[发明专利]一种软件定义网络中虚拟机IP地址分配方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及软件定义网络领域，尤其涉及一种软件定义网络中虚拟机IP地址分配方法及装置。

背景技术

软件定义网络(Software Defined Networks，SDN)是一种新型网络创新架构，其核心技术是通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。在传统网络中，每台交换机或路由器都需要独立计算报文的转发路径，而在SDN网络中，网络设备只负责单纯的数据转发，而控制部分则独立为一台集中的控制器，负责对不同业务逻辑、转发方式进行控制。控制平面与转发平面之间提供开放可编程的接口，目前主流的协议为Openflow，转发平面通常使用开放虚拟交换机(Open VSwitch，OVS)。典型的SDN网络架构如图1所示。

Openflow技术的核心是将原本完全由交换机/路由器控制的数据包转发过程转化为由OVS和控制器(Controller)分别完成的独立过程。每个OVS都有一张流表，用以进行报文的查找和转发；OVS和控制器通过Openflow协议的安全通道对流表进行查找和管理。OVS通过用户定义的或者预设的规则来匹配和处理网络数据包；一条Openflow的规则由匹配域(Match Fields)、优先级(Priority)、处理指令(Instructions)和统计数据(如Counters)等字段组成。OVS对每个数据包进行查找，如果匹配则执行相应的处理指令，否则通过Openflow通道上送到控制器，由控制器决定处理方式。

控制器和OVS之间通过Openflow协议创建一个Openflow安全通道，该通道中主要的协议报文如下：

a、Packet-In报文，用于OVS接收到数据报文后在本地无法查找到对应流表、或查找到流表但流表中指定处理动作为上送控制器时，向控制器发送Packet-In报文请求控制器决策接收到的数据报文的处理规则；

b、Packet-Out报文，用于控制器通过OVS将数据报文发送出去；控制器会将需要发送的数据报文封装在Packet-Out报文中，并在报文中指定出端口，OVS接收到Packet-Out报文后会将数据报文通过指定的出端口发送出去；

c、Port-status消息报文，用于OVS上端口事件变化时，通过该消息报文通知控制器。

SDN网络中的一个VM需要对应控制器上的一个虚拟端口(vport)。在VM部署之前，需要在控制器上配置相应的vport(包含该vport的MAC、IP信息)，控制器必须知道所有vport对应的虚拟机的媒体介入控制(Media Access Control，MAC)、IP信息才可以正常的控制转发，该信息也可用于安全检测，比如检测是否伪造IP或MAC与外界通信等。当部署VM时，需要为该VM配置与相应vport相同的MAC、IP地址，VM启动后OVS会通过Openflow协议的Port-status消息报文将端口信息上送到控制器，控制器接收后将该VM与配置的vport相关联并完成VM的上线，如果上送的MAC或IP信息不匹配，则认为VM非法，不允许VM上线且不处理该VM的事件、报文。

相关技术中，从虚拟化管理平台部署VM时，只能设置VM的物理地址(即MAC地址)，而无法设置VM的IP地址；那么当VM启动后，需要用户手动为VM设置相应的IP地址，并保证该VM的IP地址和MAC地址与控制器上相应的vport的IP地址和MAC地址匹配。也就是说，相关技术中从虚拟化管理平台部署VM时，需要人工配置VM的IP地址，不仅无法实现VM的自动化部署，而且人工配置给网络管理员带来很大的工作量，配置结果也容易出错。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种软件定义网络中虚拟机IP地址分配方法及装置,用于解决SDN网络中VM的IP地址自动部署问题。

基于本发明实施例的一方面，本发明提供一种软件定义网络中虚拟机IP地址分配方法，在控制器上配置有虚拟机VM的虚拟端口与虚拟机MAC地址和IP地址的对应关系，该方法应用于SDN交换设备上，所述方法还包括：

所述SDN交换设备启动后，接收控制器下发的上送VM发送的动态主机配置协议DHCP报文到所述控制器的流表；

当SDN交换设备接收到VM发送的DHCP报文时，匹配所述流表后将VM发送的DHCP报文上送所述控制器；

当SDN交换设备接收到所述控制器向所述SDN交换设备下发的DHCP报文时，将控制器下发的DHCP报文转发给所述VM；