[发明专利]一种在数据中心之间控制泛洪的方法和第一交换机

说明书

本发明提供一种在数据中心之间控制泛洪的方法和第一交换机，方法包括：与第二数据中心系统中的第二交换机建立n条隧道，与归属于所述第一数据中心系统中的m个交换机分别建立m条隧道，建立Vxlan实例，并根据业务需求建立Vxlan实例分别与n条隧道和m条隧道中各个隧道的对应关系；设置n条隧道与m条隧道的类型；当开启n条隧道与m条隧道之间的水平分割功能时，根据n条隧道和m条隧道的类型，确定n条隧道与m条隧道之间泛洪的方向；接收未知名Vxlan报文，当未知名Vxlan报文的第一Vxlan实例标识与Vxlan实例标识匹配时，根据对应关系和泛洪的方向，确定报文需要被泛洪的目标隧道；将未知名Vxlan报文从目标隧道泛洪出去。满足跨数据中心间报文泛洪需求。

技术领域

本发明涉及数据通信领域，尤其是一种在数据中心之间控制泛洪的方法和第一交换机。

背景技术

VXLAN是IETF发布的一项标准(RFC7348)，全称是Virtual eXtensible LocalArea Network，即虚拟扩展本地网络。

服务器虚拟化以后，可能由于硬件资源问题(如CPU过高、磁盘不够、内存不足等)，或由于机房的搬迁转移，虚拟机需迁移到其他服务器上。为了保证虚拟机迁移过程中业务不被中断，要求虚拟机的MAC地址、IP地址在迁移前后不发生改变，这就需要一个二层网络环境。当虚拟机部署越来越多，越来越广的时候，二层网络就变得越来越大，这就是大二层网络的由来。这种需求催生出OTV、SPB、TRILL、大地址表等网络技术，促进基础网络不断变化以适应虚拟机数量的不断增长。

目前虚拟化给网络提出的挑战大多集中在大二层的可扩展性方面。依据经典的三层网络设计原则，每个接入层网络的范围是有限的，终端设备的网关一般设置在汇聚或核心交换机上。因此，传统交换机需处理的二层网络不会也不应该很大。当这些设备大规模接入经虚拟化的服务器之后，问题就出现了，主要表现为以下三个方面：

(1)二层网络边界限制

二层网络边界限制一直以来都是虚拟化部署中不可触碰的红线，虚拟机无法在不同网段之间迁移，导致数据中心内部的大二层越大越好。大二层的扩张不但带来老生常谈的STP协议问题，而且对接入交换机的MAC地址表施加的压力也成倍增长。因为接入交换机需要学习广播域内所有虚拟机的MAC地址，这对接入交换机的MAC地址表容量提出了很高的要求。一旦MAC地址表学习满，交换机便不再主动学习MAC地址，这时一个目的MAC地址未知的数据帧就会引发全网的广播。

二层网络边界的限制还体现在对业务的影响上。本来主机虚拟化实现了服务器软硬件的分离，但在设计虚拟机的迁移策略时却要时时考虑到网络边界的限制，如跨机房或地域迁移。

(2)VLAN数量不足

在数据中心网络中，虚拟机是通过VLAN来划分流量的，不同的虚拟机被划分到不同的VLAN中。实际上可分配的VLAN数量为4094，这个数字在大规模数据中心内是不够的，另外传统的VLAN无法满足网络动态调整的需求，网络的扩容和调整都非常困难。

(3)多租户问题

数据中心通过主机虚拟化可能为不同的用户提供不同的服务，而这些用户使用的有可能是相同的VLAN ID和IP地址段。为了隔离这些用户的流量，必须添加额外的三层网关以及地址翻译(如NAT)等策略，这些都会增加额外的运维成本。

最后，对于网络管理员来说，更倾向于使用IP来互联物理网络(比如可以通过ECMP等价多路径来实现多路访问)。在这样的需求背景下，要跨过VLAN的缺陷，就要对现有的二层标签技术进行彻底的改革。在保留二层转发模型的基础上提出overlay网络。

VXLAN就是在这样的背景下产生的。VXLAN通过隧道机制在现有网络上构建一个叠加的网络，从而绕过现有VLAN标签的限制。

VXLAN技术有如下的特点：