[发明专利]实现分布式路由、物理主机接入的方法及装置

说明书

本发明揭示了一种实现分布式路由、物理主机接入的方法及装置，openstack网络节点及计算节点上安装分布式路由代理器，通过下发多级流表控制流量转发，为每个网络的虚拟网关分配特殊MAC，openstack为虚拟网关MAC分配的是以fa开头的MAC地址，特殊MAC以ea开头，其后字段相同。当本地及远端VM处于不同网段不同服务器时，流量做过分布式路由查找后将报文源MAC改写成特殊MAC，用以标记做过分布式路由的流量，将需进行跨服务器通信的流量引流到硬件交换机上转发。本发明基于OpenFlow多级流表实现分布式路由，避免单一节点性能瓶颈，实现物理主机即插即用，采用软硬结合突破大规模VM时转发性能瓶颈。

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种实现分布式路由、物理主机接入的方法及装置。

背景技术

随着当今网络虚拟化技术的不断发展，软件定义网络（Software DefinedNetwork，SDN）和云计算相结合的应用规模在不断地扩大，OpenStack作为虚拟云主机的管理平台之一，其关注度日益加大。伴随着虚拟主机的部署规模越来越大，OpenStack作为管理平台的瓶颈也日益凸显，例如转发性能，单节点故障，虚拟网络与物理网络的相互融合的需求。为解决上述问题，各个厂商提供了多种解决方案，下面以OpenStack Neutron DVR方案和OpenStack DragonFlow方案为例说明。

（1）OpenStack Neutron DVR方案分析

在OpenStack现有网络架构上，对于虚拟云主机（Virtual Machine，VM）跨网段的通信需求，无论是东西向（East-West，E-W）流量还是南北向（North-South，N-S）的流量都需要绕到虚拟路由器（Virtual Router，VRouter）上，这样，在VM大量部署的情况下，网络节点（Network Node）上的转发性能将急剧下降，同时单一节点的故障率将对网络造成严重影响，虽然OpenStack支持了网络节点的高可用性集群 (High Available，HA)功能，但是随着规模的增大这种方式并不利于扩展。

自OpenStack Juno版本发布以来，对于上述情况提供了一种分布式路由（Distributed Virtual Routing，DVR）的解决方案，将原来只有在网络节点上的虚拟路由器分布式的部署在计算节点（Compute Node）上，即将L3 代理器（L3 Agent）部署在每一个计算节点上，意在减小单一节点故障所导致的影响，避免单一节点转发性能下降问题。实现东西向流量通过DVR虚拟路由器完全分布式，至于南北向流量，对于分配了浮动IP(Floating IP)的通过DVR虚拟路由器完全分布式，对于未分配到浮动IP的仍然绕行网络节点的虚拟路由器实现共享上网。其中东西向流量转发目前只支持vxlan模式。

这里，DVR虚拟路由器起在linux命名空间（Namespace）中，也就是说在每个计算节点上都要起一个linux命名空间，这样所有流量都需要走linux命名空间的协议栈，占用一部分资源，对性能造成浪费，而且实现技术复杂，不利于在生产环境中进行维护。

（2）OpenStack DragonFlow方案分析

由于OpenStack Neutron DVR实现的技术过于复杂，而且带来了不必要的额外开销，DragonFlow方案被提出，主旨解决在计算节点上无需建立linux命名空间的情况下，通过OpenFlow流表的形式，实现东西向流量的完全分布式。该方案将在网络节点上部署DragonFlow L3控制器，同时在计算节点上部署DragonFlow L2代理器， DragonFlow L3控制器通过开放式API （AEST API）调用Ryu 控制器对每个节点进行流表的下发，流表的下发采用被动式，既首包数据报文会上送到DragonFlow L3控制器上，再由其决定流表下发的规则，该方案不对南北向流量产生影响。