CN117768388A - 在OpenStack下应用虚拟路由器的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在OpenStack下应用虚拟路由器的装置和方法，包括：虚路由器管理模块设有虚拟路由器实例管理接口和虚拟链路管理接口，虚拟路由器管理模块用于接收用户请求；虚拟路由器实例管理接口用于调用Nova模块进行虚拟路由器实例的创建和删除；虚拟链路管理接口用于通过远程过程调用虚拟链路实现模块实现虚拟链路的创建和删除；数据库模块与虚拟路由器管理模块相连接，数据库模块用于存储基于用户请求创建的虚拟路由器实例和虚拟链路的信息，以使用户通过虚拟路由器管理模块对已创建的虚拟路由器实例和虚拟链路进行查看。本方案提供的在OpenStack下应用虚拟路由器的方法能够创建用户可访问、可配置的虚拟路由器。

Description

在OpenStack下应用虚拟路由器的装置和方法

技术领域

本发明涉及虚拟网络技术领域，特别涉及在OpenStack下应用虚拟路由器的装置和方法。

背景技术

OpenStack是一个开源的云计算管理平台项目，是一系列软件开源项目的组合。网络是OpenStack最重要的资源之一，没有网络，虚拟机将被隔离。当前OpenStack的虚拟路由器是由linux namespace实现的，用户对虚拟路由器的实现和操作是无法感知的，不能像物理路由器一样进行配置和访问。因此，亟需一种在OpenStack下应用虚拟路由器的装置和方法。

发明内容

本发明提供了一种在OpenStack下应用虚拟路由器的装置和方法，能够创建用户可访问、可配置的虚拟路由器，用户可将自己的虚拟机资源连接到虚拟路由器实现路由功能。

第一方面，本发明提供了一种在OpenStack下应用虚拟路由器的装置，包括：虚拟路由器管理模块、虚拟链路实现模块和数据库模块；

所述虚拟路由器管理模块设有虚拟路由器实例管理接口和虚拟链路管理接口，所述虚拟路由器管理模块用于接收用户请求；

所述虚拟路由器实例管理接口用于基于所述用户请求调用Nova模块进行虚拟路由器实例的创建和删除；

所述虚拟链路管理接口用于基于所述用户请求通过远程过程调用所述虚拟链路实现模块实现虚拟链路的创建和删除，所述虚拟链路包括为同节点虚拟链路和跨节点虚拟链路；

所述数据库模块与所述虚拟路由器管理模块相连接，所述数据库模块用于存储基于所述用户请求创建的虚拟路由器实例和虚拟链路的信息，以使用户通过所述虚拟路由器管理模块对已创建的虚拟路由器实例和虚拟链路进行查看。

优选地，所述虚拟路由器管理模块运行在控制节点；所述虚拟链路实现模块运行在计算节点；和/或

所述虚拟路由器实例为使用cisco开源的crs1000v虚拟路由器镜像创建的虚拟机；所述虚拟链路通过neutron-openvswitch-agent操作ovs流表实现。

优选地，所述同节点虚拟链路的创建通过如下方法实现：

获取所述用户请求中包括的待创建虚拟链路信息；所述待创建虚拟链路信息包括待连接的虚拟路由器实例的第一端口和虚拟机的第二端口；

在所述虚拟路由器实例和所述虚拟机均位于同一计算节点时，在集成网桥上添加两条流表；将从所述第二端口发出的流量转发到所述第一端口，将从所述第一端口发出的流量转发到所述第二端口，建立所述第一端口和所述第二端口之间的虚拟链路。

优选地，所述跨节点虚拟链路的创建通过如下方法实现：

获取所述用户请求中包括的待创建虚拟链路信息；所述待创建虚拟链路信息包括待连接的虚拟路由器实例的第三端口和虚拟机的第四端口；

在所述虚拟路由器实例位于第一计算节点且所述虚拟机位于第二计算节点时，为所述第三端口和所述第四端口分配vxlan网络；

针对所述第一计算节点，执行：

基于所述vxlan网络，在所述第一计算节点的集成网桥和隧道网桥上创建用于连接所述集成网桥和隧道网桥的int端口和tun端口；

根据所述用户请求获取所述第二计算节点的tun ip，判断是否存在vxlan端口；若不存在，则调用ovs接口创建所述第一计算点和所述第二计算节点的vxlan端口；

在该集成网桥上添加两条流表，将从所述第三端口发出的流量发送至所述tun端口，并将从所述tun端口收到的流量转发到所述第三端口；

在该隧道网桥上添加两条流表，将从所述int端口收到的流量添加目标vni号后通过所述vxlan端口发送至所述第二计算节点，将从所述vxlan端口接收到的包含所述目标vni号的流量转发至所述int端口；其中，所述目标vni号为所述vxlan网络的vni号。

优选地，所述跨节点虚拟链路的创建通过如下方法实现：

针对所述第二计算节点，执行：

基于所述vxlan网络，在所述第二计算节点的集成网桥和隧道网桥上创建用于连接所述集成网桥和隧道网桥的int端口和tun端口；

根据所述用户请求获取所述第一计算节点的tun ip，判断是否存在vxlan端口；若不存在，则调用ovs接口创建所述第一计算节点和所述第二计算点的vxlan端口；

在该集成网桥上添加两条流表，将从所述第四端口发出的流量发送至所述tun端口，并将从所述tun端口收到的流量转发到所述第四端口；

在该隧道网桥上添加两条流表，将从所述int端口收到的流量添加目标vni号后通过所述vxlan端口发送至所述第一计算节点，将从所述vxlan端口接收到的包含所述目标vni号的流量转发至所述int端口；其中，所述目标vni号为所述vxlan网络的vni号。

优选地，在所述虚拟路由器实例位于第一计算节点且所述虚拟机位于第二计算节点时，通过所述第一计算节点的所述vxlan端口对流量进行封装后发送至所述第二计算节点，所述第二计算节点的所述vxlan端口对所述流量进行解封装。

优选地，在所述虚拟路由器实例位于第一计算节点且所述虚拟机位于第二计算节点时，通过所述第二计算节点的所述vxlan端口对流量进行封装后发送至所述第一计算节点，所述第一计算节点的所述vxlan端口对所述流量进行解封装。

第二方面，本发明还提供了一种在OpenStack下应用虚拟路由器的方法，基于上述第一方面提供的装置实现，所述方法包括：

接收用户请求；所述用户请求包括对虚拟路由器实例和目标虚拟链路的创建；

基于所述用户请求调用Nova模块创建所述虚拟路由器实例；

获取所述用户请求中包括的所述目标虚拟链路的虚拟链路信息；

根据所述虚拟链路信息，通过远程过程调用实现对所述目标虚拟链路的创建。

优选地，所述根据所述虚拟链路信息，通过远程过程调用实现对所述目标虚拟链路的创建，包括：

在所述目标虚拟链路为同节点虚拟链路时，所述虚拟路由器实例和所述虚拟机均位于同一计算节点，获取所述用户请求中包括的待创建虚拟链路信息；所述待创建虚拟链路信息包括待连接的虚拟路由器实例的第一端口和虚拟机的第二端口；

在集成网桥上添加两条流表；将从所述第二端口发出的流量转发到所述第一端口，将从所述第一端口发出的流量转发到所述第二端口，建立所述第一端口和所述第二端口之间的虚拟链路。

优选地，所述根据所述虚拟链路信息，通过远程过程调用实现对所述目标虚拟链路的创建，包括：

在所述目标虚拟链路为跨节点虚拟链路时，所述虚拟路由器实例位于第一计算节点且所述虚拟机位于第二计算节点；

获取所述用户请求中包括的待创建虚拟链路信息；所述待创建虚拟链路信息包括待连接的虚拟路由器实例的第三端口和虚拟机的第四端口，并为所述第三端口和所述第四端口分配vxlan网络；

针对所述第一计算节点，执行：

基于所述vxlan网络，在所述第一计算节点的集成网桥和隧道网桥上创建用于连接所述集成网桥和隧道网桥的int端口和tun端口；

根据所述用户请求获取所述第二计算节点的tun ip，判断是否存在vxlan端口；若不存在，则调用ovs接口创建所述第一计算点和所述第二计算节点的vxlan端口；

在该集成网桥上添加两条流表，将从所述第三端口发出的流量发送至所述tun端口，并将从所述tun端口收到的流量转发到所述第三端口；

在该隧道网桥上添加两条流表，将从所述int端口收到的流量添加目标vni号后通过所述vxlan端口发送至所述第二计算节点，将从所述vxlan端口接收到的包含所述目标vni号的流量转发至所述int端口；其中，所述目标vni号为所述vxlan网络的vni号；

针对所述第二计算节点，执行：

基于所述vxlan网络，在所述第二计算节点的集成网桥和隧道网桥上创建用于连接所述集成网桥和隧道网桥的int端口和tun端口；

根据所述用户请求获取所述第一计算节点的tun ip，判断是否存在vxlan端口；若不存在，则调用ovs接口创建所述第一计算节点和所述第二计算点的vxlan端口；

在该集成网桥上添加两条流表，将从所述第四端口发出的流量发送至所述tun端口，并将从所述tun端口收到的流量转发到所述第四端口；

在该隧道网桥上添加两条流表，将从所述int端口收到的流量添加目标vni号后通过所述vxlan端口发送至所述第一计算节点，将从所述vxlan端口接收到的包含所述目标vni号的流量转发至所述int端口；其中，所述目标vni号为所述vxlan网络的vni号。

第三方面，本发明还提供了一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述任一项所述的在OpenStack下应用虚拟路由器的方法。

第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行上述任一项所述的在OpenStack下应用虚拟路由器的方法。

本发明提供了一种在OpenStack下应用虚拟路由器的装置和方法，该装置将实现neutron的插件功能，在OpenStack下由虚拟路由器管理模块提供操作虚拟路由器实例的虚拟路由器实例管理接口和操作虚拟链路的虚拟链路管理接口，并根据用户请求调用OpenStack Nova的接口来实现虚拟路由器实例的创建和删除，虚拟链路则通过远程过程调用虚拟链路实现模块来实现，将虚拟链路的两个端口间的流量进行互相转发。如此，通过虚拟路由器实例和虚拟链路可以将虚拟机和虚拟路由器相连，可以完成数据转发。同时，用户能够通过该装置对虚拟路由器进行配置，并通过调用数据库模块实现对已创建的虚拟路由器实例和虚拟链路和虚拟链路的访问，在OpenStack下创建用户可访问、可配置的虚拟路由器。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或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是本发明一实施例提供的一种在OpenStack下应用虚拟路由器的装置结构图；

图2是本发明一实施例提供的一种虚拟链路的数据转发流程图；

图3是本发明一实施例提供的一种计算设备的硬件架构图；

图4是本发明一实施例提供的一种在OpenStack下应用虚拟路由器的方法的流程图；

附图标记：10-虚拟路由器管理模块；20-虚拟链路实现模块；30-数据库模块；101虚拟路由器实例管理接口；102-虚拟链路管理接口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，本发明实施例提供了一种在OpenStack下应用虚拟路由器的装置，包括：虚拟路由器管理模块10、虚拟链路实现模块20和数据库模块30；

虚拟路由器管理模块10设有虚拟路由器实例管理接口101和虚拟链路管理接口102，虚拟路由器管理模块10用于接收用户请求；

虚拟路由器实例管理接口101用于基于用户请求调用Nova模块进行虚拟路由器实例的创建和删除；

虚拟链路管理接口102用于基于用户请求通过远程过程调用虚拟链路实现模块20实现虚拟链路的创建和删除，虚拟链路包括为同节点虚拟链路和跨节点虚拟链路；

数据库模块30与虚拟路由器管理模块10相连接，数据库模块30用于存储基于用户请求创建的虚拟路由器实例和虚拟链路的信息，以使用户通过虚拟路由器管理模块10对已创建的虚拟路由器实例和虚拟链路进行查看。

在本发明实施例中，在OpenStack下应用虚拟路由器的装置实现了neutron的插件功能，在OpenStack下由虚拟路由器管理模块提供操作虚拟路由器实例的虚拟路由器实例管理接口和操作虚拟链路的虚拟链路管理接口，并根据用户请求调用OpenStack Nova的接口来实现虚拟路由器实例的创建和删除，虚拟链路则通过远程过程调用虚拟链路实现模块来实现，将虚拟链路的两个端口间的流量进行互相转发。如此，通过虚拟路由器实例和虚拟链路可以将虚拟机和虚拟路由器相连，可以完成数据转发。同时，用户能够通过该装置对虚拟路由器进行配置，并通过调用数据库模块实现对已创建的虚拟路由器实例和虚拟链路和虚拟链路的访问，在OpenStack下创建用户可访问、可配置的虚拟路由器。

需要说明的是，虚拟机包括但不限于虚拟机、虚拟防火墙、虚拟交换机等其他虚拟设备。虚拟链路的信息包括接口参数，接口参数包括两个需要进行连接的端口，例如虚拟路由器与一个虚拟机相连的场景，接口参数就是虚拟路由器实例的一个端口和虚拟机的一个端口。Nova是OpenStack提供计算服务的模块。

在一个优选的实施方式中，数据库模块还存储有虚拟路由器实例和虚拟机所在的计算节点的信息。

在一个优选的实施方式中，虚拟路由器管理模块10运行在控制节点；虚拟链路实现模块20运行在计算节点。

在本发明中，该装置为虚拟路由器的实现架构，其中虚拟路由器管理模块作为neutron-server的一个扩展插件运行在控制节点，负责提供API接口、数据存储等功能。虚拟链路实现模块作为neutron-openvswitch-agent的一个扩展插件运行在计算节点，负责操作ovs流表进行虚拟链路的维护。

在一个优选的实施方式中，虚拟路由器实例为使用cisco开源的crs1000v虚拟路由器镜像创建的虚拟机；虚拟链路通过neutron-openvswitch-agent操作ovs流表实现。

在本发明中，本发明实现了一个neutron的扩展插件，插件提供操作虚拟路由器实例的接口和操作虚拟链路的接口，其中虚拟路由器实例将采用cisco开源的csr1000v虚拟路由器镜像，调用OpenStack Nova的api来实现创建、删除等操作，虚拟路由器实例可以像普通的虚拟机一样运行在任意计算节点。虚拟链路实现模块是neutron-agent的一个扩展插件，虚拟路由器管理模块通过远程过程调用(RPC)控制虚拟链路实现模块进行虚拟链路的创建和删除，虚拟链路将通过neutron-openvswitch-agent插件操作ovs流表创建虚拟链路来实现，将虚拟链路的两个端口间的流量进行互相转发。如此通过虚拟路由器实例和虚拟链路可以将虚拟机和虚拟路由器相连，可以完成数据转发。

在一个优选的实施方式中，由于数据转发分为同节点和不同节点两种类型，因此针对同节点数据转发的同节点虚拟链路的创建通过如下方法实现：

获取用户请求中包括的待创建虚拟链路信息；待创建虚拟链路信息包括待连接的虚拟路由器实例的第一端口和虚拟机的第二端口；

在虚拟路由器实例和虚拟机均位于同一计算节点时，在集成网桥上添加两条流表；将从第二端口发出的流量转发到第一端口，将从第一端口发出的流量转发到第二端口，建立第一端口和第二端口之间的虚拟链路。

具体地，如图2所示，虚拟机vm1和虚拟路由器vRouter均运行在计算节点compute01上，对应同节点数据转发类型，同节点数据转发流量只是在集成网桥(br-int)内进行转发。同节点虚拟链路转发过程：用户请求创建虚拟链路将虚拟机vm1的第二端口(即vm1_tap端口)与vRouter路由器的第一端口(即r1_tap端口)逻辑相连，虚拟路由器管理模块在收到这个用户请求时，查询数据库模块判断出这两个设备都位于compute01节点后，然后通过RPC远端调用compute01节点上的虚拟链路实现模块接口创建这两个端口之间的虚拟链路。该虚拟链路的实现方法是在br-int网桥上添加两条流表：将从vm1_tap端口发出的流量直接转发到r1_tap端口(table＝0,priority＝100,in_port＝vm1_tap actions＝output:“r1_tap”)，将r1_tap端口发出的流量直接转发到vm1_tap端口(table＝0,priority＝100,in_port＝r1_tap actions＝output:“vm1_tap”)，这样vm1_tap端口与r1_tap端口之间的流量就能互相转发。

在一个优选的实施方式中，针对不同节点的数据转发的跨节点虚拟链路的创建通过如下方法实现：

获取用户请求中包括的待创建虚拟链路信息；待创建虚拟链路信息包括待连接的虚拟路由器实例的第三端口和虚拟机的第四端口；

在虚拟路由器实例位于第一计算节点且虚拟机位于第二计算节点时，为第三端口和第四端口分配vxlan网络；

针对第一计算节点，执行：

基于vxlan网络，在第一计算节点的集成网桥和隧道网桥上创建用于连接集成网桥和隧道网桥的int端口和tun端口；

根据用户请求获取第二计算节点的tun ip，判断是否存在vxlan端口；若不存在，则调用ovs接口创建第一计算点和第二计算节点的vxlan端口；

在该集成网桥上添加两条流表，将从第三端口发出的流量发送至tun端口，并将从tun端口收到的流量转发到第三端口；

在该隧道网桥上添加两条流表，将从int端口收到的流量添加目标vni号后通过vxlan端口发送至第二计算节点，将从vxlan端口接收到的包含目标vni号的流量转发至int端口；其中，目标vni号为vxlan网络的vni号；

针对第二计算节点，执行：

基于vxlan网络，在第二计算节点的集成网桥和隧道网桥上创建用于连接集成网桥和隧道网桥的int端口和tun端口；

根据用户请求获取第一计算节点的tun ip，判断是否存在vxlan端口；若不存在，则调用ovs接口创建第一计算节点和第二计算点的vxlan端口；

在该集成网桥上添加两条流表，将从第四端口发出的流量发送至tun端口，并将从tun端口收到的流量转发到第四端口；

在该隧道网桥上添加两条流表，将从int端口收到的流量添加目标vni号后通过vxlan端口发送至第一计算节点，将从vxlan端口接收到的包含目标vni号的流量转发至int端口；其中，目标vni号为vxlan网络的vni号。

需要说明的是，每个计算节点中的int端口和tun端口成对存在，是ovs的patchport端口。neutron中虽然本就设有能够连接br-int和br-tun的patch port，但需要考虑流量格式。然而基于int端口和tun端口能够实现后续由vxlan对进行封装，不用修改内部数据结构，无需考虑流量格式，也不影响原始数据。

在一个优选的实施方式中，在虚拟路由器实例位于第一计算节点且虚拟机位于第二计算节点时，通过第一计算节点的vxlan端口对流量进行封装后发送至第二计算节点，第二计算节点的vxlan端口对流量进行解封装；

或，

在虚拟路由器实例位于第一计算节点且虚拟机位于第二计算节点时，通过第二计算节点的vxlan端口对流量进行封装后发送至第一计算节点，第一计算节点的vxlan端口对流量进行解封装。

具体地，如图2所示，虚拟路由器vRouter运行在第一计算节点compute01上，虚拟机vm2位于第二计算节点compute02节点上，对应不同节点数据转发类型。不同节点数据转发流量要出br-int网桥，经过隧道网桥(br-tun)后再通过tun隧道网络进行传输。不同节点虚拟链路转发过程：用户请求创建虚拟链路将vm2的第四端口(即vm2_tap端口)和vRouter路由器的第三端口(即r2_tap端口)逻辑相连，虚拟路由器管理模块在收到这个请求时，查询数据库模块判断出这两个端口分别在compute01节点和compute02节点，管理模块会为这条虚拟链路随机分配一个vxlan网络，其中vm2_tap端口和r2_tap端口之间分配的vxlan网络的vni号为10003，然后分别通知compute01节点和compute02节点上的虚拟链路实现模块去创建该虚拟链路。

如图2所示，不同节点虚拟链路转发过程：1)虚拟路由器管理模块在通知compute01节点创建虚拟链路时，会携带r2_tap端口信息、vxlan网络的vni号以及虚拟链路对端的vm2_tap端口所在的compute02节点的tun ip。compute01节点上的虚拟链路实现模块首先会在br-int网桥和br-tun网桥之间创建一对端口：tun端口(tun-vni-10003)、int端口(int-vni-10003)，这对端口将br-int网桥与br-tun网桥连起来。然后在br-int网桥上添加两条流表：分别将从r2_tap端口发出的流量送到tun-vni-10003端口(table＝0,priority＝100,in_port＝r2_tap actions＝output:“tun-vni-10003”)，将从tun-vni-10003端口收到的流量转发给r2_tap口(table＝0,priority＝100,in_port＝tun-vni-10003actions＝output:“r2_tap”)。然后根据compute02节点的tun ip，查询对应的vxlan设备是否存在，如果不存在则调用ovs接口创建compute01节点和compute02节点的vxlan端口，如图2所示的vxlan-0001。然后在br-tun上添加两条流表：将从int-vni-10003端口收到的流量添加vni号后送往compute02节点(table＝0,priority＝100,in_port＝int-vni-10003actions＝load：10003->NXM NX TUN ID[],output：“vxlan-0001”)将从vxlan-0001端口接收到的vni号为10003的流量转发到int-vni-10003端口(table＝0,priority＝100,in_port＝vxlan-0001,tun_id＝10003actions＝output：“int-vni-10003”)；

2)虚拟路由器管理模块在通知compute02节点创建虚拟链路时，会携带vm2_tap信息、vni号以及链路对端的r2_tap端口所在的compute01节点的tun ip。compute02节点上的虚拟链路实现模块首先在br-int和br-tun之间创建一对端口：tun-vni-10003端口和int-vni-10003端口。然后在br-int网桥上添加两条流表：分别将从vm2_tap端口发出的流量送到tun-vni-10003端口(table＝0,priority＝100,in_port＝vm2_tap actions＝output:“tun-vni-10003”)，将从tun-vni-10003端口收到的流量转发给vm2_tap端口(table＝0,priority＝100,in_port＝tun-vni-10003actions＝output:“vm2_tap”)。然后根据compute01节点的tun ip，查询对应的vxlan设备是否存在，如果不存在则调用ovs接口创建compute02节点和compute01节点的vxlan端口，如图2所示的vxlan-0001端口。然后在br-tun网桥上添加两条流表：将从int-vni-10003端口收到的流量添加vni号后送往compute01节点(table＝0,priority＝100,in_port＝int-vni-10003actions＝load：10003->NXM NXTUN ID[],output：“vxlan-0001”)，将从vxlan-0001端口接收到的vni号为10003的流量转发到int-vni-10003端口(table＝0,priority＝100,in_port＝vxlan-0001,tun_id＝10003actions＝output：“int-vni-10003”)；

3)以上两步完成之后，vm2_tap端口与r2_tap端口之间的虚拟链路已经建立成功，两者之间的流量会进行vxlan封装，然后在tun隧道网络实现跨节点传输，到达对端后再进行vxlan解封装送到对端端口，整个流程不涉及对原始报文的修改，无论两个端口之间发送的是什么报文都可以成功转发。如图2所示，虚拟机vm2发往虚拟路由器vRouter的流量走向为：vm2——>vm2_tap——>br-int——>tun-vni-10003——>int-vni-10003——>br-tun——>vxlan-0001——>compute02 enp61s0f1——>隧道网络——>comptue01enp61s0f1——>vxlan-0001———>br-tun——>int-vni-10003——>tun-vni-10003——>br-int——>r2_tap——>vRouter。虚拟路由器vRouter返回到虚拟机vm2的流量走向是与上述相反的路径。

在本发明中，在OpenStack中引入虚拟路由器，使用虚拟实例方式增加网络流量的真实性，能够实现物理路由器的相关功能，同时还能丰富OpenStack多网络条件下的功能完善性。同时通过隧道模式创建端对端之间的虚拟链路，使得虚拟链路与vxlan网络一一对应，不同数据链路之间相互隔离，跨节点数据交互通过隧道封装后再转发，不用修改内部数据结构，不影响原始数据，可转发tcp、udp、icmp等协议报文，且能模拟实现VPN拨号功能。

在本发明中，虚拟链路包括但不限于应用于虚拟路由器和虚拟机之间，还可以在虚拟路由器、虚拟交换机、容器等设备间建立虚拟链路，实现数据转发。用户能够像登录物理路由器一样登录进虚拟路由器实例进行访问配置，可结合虚拟交换机实例、虚拟机、容器等其他设备搭建实际的网络拓扑场景。

本发明实施例提供的在OpenStack下应用虚拟路由器的装置。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。从硬件层面而言，如图3所示，为本发明实施例提供的一种在OpenStack下应用虚拟路由器的装置所在计算设备的一种硬件架构图，除了图3所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的计算设备通常还可以包括其他硬件，如负责处理报文的转发芯片等等。

本实施例还提供了一种在OpenStack下应用虚拟路由器的方法，如图4所示，包括：

步骤400，接收用户请求；用户请求包括对虚拟路由器实例和目标虚拟链路的创建；

步骤402，基于用户请求调用Nova模块创建虚拟路由器实例；

步骤404，获取用户请求中包括的目标虚拟链路的虚拟链路信息；

步骤406，根据虚拟链路信息，通过远程过程调用实现对目标虚拟链路的创建。

在一些具体的实施方式中，虚拟路由器管理模块10可用于执行上述步骤400、402和404，虚拟链路实现模块20可用于执行上述步骤406。

在一些具体的实施方式中，虚拟路由器管理模块运行在控制节点；虚拟链路实现模块运行在计算节点；和/或

虚拟路由器实例是使用cisco开源的crs1000v虚拟路由器镜像创建的虚拟机；虚拟链路通过neutron-openvswitch-agent操作ovs流表实现。

在一些具体的实施方式中，目标虚拟链路包括同节点虚拟链路和跨节点虚拟链路。

在一些具体的实施方式中，针对步骤406，同节点虚拟链路的创建通过如下方法实现：

获取用户请求中包括的待创建虚拟链路信息；待创建虚拟链路信息包括待连接的虚拟路由器实例的第一端口和虚拟机的第二端口；

在虚拟路由器实例和虚拟机均位于同一计算节点时，在集成网桥上添加两条流表；将从第二端口发出的流量转发到第一端口，将从第一端口发出的流量转发到第二端口，建立第一端口和第二端口之间的虚拟链路。

在一些具体的实施方式中，针对步骤406，跨节点虚拟链路的创建通过如下方法实现：

获取用户请求中包括的待创建虚拟链路信息；待创建虚拟链路信息包括待连接的虚拟路由器实例的第三端口和虚拟机的第四端口；

在虚拟路由器实例位于第一计算节点且虚拟机位于第二计算节点时，为第三端口和第四端口分配vxlan网络；

针对第一计算节点，执行：

基于vxlan网络，在第一计算节点的集成网桥和隧道网桥上创建用于连接集成网桥和隧道网桥的int端口和tun端口；

根据用户请求获取第二计算节点的tun ip，判断是否存在vxlan端口；若不存在，则调用ovs接口创建第一计算点和第二计算节点的vxlan端口；

在该集成网桥上添加两条流表，将从第三端口发出的流量发送至tun端口，并将从tun端口收到的流量转发到第三端口；

在该隧道网桥上添加两条流表，将从int端口收到的流量添加目标vni号后通过vxlan端口发送至第二计算节点，将从vxlan端口接收到的包含目标vni号的流量转发至int端口；其中，目标vni号为vxlan网络的vni号；

针对第二计算节点，执行：

基于vxlan网络，在第二计算节点的集成网桥和隧道网桥上创建用于连接集成网桥和隧道网桥的int端口和tun端口；

根据用户请求获取第一计算节点的tun ip，判断是否存在vxlan端口；若不存在，则调用ovs接口创建第一计算节点和第二计算点的vxlan端口；

在该集成网桥上添加两条流表，将从第四端口发出的流量发送至tun端口，并将从tun端口收到的流量转发到第四端口；

在该隧道网桥上添加两条流表，将从int端口收到的流量添加目标vni号后通过vxlan端口发送至第一计算节点，将从vxlan端口接收到的包含目标vni号的流量转发至int端口；其中，目标vni号为vxlan网络的vni号。

在一些具体的实施方式中，在虚拟路由器实例位于第一计算节点且虚拟机位于第二计算节点时，通过第一计算节点的vxlan端口对流量进行封装后发送至第二计算节点，第二计算节点的vxlan端口对流量进行解封装；

或，

在虚拟路由器实例位于第一计算节点且虚拟机位于第二计算节点时，通过第二计算节点的vxlan端口对流量进行封装后发送至第一计算节点，第一计算节点的vxlan端口对流量进行解封装。

在一些具体的实施方式中，该方法还包括：

接收用户的访问请求；访问请求中包括用户对当前已创建的虚拟链路和虚拟路由器实例的查看；

根据访问请求，利用数据库模块完成用户的访问和查看。

可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对一种在OpenStack下应用虚拟路由器的装置的具体限定。在本发明的另一些实施例中，一种在OpenStack下应用虚拟路由器的装置可以包括比图示更多或者更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件、软件或者软件和硬件的组合来实现。

上述装置内的各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本发明实施例还提供了一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明任一实施例中的一种在OpenStack下应用虚拟路由器的方法。

本发明实施例还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上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例中的一种在OpenStack下应用虚拟路由器的方法。

具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。

在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。

用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。

此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展模块中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展模块上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物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、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种在OpenStack下应用虚拟路由器的装置，其特征在于，包括：虚拟路由器管理模块、虚拟链路实现模块和数据库模块；

所述虚拟路由器管理模块设有虚拟路由器实例管理接口和虚拟链路管理接口，所述虚拟路由器管理模块用于接收用户请求；

所述虚拟路由器实例管理接口用于基于所述用户请求调用Nova模块进行虚拟路由器实例的创建和删除；

所述虚拟链路管理接口用于基于所述用户请求通过远程过程调用所述虚拟链路实现模块实现虚拟链路的创建和删除，所述虚拟链路包括为同节点虚拟链路和跨节点虚拟链路；

所述数据库模块与所述虚拟路由器管理模块相连接，所述数据库模块用于存储基于所述用户请求创建的虚拟路由器实例和虚拟链路的信息，以使用户通过所述虚拟路由器管理模块对已创建的虚拟路由器实例和虚拟链路进行查看。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述虚拟路由器管理模块运行在控制节点；所述虚拟链路实现模块运行在计算节点；和/或，所述虚拟路由器实例为使用cisco开源的crs1000v虚拟路由器镜像创建的虚拟机；所述虚拟链路通过neutron-openvswitch-agent操作ovs流表实现。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述同节点虚拟链路的创建通过如下方法实现：

获取所述用户请求中包括的待创建虚拟链路信息；所述待创建虚拟链路信息包括待连接的虚拟路由器实例的第一端口和虚拟机的第二端口；

在所述虚拟路由器实例和所述虚拟机均位于同一计算节点时，在集成网桥上添加两条流表；将从所述第二端口发出的流量转发到所述第一端口，将从所述第一端口发出的流量转发到所述第二端口，建立所述第一端口和所述第二端口之间的虚拟链路。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述跨节点虚拟链路的创建通过如下方法实现：

获取所述用户请求中包括的待创建虚拟链路信息；所述待创建虚拟链路信息包括待连接的虚拟路由器实例的第三端口和虚拟机的第四端口；

在所述虚拟路由器实例位于第一计算节点且所述虚拟机位于第二计算节点时，为所述第三端口和所述第四端口分配vxlan网络；

针对所述第一计算节点，执行：

基于所述vxlan网络，在所述第一计算节点的集成网桥和隧道网桥上创建用于连接所述集成网桥和隧道网桥的int端口和tun端口；

根据所述用户请求获取所述第二计算节点的tunip，判断是否存在vxlan端口；若不存在，则调用ovs接口创建所述第一计算点和所述第二计算节点的vxlan端口；

在该集成网桥上添加两条流表，将从所述第三端口发出的流量发送至所述tun端口，并将从所述tun端口收到的流量转发到所述第三端口；

在该隧道网桥上添加两条流表，将从所述int端口收到的流量添加目标vni号后通过所述vxlan端口发送至所述第二计算节点，将从所述vxlan端口接收到的包含所述目标vni号的流量转发至所述int端口；其中，所述目标vni号为所述vxlan网络的vni号。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述跨节点虚拟链路的创建通过如下方法实现：

针对所述第二计算节点，执行：

基于所述vxlan网络，在所述第二计算节点的集成网桥和隧道网桥上创建用于连接所述集成网桥和隧道网桥的int端口和tun端口；

根据所述用户请求获取所述第一计算节点的tunip，判断是否存在vxlan端口；若不存在，则调用ovs接口创建所述第一计算节点和所述第二计算点的vxlan端口；

在该集成网桥上添加两条流表，将从所述第四端口发出的流量发送至所述tun端口，并将从所述tun端口收到的流量转发到所述第四端口；

在该隧道网桥上添加两条流表，将从所述int端口收到的流量添加目标vni号后通过所述vxlan端口发送至所述第一计算节点，将从所述vxlan端口接收到的包含所述目标vni号的流量转发至所述int端口；其中，所述目标vni号为所述vxlan网络的vni号。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，

在所述虚拟路由器实例位于第一计算节点且所述虚拟机位于第二计算节点时，通过所述第一计算节点的所述vxlan端口对流量进行封装后发送至所述第二计算节点，所述第二计算节点的所述vxlan端口对所述流量进行解封装；

或，

在所述虚拟路由器实例位于第一计算节点且所述虚拟机位于第二计算节点时，通过所述第二计算节点的所述vxlan端口对流量进行封装后发送至所述第一计算节点，所述第一计算节点的所述vxlan端口对所述流量进行解封装。

7.一种在OpenStack下应用虚拟路由器的方法，其特征在于，基于权利要求1至6中任一所述的在OpenStack下应用虚拟路由器的装置，所述方法包括：

接收用户请求；所述用户请求包括对虚拟路由器实例和目标虚拟链路的创建；

基于所述用户请求调用Nova模块创建所述虚拟路由器实例；

获取所述用户请求中包括的所述目标虚拟链路的虚拟链路信息；

根据所述虚拟链路信息，通过远程过程调用实现对所述目标虚拟链路的创建。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述虚拟链路信息，通过远程过程调用实现对所述目标虚拟链路的创建，包括：

在所述目标虚拟链路为同节点虚拟链路时，所述虚拟路由器实例和所述虚拟机均位于同一计算节点，获取所述用户请求中包括的待创建虚拟链路信息；所述待创建虚拟链路信息包括待连接的虚拟路由器实例的第一端口和虚拟机的第二端口；

在集成网桥上添加两条流表；将从所述第二端口发出的流量转发到所述第一端口，将从所述第一端口发出的流量转发到所述第二端口，建立所述第一端口和所述第二端口之间的虚拟链路。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述根据所述虚拟链路信息，通过远程过程调用实现对所述目标虚拟链路的创建，包括：

在所述目标虚拟链路为跨节点虚拟链路时，所述虚拟路由器实例位于第一计算节点且所述虚拟机位于第二计算节点；

获取所述用户请求中包括的待创建虚拟链路信息；所述待创建虚拟链路信息包括待连接的虚拟路由器实例的第三端口和虚拟机的第四端口，并为所述第三端口和所述第四端口分配vxlan网络；

针对所述第一计算节点，执行：

基于所述vxlan网络，在所述第一计算节点的集成网桥和隧道网桥上创建用于连接所述集成网桥和隧道网桥的int端口和tun端口；

根据所述用户请求获取所述第二计算节点的tunip，判断是否存在vxlan端口；若不存在，则调用ovs接口创建所述第一计算点和所述第二计算节点的vxlan端口；

在该集成网桥上添加两条流表，将从所述第三端口发出的流量发送至所述tun端口，并将从所述tun端口收到的流量转发到所述第三端口；

在该隧道网桥上添加两条流表，将从所述int端口收到的流量添加目标vni号后通过所述vxlan端口发送至所述第二计算节点，将从所述vxlan端口接收到的包含所述目标vni号的流量转发至所述int端口；其中，所述目标vni号为所述vxlan网络的vni号；

针对所述第二计算节点，执行：

基于所述vxlan网络，在所述第二计算节点的集成网桥和隧道网桥上创建用于连接所述集成网桥和隧道网桥的int端口和tun端口；

根据所述用户请求获取所述第一计算节点的tunip，判断是否存在vxlan端口；若不存在，则调用ovs接口创建所述第一计算节点和所述第二计算点的vxlan端口；

在该集成网桥上添加两条流表，将从所述第四端口发出的流量发送至所述tun端口，并将从所述tun端口收到的流量转发到所述第四端口；

在该隧道网桥上添加两条流表，将从所述int端口收到的流量添加目标vni号后通过所述vxlan端口发送至所述第一计算节点，将从所述vxlan端口接收到的包含所述目标vni号的流量转发至所述int端口；其中，所述目标vni号为所述vxlan网络的vni号。

10.一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求7-9中任一项所述的方法。