CN115051948A - 一种vpc分布式网元数据传输方法及装置、电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种VPC分布式网元数据传输方法及装置、电子设备，该方法包括：确定用户设备在VPC网络所属的子网；确定为子网独立配置一个网元且配置的网元为主网元时，通过主网元与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信；确定为子网独立配置一个网元且配置的网元为中转网元时，与属于主网元的子网中的用户设备进行通信；确定为子网同时配置多个网元，且用户设备在子网所属的网元为主网元时，通过主网元与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信；确定为子网同时配置多个网元，且用户设备所属的网元为扩展网元时，与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信。以此解决网络规模扩大，子网规模超过虚拟网元的承载能力的问题。

Description

一种VPC分布式网元数据传输方法及装置、电子设备

技术领域

本发明涉及云计算技术领域，特别涉及一种VPC分布式网元数据传输方法及装置、电子设备。

背景技术

当前云计算逐渐成为一种公共基础设施，越来越多的业务都转到云上实施。云上客户的网络规模越来越大，目前主流的虚拟路由器性能偏低，尤其在很多开源平台架构中提供都是集中模式的，租户网关、NAT(Network Address Translation，网络地址转换)等都是集中虚拟路由器上，这样便于部署，但是同时限制了网络的东西向流量扩展能力，同时也受限于虚拟化平台的限制，比如网卡数量、物理服务器的物理带宽能力限制等问题，这些一般都适合小规模的网络。随着客户业务量的增加，业务流量越来越大，性能瓶颈逐渐显现。

每个VPC(Virtual PC，虚拟专用网络)配置一个独立的虚拟网元，VPC多有的南北流量，以及东西流量都是通过网元转发的，虚拟网元所在设备上配置多网卡以实现网络流量转发。VPC包括多个子网，各子网包括多个用户设备，各网卡负责对应的子网下用户设备与配置的公网网段的通信，各网卡公网网段的数量可应根据需求进行配置。

在网络规模比较小的时候，上述为每个VPC只配置一个虚拟网元还可以满足需求，但是如果规模变大的时候，随着子网数量的不断增多，以及公网IP也大量增加的情况下，虽然网元的规格可以调整，但是最大的网元规格不能超过单个物理服务器的配置，流量的总带宽不能超过服务器物理网卡的总带宽，因此子网规模超过虚拟网元的承载能力。

发明内容

本申请的目的是提供一种VPC分布式网元数据传输方法及装置、电子设备。用于解决网络规模扩大，子网规模超过虚拟网元的承载能力的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种VPC分布式网元数据传输方法，应用于用户设备，所述方法包括：

确定所述用户设备在VPC网络所属的子网；

确定为所述子网独立配置一个网元且配置的网元为主网元时，通过所述主网元与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信；

确定为所述子网独立配置一个网元且配置的网元为中转网元时，根据建立的中转网元与主网元之间的第一路由与属于所述主网元的子网中的用户设备进行通信；

确定为所述子网同时配置多个网元，且所述用户设备在所述子网所属的网元为主网元时，通过所述主网元与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信；

确定为所述子网同时配置多个网元，且所述用户设备所属的网元为扩展网元时，根据建立的扩展网元与主网元之间的第二路由与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信。

在一些可能的实施例中，所述方法还包括：

向VPC网络中所在子网的所有网元发送携带所述用户设备的MAC地址的请求包；

接收该用户设备在VPC网络所属的子网中所属的网元发送的响应包；

根据所述响应包确定该用户设备所属的网元的MAC地址以及所述网元为该用户设备分配的IP地址，以利用所述IP地址与对应MAC地址的网元通信；

所述与对应MAC地址的网元为主网元的MAC地址或中转网元的MAC地址或扩展网元的MAC地址。

在一些可能的实施例中，根据建立的中转网元与主网元之间的第一路由与属于所述主网元的子网中的用户设备进行通信，包括：

通过预先在所述主网元的第一网卡以及所述中转网元的第二网卡同时设置的用户设备的IP地址建立的第一路由，将需要通信的数据包以及需要进行通信的对端用户设备所属的子网发送至中转网元，由所述中转网元通过所述第一路由发送至主网元，由主网元发送至所述对端用户设备。

第二方面，本申请实施例提供了一种VPC分布式网元数据传输方法，应用于网元，该方法包括：

确定网元类型为主网元时，进行所述主网元直接连接的子网中的用户设备与其他中转网元连接的子网的用户设备或公网通信，或进行与所述主网元同属一个子网的扩展网元的用户设备与其他中转网元中的子网的用户设备或公网的通信；

确定网元类型为中转网元时，根据建立的中转网元与主网元之间的第一路由，转发用于通信的数据包与属于所述主网元的子网中的用户设备进行通信；

确定网元类型为扩展网元时，根据建立的扩展网元与主网元之间的第二路由，转发用于通信的数据包与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信。

在一些可能的实施例中，所述方法还包括：

确定所述网元类型为主网元时，在所述主网元上开设与连接的子网对应的第一网卡，并配置连接的子网中的至少一个用户设备的IP地址到第一网卡；

确定所述网元类型为中转网元时，将连接的主网元的任一第一网卡中的任一用户设备的IP地址配置到中转网元上开设的第二网卡，建立所属第一网卡与第二网卡之间的第一路由。

在一些可能的实施例中，所述方法还包括：

根据建立的扩展网元与主网元之间的第二路由，转发用于通信的数据包与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信，包括：

确定通信的数据包存在表示与公网通信的标签，解析所述标签确定所述数据包的目的公网IP地址及所述目的公网IP地址对应的端口号，查询预先配置的第二路由表，确定跳转对象为主网元的第二路由，通过第二路由将数据包转发至主网元，由所述主网元将数据包转发至公网，其中，主网元上预先配置了用于公网通信的公网IP；

确定通信的数据包不存在表示与公网通信的标签，确定所述数据包的目的IP地址对应的子网不属于所述扩展网元，确定跳转对象为主网元的第二路由，通过第二路由将数据包转发至主网元，由所述主网元查询数据表确定目的IP地址对应的子网所属的目的中转网元，通过查询第三路由表通过所述第一路由将数据包转发至所述目的中转网元。

其中，基于主网元与中转网元之间的相互学习机制，所述主网元中存在记录每个中转网元下的子网的数据表；

所述扩展网元和主网元中均预先配置扩展网元与主网元之间的第二路由的第二路由表；

所述主网元与中转网元中均预先配置主网元与中转网元之间的第一路由的第三路由表。

第三方面，本申请实施例提供了一种VPC分布式网元数据传输装置，所述装置包括：

确定模块，用于确定所述用户设备在VPC网络所属的子网；

第一通信模块，用于确定为所述子网独立配置一个网元且配置的网元为主网元时，通过所述主网元与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信；

第二通信模块，用于确定为所述子网独立配置一个网元且配置的网元为中转网元时，根据建立的中转网元与主网元之间的第一路由与属于所述主网元的子网中的用户设备进行通信；

第三通信模块，用于确定为所述子网同时配置多个网元，且所述用户设备在所述子网所属的网元为主网元时，通过所述主网元与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信；

第四通信模块，用于确定为所述子网同时配置多个网元，且所述用户设备所属的网元为扩展网元时，根据建立的扩展网元与主网元之间的第二路由与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信。

第四方面，本申请实施例提供一种VPC分布式网元数据传输装置，该装置包括：

第一确定模块，用于确定网元类型为主网元时，进行所述主网元直接连接的子网中的用户设备与其他中转网元连接的子网的用户设备或公网通信，或进行与所述主网元同属一个子网的扩展网元的用户设备与其他中转网元中的子网的用户设备或公网的通信；

第二确定模块，用于确定网元类型为中转网元时，根据建立的中转网元与主网元之间的第一路由，转发用于通信的数据包与属于所述主网元的子网中的用户设备进行通信；

第三确定模块，用于确定网元类型为扩展网元时，根据建立的扩展网元与主网元之间的第二路由，转发用于通信的数据包与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信。

第五方面，本申请实施例提供一种电子设备，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指令，所述指令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上述第一方面提供的VPC分布式网元数据传输的方法；或执行上述第二方面提供的VPC分布式网元数据传输的方法。

第六方面，本申请实施例提供计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行上述第一方面提供的VPC分布式网元数据传输的方法；或执行上述第二方面提供的VPC分布式网元数据传输的方法。

本申请实施例，为了解决网络规模扩大，子网规模超过虚拟网元的承载能力的问题，本申请实施例提供一种VPC分布式网元数据传输方法及装置、电子设备，实现了单个VPC网络中可以设置多个公网网段，理论上不受数量限制，同时可以添加无数的子网，使租户网元网卡数量提升具有明显优势；通过多个网元出口，无限提升总公网带宽，取消总公网带宽受物理服务器网卡的限制，使租户网元公网带宽不受限；单一租户下，可以通过网元的双轨道扩展极大的提升网络的承载能力，从而解决单一租户云主机数量限制的问题，有效的提升了VPC网络下可管控云主机的数量。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为根据本申请一个实施例的现有网元VPC网络的拓扑结构图；

图2为根据本申请一个实施例的分布式网元VPC网络的拓扑结构图；

图3为根据本申请一个实施例的VPC分布式网元数据传输方法，应用于用户设备的流程示意图；

图4为根据本申请一个实施例的用户设备IP分配示意图；

图5为根据本申请一个实施例的VPC分布式网元数据传输方法，应用于网元的流程示意图；

图6为根据本申请一个实施例的扩展网元与主网元之间数据传输示意图；

图7为根据本申请一个实施例的VPC分布式网元数据传输装置结构示意图；

图8为根据本申请一个实施例的另一种VPC分布式网元数据传输装置结构示意图；

图9为根据本申请一个实施例的一种电子设备结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、详尽地描述。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；文本中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

在本申请实施例的描述中，除非另有说明，术语“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请，并且在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为进一步说明本申请实施例提供的技术方案，下面结合附图以及具体实施方式对此进行详细的说明。虽然本申请实施例提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本申请实施例提供的执行顺序。方法在实际的处理过程中或者控制设备执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。

鉴于相关技术中网络规模扩大，子网规模超过虚拟网元的承载能力的问题。本申请提出一种VPC分布式网元数据传输方法及装置、电子设备，实现了单个VPC网络中可以设置多个公网网段，理论上不受数量限制，同时可以添加无数的子网，使租户网元网卡数量提升具有明显优势；通过多个网元出口，无限提升总公网带宽，取消总公网带宽受物理服务器网卡的限制，使租户网元公网带宽不受限；单一租户下，可以通过网元的双轨道扩展极大的提升网络的承载能力，从而解决单一租户云主机数量限制的问题，有效的提升了VPC网络下可管控云主机的数量。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面结合附图对本申请实施例中的VPC分布式网元数据传输方法进行详细说明。

参见图1，为根据本申请一个实施例的现有网元VPC网络的拓扑结构图。

如图1所示，现有的vlan网络隔离模式下，VPC网络中包括多个子网，每个子网中包括多台用户设备(VM)，每个VPC配置一个独立的虚拟网元即图1中心的VPC网元，多个子网共用此同一VPC网元，网元上配置多个网卡以实现网络流量转发，网卡分3种，第一个是连同子网，一个网卡配置一个子网网关，第二个是连同公网，每个网卡对应于一个公网网段，第三个是管理网卡，即网卡的数量决定子网的数量，以及可配置公网网段的数量，在CloudStack提供的原生的vlan隔离的网络方案中，包含普通隔离网络和VPC网络两种方式。目前业界一般都是采用VPC模式。本申请以VPC模式为例子说明分布式网元方案。

在网络规模比较小的时候，上述为每个VPC只配置一个虚拟网元还可以满足需求，但是如果规模变大的时候，随着子网数量的不断增多，以及公网IP也大量增加的情况下，虽然网元的规格可以调整，但是最大的网元规格不能超过单个物理服务器的配置，流量的总带宽不能超过服务器物理网卡的总带宽，因此子网规模超过虚拟网元的承载能力。

参见图2示出了本申请一个实施例的分布式网元VPC网络的拓扑结构图，图中创建此VPC网络环境时创建的第一网元定义为图中的主网元，南北流量中，当子网3中用户设备数量增加到预设阈值时，新增扩展网元1和扩展网元2替主网元分担子网3中的用户设备以实现在南北流量中主网元的分布式扩展；东西流量中，当主网元下子网数量增加到预设第二阈值时，新增中转网元1替主网元分担子网4、子网5中全部用户设备以实现在东西流量中主网元的分布式扩展。

基于上述图2，本申请提出的分布式网元VPC网络的拓扑结构，参见图3示出了本申请一个实施例提供的VPC分布式网元数据传输方法，应用于用户设备的流程示意图，包括：

步骤301：确定所述用户设备在VPC网络所属的子网。

具体来讲，在任一一个子网中创建新的用户设备时，为了实现之后用户设备与其他子网的用户设备或者与公网之间通信，该新创建的用户设备需要先确定在VPC网络中所述的子网。

参见图2中的拓扑结构可知，为子网配置网元存在三种情况：子网独立配置一个主网元(例如子网1、子网2)；子网独立配置一个中转网元(例如子网4、子网5)；子网配置多个网元，该子网中一部分用户设备属于主网元，一部分用户设备属于其他扩展网元(例如子网3)。基于三种情况存在不同的通信数据传输方法。

情况一：子网独立配置一个网元且配置的网元为主网元时。

步骤302：确定为所述子网独立配置一个网元且配置的网元为主网元时，通过所述主网元与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信。

具体来讲，当子网中的用户设备直接配置主网元时，该用户设备通信主要的网络流量路径分为两种：通过主网元与其他中转网元中的子网进行通信(例如图2中子网2与子网4进行通信)；当公网IP设置于主网元上时，通过主网元与公网进行通信(例如图2中子网2与公网进行通信)。

情况二：子网独立配置一个网元且配置的网元为中转网元时。

步骤303：确定为所述子网独立配置一个网元且配置的网元为中转网元时，根据建立的中转网元与主网元之间的第一路由与属于所述主网元的子网中的用户设备进行通信。

具体来讲，当子网中的用户设备直接配置中转网元时，该用户设备通信主要的网络流量路径分为：通过中转网元-主网元与主网元中子网下的用户设备进行通信(例如子网2与子网4进行通信)，当中转网元中的子网下某个用户设备需要与公网通信时，把公网IP设置于中转网元上的一个网卡处即可。

情况三：子网同时配置多个网元，且所述用户设备在所述子网所属的网元为主网元时。

步骤304：确定为所述子网同时配置多个网元，且所述用户设备在所述子网所属的网元为主网元时，通过所述主网元与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信。

具体来讲，当子网中的用户设备在子网所述的网元为主网元时，该用户设备通信主要的网络流量路径分为两种：通过主网元-中转网元与中转网元中子网下的用户设备进行通信(例如子网3中的用户设备1与子网4进行通信)；通过主网元与公网进行通信(例如子网3中的用户设备1与公网进行通信)。

步骤305：确定为所述子网同时配置多个网元，且所述用户设备所属的网元为扩展网元时，根据建立的扩展网元与主网元之间的第二路由与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信。

具体来讲，当子网中的用户设备在子网所述的网元为扩展网元时，该用户设备通信主要的网络流量路径分为两种：通过扩展网元-主网元-中转网元，与中转网元中子网下的用户设备进行通信(例如子网3中的用户设备2与子网4进行通信)；通过扩展网元-主网元与公网进行通信(例如子网3中的用户设备2与公网进行通信)。

本申请解决了网络规模扩大，子网规模超过虚拟网元的承载能力的问题。本申请采用双轨道扩展，通过扩展网元的设置提升了VPC网络南北流量的扩展能力，通过中转网元的设置提升了VPC网络东西流量的扩展能力。实现了单个VPC网络中可以设置多个公网网段，理论上不受数量限制，同时可以添加无数的子网，使租户网元网卡数量提升具有明显优势；通过多个网元出口，无限提升总公网带宽，取消总公网带宽受物理服务器网卡的限制，使租户网元公网带宽不受限；单一租户下，可以通过网元的双轨道扩展极大的提升网络的承载能力，从而解决单一租户云主机数量限制的问题，有效的提升了VPC网络下可管控云主机的数量。

当任一子网中新创建一个用户设备时，该用户设备需要所属的网元进行互通连接，以便后续进行数据传输时，该用户设备可以快速找到对应的网元。

作为一种可选的实施方式，所述方法还包括：

向VPC网络中所在子网的所有网元发送携带所述用户设备的MAC地址的请求包；

接收该用户设备在VPC网络所属的子网中所属的网元发送的响应包；

根据所述响应包确定该用户设备所属的网元的MAC地址以及所述网元为该用户设备分配的IP地址，以利用所述IP地址与对应MAC地址的网元通信；

所述与对应MAC地址的网元为主网元的MAC地址或中转网元的MAC地址或扩展网元的MAC地址。

具体来讲，参见图4，由于分布式网元中，每个网元都有自己负责的若干个用户设备，所以在通信之前，需要使每个用户设备确定负责该用户设备的网元以及该网元给用户设备分配的IP地址，每个网元中预先配置若干IP地址，每个新创建的用户设备都被其所属的网元分配一个IP地址。当子网中创建一台用户设备为VM1，首先VM1所属的子网中所属的网元上预先进行静态DHCP配置，配置该网元负责的服务对象并构成一个静态表，配置方式为：将该用户设备的MAC地址配置于VM1所属的子网中所属的网元上；用户设备VM1向所有网元发送请求包，该请求包中包括该用户设备VM1的MAC地址；网元接收到请求包中，查询预先配置的静态表，如果静态表中存在接收到请求包中的MAC地址，即该网元(即图中的网元1)可以确定发送请求包的用户设备VM1为自己负责的服务对象；网元1向VM1发送响应包，对于不属于该网元服务的用户设备发送来的请求包，该网元不进行任何响应。响应包的目的地址为用户设备的MAC地址，响应包中包括：为用户设备VM1配置的IP地址(即图中的192.168.1.101)，该用户设备所属网元的MAC地址(02：00:00:00:00:01)；用户设备VM1接收到响应包后解析响应包确定自己的IP地址以及后续通过网元1通信的MAC地址。在同一子网中，每个网元在对应子网网卡上配置两个IP，一个是独立的子网IP，该独立的子网IP用于网元之间的相互通信(例如网元1与网元2之间通过网元1上独立的子网IP192.168.1.17和网元2上独立的子网IP192.168.1.18相互访问)，另一个是网关IP(图中网元1与网元2的网关IP均为192.168.1.1)。此上述过程中，由于IP定期老化，所以每个网元都会在当前VPC网络中发广播包重新申请IP，所以禁止通过网关IP发出arp广播。

实施例2

基于相同的发明构思，参见图5示出了本申请一个实施例提供的VPC分布式网元数据传输方法，应用于网元的流程示意图，包括：

步骤501：确定网元类型为主网元时，进行所述主网元直接连接的子网中的用户设备与其他中转网元连接的子网的用户设备或公网通信，或进行与所述主网元同属一个子网的扩展网元的用户设备与其他中转网元中的子网的用户设备或公网的通信。

具体来讲，当网元类型为主网元时，通过主网元进行通信的网络流量路径本申请中汇总为四种：

1)主网元直接连接的子网中的用户设备与其他中转网元连接的子网的用户设备进行通信；

2)主网元直接连接的子网中的用户设备与公网进行通信；

3)与所述主网元同属一个子网的扩展网元的用户设备与其他中转网元中的子网的用户设备进行通信；

4)与所述主网元同属一个子网的扩展网元的用户设备与公网进行通信。

步骤502：确定网元类型为中转网元时，根据建立的中转网元与主网元之间的第一路由，转发用于通信的数据包与属于所述主网元的子网中的用户设备进行通信。

具体来讲，当网元类型为中转网元时，通过中转网元进行通信的网络流量路径本申请中汇总为一种：中转网元的子网中的用户设备与主网元的子网中的用户设备进行通信。

第一路由为主网元的子网中的用户设备需要与中转网元的子网中的用户设备进行通信时数据传输的路径。主网元与中转网元中均预先配置主网元与中转网元之间的第一路由的第三路由表。

作为一种可选的实施方式，根据建立的中转网元与主网元之间的第一路由与属于所述主网元的子网中的用户设备进行通信，包括：

通过预先在所述主网元的第一网卡以及所述中转网元的第二网卡同时设置的用户设备的IP地址建立的第一路由，将需要通信的数据包以及需要进行通信的对端用户设备所属的子网发送至中转网元，由所述中转网元通过所述第一路由发送至主网元，由主网元发送至所述对端用户设备。

本申请中第一路由的建立方式如下：

作为一种可选的实施方式，确定所述网元类型为主网元时，在所述主网元上开设与连接的子网对应的第一网卡，并配置连接的子网中的至少一个用户设备的IP地址到第一网卡；

确定所述网元类型为中转网元时，将连接的主网元的任一第一网卡中的任一用户设备的IP地址配置到中转网元上开设的第二网卡，建立所属第一网卡与第二网卡之间的第一路由。

具体来讲，为了实现VPC网络下分布式网元中各子网互通，需要在中转网元上开设一个网卡，本申请将在中转网元上新开设的网卡定义为第二网卡，在第二网卡上配置主网元的任一子网下的任意一个用户设备IP，第一网卡与第二网卡之间定义为主网元与中转网元之间建立的第一路由。

步骤503：确定网元类型为扩展网元时，根据建立的扩展网元与主网元之间的第二路由，转发用于通信的数据包与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信。

第二路由为扩展网元的子网中的用户设备需要通过主网元与其他设备进行通信时，扩展网元与主网元之间数据传输的路径。

本申请中第二路由的建立方式如下：

扩展网元和主网元中均预先配置扩展网元与主网元之间的第二路由的第二路由表，第二路由表中包括各扩展网元与主网元之间跳转的路径，本申请中将该路径定义为第二路由。

具体来讲，当网元类型为扩展网元时，通过扩展网元进行通信的网络流量路径本申请中汇总为两种：

1)扩展网元的子网中的用户设备与其他中转网元中的子网的用户设备进行通信；

2)扩展网元的子网中的用户设备与公网进行通信。

具体来讲，针对1)，作为一种可选的实施方式，确定通信的数据包不存在表示与公网通信的标签，确定所述数据包的目的IP地址对应的子网不属于所述扩展网元，确定跳转对象为主网元的第二路由，通过第二路由将数据包转发至主网元，由所述主网元查询数据表确定目的IP地址对应的子网所属的目的中转网元，通过查询第三路由表通过所述第一路由将数据包转发至所述目的中转网元。

当数据包不存在标签时，当扩展网元的子网中的用户设备通过主网元与中转网元的子网中的用户设备进行通信时，首先判断数据包的目的IP地址对应的子网不属于所述扩展网元，由于目的IP地址的用户设备不属于扩展网元的服务对象，将该数据包通过上述第二路由转发至主网元。

由于主网元与各中转网元之间存在相互学习的机制，即主网元通过学习构成数据表，每个网元均各自的数据表，通过数据表可以确定各中转网元下都包括哪些子网，各中转网元之间以及中转网元与主网元之间通过学习可以确定其他中转网元或主网元下都包括哪些子网，主网元接收到扩展网元转发的数据包后，通过查询数据表，确定目的IP地址对应的子网所属的目的中转网元。最后通过上述第一路由将数据包转发至目的中转网元，由目的中转网元根据目的IP地址转发至对应的用户设备，实现通信。

针对2)，作为一种可选的实施方式，确定通信的数据包存在表示与公网通信的标签，解析所述标签确定所述数据包的目的公网IP地址及所述目的公网IP地址对应的端口号，查询预先配置的第二路由表，确定跳转对象为主网元的第二路由，通过第二路由将数据包转发至主网元，由所述主网元将数据包转发至公网，其中，主网元上预先配置了用于公网通信的公网IP。

参见图6，扩展网元中的子网中的用户设备向带有公网IP的主网元转发数据包可以通过数据包上是否预设标签进行判断。

标签为预先为数据包配置的，当数据包是由公网通过主网元转发至扩展网元的子网中的用户设备时，数据包上带有第一标记的标签，当数据包是由扩展网元的子网中的用户设备通过主网元转发至公网进行通信时，数据包上带有第二标记的标签，第一标记、第二标记可以区分数据传输方向。本申请中为了举例说明，可以将第一标签标记为M1，第二标签标记为M2。

由于主网元和中转网元上都有可能存在公网IP，但是网段不一样，通过解析数据包中目的公网IP地址及目的公网IP地址对应的端口号(图中的42.123.100.200:80)，确定扩展网元需要通过主网元进行与公网通信，即扩展网元下一跳的目的网元为主网元。

需要说明的是，预先为了减少流量浪费，预先为主网元配置了扩展网元的子网中的用户设备与公网通信的公网IP(即图中，主网元上)。所以本申请中不涉及扩展网元的子网中的用户设备通过主网元转发至中转网元，再通过中转网元上的公网IP与公网通信的流量路径。

实施例3

基于相同的发明构思，本申请还提供一种VPC分布式网元数据传输装置，如图7所示，该装置包括：

确定模块701，用于确定所述用户设备在VPC网络所属的子网；

第一通信模块702，用于确定为所述子网独立配置一个网元且配置的网元为主网元时，通过所述主网元与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信；

第二通信模块703，用于确定为所述子网独立配置一个网元且配置的网元为中转网元时，根据建立的中转网元与主网元之间的第一路由与属于所述主网元的子网中的用户设备进行通信；

第三通信模块704，用于确定为所述子网同时配置多个网元，且所述用户设备在所述子网所属的网元为主网元时，通过所述主网元与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信；

第四通信模块705，用于确定为所述子网同时配置多个网元，且所述用户设备所属的网元为扩展网元时，根据建立的扩展网元与主网元之间的第二路由与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信。

可选地，所述确定模块701还用于：向VPC网络中所在子网的所有网元发送携带所述用户设备的MAC地址的请求包；

接收该用户设备在VPC网络所属的子网中所属的网元发送的响应包；

根据所述响应包确定该用户设备所属的网元的MAC地址以及所述网元为该用户设备分配的IP地址，以利用所述IP地址与对应MAC地址的网元通信；

所述与对应MAC地址的网元为主网元的MAC地址或中转网元的MAC地址或扩展网元的MAC地址。

可选地，所述第二通信模块703具体用于：

通过预先在所述主网元的第一网卡以及所述中转网元的第二网卡同时设置的用户设备的IP地址建立的第一路由，将需要通信的数据包以及需要进行通信的对端用户设备所属的子网发送至中转网元，由所述中转网元通过所述第一路由发送至主网元，由主网元发送至所述对端用户设备。

实施例4

基于相同的发明构思，本申请还提供一种VPC分布式网元数据传输装置，如图8所示，该装置包括：

第一确定模块801，用于确定网元类型为主网元时，进行所述主网元直接连接的子网中的用户设备与其他中转网元连接的子网的用户设备或公网通信，或进行与所述主网元同属一个子网的扩展网元的用户设备与其他中转网元中的子网的用户设备或公网的通信；

第二确定模块802，用于确定网元类型为中转网元时，根据建立的中转网元与主网元之间的第一路由，转发用于通信的数据包与属于所述主网元的子网中的用户设备进行通信；

第三确定模块803，用于确定网元类型为扩展网元时，根据建立的扩展网元与主网元之间的第二路由，转发用于通信的数据包与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信。

可选地，第二确定模块802还用于：

确定所述网元类型为主网元时，在所述主网元上开设与连接的子网对应的第一网卡，并配置连接的子网中的至少一个用户设备的IP地址到第一网卡；

确定所述网元类型为中转网元时，将连接的主网元的任一第一网卡中的任一用户设备的IP地址配置到中转网元上开设的第二网卡，建立所属第一网卡与第二网卡之间的第一路由。

可选地，第三确定模块803具体用于：

确定通信的数据包存在表示与公网通信的标签，解析所述标签确定所述数据包的目的公网IP地址及所述目的公网IP地址对应的端口号，查询预先配置的第二路由表，确定跳转对象为主网元的第二路由，通过第二路由将数据包转发至主网元，由所述主网元将数据包转发至公网，其中，主网元上预先配置了用于公网通信的公网IP；

确定通信的数据包不存在表示与公网通信的标签，确定所述数据包的目的IP地址对应的子网不属于所述扩展网元，确定跳转对象为主网元的第二路由，通过第二路由将数据包转发至主网元，由所述主网元查询数据表确定目的IP地址对应的子网所属的目的中转网元，通过查询第三路由表通过所述第一路由将数据包转发至所述目的中转网元；

其中，基于主网元与中转网元之间的相互学习机制，所述主网元中存在记录每个中转网元下的子网的数据表；

所述扩展网元和主网元中均预先配置扩展网元与主网元之间的第二路由的第二路由表；

所述主网元与中转网元中均预先配置主网元与中转网元之间的第一路由的第三路由表。

实施例5

在介绍了本申请示例性实施方式的VPC分布式网元数据传输方法和装置之后，接下来，介绍根据本申请的另一示例性实施方式的电子设备。

所属技术领域的技术人员能够理解，本申请的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本申请的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

在一些可能的实施方式中，根据本申请的电子设备可以至少包括至少一个处理器、以及至少一个存储器。其中，存储器存储有程序代码，当程序代码被处理器执行时，使得处理器执行本说明书上述描述的根据本申请各种示例性实施方式的VPC分布式网元数据传输方法中的步骤，或者执行本说明书上述描述的根据本申请各种示例性实施方式的VPC分布式网元数据传输方法中的步骤。

下面参照图9来描述根据本申请的这种实施方式的电子设备130，即上述VPC分布式网元数据传输设备。图9显示的电子设备130仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图9所示，电子设备130以通用电子设备的形式表现。电子设备130的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器131、上述至少一个存储器132、连接不同系统组件(包括存储器132和处理器131)的总线133。

总线133表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器、外围总线、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

存储器132可以包括易失性存储器形式的可读介质，例如随机存取存储器(RAM)1321和/或高速缓存存储器1322，还可以进一步包括只读存储器(ROM)1323。

存储器132还可以包括具有一组(至少一个)程序模块1324的程序/实用工具1325，这样的程序模块1324包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

电子设备130也可以与一个或多个外部设备134(例如键盘、指向设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与电子设备130交互的设备通信，和/或与使得该电子设备130能与一个或多个其它电子设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口135进行。并且，电子设备130还可以通过网络适配器136与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器136通过总线133与用于电子设备130的其它模块通信。应当理解，尽管图中未示出，可以结合电子设备130使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

在一些可能的实施方式中，本申请提供的一种VPC分布式网元数据传输方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在计算机设备上运行时，程序代码用于使计算机设备执行本说明书上述描述的根据本申请各种示例性实施方式的一种VPC分布式网元数据传输方法的步骤。

程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以是——但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

本申请的实施方式的用于监控的程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在电子设备上运行。然而，本申请的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户电子设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户电子设备上部分在远程电子设备上执行、或者完全在远程电子设备或服务端上执行。在涉及远程电子设备的情形中，远程电子设备可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户电子设备，或者，可以连接到外部电子设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了装置的若干单元或子单元，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。反之，上文描述的一个单元的特征和功能可以进一步划分为由多个单元来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

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方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和方框图中的流程和方框的结合。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方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种VPC分布式网元数据传输方法，应用于用户设备，其特征在于，所述方法，包括：

确定所述用户设备在VPC网络所属的子网；

确定为所述子网独立配置一个网元且配置的网元为主网元时，通过所述主网元与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信；

确定为所述子网独立配置一个网元且配置的网元为中转网元时，根据建立的中转网元与主网元之间的第一路由与属于所述主网元的子网中的用户设备进行通信；

确定为所述子网同时配置多个网元，且所述用户设备在所述子网所属的网元为主网元时，通过所述主网元与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信；

确定为所述子网同时配置多个网元，且所述用户设备所属的网元为扩展网元时，根据建立的扩展网元与主网元之间的第二路由与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

向VPC网络中所在子网的所有网元发送携带所述用户设备的MAC地址的请求包；

接收该用户设备在VPC网络所属的子网中所属的网元发送的响应包；

根据所述响应包确定该用户设备所属的网元的MAC地址以及所述网元为该用户设备分配的IP地址，以利用所述IP地址与对应MAC地址的网元通信；

所述与对应MAC地址的网元为主网元的MAC地址或中转网元的MAC地址或扩展网元的MAC地址。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据建立的中转网元与主网元之间的第一路由与属于所述主网元的子网中的用户设备进行通信，包括：

通过预先在所述主网元的第一网卡以及所述中转网元的第二网卡同时设置的用户设备的IP地址建立的第一路由，将需要通信的数据包以及需要进行通信的对端用户设备所属的子网发送至中转网元，由所述中转网元通过所述第一路由发送至主网元，由主网元发送至所述对端用户设备。

4.一种VPC分布式网元数据传输方法，应用于网元，其特征在于，所述方法包括：

确定网元类型为主网元时，进行所述主网元直接连接的子网中的用户设备与其他中转网元连接的子网的用户设备或公网通信，或进行与所述主网元同属一个子网的扩展网元的用户设备与其他中转网元中的子网的用户设备或公网的通信；

确定网元类型为中转网元时，根据建立的中转网元与主网元之间的第一路由，转发用于通信的数据包与属于所述主网元的子网中的用户设备进行通信；

确定网元类型为扩展网元时，根据建立的扩展网元与主网元之间的第二路由，转发用于通信的数据包与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

确定所述网元类型为主网元时，在所述主网元上开设与连接的子网对应的第一网卡，并配置连接的子网中的至少一个用户设备的IP地址到第一网卡；

确定所述网元类型为中转网元时，将连接的主网元的任一第一网卡中的任一用户设备的IP地址配置到中转网元上开设的第二网卡，建立所属第一网卡与第二网卡之间的第一路由。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据建立的扩展网元与主网元之间的第二路由，转发用于通信的数据包与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信，包括：

确定通信的数据包存在表示与公网通信的标签，解析所述标签确定所述数据包的目的公网IP地址及所述目的公网IP地址对应的端口号，查询预先配置的第二路由表，确定跳转对象为主网元的第二路由，通过第二路由将数据包转发至主网元，由所述主网元将数据包转发至公网，其中，主网元上预先配置了用于公网通信的公网IP；

确定通信的数据包不存在表示与公网通信的标签，确定所述数据包的目的IP地址对应的子网不属于所述扩展网元，确定跳转对象为主网元的第二路由，通过第二路由将数据包转发至主网元，由所述主网元查询数据表确定目的IP地址对应的子网所属的目的中转网元，通过查询第三路由表通过所述第一路由将数据包转发至所述目的中转网元；

其中，基于主网元与中转网元之间的相互学习机制，所述主网元中存在记录每个中转网元下的子网的数据表；

所述扩展网元和主网元中均预先配置扩展网元与主网元之间的第二路由的第二路由表；

所述主网元与中转网元中均预先配置主网元与中转网元之间的第一路由的第三路由表。

7.一种VPC分布式网元数据传输装置，其特征在于，所述装置包括：

确定模块，用于确定所述用户设备在VPC网络所属的子网；

第一通信模块，用于确定为所述子网独立配置一个网元且配置的网元为主网元时，通过所述主网元与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信；

第二通信模块，用于确定为所述子网独立配置一个网元且配置的网元为中转网元时，根据建立的中转网元与主网元之间的第一路由与属于所述主网元的子网中的用户设备进行通信；

第三通信模块，用于确定为所述子网同时配置多个网元，且所述用户设备在所述子网所属的网元为主网元时，通过所述主网元与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信；

第四通信模块，用于确定为所述子网同时配置多个网元，且所述用户设备所属的网元为扩展网元时，根据建立的扩展网元与主网元之间的第二路由与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信。

8.一种VPC分布式网元数据传输装置，其特征在于，所述装置包括：

第一确定模块，用于确定网元类型为主网元时，进行所述主网元直接连接的子网中的用户设备与其他中转网元连接的子网的用户设备或公网通信，或进行与所述主网元同属一个子网的扩展网元的用户设备与其他中转网元中的子网的用户设备或公网的通信；

第二确定模块，用于确定网元类型为中转网元时，根据建立的中转网元与主网元之间的第一路由，转发用于通信的数据包与属于所述主网元的子网中的用户设备进行通信；

第三确定模块，用于确定网元类型为扩展网元时，根据建立的扩展网元与主网元之间的第二路由，转发用于通信的数据包与其他中转网元中的子网的用户设备或公网进行通信。

9.一种电子设备，其特征在于，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指令，所述指令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如权利要求1-3中任何一项所述的方法，或者执行如权利要求4-6所述的方法。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行如权利要求1-3中任何一项所述的方法，或者执行如权利要求4-6所述的方法。

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