表项的下一跳信息指向自身的映射表项存储至本地片上存储模块中；或者根据路由表中各路由表项的下一跳信息，将各云计算实例与其所在物理机之间的映射表项下发给其对应路由表项的下一跳信息指向的云网关设备，以使该云网关设备将映射表项配置到本地片上存储模块中。

在上述实施例中，关于云网络系统、第一虚拟网络以及可编程硬件器件等详细介绍，以及各步骤的详细实施方式均可参见前述实施例，在此不再赘述。

需要说明的是，上述实施例所提供方法的各步骤的执行主体均可以是同一设备，或者，该方法也由不同设备作为执行主体。比如，步骤601至步骤603的执行主体可以为设备A；又比如，步骤601和602的执行主体可以为设备A，步骤603的执行主体可以为设备B；等等。

另外，在上述实施例及附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如601、602等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

图7为本申请示例性实施例提供的一种报文处理芯片的结构示意图。该报文处理芯片可应用于云网络系统中的云网关设备，如图7所示，该报文处理芯片包括：片上存储模块71和报文处理模块72。

片上存储模块71，用于存储第一虚拟网络的路由表和第一虚拟网络中部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，第一虚拟网络承载于云网络系统中的多个可用区上，路由表中各路由表项的下一跳信息指向可用区。

报文处理模块72，用于在接收到报文时，根据存储模块中的路由表确定报文对应的目标路由表项；根据片上存储模块71中的映射表项，将所述报文发送至目标可用区内目标物理机上的目标云计算实例，所述目标可用区是指所述目标路由表项的下一跳信息指向的可用区。

进一步，如图7所示，报文处理模块72，还用于在目标路由表项的下一跳信息指向的可用区属于上述部分云计算实例涉及的可用区的情况下，查询片上存储模块71中的映射表项。

报文处理模块72在将所述报文发送至目标可用区内目标物理机上的目标云计算实例时，具体用于在查询到目标映射表项的情况下，根据目标映射表项将报文发送至目标物理机上的目标云计算实例；以及在未查询到目标映射表项或者目标可用区不属于上述部分云计算实例涉及的可用区的情况下，则将报文转发至目标可用区中的云网关设备，以供目标可用区中的云网关设备将报文发送至目标物理机上的目标云计算实例。

在一可选实施例中，片上存储模块71还存储有所述部分云计算实例涉及的可用区的标识；报文处理模块72还用于根据所述目标路由表项的下一跳信息，确定目标可用区及其标识；在所述片上存储模块中查询所述目标可用区的标识，若查询到，则确定所述目标可用区属于所述部分云计算实例涉及的可用区；若未查询到，则确定所述目标可用区不属于所述部分云计算实例涉及的可用区。

在一可选实施例中，所述部分云计算实例为所述云网关设备所在可用区内的云计算实例，报文处理模块72还用于判断所述目标路由表项的下一跳信息是否为所述云网关设备的IP地址，或者判断所述目标路由表项的下一跳信息是否为路由类型信息，或者判断所述目标路由表项的下一跳信息是否为第二类路由信息中指示引流到的第一云计算实例的IP地址；若是，则确定所述目标可用区属于所述部分云计算实例涉及的可用区；若否，则确定所述目标可用区不属于所述部分云计算实例涉及的可用区。

在一可选实施例中，报文处理模块72还用于：接收控制设备下发的所述第一虚拟网络的路由表，将该路由表配置到所述片上存储模块中；以及接收所述控制设备下发的所述部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，将该映射表项配置到所述片上存储模块中。

在一可选实施例中，报文处理模块72具体用于：接收所述控制设备下发的所述第一虚拟网络中各云计算实例与其所在物理机之间的映射表项；根据所述路由表中各路由表项的下一跳信息，将对应路由表项的下一跳信息指向所述云网关设备的映射表项配置到所述片上存储模块中。

在一可选实施例中，报文处理模块72具体用于：若所述目标路由表项是根据第一类路由信息生成的，则根据所述报文中携带的目标IP地址，查找所述片上存储模块中的映射表项，所述目的IP地址为所述目标云计算实例的IP地址，所述目标路由表项的下一跳信息为路由类型信息；若所述目标路由表项是根据第二类路由信息生成的，则根据所述目标路由表项中存储的第一云计算实例的IP地址，查找所述片上存储模块中的映射表项，所述第一云计算实例为所述目标云计算实例，所述目标路由表项的下一跳信息为所述第一云计算实例的IP地址；其中，第一类路由信息是指用户配置的指向目标网段信息的虚拟层路由信息，第二类路由信息是指用户配置的将不指向第一云计算实例的流量引流至第一云计算实例的虚拟层路由信息，第一云计算实例的IP地址来自于目标网段信息，所述目标网段信息指向目标可用区。

在此说明，上述报文处理芯片可以是基于可编程硬件器件实现的硬件装置，可选地，可编程硬件器件可以是ASIC、SOC、FPGA或CPLD。报文处理模块72采用流水线的处理方式进行报文转发，报文处理模块包括多条流水线，每条流水线相互隔离，互不干扰，多挑流水线并行处理报文，可提高报文的转发效率。可选地，报文处理模块72的每条流水线包括：接收子模块、查询子模块以及发送子模块。

图8为本申请示例性实施例提供的一种云网关设备的结构示意图。该云网关设备应用于云网络系统中的一个可用区内，云网关设备包括可编程硬件器件80，可编程硬件器件80上实现片上存储模块81和报文处理模块82。

片上存储模块81，用于存储第一虚拟网络的路由表和第一虚拟网络中部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，第一虚拟网络承载于云网络系统中的多个可用区上，路由表中各路由表项的下一跳信息指向可用区。

报文处理模块82，用于在接收到报文时，根据片上存储模块中的路由表确定报文对应的目标路由表项；根据所述片上存储模块中的映射表项，将所述报文发送至目标可用区内目标物理机上的目标云计算实例，所述目标可用区是指所述目标路由表项的下一跳信息指向的可用区。

在一可选实施例中，报文处理模块82具体用于：若目标可用区属于上述部分云计算实例涉及的可用区，则查询片上存储模块中的映射表项；以及若查询到报文对应的目标映射表项，则根据目标映射表项将报文发送至目标物理机上的目标云计算实例。

在一可选实施中，报文处理模块82采用流水线的处理方式进行报文转发，报文处理模块包括多条流水线，每条流水线相互隔离，互不干扰，多挑流水线并行处理报文，可提高报文的转发效率。可选地，报文处理模块82的每条流水线包括：接收子模块、查询子模块以及发送子模块。

其中，接收子模块，用于接收报文；查询子模块，用于在接收子模块接收到报文时，根据片上存储模块中的路由表确定报文对应的目标路由表项；若目标可用区属于上述部分云计算实例涉及的可用区，则查询片上存储模块中的映射表项；该查询子模块，用于若查询到报文对应的目标映射表项，则根据目标映射表项将报文发送至目标物理机上的目标云计算实例。

在一可选实施例中，报文处理模块82还用于：若未查询到目标映射表项或者目标可用区不属于上述部分云计算实例涉及的可用区，则将报文转发至目标可用区中的云网关设备，以供目标可用区中的云网关设备继续对报文进行转发处理。

在一可选实施例中，片上存储模块81还存储有上述部分云计算实例涉及的可用区的标识；报文处理模块82还用于：根据目标路由表项的下一跳信息，确定目标可用区及其标识；在片上存储模块中查询目标可用区的标识，若查询到，则确定目标可用区属于上述部分云计算实例涉及的可用区；若未查询到，则确定目标可用区不属于上述部分云计算实例涉及的可用区。

在一可选实施例中，上述部分云计算实例为云网关设备所在可用区内的云计算实例，报文处理模块82，还用于：判断目标路由表项的下一跳信息是否为云网关设备的IP地址，或者判断目标路由表项的下一跳信息是否为路由类型信息，或者判断目标路由表项的下一跳信息是否为第二类路由信息中指示引流到的第一云计算实例的IP地址；若是，确定目标可用区属于上述部分云计算实例涉及的可用区；若否，确定目标可用区不属于上述部分云计算实例涉及的可用区。

在一可选实施例中，报文处理模块82，还用于：接收控制设备下发的第一虚拟网络的路由表，并配置到片上存储模块中；以及接收控制设备下发的部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，并配置到片上存储模块中。

在一可选实施例中，报文处理模块82在接收控制设备下发的上述部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，并配置到片上存储模块中时，具体用于：接收控制设备下发的第一虚拟网络中各云计算实例与其所在物理机之间的映射表项；根据路由表中各路由表项的下一跳信息，将对应路由表项的下一跳信息指向云网关设备的映射表项配置到片上存储模块中。

在一可选实施例中，报文处理模块82在查询片上存储模块中存储的映射表项时，具体用于：若目标路由表项是根据第一类路由信息生成的，则根据报文中携带的目标IP地址，查找片上存储模块中的映射表项，所述目的IP地址为所述目标云计算实例的IP地址，所述目标路由表项的下一跳信息为路由类型信息；若目标路由表项是根据第二类路由信息生成的，则根据目标路由表项中存储的第一云计算实例的IP地址，查找片上存储模块中的映射表项，所述第一云计算实例为所述目标云计算实例，所述目标路由表项的下一跳信息为所述第一云计算实例的IP地址；其中，第一类路由信息是指用户配置的指向目标网段信息的虚拟层路由信息，第二类路由信息是指用户配置的将不指向第一云计算实例的流量引流至第一云计算实例的虚拟层路由信息，第一云计算实例的IP地址来自于目标网段信息，所述目标网段信息指向目标可用区。

进一步，如图8所示，该云网关设备还包括：存储器84、处理器85、通信组件86、电源组件88等其它组件。图8中仅示意性给出部分组件，并不意味着云网关设备只包括图8所示组件。

需要说明的是，图6所示方法实施例中的步骤可由云网关设备上基于可编程硬件器件实现的报文处理模块执行，也可以是处理器执行。在图6所示方法实施例可由处理器执行的情况下，相应地，本申请实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当计算机程序被处理器执行时，致使处理器能够实现本申请实施例提供的图6所示方法中的各步骤。

上述图8中的通信组件被配置为便于通信组件所在设备和其他设备之间有线或无线方式的通信。通信组件所在设备可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G、3G、4G/LTE、5G等移动通信网络，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，通信组件还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

上述图8中的电源组件，为电源组件所在设备的各种组件提供电力。电源组件可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电源组件所在设备生成、管理和分配电力相关联的组件。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、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、嵌入式处理机或其他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他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。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他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多个流程和/或方框图一个方框或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他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他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，从而在计算机或其他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。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

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。

以上所述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，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (14)

1.一种云网络系统，其特征在于，包括：多个可用区，所述多个可用区上至少承载有第一虚拟网络，每个可用区至少包括物理机和云网关设备，所述物理机用于承载所述第一虚拟网络中的云计算实例，所述云网关设备包括可编程硬件器件，所述可编程硬件器件上实现有片上存储模块和报文处理模块；

所述片上存储模块，用于存储所述第一虚拟网络的路由表和所述第一虚拟网络中部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，所述路由表中各路由表项包括指向对应可用区的下一跳信息；

所述报文处理模块，用于在接收到报文时，根据所述片上存储模块中的路由表确定所述报文对应的目标路由表项；根据所述片上存储模块中的映射表项，将所述报文发送至目标可用区内目标物理机上的目标云计算实例，所述目标可用区是指所述目标路由表项的下一跳信息指向的可用区。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述报文处理模块具体用于：

若所述目标可用区属于所述部分云计算实例涉及的可用区，则查询所述片上存储模块中的映射表项；若查询到所述报文对应的目标映射表项，则根据所述目标映射表项将所述报文发送至目标物理机上的目标云计算实例；

若未查询到所述目标映射表项或者所述目标可用区不属于所述部分云计算实例涉及的可用区，则将报文转发至所述目标可用区中的云网关设备，以供所述目标可用区中的云网关设备将所述报文发送至目标物理机上的目标云计算实例。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：

控制设备，用于根据用户配置的虚拟层路由信息，生成所述第一虚拟网络的路由表，并下发至各云网关设备；以及根据所述第一虚拟网络中云计算实例的部署信息，生成所述第一虚拟网络中各云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，并下发至对应的云网关设备。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制设备具体用于：

针对所述目标路由表项，根据用户配置的虚拟层路由信息，确定所述虚拟层路由信息对应的目标网段信息，所述目标网段信息指向目标可用区；

针对每个云网关设备，根据所述虚拟层路由信息的类型和该云网关设备与所述目标可用区的关系，确定指向所述目标可用区的下一跳信息；根据所述目标网段信息和下一跳信息，针对所述云网关设备生成所述目标路由表项，所述目标路由表项为所述路由表中任一表项；

其中，所述虚拟层路由信息为指向目标网段信息的第一类路由信息，或者为将不指向第一云计算实例的流量引流至第一云计算实例的第二类路由信息，所述第一云计算实例的IP地址来自于目标网段信息。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述报文处理模块查询所述片上存储模块中的映射表项时，具体用于：

若所述目标路由表项是根据第一类路由信息生成的，则根据所述报文中携带的目的IP地址，查找所述片上存储模块中的映射表项，所述目的IP地址为目标云计算实例的IP地址，所述目标路由表项的下一跳信息为路由类型信息；

若所述目标路由表项是根据第二类路由信息生成的，则根据所述目标路由表项中存储的第一云计算实例的IP地址，查找所述片上存储模块中的映射表项，所述第一云计算实例为目标云计算实例，所述目标路由表项的下一跳信息为所述第一云计算实例的IP地址。

6.一种报文转发方法，其特征在于，适用于云网络系统中的云网关设备，所述云网关设备的片上存储模块中存储有第一虚拟网络的路由表和所述第一虚拟网络中部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，所述方法包括：

在接收到报文时，根据所述片上存储模块中的路由表确定所述报文对应的目标路由表项，所述第一虚拟网络承载于所述云网络系统中的多个可用区上，所述路由表中各路由表项包括指向对应可用区的下一跳信息；

根据所述片上存储模块中的映射表项，将所述报文发送至目标可用区内目标物理机上的目标云计算实例，所述目标可用区是指所述目标路由表项的下一跳信息指向的可用区。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述片上存储模块中的映射表项，将所述报文发送至目标可用区内目标物理机上的目标云计算实例，包括：

若所述目标可用区属于所述部分云计算实例涉及的可用区，则查询所述片上存储模块中存储的映射表项；若查询到所述报文对应的目标映射表项，则根据所述目标映射表项将所述报文发送至目标物理机上的目标云计算实例；

若未查询到所述目标映射表项或者所述目标可用区不属于所述部分云计算实例涉及的可用区，则将报文转发至所述目标可用区中的云网关设备，以供所述目标可用区中的云网关设备将所述报文发送至目标物理机上的目标云计算实例。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述片上存储模块还存储有所述部分云计算实例涉及的可用区的标识；

所述方法还包括：根据所述目标路由表项的下一跳信息，确定目标可用区及其标识；

在所述片上存储模块中查询所述目标可用区的标识，若查询到，则确定所述目标可用区属于所述部分云计算实例涉及的可用区；

若未查询到，则确定所述目标可用区不属于所述部分云计算实例涉及的可用区。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述部分云计算实例为所述云网关设备所在可用区内的云计算实例，则所述方法还包括：

判断所述目标路由表项的下一跳信息是否为所述云网关设备的IP地址或为路由类型信息或为第二类路由信息中指示引流到的第一云计算实例的IP地址；

若是，确定所述目标可用区属于所述部分云计算实例涉及的可用区；

若否，确定所述目标可用区不属于所述部分云计算实例涉及的可用区。

10.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，还包括：

接收控制设备下发的所述第一虚拟网络的路由表，并配置到所述片上存储模块中；以及

接收所述控制设备下发的所述部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，并配置到所述片上存储模块中。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，接收所述控制设备下发的所述部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，并配置到所述片上存储模块中，包括：

接收所述控制设备下发的所述第一虚拟网络中各云计算实例与其所在物理机之间的映射表项；

根据所述路由表中各路由表项的下一跳信息，将对应路由表项的下一跳信息指向所述云网关设备的映射表项配置到所述片上存储模块中。

12.根据权利要求7-9任一项所述的方法，其特征在于，查询所述片上存储模块中的映射表项，包括：

若所述目标路由表项是根据第一类路由信息生成的，则根据所述报文中携带的目的IP地址，查找所述片上存储模块中的映射表项，所述目的IP地址为所述目标云计算实例的IP地址，所述目标路由表项的下一跳信息为路由类型信息；

若所述目标路由表项是根据第二类路由信息生成的，则根据所述目标路由表项中存储的第一云计算实例的IP地址，查找所述片上存储模块中的映射表项，所述第一云计算实例为所述目标云计算实例，所述目标路由表项的下一跳信息为所述第一云计算实例的IP地址；

其中，第一类路由信息是指用户配置的指向目标网段信息的虚拟层路由信息，第二类路由信息是指用户配置的将不指向第一云计算实例的流量引流至第一云计算实例的虚拟层路由信息，第一云计算实例的IP地址来自于目标网段信息，所述目标网段信息指向目标可用区。

13.一种报文处理芯片，其特征在于，应用于云网络系统中的云网关设备，所述报文处理芯片包括：片上存储模块和报文处理模块；

所述片上存储模块，用于存储第一虚拟网络的路由表和所述第一虚拟网络中部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，所述第一虚拟网络承载于所述云网络系统中的多个可用区上，所述路由表中各路由表项包括指向对应可用区的下一跳信息；

所述报文处理模块，用于在接收到报文时，根据所述片上存储模块中的路由表确定所述报文对应的目标路由表项；根据所述片上存储模块中的映射表项，将所述报文发送至目标可用区内目标物理机上的目标云计算实例，所述目标可用区是指所述目标路由表项的下一跳信息指向的可用区。

14.一种云网关设备，其特征在于，应用于云网络系统中的一个可用区内，所述云网关设备包括可编程硬件器件，所述可编程硬件器件上实现片上存储模块和报文处理模块；

所述片上存储模块，用于存储第一虚拟网络的路由表和所述第一虚拟网络中部分云计算实例与其所在物理机之间的映射表项，所述第一虚拟网络承载于所述云网络系统中的多个可用区上，所述路由表中各路由表项包括指向对应可用区的下一跳信息；

所述报文处理模块，用于在接收到报文时，根据所述片上存储模块中的路由表确定所述报文对应的目标路由表项；根据所述片上存储模块中的映射表项，将所述报文发送至目标可用区内目标物理机上的目标云计算实例，所述目标可用区是指所述目标路由表项的下一跳信息指向的可用区。