WO2014012474A1 - 一种基于虚拟交换集群的流量转发方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于虚拟交换集群的流量转发方法，该方法包括：设置聚合组成员列表存储聚合组所有成员信息；设置聚合组流量转发成员列表存储用于转发流量的聚合组成员信息，该列表在初始状态下只包含聚合组本地成员信息；判定物理设备的流量超过聚合组流量转发成员列表中成员的总带宽或者一与该总带宽相关的阈值，则从聚合组成员列表中选择非本地成员加入到聚合组流量转发成员列表，根据修改后的聚合组流量转发成员列表进行流量转发。本发明还公开了一种基于虚拟交换集群的流量转发系统。本发明可在尽量少占用堆叠链路有限带宽的前提下，实现虚拟交换集群场景下的流量转发，从而保证虚拟交换集群场景下的流量转发性能。

Description

一种基于虚拟交换集群的流量转发方法及系统 技术领域

本发明涉及数据通信领域， 尤其涉及一种基于虚拟交换集群的流量转 发方法及系统。 背景技术

虚拟交换集群（ Virtual Switch Cluster, VSC )是一种网络虚拟化技术的 应用， 一般将多台单独运行的物理设备通过堆叠板连接成一台虚拟联合设 备。 各台物理设备之间通过拓朴协议发现其他物理设备， 并根据策略选择 主设备 ( Master )和从设备（ Slave )。 VSC场景中只存在一台主设备， 其它 设备均为从设备。

由于多台物理设备虚拟化为一台设备， 所以不同物理设备上的端口可 以聚合为一个逻辑端口。 与单设备环境类似， VSC场景下也可以通过多端 口链路聚合命令进行聚合端口的配置。

但是， 单设备环境聚合端口完全基于用户设置的 hash策略、 在隶属于 该聚合组的所有成员端口间进行流量分担， 而 VSC环境设备间堆叠链路的 带宽十分有限， 因此， 跨设备聚合链路的流量分担必须考虑到设备间堆叠 链路带宽的有限性， 如果将单设备环境的流量分担策略应用于 VSC场景， 仍然选择在属于聚合组的所有成员端口进行负载分担， 很可能受堆叠链路 带宽的限制， 影响流量转发性能。 发明内容

有鉴于此， 本发明实施例的主要目的在于提供一种基于虚拟交换集群 的流量转发方法及系统， 能够保证虚拟交换集群场景下的流量转发性能。 为达到上述目的， 本发明实施例的技术方案是这样实现的： 一种基于虚拟交换集群的流量转发方法， 为虚拟交换集群中的物理设 备分别设置聚合组成员列表和聚合组流量转发成员列表； 其中， 所述聚合 组成员列表存储有聚合组所有成员信息， 所述聚合组流量转发成员列表存 储有所述物理设备用于转发流量的聚合组成员信息 , 所述聚合组流量转发 成员列表在初始状态下只包含聚合组本地成员信息，

该方法包括： 判定所述物理设备的流量超过所述物理设备对应的聚合 组流量转发成员列表中成员的总带宽、 或者超过一个与所述聚合组流量转 发成员列表中成员的总带宽相关的阈值时， 则从所述聚合组成员列表中选 择非本地成员加入到所述聚合组流量转发成员列表中， 并根据修改后的所 述聚合组流量转发成员列表进行流量转发。

所述从聚合组成员列表中选择非本地成员加入到所述聚合组流量转发 成员列表为：

获取所述聚合组成员列表和聚合组流量转发成员列表的差集； 从所述差集中选择至少一个聚合组成员加入到所述聚合组流量转发成 员列表中， 所述选择的聚合组成员的剩余带宽不小于所述差集中剩余的任 一聚合组成员的剩余带宽。

该方法还包括：

判定物理设备对应的聚合组流量转发成员列表中包含聚合组非本地成 员， 且从所述聚合组非本地成员转发的流量小于所述聚合组流量转发成员 则将所述聚合组非本地成员从所述聚合组流量转发成员列表中移除。

该方法还包括：

当聚合组成员发生故障时， 将所述聚合组成员信息从所述聚合组成员 列表， 或者从聚合组成员列表和聚合组流量转发成员列表中移除。 该方法还包括：

聚合组故障成员恢复正常后， 判定所述聚合组成员为物理设备的聚合 组本地成员时， 则将所述聚合组成员信息加入所述物理设备对应的聚合组 成员列表和聚合组流量转发成员列表中； 判定所述聚合组成员为物理设备 的聚合组非本地成员时， 则将所述聚合组成员信息加入所述物理设备对应 的聚合组成员列表中。

一种基于虚拟交换集群的流量转发系统， 该系统包括： 设置模块、 流 量监控模块、 流量分担模块和流量转发模块； 其中，

所述设置模块， 配置为设置聚合组成员列表和聚合组流量转发成员列 表； 其中， 所述聚合组成员列表存储有聚合组所有成员信息， 所述聚合组 流量转发成员列表存储有所述物理设备用于转发流量的聚合组成员信息， 所述聚合组流量转发成员列表在初始状态下只包含聚合组本地成员信息； 所述流量监控模块， 配置为判定所述虚拟交换集群中的物理设备的流 量；

所述流量分担模块， 配置为在所述物理设备的流量超过所述物理设备 对应的聚合组流量转发成员列表中成员的总带宽、 或者超过一个与所述聚 合组流量转发成员列表中成员的总带宽相关的阈值时， 从聚合组成员列表 中选择非本地成员加入到所述聚合组流量转发成员列表；

所述流量转发模块， 配置为根据修改后的聚合组流量转发成员列表进 行流量转发。

所述流量分担模块， 配置为获取聚合组成员列表和聚合组流量转发成 员列表的差集； 从所述差集中选择至少一个聚合组成员加入到所述聚合组 流量转发成员列表中 , 所述选择的聚合组成员的剩余带宽不小于所述差集 中剩余的任一聚合组成员的剩余带宽。

该系统还包括优化模块， 所述优化模块， 配置为在判定物理设备对应的所述聚合组流量转发成 员列表中包含聚合组非本地成员， 且从所述聚合组非本地成员转发的流量 小于所述聚合组流量转发成员列表中、 除去所述聚合组非本地成员的所有 聚合组成员的剩余带宽之和时， 将所述聚合组非本地成员从所述聚合组流 量转发成员列表中移除。

该系统还包括故障处理模块，

所述故障处理模块， 配置为在当聚合组成员发生故障时， 将所述聚合 组成员信息从所述聚合组成员列表， 或者从聚合组成员列表和聚合组流量 转发成员列表中移除。

所述故障处理模块， 还配置为在聚合组故障成员恢复正常后， 判定所 述聚合组成员为物理设备的聚合组本地成员时， 将所述聚合组成员信息加 入所述物理设备对应的聚合组成员列表和聚合组流量转发成员列表； 判定 息加入所述物理设备对应的聚合组成员列表。

本发明实施例基于虚拟交换集群的流量转发方法及系统， 为虚拟交换 集群中的物理设备分别设置聚合组成员列表和聚合组流量转发成员列表， 其中， 所述聚合组成员列表存储聚合组所有成员信息， 所述聚合组流量转 发成员列表存储所述物理设备用于转发流量的聚合组成员信息， 所述聚合 组流量转发成员列表在初始状态下只包含聚合组本地成员信息， 判定物理 设备的流量超过所述物理设备对应的聚合组流量转发成员列表中成员的总 带宽、 或者超过一个与所述聚合组流量转发成员列表中成员的总带宽相关 的阈值， 则从聚合组成员列表中选择非本地成员加入到所述聚合组流量转 发成员列表中 , 并根据修改后的聚合组流量转发成员列表进行流量转发。 通过本发明实施例， 能够在尽量少占用堆叠链路有限带宽的前提下， 实现 虚拟交换集群场景下的流量转发， 从而能够保证虚拟交换集群场景下的流 量转发性能。 附图说明

图 1 为本发明实施例一种基于虚拟交换集群的流量转发方法流程示意 图；

图 2为本发明实施例一种基于虚拟交换集群的流量转发系统结构示意 图；

图 3 为本发明另一实施例中基于虚拟交换集群的流量转发系统结构示 意图；

图 4为本发明再一实施例中基于虚拟交换集群的流量转发系统结构示 意图；

图 5 为本发明实施例中初始状态和流量没有超过聚合组本地成员总带 宽时的流量转发策略示意图；

图 6为本发明实施例中当从设备的流量超过聚合组流量转发成员总带 宽时的流量转发策略示意图；

图 7 为本发明实施例中聚合组成员端口发生故障时的流量转发策略示 意图。 具体实施方式

在本发明实施例中： 对虚拟交换集群中的物理设备分别设置聚合组成 员列表和聚合组流量转发成员列表； 初始状态， 从聚合组成员列表中选择 本地成员加入到所述聚合组流量转发成员列表； 判定物理设备的流量小于 所述物理设备对应的聚合组流量转发成员列表中成员的总带宽、 或者一个 与所述聚合组流量转发成员列表中成员的总带宽相关的阈值时， 则从聚合 组成员列表中选择本地成员加入到所述聚合组流量转发成员列表。

图 1 为本发明实施例一种基于虚拟交换集群的流量转发方法流程示意 图， 如图 1所示， 该方法包括：

步驟 101:判定物理设备的流量超过所述物理设备对应的聚合组流量转 发成员列表中成员的总带宽、 或者一个与所述聚合组流量转发成员列表中 成员的总带宽相关的阈值；

本发明实施例中， 对虚拟交换集群中的物理设备分别设置聚合组成员 列表和聚合组流量转发成员列表， 所述聚合组成员列表存储聚合组所有成 员信息， 所述信息一般指端口信息， 所述聚合组流量转发成员列表存储所 述物理设备用于转发流量的聚合组成员信息。 换言之， 所述聚合组流量转 发成员列表是聚合组成员列表的子集， 只有聚合组流量转发成员列表中的 端口才具有转发流量的资格。 所述聚合组流量转发成员列表在初始状态下 只包含聚合组本地成员信息， 所述聚合组本地成员信息也可称为本地设备 成员。

需要说明的是， 虚拟交换集群中各物理设备的聚合组成员列表是相同 的， 但不同的物理设备对应不同的聚合组流量转发成员列表。

步驟 102:从聚合组成员列表中选择非本地成员加入到所述聚合组流量 转发成员列表， 并根据修改后的聚合组流量转发成员列表进行流量转发。

可选的， 所述从聚合组成员列表中选择非本地成员加入到所述聚合组 流量转发成员列表为： 获取聚合组成员列表和聚合组流量转发成员列表的 差集； 从所述差集中选择至少一个聚合组成员加入到所述聚合组流量转发 成员列表中， 所述选择的聚合组成员的剩余带宽不小于所述差集中剩余的 任一聚合组成员的剩余带宽。

可选的， 该方法还包括： 判定物理设备对应的聚合组流量转发成员列 表中包含聚合组非本地成员， 且从所述聚合组非本地成员转发的流量小于 成员的剩余带宽之和， 则将所述聚合组非本地成员从聚合组流量转发成员 列表中移除。

可选的， 该方法还包括： 当聚合组成员发生故障时， 将所述聚合组成 员信息从聚合组成员列表， 或者从聚合组成员列表和聚合组流量转发成员 列表中移除。 具体的，

如果仅聚合组成员列表中包含聚合组故障成员信息， 则将该聚合组故 障成员信息从所述聚合组成员列表中删除； 如果聚合组成员列表和聚合组 流量转发成员列表中均包含聚合组故障成员信息， 则将该聚合组故障成员 信息， 同时从所述聚合组成员列表和聚合组流量转发成员列表中移除。

可选的， 该方法还包括： 聚合组故障成员恢复正常后， 判定所述聚合 组成员为物理设备的聚合组本地成员， 则将所述聚合组成员信息加入所述 物理设备对应的聚合组成员列表和聚合组流量转发成员列表； 判定所述聚 合组成员为物理设备的聚合组非本地成员， 则将所述聚合组成员信息加入 所述物理设备对应的聚合组成员列表。

本发明实施例还相应地提出了一种基于虚拟交换集群的流量转发系 统， 图 2为本发明实施例一种基于虚拟交换集群的流量转发系统结构示意 图， 如图 2所示， 该系统包括： 设置模块、 流量监控模块、 流量分担模块 和流量转发模块； 其中，

所述设置模块可由处理器实现， 配置为设置聚合组成员列表和聚合组 流量转发成员列表， 其中， 所述聚合组成员列表存储聚合组所有成员信息， 所述聚合组流量转发成员列表存储所述物理设备用于转发流量的聚合组成 员信息， 所述聚合组流量转发成员列表在初始状态下只包含聚合组本地成 员信息；

所述流量监控模块可由监控器实现， 配置为判定所述虚拟交换集群中 物理设备的流量； 流量监控模块实时统计聚合链路各个成员端口的流量， 该流量一般指各个物理设备发往该端口的流量。 所述流量分担模块可由处理器实现， 配置为根据流量监控模块统计的 结果重新分配聚合组流量转发成员列表， 具体的， 在物理设备的流量超过 所述物理设备对应的聚合组流量转发成员列表中成员的总带宽、 或者一个 与所述聚合组流量转发成员列表中成员的总带宽相关的阈值时， 从聚合组 成员列表中选择非本地成员加入到所述聚合组流量转发成员列表；

所述流量转发模块可由处理器实现， 配置为根据修改后的聚合组流量 转发成员列表进行流量转发。

可选的， 所述流量分担模块， 具体配置为获取聚合组成员列表和聚合 组流量转发成员列表的差集； 从所述差集中选择至少一个聚合组成员加入 到所述聚合组流量转发成员列表中， 所述选择的聚合组成员的剩余带宽不 小于所述差集中剩余的任一聚合组成员的剩余带宽。

图 3 为本发明另一实施例中基于虚拟交换集群的流量转发系统结构示 意图， 如图 3所示， 该系统还包括： 优化模块，

所述优化模块可由处理器实现， 配置为在判定物理设备对应的聚合组 流量转发成员列表中包含聚合组非本地成员， 且从所述聚合组非本地成员 转发的流量 d、于所述聚合组流量转发成员列表中除去所述聚合组非本地成 员的所有聚合组成员的剩余带宽之和时， 将所述聚合组非本地成员从聚合 组流量转发成员列表中移除。

图 4为本发明再一实施例中基于虚拟交换集群的流量转发系统结构示 意图， 如图 4所示， 该系统还包括： 故障处理模块，

所述故障处理模块可由处理器实现， 配置为在当聚合组成员发生故障 时， 将所述聚合组成员信息从所述聚合组成员列表， 或者从聚合组成员列 表和聚合组流量转发成员列表中移除。

所述故障处理模块需要实时监控聚合组成员列表中各端口的链路状 态， 及时处理聚合组成员端口链路故障以及故障恢复事件。 可选的， 所述故障处理模块， 还配置为在聚合组故障成员恢复正常后， 信息加入所述物理设备对应的聚合组成员列表和聚合组流量转发成员列 组成员信息加入所述物理设备对应的聚合组成员列表。

需要说明的是， 上述基于虚拟交换集群的流量转发系统中的模块可以 全部位于物理设备上， 也可部分位于物理设备上。

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本实施例中， VSC 包括两台物理设备， 一台主设备和一台从设备， 链 路聚合组成员列表包含四个成员端口， 其为主设备和从设备各包含的两个 成员端口。

图 5 为本发明实施例中初始状态和流量没有超过聚合组本地成员总带 宽时的流量转发策略示意图， 如图 5 所示， 当前经过主从设备的流量分别 由其聚合组的本地成员来转发； 图 6为本发明实施例中当从设备的流量超 过聚合组流量转发成员总带宽时的流量转发策略示意图， 如图 6所示， 对 于从设备， 将聚合组成员列表中某些非本地成员端口， 如： 主设备的端口 加入到了聚合组流量转发成员列表， 具体实现步驟如下：

流量监控模块周期性监控并记录链路聚合组成员列表中所有成员端口 即： 本地和非本地端口的当前流量。

当流量监控模块发现需要从聚合组转发的流量超过当前聚合组流量转 发成员总带宽时， 流量监控模块会通知流量分担模块并告知聚合组所需要 的额外带宽。

流量分担模块按照如下策略选择端口：

a )获取聚合组成员列表和聚合组流量转发成员列表的差集；

b )选择差集中具有最大剩余带宽的端口， 将该端口从差集中移除并加 入到集合 B中；

c )计算集合 B中所有端口的剩余带宽之和， 并与所需要的额外带宽进 行比较，如果大于所需要的额外带宽， 则查找结束；反之返回 b )继续查找； d )将集合 B中的端口添加到聚合组流量转发成员列表。

如果聚合组流量转发成员列表包含非本地成员端口， 且从该非本地端 口转发的流量小于该聚合组流量转发成员列表中除去该端口的所有端口的 剩余带宽之和， 则将该非本地成员端口从聚合组流量转发成员列表中移除。 当聚合组流量转发成员列表只包含本地成员端口， 则该操作结束。 每次移 除的端口可以是一个也可以是多个。

本实施例中， 当故障处理模块检测到聚合组成员端口发生故障时， 会 将发生故障的成员端口从聚合组成员列表和聚合组流量转发成员列表中移 除， 并根据上面的策略进行聚合组流量转发成员列表的更新。 当聚合组流 量转发成员列表中不存在任何本地成员端口时， 则流量完全由聚合组成员 列表中的非本地成员进行转发， 相应的流量转发策略如图 7所示。 故障端 口恢复正常后， 故障处理模块判定所述聚合组成员为物理设备的聚合组本 地成员， 则将所述聚合组成员信息加入所述物理设备对应的聚合组成员列 表和聚合组流量转发成员列表； 判定所述聚合组成员为物理设备的聚合组 非本地成员， 则将所述聚合组成员信息加入所述物理设备对应的聚合组成 员列表。

以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保 护范围。

Claims

权利要求书

1、 一种基于虚拟交换集群的流量转发方法， 为虚拟交换集群中的物理 设备分别设置聚合组成员列表和聚合组流量转发成员列表； 其中， 所述聚 合组成员列表存储有聚合组所有成员信息， 所述聚合组流量转发成员列表 存储有所述物理设备用于转发流量的聚合组成员信息， 所述聚合组流量转 发成员列表在初始状态下只包含聚合组本地成员信息；

该方法包括： 判定所述物理设备的流量超过所述物理设备对应的聚合 组流量转发成员列表中成员的总带宽、 或者超过一个与所述聚合组流量转 发成员列表中成员的总带宽相关的阈值时， 则从所述聚合组成员列表中选 择非本地成员加入到所述聚合组流量转发成员列表中， 并根据修改后的所 述聚合组流量转发成员列表进行流量转发。

2、 根据权利要求 1所述的方法， 其中， 所述从聚合组成员列表中选择 非本地成员加入到所述聚合组流量转发成员列表， 为：

获取所述聚合组成员列表和聚合组流量转发成员列表的差集； 从所述差集中选择至少一个聚合组成员加入到所述聚合组流量转发成 员列表中， 所述选择的聚合组成员的剩余带宽不小于所述差集中剩余的任 一聚合组成员的剩余带宽。

3、 根据权利要求 2所述的方法， 其中， 该方法还包括：

判定物理设备对应的所述聚合组流量转发成员列表中包含聚合组非本 地成员， 且从所述聚合组非本地成员转发的流量小于所述聚合组流量转发 和时， 则将所述聚合组非本地成员从所述聚合组流量转发成员列表中移除。

4、 根据权利要求 1至 3中任一项所述的方法， 其中， 该方法还包括： 当聚合组成员发生故障时， 将所述聚合组成员信息从所述聚合组成员 列表， 或者从聚合组成员列表和聚合组流量转发成员列表中移除。

5、 根据权利要求 4所述的方法， 其中， 该方法还包括： 聚合组故障成员恢复正常后， 判定所述聚合组成员为物理设备的聚合 组本地成员时， 则将所述聚合组成员信息加入所述物理设备对应的聚合组 成员列表和聚合组流量转发成员列表中； 判定所述聚合组成员为物理设备 的聚合组非本地成员时， 则将所述聚合组成员信息加入所述物理设备对应 的聚合组成员列表中。

6、 一种基于虚拟交换集群的流量转发系统， 该系统包括： 设置模块、 流量监控模块、 流量分担模块和流量转发模块； 其中，

所述设置模块， 配置为设置聚合组成员列表和聚合组流量转发成员列 表； 其中， 所述聚合组成员列表存储有聚合组所有成员信息， 所述聚合组 流量转发成员列表存储有所述物理设备用于转发流量的聚合组成员信息， 所述聚合组流量转发成员列表在初始状态下只包含聚合组本地成员信息； 所述流量监控模块， 配置为判定所述虚拟交换集群中的物理设备的流 量；

所述流量分担模块， 配置为在所述物理设备的流量超过所述物理设备 对应的聚合组流量转发成员列表中成员的总带宽、 或者超过一个与所述聚 合组流量转发成员列表中成员的总带宽相关的阈值时， 从聚合组成员列表 中选择非本地成员加入到所述聚合组流量转发成员列表；

所述流量转发模块， 配置为根据修改后的聚合组流量转发成员列表进 行流量转发。

7、 根据权利要求 6所述的系统， 其中，

所述流量分担模块， 配置为获取聚合组成员列表和聚合组流量转发成 员列表的差集； 从所述差集中选择至少一个聚合组成员加入到所述聚合组 流量转发成员列表中 , 所述选择的聚合组成员的剩余带宽不小于所述差集 中剩余的任一聚合组成员的剩余带宽。

8、 根据权利要求 6所述的系统， 其中， 该系统还包括： 优化模块， 所述优化模块， 配置为判定物理设备对应的所述聚合组流量转发成员 列表中包含聚合组非本地成员， 且从所述聚合组非本地成员转发的流量小 于所述聚合组流量转发成员列表中、 除去所述聚合组非本地成员的所有聚 合组成员的剩余带宽之和时， 将所述聚合组非本地成员从所述聚合组流量 转发成员列表中移除。

9、 根据权利要求 6至 8中任一项所述的系统， 其中， 该系统还包括： 故障处理模块，

所述故障处理模块， 配置为当聚合组成员发生故障时， 将所述聚合组 成员信息从所述聚合组成员列表， 或者从聚合组成员列表和聚合组流量转 发成员列表中移除。

10、 根据权利要求 9所述的系统， 其中，

所述故障处理模块， 还配置为在聚合组故障成员恢复正常后， 判定所 述聚合组成员为物理设备的聚合组本地成员时， 将所述聚合组成员信息加 入所述物理设备对应的聚合组成员列表和聚合组流量转发成员列表； 判定 息加入所述物理设备对应的聚合组成员列表。