[发明专利]在虚拟网络中发送报文的方法、装置和系统

说明书

技术领域

本申请涉及VN（虚拟网络），尤其涉及一种在虚拟网络中发送报文的方法、装置及系统，以减少DC（数据中心）中ARP（地址解析协议）泛洪和MAC（媒体接入控制）地址表大小。

背景技术

随着VM（虚拟机）的引入，DC中VM向其他物理服务器的迁移将带来新的挑战，例如，分散的多个子网可能跨越不同的TOR（架顶交换机）并且可能存在不连续的地址，但是已迁移的VM将继续保持相同的IP地址。

图1是现有技术中的VM拓扑的结构示意图。虚拟网络中的子网将跨越众多接入交换机或架顶交换机（TOR）。鉴于业务需求以及先进的服务器虚拟化技术，大型的高度虚拟化的数据中心可能存在几十万台VM，有时甚至上百万台。由于此“ARP表增长”，接入网络中将发生“指数级ARP泛洪”。管理跨越不同TOR的不连续子网需得到处理。

随着数据中心VM管理程序及网络虚拟化的引入，MAC表的大小将特别大。这是数据中心需要解决的一个全球性问题。

图2是现有技术中VM迁移拓扑的结构示意图。例如，请参阅图2，在VM迁移场景下，ARP广播/组播消息不再局限于较少数量的端口，接入交换机/网关路由器需要在所有端口泛洪所有ARP请求。由于VM的移动，跨多个机架的VLAN将强制ARP广播。因此，数据中心有几十万台VM和几千台机架，当VM穿过机架移动时，接入交换机的MAC表将非常大。在扁平二层网络中，由于VM迁移的引入，接入交换机需要知道跨所有TOR的所有VM的MAC地址。

为了解决这一问题，现有技术提供了两种解决方案，其一是为将每个子网分配给一个TOR交换机并禁止VM迁移，另一个是在TOR上使能三层功能，但是这样做会导致高开销并在三层（L3）引起类似问题。

然而，申请人发现，DC中的扁平二层（L2）网络显然需要VM迁移，但是现有的技术导致指数级ARP泛洪以及接入交换机上的MAC表大小增加。例如，当VM从一台TOR迁移到另一台TOR时，所述另一台TOR不知道如何转发所述VM的报文，接入交换机将在整个二层网络泛洪所述报文，因此，所述接入交换机可能需要维护成千上万个ARP表项。

发明内容

本发明的目的是提供一种减少ＤＣ中ARP泛洪和MAC地址表大小的方法、装置和系统。

根据本发明的第一方面，提供了一种在虚拟网络中发送报文的方法，所述方法包括：

接入交换机接收来自远端数据中心中的ＶＭ的携带VNID（虚拟网络标识）的三层报文；

所述接入交换机根据所述VNID确定DN（指定节点）；

所述接入交换机根据所述三层报文生成二层帧，其中，所述二层帧包含所述DN的MAC（媒体接入控制）地址；

所述接入交换机根据所述DN的MAC地址向所述DN发送所述二层帧，以便所述DN根据所述二层帧确定三层目的地址。

根据本发明的第二方面，提供了在虚拟网络中发送报文的另一种方法，所述方法包括：

TOR（架顶交换机）交换机接收携带VNID的二层帧；

所述TOR交换机从所述二层帧中提取三层目的地址；

所述TOR交换机判断对应所述三层目的地址的VM（虚拟机）是否在所述TOR交换机上或所述VM是否已迁移；

当所述VM已迁移时，根据所述三层目的地址确定所述VM迁移到的另一台TOR交换机，并向所述另一台TOR交换机发送所述二层帧。

根据本发明的第三方面，进一步提供了一种在虚拟网络中发送报文的方法，所述方法包括：

TOR交换机接收迁移到所述TOR交换机的VM发送的ARP；

所述TOR交换机检查所述ARP对应的VNID；

所述TOR交换机判断所述TOR交换机是否为与所述VNID对应的DN；

当所述TOR交换机并非与所述VNID对应的DN时，所述TOR交换机生成含所述TOR的MAC地址的代理ARP，并将所述ARP随所述VNID一起广播；

当所述TOR交换机是与所述VNID对应的DN时，所述TOR交换机更新二层表。

根据本发明的第四方面，提供了一种接入交换机，所述接入交换机包括：

接收单元，用于接收来自远端数据中心中的ＶＭ的携带VNID（虚拟网络标识）的三层报文；

判断单元，用于根据所述VNID确定对应所述VNID的DN（指定节点）；

生成单元，用于根据所述三层报文生成二层帧，其中，所述二层帧包含所述DN的MAC（媒体接入控制）地址；