虚拟数据中心的实现方法、系统和存储介质技术方案

本发明专利技术涉及一种虚拟数据中心的实现方法、系统和存储介质。其中，该方法包括：网元设备基于叶脊网络架构构建物理网络并在所述物理网络上构建overlay网络，所述网元设备包括网关设备、核心交换机、架顶交换机，所述网关设备与各个核心交换机存在物理链路，所述架顶交换机与各个核心交换机存在物理链路；云平台对网络进行配置，下发网络配置信息至控制器；所述控制器基于所述网络配置信息生成流表指导所述网元设备通过所述overlay网络进行数据转发，实现虚拟主机之间的通信以及虚拟主机与外网的通信。通过上述虚拟数据中心的实现方法、系统和存储介质，提升了数据中心的传输效率。

Realization Method, System and Storage Medium of Virtual Data Center

The invention relates to an implementation method, a system and a storage medium of a virtual data center. Among them, the method includes: network element device builds physical network based on leaf ridge network architecture and builds overlay network on the physical network. The network element device includes gateway device, core switch and overhead switch. There are physical links between the gateway device and each core switch, and there are physical links between the overhead switch and each core switch. The network is configured to send network configuration information to the controller. The controller generates flow tables based on the network configuration information to guide the network element device to forward data through the overlay network to realize the communication between virtual hosts and between virtual hosts and external networks. Through the implementation method, system and storage medium of the virtual data center mentioned above, the transmission efficiency of the data center is improved.

【技术实现步骤摘要】
虚拟数据中心的实现方法、系统和存储介质
本专利技术涉及通信
，特别是涉及一种虚拟数据中心的实现方法、装置和存储介质。
技术介绍
传统的数据中心通常采用服务器虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化技术整合资源池实现资源的动态调配，但是其数据传输效率低，而随着大数据服务、互联网金融、传统行业互联网等新兴业务形态的诞生，数据量呈爆炸式增长，传统的数据中心已不能满足需求。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种虚拟数据中心的实现方法、系统和存储介质，提高了数据传输效率。一种虚拟数据中心的实现方法，所述方法包括：网元设备基于叶脊网络架构构建物理网络并在所述物理网络上构建overlay网络，所述网元设备包括网关设备、核心交换机、架顶交换机，所述网关设备与各个核心交换机存在物理链路，所述架顶交换机与各个核心交换机存在物理链路；云平台对网络进行配置，下发网络配置信息至控制器；所述控制器基于所述网络配置信息生成流表指导所述网元设备通过所述overlay网络进行数据转发，实现虚拟主机之间的通信以及虚拟主机与外网的通信。一种虚拟数据中心系统，所述系统包括：网元设备，用于基于叶脊网络架构构建物理网络并在所述物理网络上构建overlay网络，所述网元设备包括网关设备、核心交换机、架顶交换机，所述网关设备与各个核心交换机存在物理链路，所述架顶交换机与各个核心交换机存在物理链路；云平台，用于对网络进行配置，下发网络配置信息至控制器；控制器，用于基于所述网络配置信息生成流表指导所述网元设备通过所述overlay网络进行数据转发，实现虚拟主机之间的通信以及虚拟主机与外网的通信。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：网元设备基于叶脊网络架构构建物理网络并在所述物理网络上构建overlay网络，所述网元设备包括网关设备、核心交换机、架顶交换机，所述网关设备与各个核心交换机存在物理链路，所述架顶交换机与各个核心交换机存在物理链路；云平台对网络进行配置，下发网络配置信息至控制器；所述控制器基于所述网络配置信息生成流表指导所述网元设备通过所述overlay网络进行数据转发，实现虚拟主机之间的通信以及虚拟主机与外网的通信。上述的虚拟数据中心的实现方法、系统和存储介质，通过网元设备搭建叶脊网络架构的物理网络并在所述物理网络上构建overlay网络，其中，所述网元设备包括网关设备、核心交换机、架顶交换机且所述网关设备与各个核心交换机存在物理链路，所述架顶交换机与各个核心交换机存在物理链路；然后通过云平台对网络进行配置，下发网络配置信息至控制器；最后通过所述控制器下发流表指导所述网元设备通过所述overlay网络进行数据转发，从而实现虚拟主机之间的通信以及虚拟主机与外网的通信。本专利技术的网关设备及架顶式交换机与所有的核心交换机都有物理链路，这样任意两台架顶式交换机或者是架顶式交换机和网关之间都可以经由任意一台核心交换机连通另一台架顶式交换机或者网关设备，且每条链路的跳数仅有两跳，路由度量值都相同，这样所有的核心交换机都可以提供一条端到端负荷分担的链路，从而提升了数据传输效率及链路冗余。附图说明图1为一个实施例中虚拟数据中心的实现方法流程图；图2为一个实施例中物理网络的搭建流程图；图3为一个实施例中虚拟数据中心网络拓扑结构图；图4为一个实施例中云平台虚拟主机接入网络的流程图；图5为一个实施例中overlay网络拓扑图；图6为一个实施例中overlay网络数据流向图；图7为一个实施例中underlay网络数据流向图；图8为一个实施例中云平台虚拟主机迁移的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在一个实施例中，如图1所示，提供了一种虚拟数据中心的实现方法，所述方法包括：步骤S110，网元设备基于叶脊网络架构构建物理网络并在所述物理网络上构建overlay网络，其中，网元设备包括网关设备(GW)、核心交换机、架顶交换机(ToR)，网关设备与各个核心交换机存在物理链路，架顶交换机与各个核心交换机存在物理链路。具体地，叶脊网络架构(spine-leaf)由上层的脊交换机和下层的叶交换机组成，其中，脊交换机充当汇聚交换机的角色，叶交换机充当接入交换机的角色。在叶脊网络架构中，每一个叶交换机都和另一个叶交换机之间都只是隔了一跳。在本实施例中，网元设备包括网关设备、多个核心交换机以及多个架顶交换机，所述多个架顶交换机做为多个核心交换机的叶交换机，所述多个核心交换机同时充当网关设备的叶交换机。进一步地，将虚拟数据中心的物理网络按照叶脊网络架构构建好后，部署SDN((SoftwareDefinedNetwork,SDN)控制器节点(以下简称控制器)并保证所述物理网络中的交换机节点与控制器三层IP(InternetProtocol，因特网协议)可达，通过控制器将物理网络上的部分节点配置为虚拟网络节点，构建overlay网络。步骤S120，云平台对网络进行配置，下发网络配置信息至控制器。具体地，云平台对网络进行配置主要包括对虚拟路由、网络、子网、端口、安全组进行创建、删除、修改、查看等相关操作，实现计算、存储、网络等基础设施资源的池化和按需调度。在一个实施例中，云平台配置为Openstack云平台。其中，Openstack是由NASA(美国国家航空航天局)和Rackspace合作研制的云计算管理软件,是一款完全开放源代码的项目和自由软件。OpenStack提供了关于IaaS(基础设施即服务)的解决方案,是一个可以管理整个数据中心里大量资源池的云操作系统,包括计算、存储及网络资源。管理员可以通过管理台管理整个系统，并可以通过Web(万维网)接口为用户划定资源。步骤S130，控制器基于网络配置信息生成流表指导网元设备通过overlay网络进行数据转发，实现虚拟主机之间的通信以及虚拟主机与外网的通信。具体地，控制器的北向接口接收云平台的网络配置信息，并转换为流表通过Openflow协议下发至网元设备，网元设备查询流表匹配流表项就可完成数据包的转发。流表项主要由匹配字段、优先级、计数器、指令、超时时间、Cookie和标志组成。匹配字段用于数据包的匹配,如果匹配，则需要执行流表项中包含的指令；优先级字段表示在流表冲突时，流表项的执行顺序、匹配字段和优先级字段共同定义了一个唯一的流表项；计数器用来统计数据流的基本数据。在一个实施例中，overlay网络基于VXLAN(VirtualExtensibleLAN)隧道技术构建。具体地，在控制器的UI界面进行VXLAN属性的配置，包含VXLAN设备名称、设备类型(VXLANL2网关orVXLANL3网关)、管理IP、隧道端点IP。在UI界面配置好的信息会通过NETCONF协议下发到对应的交换机上，并可以通过交换机的“show”命令查看VXLAN隧道建立情况。在一个实施例中，如图2所示，网元设备基于叶脊网络架构构建物理网络的步骤包括：步骤S210，架顶交换机两两堆叠，物理服务器的双网口做链路捆绑，分别连接两台堆叠的架顶交换机。步骤S220，核本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟数据中心的实现方法，其特征在于，所述方法包括：网元设备基于叶脊网络架构构建物理网络并在所述物理网络上构建overlay网络，所述网元设备包括网关设备、核心交换机、架顶交换机，所述网关设备与各个核心交换机存在物理链路，所述架顶交换机与各个核心交换机存在物理链路；云平台对网络进行配置，下发网络配置信息至控制器；所述控制器基于所述网络配置信息生成流表指导所述网元设备通过所述overlay网络进行数据转发，实现虚拟主机之间的通信以及虚拟主机与外网的通信。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟数据中心的实现方法，其特征在于，所述方法包括：网元设备基于叶脊网络架构构建物理网络并在所述物理网络上构建overlay网络，所述网元设备包括网关设备、核心交换机、架顶交换机，所述网关设备与各个核心交换机存在物理链路，所述架顶交换机与各个核心交换机存在物理链路；云平台对网络进行配置，下发网络配置信息至控制器；所述控制器基于所述网络配置信息生成流表指导所述网元设备通过所述overlay网络进行数据转发，实现虚拟主机之间的通信以及虚拟主机与外网的通信。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述overlay网络基于VXLAN隧道技术构建。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网元设备还包括物理服务器，所述网元设备基于叶脊网络架构构建物理网络的步骤包括：所述架顶交换机两两堆叠，所述物理服务器的双网口做链路捆绑，分别连接两台堆叠的架顶交换机；所述核心交换机的端口两两做链路捆绑，逐个连接堆叠的两台架顶交换机；所述网关设备两两堆叠，所述核心交换机的端口两两做链路捆绑，分别连接堆叠的两台网关设备。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述云平台对网络进行配置的步骤包括：所述云平台创建虚拟网络；所述云平台创建虚拟主机并指定虚拟主机的宿主机，在所述宿主机的虚拟交换机上创建虚拟端口并将所述虚拟主机挂接到所述虚拟端口，同时将所述虚拟端口与所述虚拟网络绑定；所述云平台通过所述控制器对所述虚拟主机分配网际协议地址。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，当所述宿主机检测到各项监控指标达到警戒值时，将虚拟主机拷贝快照到目的宿主机；所述目的宿主机提取原宿主机和目的宿主机的虚拟主机快照对比文件并加载到...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，唐宏，张军，朱永庆，叶成，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44