Overlay网络中组播复制的方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了Overlay网络中组播复制的方法及装置，该方法首先确定节点的类型，所述节点的类型包括根节点和非根节点，所述根节点至少包括以下一种：包括子网根节点、站点根节点、全局根节点；根据所述节点的类型和所获得的网络拓扑结构，将IP地址发给各节点，并通知各节点根据所收到的IP地址建立直连隧道，以使各节点在收到组播报文后通过所述直连隧道转发组播报文。本申请能够减少Overlay网络中的组播流量的复制，节省头端设备的CPU资源，节省数据中心内部的网络带宽。

Method and Device of Multicast Replication in Overlay Network

This application discloses a method and device for multicast replication in Overlay network. The method first determines the type of node, which includes root node and non-root node. The root node includes at least one of the following: sub-network root node, site root node and global root node. According to the type of node and the obtained network topology, the IP address is sent to each section. The node is notified to establish a direct tunnel according to the received IP address so that the node can forward the multicast message through the direct tunnel after receiving the multicast message. This application can reduce the duplication of multicast traffic in Overlay network, save CPU resources of head-end devices, and save network bandwidth in data center.

【技术实现步骤摘要】
Overlay网络中组播复制的方法及装置
本申请涉及Overlay网络技术，尤其涉及Overlay网络中组播复制的方法及装置。
技术介绍
在云计算数据中心中，在基于VXLAN(VirtualeXtensibleLocalAreaNetwork，虚拟扩展局域网)技术的Overlay组网的模型下，需要进行组播转发的流量主要是二层的广播流量如ARP，DHCP等报文，此时Overlay网络的位于同一个二层域的每个虚拟机或者非虚拟化的物理主机，都可能是组播源，以及组播成员。在当今的云计算数据中心中，网络通常不会部署网络设备的组播转发功能，通常通过交换机对组播报文的头端复制的方式实现点到多点的转发。当VXLAN网络的范围很大，尤其是Overlay网络中存在多个数据中心时，负责对组播报文进行头端复制的交换机就需要进行大量的头端复制，导致CPU占用过多，浪费资源，浪费数据中心内部的跨pod(positionofdevice，设备部署)，跨越子网之间的网络带宽。
技术实现思路
本申请提供一种Overlay网络中组播复制的方法及装置，能够减少Overlay网络中的组播流量的复制，节省头端设备的CPU资源，节省数据中心内部的网络带宽。根据本申请实施例的第一方面，提供一种Overlay网络中组播复制的方法，运行于SDN控制器上，该方法包括步骤：确定节点的类型，所述节点的类型包括根节点和非根节点，所述根节点至少包括以下一种：包括子网根节点、站点根节点、全局根节点；根据所述节点的类型和所获得的网络拓扑结构，将IP地址发给各节点，并通知各节点根据所收到的IP地址建立直连隧道，以使各节点在收到组播报文后通过所述直连隧道转发组播报文。根据本申请实施例的第二方面，提供一种Overlay网络中组播复制的装置，位于SDN控制器上，包括：角色决策模块，用于确定节点的类型，所述节点的类型包括根节点和非根节点，所述根节点至少包括以下一种：包括子网根节点、站点根节点、全局根节点；通信模块，用于根据所述节点的类型和所获得的网络拓扑结构，将IP地址发给各节点，并通知各节点根据所收到的IP地址，以使各节点在收到组播报文后通过所述直连隧道转发组播报文。本专利技术的利用SDN控制器对网络中的交换机的集中控制，在SDN控制器上设置每个节点的类型，根据不同类型建立各级节点之间的隧道，从而在虚拟网络内建立了包含多级节点的树状结构，组播报文经过各级节点层层复制并转发，从而减少了Overlay网络中的组播流量的复制，节省头端设备的CPU资源，节省数据中心内部的网络带宽。附图说明图1为本申请实施例中Overlay网络的较常见的架构图；图2为本申请实施例中Overlay网络中组播复制的方法的流程图；图2a-图2d为图1所示的网络架构下各交换机传播组播报文的路径图；图2e为图1所示的网络架构下隧道生成后的网络拓扑图；图3a为本申请应用实例中Overlay网络的架构图；图3b为本申请应用实例中Overlay网络中组播复制的方法的流程图；图4为本申请实施例中Overlay网络中组播复制的装置的硬件架构图；图5为本申请应用实例中Overlay网络中组播复制的装置的软件逻辑框图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。Overlay网络可以基于VXLAN技术实现。VXLAN是一种将二层报文用三层协议进行封装的技术，可以对二层网络报文在三层网络范围进行扩展。VXLAN可应用于数据中心内部，使虚拟机可以在互相连通的三层网络范围内迁移，而不需要改变IP地址和MAC地址，保证业务的连续性。VXLAN采用24bit的网络标识，使用户可以创建16M相互隔离的虚拟网络，突破了VLAN技术所能表示的4K个隔离网络的限制，这使得大规模多租户的云环境中具有了充足的虚拟网络分区资源。VXLAN通过在物理网络的边缘设置智能实体VTEP(VXLANTunnelEndPoint，VXLAN隧道终节点)，实现了虚拟网络和物理网络的隔离。VTEP之间建立隧道，在物理网络上传输虚拟网络的数据帧，物理网络不感知虚拟网络。图1是本申请所适用的一种较常见的VXLAN网络的结构图。图中包括两个VXLAN网络，每个VXLAN网络代表一个数据中心的站点。每个VXLAN网络通常包括依次连接的物理服务器101、网关102和路由器103。各虚拟机(虚拟机1…16)和交换机(交换机1…8)可以部署于物理服务器101上。交换机与网关102可以作为VXLAN网络的VTEP设备，通过建立隧道实现将虚拟机在虚拟网络内的报文通过物理网络发送到其他虚拟机。图1中所示，交换机1和交换机2位于同一个物理服务器101上，两个交换机的具有相同网段、不同的IP地址。在本申请中将同一站点内网段相同、地址不同的交换机称为同一子网内的交换机。图中子网1中的交换机(交换机1和交换机3)和子网2中的交换机(交换机3和交换机4)位于同一VXLAN网络中，两个子网的交换机具有相同的VXLAN范围，不同的网段。在本申请中，将VXLAN范围相同、网段不同的交换机称为同一站点的交换机。图中VXLAN1(交换机1、2、3、4)和VXLAN2中的交换机(交换机5、6、7、8)位于不同的VXLAN网络中，两个网络中的交换机VXLAN范围不同。本申请中将将VXLAN范围不同的交换机称为不同站点的交换机。本申请中Overlay网络中部署有SDN控制器104，通过SDN控制器集中控制各个站点的交换机。在一个例子中，用户可以预配置Overlay网络的交换机设备与SND控制器建立连接，SDN控制器通过Openflow或者Netconf标准来与交换机通信，当然也可以是其他的标准。SDN控制器会在所有的VTEP设备之间建立单播VXLAN隧道，承载VTEP之间的所有VXLAN的流量。图2是本申请中SDN控制器的工作原理。以下将虚拟机称为组播源或组播成员，将交换机称为节点。S201，确定节点的类型，节点的类型包括根节点和非根节点，根节点至少包括以下一种：包括子网根节点、站点根节点、全局根节点；S202，根据节点的类型和所获得的网络拓扑结构，将IP地址发给各节点，并通知各节点根据所收到的IP地址建立直连隧道，以使各节点在收到组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Overlay网络中组播复制的方法，其特征在于，所述方法应用于Overlay网络中连接组播源的节点；所述Overlay网络包括至少一个站点，每一个站点中包括至少一个子网；所述Overlay网络中各节点以树状结构进行连接形成组播树，所述组播树为：所述组播树的根节点为全局根节点，全局根节点分别与每一站点的站点根节点建立有直连隧道；每一个站点根节点与该站点所包括的每一个子网的子网根节点建立有直连隧道；每一个子网根节点与该子网中的非根节点建立有直连隧道；所述方法包括：接收组播源发送的组播报文；确定组播成员的在所述Overlay网络中的位置；依据组播成员在所述Overlay网络中的位置，从所述组播树中确定出组播转发路径，依据所述组播转发路径发送给所述组播成员。

【技术特征摘要】
1.一种Overlay网络中组播复制的方法，其特征在于，所述方法应用于Overlay网络中连接组播源的节点；所述Overlay网络包括至少一个站点，每一个站点中包括至少一个子网；所述Overlay网络中各节点以树状结构进行连接形成组播树，所述组播树为：所述组播树的根节点为全局根节点，全局根节点分别与每一站点的站点根节点建立有直连隧道；每一个站点根节点与该站点所包括的每一个子网的子网根节点建立有直连隧道；每一个子网根节点与该子网中的非根节点建立有直连隧道；所述方法包括：接收组播源发送的组播报文；确定组播成员的在所述Overlay网络中的位置；依据组播成员在所述Overlay网络中的位置，从所述组播树中确定出组播转发路径，依据所述组播转发路径发送给所述组播成员。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组播源在第一站点的第一子网中；所述依据组播成员在所述Overlay网络中的位置，从所述组播树中确定出组播转发路径，包括：若所述组播成员在所述第一子网中，则从所述组播树中确定出的组播转发路径上的节点依次为：第一子网的子网根节点、与组播成员直连的节点、组播成员。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组播源在第一站点的第一子网中；所述依据组播成员在所述Overlay网络中的位置，从所述组播树中确定出组播转发路径，包括：若所述组播成员在第二站点的第二子网中，则从所述组播树中确定出的所述组播转发路径上的节点依次为：第一子网的子网根节点、第一站点的站点根节点、全局根节点、第二站点的站点根节点、第二子网的子网根节点、与组播成员直连的节点、所述组播成员。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组播树通过如下方式建立：所述Overlay网络中的SDN控制器确定各节点的类型，并判断如果所述节点不是子网根节点，且未建立到子网根节点隧道，则通知所述节点建立所述节点与子网根节点的隧道；判断如果所述节点是子网根节点，且未建立该节点到站点根节点的隧道，则通知所述节点建立所述节点与站点根节点的隧道；判断如果所述节点是站点根节点，且未建立该节点到全局根节点的隧道，则通知所述节点建立所述节点建立与全局根节点的隧道。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，本节点的节点类型是非根节点；或者，本节点的节点类型包括如下一种或者多种的组合：本节点所在子网的子网根节点；本节点所在站点的站点根节点；全局根节点。6.一种Overlay网络中组播复制的装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪阳，
申请(专利权)人：杭州数梦工场科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33