CN114978808A - 一种数据转发方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种数据转发方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括：获取虚拟网络Overlay的虚拟机数据包，对虚拟机数据包进行网络地址转换；根据转换后的虚拟机数据包的四元组确定到数据中心物理网络Underlay的待访问服务的传输路径，根据传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给待访问服务；获取待访问服务发送的服务数据包，对服务数据包进行网络地址转换；根据转换后的服务数据包的四元组，转发网络地址转换后的服务数据包给Overlay中对应的虚拟机，实现Overlay的虚拟机通过计算节点的VTEP地址访问Underlay的三层服务。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据转发方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
云计算(cloud computing)是分布式计算的一种，指的是通过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统执行，经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。
随着云计算技术的发展，云内资源越来越丰富。例如，云内资源包括虚拟机、容器、裸金属、对象存储和域名系统(Domain Name System，简称DNS)服务等。目前，虚拟机之间可以通过诸如虚拟扩展局域网VXLAN等技术实现二层连通，但是，虚拟机不能通过计算节点的虚拟通道终结点(VXLAN Tunnel Endpoint，简称VTEP)地址访问诸如对象存储等云计算的三层服务。
发明内容
本发明实施例提供了一种数据转发方法、装置、电子设备及存储介质，可以解决虚拟机不能通过计算节点的VTEP地址访问云计算的三层服务的问题。
根据本发明的一方面，提供了一种数据转发方法，配置于计算节点，包括：
获取虚拟网络Overlay的虚拟机数据包，对所述虚拟机数据包进行网络地址转换；
根据转换后的虚拟机数据包的四元组确定到数据中心物理网络Underlay的待访问服务的传输路径，根据所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务，其中，转换后的所述虚拟机数据包的四元组的源地址为当前计算节点的VTEP地址，目的地址为所述待访问服务的服务访问地址；
获取所述待访问服务发送的服务数据包，对所述服务数据包进行网络地址转换；
根据转换后的服务数据包的四元组，转发网络地址转换后的服务数据包给所述Overlay中对应的虚拟机，其中，转换后的所述服务数据包的四元组的源地址为所述服务访问地址的映射地址，目的地址为所述虚拟机的IP地址。
可选地，在获取虚拟网络Overlay的虚拟机数据包之前，还包括：
获取所述Underlay的服务访问地址和服务访问端口；
获取当前计算节点中虚拟机的IP地址、虚拟机端口以及虚拟通道终结点VTEP地址；
根据所述Underlay的服务访问地址、服务访问端口、虚拟机的IP地址、虚拟机端口以及虚拟通道终结点VTEP地址配置出口转发规则和入口转发规则。
本方案通过配置出口转发规则和入口转发规则，使计算节点的转发模块具有网络地址转换功能。
可选地，在根据所述Underlay的服务访问地址、服务访问端口、虚拟机的IP地址、虚拟机端口以及虚拟通道终结点VTEP地址配置出口转发规则和入口转发规则之前，还包括：
获取所述当前计算节点对应的虚拟扩展局域网的标识号；
以及，所述根据所述Underlay的服务访问地址、服务访问端口、虚拟机的IP地址、虚拟机端口以及虚拟通道终结点VTEP地址配置出口转发规则和入口转发规则，包括：
根据所述Underlay的服务访问地址、服务访问端口、虚拟机的IP地址、虚拟机端口、虚拟扩展局域网的标识号以及虚拟通道终结点VTEP地址配置出口转发规则和入口转发规则。
本方案的出口转发规则和入口转发规则中，通过虚拟扩展局域网的标识号区分不同租户的相同IP地址的虚拟机。
可选地，所述获取虚拟网络Overlay的虚拟机数据包，对所述虚拟机数据包进行网络地址转换，包括：
获取所述Overlay的虚拟机数据包，解析出所述虚拟机数据包的第一四元组，基于所述第一四元组匹配所述出口转发规则；
基于匹配成功的目标出口转发规则，将所述虚拟机数据包的源地址转换为所述当前计算节点的VTEP地址，将所述虚拟机数据包的目的地址转换为所述服务访问地址。
本方案通过虚拟机数据包的四元组匹配出口转发规则，通过出口转发规则对四元组进行网络地址转换，实现在转发流程中嵌入网络地址转换流程。
可选地，所述获取所述待访问服务发送的服务数据包，对所述服务数据包进行网络地址转换，包括：
获取所述待访问服务发送的服务数据包，解析出所述服务数据包的第二四元组，基于所述第二四元组匹配所述入口转发规则；
基于匹配成功的目标入口转发规则，将所述服务数据包的源地址转换为所述服务访问地址的映射地址，将所述服务数据包的目的地址转换为所述虚拟机的IP地址。
本方案通过服务数据包的四元组匹配入口转发规则，通过入口转发规则对四元组进行网络地址转换，实现在转发流程中嵌入网络地址转换流程。
可选地，所述根据转换后的虚拟机数据包的四元组确定到数据中心物理网络Underlay的待访问服务的传输路径，根据所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务，包括：
根据转换后的虚拟机数据包的目的地址查询设定路由表，确定所述Overlay的虚拟机到所述Underlay的待访问服务的传输路径；
在所述Overlay的虚拟机与所述Underlay的待访问服务属于同一网段时，根据所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务；
在所述Overlay的虚拟机与所述Underlay的待访问服务属于不同网段时，通过路由设备基于所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务。
本方案通过查询路由表确定Overlay的虚拟机到Underlay的待访问服务的传输路径，基于该传输路径实现虚拟机数据包的路由。
可选地，所述根据转换后的服务数据包的四元组，转发网络地址转换后的服务数据包给所述Overlay中对应的虚拟机，包括：
根据转换后的服务数据包的目的地址和/或目的端口，转发网络地址转换后的服务数据包给所述Overlay中对应的虚拟机。
本方案通过目的地址和/或目的端口唯一标识Overlay中的虚拟机，实现将服务数据包转发给对应的虚拟机。
根据本发明的另一方面，提供了一种数据转发装置，配置于计算节点，包括：
第一地址转换模块，用于执行获取虚拟网络Overlay的虚拟机数据包，对所述虚拟机数据包进行网络地址转换；
数据包转发模块，用于执行根据转换后的虚拟机数据包的四元组确定到数据中心物理网络Underlay的待访问服务的传输路径，根据所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务，其中，转换后的所述虚拟机数据包的四元组的源地址为当前计算节点的VTEP地址，目的地址为所述待访问服务的服务访问地址；
第二地址转换模块，用于执行获取所述待访问服务发送的服务数据包，对所述服务数据包进行网络地址转换；
数据包转发模块，用于执行根据转换后的服务数据包的四元组，转发网络地址转换后的服务数据包给所述Overlay中对应的虚拟机，其中，转换后的所述服务数据包的四元组的源地址为所述服务访问地址的映射地址，目的地址为所述虚拟机的IP地址。
可选地，该装置还包括：
第一地址获取模块，用于执行在获取虚拟网络Overlay的虚拟机数据包之前，获取所述Underlay的服务访问地址和服务访问端口；
第二地址获取模块，用于执行获取当前计算节点中虚拟机的IP地址、虚拟机端口以及虚拟通道终结点VTEP地址；
规则配置模块，用于执行根据所述Underlay的服务访问地址、服务访问端口、虚拟机的IP地址、虚拟机端口以及虚拟通道终结点VTEP地址配置出口转发规则和入口转发规则。
可选地，该装置还包括：
标识获取模块，用于执行在根据所述Underlay的服务访问地址、服务访问端口、虚拟机的IP地址、虚拟机端口以及虚拟通道终结点VTEP地址配置出口转发规则和入口转发规则之前，获取所述当前计算节点对应的虚拟扩展局域网的标识号；
以及，所述规则配置模块具体用于执行：根据所述Underlay的服务访问地址、服务访问端口、虚拟机的IP地址、虚拟机端口、虚拟扩展局域网的标识号以及虚拟通道终结点VTEP地址配置出口转发规则和入口转发规则。
可选地，第一地址转换模块具体用于执行：
获取所述Overlay的虚拟机数据包，解析出所述虚拟机数据包的第一四元组，基于所述第一四元组匹配所述出口转发规则；
基于匹配成功的目标出口转发规则，将所述虚拟机数据包的源地址转换为所述当前计算节点的VTEP地址，将所述虚拟机数据包的目的地址转换为所述服务访问地址。
可选地，第二地址转换模块具体用于执行：
获取所述待访问服务发送的服务数据包，解析出所述服务数据包的第二四元组，基于所述第二四元组匹配所述入口转发规则；
基于匹配成功的目标入口转发规则，将所述服务数据包的源地址转换为所述服务访问地址的映射地址，将所述服务数据包的目的地址转换为所述虚拟机的IP地址。
可选地，数据包转发模块具体用于执行：
根据转换后的虚拟机数据包的目的地址查询设定路由表，确定所述Overlay的虚拟机到所述Underlay的待访问服务的传输路径；
在所述Overlay的虚拟机与所述Underlay的待访问服务属于同一网段时，根据所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务；
在所述Overlay的虚拟机与所述Underlay的待访问服务属于不同网段时，通过路由设备基于所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务。
可选地，数据包转发模块具体用于执行：
根据转换后的服务数据包的目的地址和/或目的端口，转发网络地址转换后的服务数据包给所述Overlay中对应的虚拟机。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的数据转发方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的数据转发方法。
本发明实施例的技术方案，通过计算节点对虚拟机数据包进行网络地址转换，基于转换结果转发虚拟机数据包给Underlay的待访问服务，以及，通过计算节点对服务数据包进行网络地址转换之后，基于转换结果转发服务数据包给对应虚拟机，实现Overlay的虚拟机通过计算节点的VTEP地址访问Underlay的三层服务。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为一种云计算逻辑架构的示意图；
图2为本发明实施例提供了一种数据转发方法的流程图；
图3a为本发明实施例提供的另一种数据转发方法的流程图；
图3b为本发明实施例提供的一种数据转发方法中计算节点的逻辑架构示意图；
图4为本发明实施例提供的又一种数据转发方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的一种数据转发装置的结构示意图；
图6为本发明的实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
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的实施例，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。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于理解，对本发明实施例可能出现的术语进行解释。
Underlay为数据中心物理网络，用于承载Overlay网络的隧道网络协议。
Overlay为三层封装二层包的虚拟网络，是一种网络架构上叠加的虚拟化技术模式，其大体框架是对基础网络不进行大规模修改的条件下，实现应用在网络上的承载，并能与其它网络业务分离，并且以基于IP的基础网络技术为主。
VTEP为虚拟通道终结点，用于VXLAN数据包的封装与解封装。每个VTEP具备两个接口：一个是本地桥接接口，负责原始以太帧接收和发送，另一个是IP接口，负责VXLAN数据帧接收和发送。
NAT是Network Address Translation的缩写，也称为网络地址转换，是对IP地址和/或端口号进行转换的技术。
图1为一种云计算逻辑架构的示意图。为了便于描述，假设云计算的逻辑架构包括2个配置有虚拟化管理组件(例如Hypervison)的计算节点(110，120)和一个对象存储服务节点130。第一计算节点110和第二计算节点120上均运行多个虚拟机，并提供管理接口、业务接口和存储接口。每个计算节点(110，120)中的虚拟机的数据包通过转发模块(例如DataPath)转发。对象存储服务节点130也提供管理接口、业务接口和存储接口。云计算的逻辑架构还包括管理网、业务网和存储网，分别与对应的接口连接。例如，计算节点上的虚拟机的数据包可以通过VTEP封装为VXLAN数据包，并通过DataPath确定对端的VTEP地址，基于VXLAN隧道实现数据包转发。
如图1所示，源地址为192.168.0.1的虚拟机数据包通过VTEP(VTEP地址为10.0.36.1)封装，实现将10.0.36.1作为虚拟机数据包的外层IP地址，将封装后的虚拟机数据包转发给192.168.0.2的虚拟机。虽然，10.0.36.1和10.0.37.1可以通过路由互通，但是，对象存储服务节点不具有VTEP功能，因此，对象存储服务节点不能识别封装后的虚拟机数据包，导致192.168.0.1的虚拟机无法访问到10.0.37.1上部署的对象存储服务。此外，192.168.0.1虚拟机数据包为Overlay上的数据包，无法和Underlay网络互通。
为了解决上述问题，本发明实施例在Overlay的转发模块嵌入NAT流程，实现Overlay的虚拟机通过计算节点的VTEP地址访问数据中心内部Underlay的服务。
图2为本发明实施例提供了一种数据转发方法的流程图，本实施例可适用于Overlay的虚拟机访问数据中心内部Underlay的服务的情况，该方法可以由数据转发装置来执行，该数据转发装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该数据转发装置可配置于电子设备中。通常情况下，电子设备为配置有虚拟化管理组件的计算节点。如图2所示，该方法包括：
S210、获取虚拟网络Overlay的虚拟机数据包，对所述虚拟机数据包进行网络地址转换。
其中，虚拟机数据包为Overlay中虚拟机发送的数据包。数据包为数据在网络层的传输形式。数据包的包头中记录五元组，即源IP、源端口、目的IP、目的端口和协议号。本发明实施例仅需要提取数据包中的四元组即可。具体地，四元组包括源IP、源端口、目的IP和目的端口。
对虚拟机数据包进行网络地址转换具体包括：对源IP和目的IP进行转换。可选地，对于不同租户相同IP的情况，基于虚拟扩展局域网的标识号(例如，VXLAN ID)对源IP、目的IP和源端口进行转换。或者，基于虚拟扩展局域网的标识号(例如，VXLAN ID)对源IP、源端口、目的IP和目的端口进行转换。
示例性地，获取Overlay的虚拟机数据包，解析出虚拟机数据包的第一四元组，基于第一四元组匹配出口转发规则。基于匹配成功的目标出口转发规则，将虚拟机数据包的源地址转换为当前计算节点的VTEP地址，将虚拟机数据包的目的地址转换为服务访问地址。
具体地，出口转发规则定义了网络地址转换前后的源IP、目的IP、源端口和目的端口。网络地址转换前的源IP为虚拟机IP，源端口为虚拟机端口，目的IP为服务访问地址的映射地址，目的端口为待访问服务的端口。其中，映射地址为预先配置的计算节点中的所有虚拟机访问数据中心内部Underlay的三层服务的默认地址。
在转发模块的转发功能通过DataPath组件实现时，通过DataPath组件获取Overlay的虚拟机数据包，解析虚拟机数据包得到源IP、目的IP、源端口和目的端口。将源IP、目的IP、源端口和目的端口与DataPath组件中的出口转发规则进行匹配，确定包含源IP、目的IP、源端口和目的端口的目标出口转发规则。基于目标出口转发规则将虚拟机数据包的源地址转换为当前计算节点的VTEP地址，将虚拟机数据包的目的地址转换为服务访问地址。
S220、根据转换后的虚拟机数据包的四元组确定到数据中心物理网络Underlay的待访问服务的传输路径，根据所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务。
其中，转换后的所述虚拟机数据包的四元组的源地址为当前计算节点的VTEP地址，目的地址为待访问服务的服务访问地址。需要说明的是，待访问服务为Underlay网络中的服务。Underlay的待访问服务为部署于数据中心物理网络中设备上的服务。具体地，待访问服务可以为对象存储服务等基础设施层的服务。
传输路径为Overlay的虚拟机到Underlay的待访问服务的数据传输路径。可以基于网络地址转换后的目的IP查询计算节点内置的路由表确定传输路径。
示例性地，根据转换后的虚拟机数据包的目的地址查询设定路由表，确定Overlay的虚拟机到Underlay的待访问服务的传输路径。具体地，基于服务访问地址查询设定路由表，确定当前计算节点的VTEP地址到服务访问地址的传输路径。从而，根据上述传输路径实现网络地址转换后的虚拟机数据包到待访问服务的路由。
一种情况下，Overlay的虚拟机与Underlay的待访问服务属于同一网段，根据传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给待访问服务。
另一种情况下，Overlay的虚拟机与Underlay的待访问服务属于不同网段，基于传输路径通过路由设备将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给待访问服务。
S230、获取所述待访问服务发送的服务数据包，对所述服务数据包进行网络地址转换。
其中，服务数据包为Underlay的待访问服务反馈的数据包。
对服务数据包进行网络地址转换具体包括：对源IP和目的IP进行转换。可选地，对于不同租户相同IP的情况，基于虚拟扩展局域网的标识号(例如，VXLAN ID)对源IP、目的IP和源端口进行转换。或者，基于虚拟扩展局域网的标识号(例如，VXLAN ID)对源IP、源端口、目的IP和目的端口进行转换。
示例性地，获取Underlay的待访问服务的服务数据包，解析出服务数据包的第二四元组，基于第二四元组匹配入口转发规则。基于匹配成功的目标入口转发规则，将服务数据包的源地址转换为服务访问地址的映射地址，将服务数据包的目的地址转换为虚拟机的IP地址。
具体地，入口转发规则定义了网络地址转换前后的源IP、目的IP、源端口和目的端口。网络地址转换前的源IP为待访问服务的服务访问地址，源端口为服务访问端口，目的IP为当前计算节点的VTEP地址，目的端口为虚拟机端口。
在转发模块的转发功能通过DataPath组件实现时，通过DataPath组件获取服务数据包，解析服务数据包得到源IP、目的IP、源端口和目的端口。将源IP、目的IP、源端口和目的端口与DataPath组件中的入口转发规则进行匹配，确定包含源IP、目的IP、源端口和目的端口的目标入口转发规则。基于目标入口转发规则将服务数据包的源地址转换为服务访问地址的映射地址，将服务数据包的目的地址转换为发送虚拟机数据包的虚拟机的IP地址。
S240、根据转换后的服务数据包的四元组，转发网络地址转换后的服务数据包给所述Overlay中对应的虚拟机。
其中，转换后的服务数据包的四元组的源地址为服务访问地址的映射地址，目的地址为虚拟机的IP地址。
示例性地，根据转换后的服务数据包的目的地址，转发网络地址转换后的服务数据包给Overlay中对应的虚拟机。可选地，对于不同租户的相同IP的虚拟机访问Underlay的待访问服务，根据转换后的服务数据包的目的地址和目的端口，转发网络地址转换后的服务数据包给Overlay中对应的虚拟机。可选地，在目的端口可以唯一标识Overlay的虚拟机时，根据转换后的服务数据包的目的端口，转发网络地址转换后的服务数据包给Overlay中对应的虚拟机。
本发明实施例的技术方案，通过计算节点对虚拟机数据包进行网络地址转换，基于转换结果转发虚拟机数据包给Underlay的待访问服务，以及，通过计算节点对服务数据包进行网络地址转换之后，基于转换结果转发服务数据包给对应虚拟机，实现Overlay的虚拟机通过计算节点的VTEP地址访问Underlay的三层服务。
图3a为本发明实施例提供的另一种数据转发方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上附加了出口转发规则和入口转发规则的配置方案。如图3a所示，该方法包括：
S310、获取所述Underlay的服务访问地址和服务访问端口。
示例性地，可以通过信息配置将Underlay的服务访问地址和服务访问端口配置到计算节点的转发模块。具体地，在计算节点上的虚拟化管理组件初始化之后，通过虚拟化管理组件调用转发模块接口，将配置信息中的Underlay的服务访问地址和服务访问端口下发给转发模块。其中，转发模块可以为DataPath组件。
图3b为本发明实施例提供的一种数据转发方法中计算节点的逻辑架构示意图。如图3b所示，计算节点中的虚拟化管理组件调用DataPath API将服务访问地址和服务访问接口下发给DataPath组件。
S320、获取当前计算节点中虚拟机的IP地址、虚拟机端口以及虚拟通道终结点VTEP地址。
示例性地，获取当前计算节点中各个虚拟机的IP地址、虚拟机端口以及当前计算节点的虚拟通道终结点VTEP地址。
S330、根据所述Underlay的服务访问地址、服务访问端口、虚拟机的IP地址、虚拟机端口以及虚拟通道终结点VTEP地址配置出口转发规则和入口转发规则。
具体地，以虚拟机的IP地址作为网络地址转换前的源IP，虚拟机端口作为网络地址转换前的源端口，服务访问地址的映射地址作为网络地址转换前的目的IP，服务访问端口作为网络地址转换前的目的端口，并以虚拟通道终结点VTEP地址作为网络地址转换后的源IP，虚拟机端口作为网络地址转换后的源端口，服务访问地址作为网络地址转换后的目的IP，服务访问端口作为网络地址转换后的目的端口配置各个虚拟机对应的出口转发规则。
表1为一种出口转发规则表。
| 网络标识 | 源IP | 源端口 | 目的IP | 目的端口 |
| 网络地址转换前 | 192.168.0.1 | 43546 | 169.254.169.254 | 6687 |
| 网络地址转换后 | 10.0.36.1 | 43546 | 10.0.37.1 | 6687 |
| 网络地址转换前 | 192.168.0.2 | 43548 | 169.254.169.254 | 6687 |
| 网络地址转换后 | 10.0.36.1 | 43548 | 10.0.37.1 | 6687 |
| 网络地址转换前 | …… | …… | …… | …… |
| 网络地址转换后 | …… | …… | …… | …… |
以服务访问地址作为网络地址转换前的源IP，服务访问端口作为网络地址转换前的源端口，虚拟通道终结点VTEP地址作为网络地址转换前的目的IP，虚拟机端口作为网络地址转换前的目的端口，并以服务访问地址的映射地址作为网络地址转换后的源IP，服务访问端口作为网络地址转换后的源端口，虚拟机的IP地址作为网络地址转换后的目标IP，虚拟机端口作为网络地址转换后的目的端口配置各个虚拟机对应的入口转发规则。
表2为一种入口转发规则表。
需要说明的是，出口转发规则和入口转发规则通过DataPath组件配置，并在计算节点上的虚拟机发生迁移之后，根据计算节点中现有的虚拟机更新出口转发规则和入口转发规则。具体地，增加新增的虚拟机的IP地址和虚拟机端口对应的出口转发规则和入口转发规则，和/或删除迁移走的虚拟机的IP地址和虚拟机端口对应的出口转发规则和入口转发规则。
S340、获取虚拟网络Overlay的虚拟机数据包，对所述虚拟机数据包进行网络地址转换。
参见图3b示出的计算节点，DataPath组件接收虚拟机192.168.0.1发送虚拟机数据包，提取虚拟机数据包的四元组匹配出口转发规则。基于匹配成功的目标出口转发规则，将源地址192.168.0.1转换为10.0.36.1，将目的地址169.254.169.254转换为10.0.37.1。
S350、根据转换后的虚拟机数据包的目的地址查询设定路由表，确定所述Overlay的虚拟机到所述Underlay的待访问服务的传输路径。
示例性地，基于10.0.37.1查询计算节点中的设定路由表，确定当前计算节点的VTEP地址10.0.36.1到10.0.37.1的传输路径。
S360、判断所述Overlay的虚拟机与所述Underlay的待访问服务是否属于同一网段，若是，则执行S370，否则执行S380。
示例性地，基于当前计算节点的VTEP地址与服务访问地址确定Overlay的虚拟机与Underlay的待访问服务是否属于同一网段。
S370、根据所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务，执行S390。
S380、通过路由设备基于所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务，执行S390。
其中，路由设备包括路由器、交换机或网关等物理路由设备，本发明实施例对路由设备具体种类并不作限定。
S390、获取所述待访问服务发送的服务数据包，对所述服务数据包进行网络地址转换。
参见图3b示出的计算节点，DataPath组件接收对象存储192.168.0.1发送的服务数据包，提取服务数据包的四元组匹配入口转发规则。基于匹配成功的目标入口转发规则，将源地址10.0.37.1转换为169.254.169.254，将目的地址转换10.0.36.1转换为192.168.0.1。
S3100、根据转换后的服务数据包的四元组，转发网络地址转换后的服务数据包给所述Overlay中对应的虚拟机。
本发明实施例的技术方案，基于服务访问地址、服务访问端口和虚拟机的网络标识配置计算节点的转发模块的出口转发规则和入口转发规则，使计算节点的转发模块具有网络地址转换功能。
图4为本发明实施例提供的又一种数据转发方法的流程图，本实施例在上述实施例的配置出口转发规则和入口转发规则的方案中，附加了虚拟扩展局域网的标识号。如图4所示，该方法包括：
S410、获取所述Underlay的服务访问地址和服务访问端口。
S420、获取当前计算节点中虚拟机的IP地址、虚拟机端口、虚拟通道终结点VTEP地址以及虚拟扩展局域网的标识号。
S430、根据所述Underlay的服务访问地址、服务访问端口、虚拟机的IP地址、虚拟机端口、虚拟扩展局域网的标识号以及虚拟通道终结点VTEP地址配置出口转发规则和入口转发规则。
一种情况下，计算节点中的不同租户可以具有相同的IP地址，可以通过虚拟扩展局域网的标识号区分不同租户的相同IP地址的虚拟机。具体地，根据Underlay的服务访问地址、服务访问端口、虚拟机的IP地址、虚拟机端口、虚拟扩展局域网的标识号以及虚拟通道终结点VTEP地址配置出口转发规则和入口转发规则，实现出口转发规则和入口转发规则中相同IP地址的虚拟机具有不同的源端口号和/或不同的VTEP地址。
S440、获取虚拟网络Overlay的虚拟机数据包，对所述虚拟机数据包进行网络地址转换。
S450、根据转换后的虚拟机数据包的目的地址查询设定路由表，确定所述Overlay的虚拟机到所述Underlay的待访问服务的传输路径。
S460、判断所述Overlay的虚拟机与所述Underlay的待访问服务是否属于同一网段，若是，则执行S470，否则执行S480。
S470、根据所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务，执行S490。
S480、通过路由设备基于所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务，执行S490。
S490、获取所述待访问服务发送的服务数据包，对所述服务数据包进行网络地址转换。
S4100、根据转换后的服务数据包的四元组，转发网络地址转换后的服务数据包给所述Overlay中对应的虚拟机。
本发明实施例的技术方案，通过服务访问地址、服务访问端口、虚拟机的IP地址、虚拟机端口、虚拟扩展局域网的标识号以及虚拟通道终结点VTEP地址配置出口转发规则和入口转发规则，可以对不同租户的相同IP地址的虚拟机进行有效区分。
图5为本发明实施例提供的一种数据转发装置的结构示意图。如图5所示，该装置配置于计算节点，包括第一地址转换模块510、数据包转发模块520、第二地址转换模块530和数据包转发模块540。
第一地址转换模块510，用于执行获取虚拟网络Overlay的虚拟机数据包，对所述虚拟机数据包进行网络地址转换；
数据包转发模块520，用于执行根据转换后的虚拟机数据包的四元组确定到数据中心物理网络Underlay的待访问服务的传输路径，根据所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务，其中，转换后的所述虚拟机数据包的四元组的源地址为当前计算节点的VTEP地址，目的地址为所述待访问服务的服务访问地址；
第二地址转换模块530，用于执行获取所述待访问服务发送的服务数据包，对所述服务数据包进行网络地址转换；
数据包转发模块540，用于执行根据转换后的服务数据包的四元组，转发网络地址转换后的服务数据包给所述Overlay中对应的虚拟机，其中，转换后的所述服务数据包的四元组的源地址为所述服务访问地址的映射地址，目的地址为所述虚拟机的IP地址。
可选地，该装置还包括：
第一地址获取模块，用于执行在获取虚拟网络Overlay的虚拟机数据包之前，获取所述Underlay的服务访问地址和服务访问端口；
第二地址获取模块，用于执行获取当前计算节点中虚拟机的IP地址、虚拟机端口以及虚拟通道终结点VTEP地址；
规则配置模块，用于执行根据所述Underlay的服务访问地址、服务访问端口、虚拟机的IP地址、虚拟机端口以及虚拟通道终结点VTEP地址配置出口转发规则和入口转发规则。
可选地，该装置还包括：
标识获取模块，用于执行在根据所述Underlay的服务访问地址、服务访问端口、虚拟机的IP地址、虚拟机端口以及虚拟通道终结点VTEP地址配置出口转发规则和入口转发规则之前，获取所述当前计算节点对应的虚拟扩展局域网的标识号；
以及，所述规则配置模块具体用于执行：根据所述Underlay的服务访问地址、服务访问端口、虚拟机的IP地址、虚拟机端口、虚拟扩展局域网的标识号以及虚拟通道终结点VTEP地址配置出口转发规则和入口转发规则。
可选地，第一地址转换模块具体用于执行：
获取所述Overlay的虚拟机数据包，解析出所述虚拟机数据包的第一四元组，基于所述第一四元组匹配所述出口转发规则；
基于匹配成功的目标出口转发规则，将所述虚拟机数据包的源地址转换为所述当前计算节点的VTEP地址，将所述虚拟机数据包的目的地址转换为所述服务访问地址。
可选地，第二地址转换模块具体用于执行：
获取所述待访问服务发送的服务数据包，解析出所述服务数据包的第二四元组，基于所述第二四元组匹配所述入口转发规则；
基于匹配成功的目标入口转发规则，将所述服务数据包的源地址转换为所述服务访问地址的映射地址，将所述服务数据包的目的地址转换为所述虚拟机的IP地址。
可选地，数据包转发模块具体用于执行：
根据转换后的虚拟机数据包的目的地址查询设定路由表，确定所述Overlay的虚拟机到所述Underlay的待访问服务的传输路径；
在所述Overlay的虚拟机与所述Underlay的待访问服务属于同一网段时，根据所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务；
在所述Overlay的虚拟机与所述Underlay的待访问服务属于不同网段时，通过路由设备基于所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务。
可选地，数据包转发模块具体用于执行：
根据转换后的服务数据包的目的地址和/或目的端口，转发网络地址转换后的服务数据包给所述Overlay中对应的虚拟机。
本发明实施例所提供的数据转发装置可执行本发明任意实施例所提供的数据转发方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
图6为本发明的实施例提供的一种电子设备的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图6所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如数据转发方法。
在一些实施例中，数据转发方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的数据转发方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行数据转发方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种数据转发方法，其特征在于，配置于计算节点，包括：
获取虚拟网络Overlay的虚拟机数据包，对所述虚拟机数据包进行网络地址转换；
根据转换后的虚拟机数据包的四元组确定到数据中心物理网络Underlay的待访问服务的传输路径，根据所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务，其中，转换后的所述虚拟机数据包的四元组的源地址为当前计算节点的VTEP地址，目的地址为所述待访问服务的服务访问地址；
获取所述待访问服务发送的服务数据包，对所述服务数据包进行网络地址转换；
根据转换后的服务数据包的四元组，转发网络地址转换后的服务数据包给所述Overlay中对应的虚拟机，其中，转换后的所述服务数据包的四元组的源地址为所述服务访问地址的映射地址，目的地址为所述虚拟机的IP地址。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取虚拟网络Overlay的虚拟机数据包之前，还包括：
获取所述Underlay的服务访问地址和服务访问端口；
获取当前计算节点中虚拟机的IP地址、虚拟机端口以及虚拟通道终结点VTEP地址；
根据所述Underlay的服务访问地址、服务访问端口、虚拟机的IP地址、虚拟机端口以及虚拟通道终结点VTEP地址配置出口转发规则和入口转发规则。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据所述Underlay的服务访问地址、服务访问端口、虚拟机的IP地址、虚拟机端口以及虚拟通道终结点VTEP地址配置出口转发规则和入口转发规则之前，还包括：
获取所述当前计算节点对应的虚拟扩展局域网的标识号；
以及，所述根据所述Underlay的服务访问地址、服务访问端口、虚拟机的IP地址、虚拟机端口以及虚拟通道终结点VTEP地址配置出口转发规则和入口转发规则，包括：
根据所述Underlay的服务访问地址、服务访问端口、虚拟机的IP地址、虚拟机端口、虚拟扩展局域网的标识号以及虚拟通道终结点VTEP地址配置出口转发规则和入口转发规则。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取虚拟网络Overlay的虚拟机数据包，对所述虚拟机数据包进行网络地址转换，包括：
获取所述Overlay的虚拟机数据包，解析出所述虚拟机数据包的第一四元组，基于所述第一四元组匹配所述出口转发规则；
基于匹配成功的目标出口转发规则，将所述虚拟机数据包的源地址转换为所述当前计算节点的VTEP地址，将所述虚拟机数据包的目的地址转换为所述服务访问地址。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述待访问服务发送的服务数据包，对所述服务数据包进行网络地址转换，包括：
获取所述待访问服务发送的服务数据包，解析出所述服务数据包的第二四元组，基于所述第二四元组匹配所述入口转发规则；
基于匹配成功的目标入口转发规则，将所述服务数据包的源地址转换为所述服务访问地址的映射地址，将所述服务数据包的目的地址转换为所述虚拟机的IP地址。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据转换后的虚拟机数据包的四元组确定到数据中心物理网络Underlay的待访问服务的传输路径，根据所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务，包括：
根据转换后的虚拟机数据包的目的地址查询设定路由表，确定所述Overlay的虚拟机到所述Underlay的待访问服务的传输路径；
在所述Overlay的虚拟机与所述Underlay的待访问服务属于同一网段时，根据所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务；
在所述Overlay的虚拟机与所述Underlay的待访问服务属于不同网段时，通过路由设备基于所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据转换后的服务数据包的四元组，转发网络地址转换后的服务数据包给所述Overlay中对应的虚拟机，包括：
根据转换后的服务数据包的目的地址和/或目的端口，转发网络地址转换后的服务数据包给所述Overlay中对应的虚拟机。
8.一种数据转发装置，其特征在于，配置于计算节点，包括：
第一地址转换模块，用于执行获取虚拟网络Overlay的虚拟机数据包，对所述虚拟机数据包进行网络地址转换；
数据包转发模块，用于执行根据转换后的虚拟机数据包的四元组确定到数据中心物理网络Underlay的待访问服务的传输路径，根据所述传输路径将网络地址转换后的虚拟机数据包转发给所述待访问服务，其中，转换后的所述虚拟机数据包的四元组的源地址为当前计算节点的VTEP地址，目的地址为所述待访问服务的服务访问地址；
第二地址转换模块，用于执行获取所述待访问服务发送的服务数据包，对所述服务数据包进行网络地址转换；
数据包转发模块，用于执行根据转换后的服务数据包的四元组，转发网络地址转换后的服务数据包给所述Overlay中对应的虚拟机，其中，转换后的所述服务数据包的四元组的源地址为所述服务访问地址的映射地址，目的地址为所述虚拟机的IP地址。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的数据转发方法。
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存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的数据转发方法。
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