【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机网络通信，特别涉及一种精简数据中心网络通信的实现装置与方法。
技术介绍
1、数据中心网络是提供网络、存储和计算资源，为企业/企业数据中心租户执行广泛的工作负载。这些工作负载需要不同的硬件或高端网络组件来计算、存储、检索和传输来自本地和广域网的工作负载中的数据，因此，数据中心网络往往伴随着大批量的业务处理，加大了数据中心网络内部通信的压力。
2、sdn(software definednetwork，软件定义网络)数据中心网络二三层流量通信的基础都依赖于地址解析协议(address requestprotocol，arp)，以下简称arp。虚机进行通信时首先要查询本地的mac(mediaaccess control，介质访问控制)表项，如果存在则直接封装icmp(internet controlmessage protocol，internet控制报文协议)报文，如果不存在则通过广播arp请求对端虚机的mac地址。在数据中心规模超大的情况下会带来较多的地址解析协议查询和信息的传递，给数据中心网络带来较大的压力，进而导致网络处理性能下降、网络延迟的问题。
3、针对arp请求解析给数据中心网络带来较大压力的问题，一般厂商给出了两种解决方案。
4、第一种方案，sdn控制器回复所有的arp请求；
5、sdn控制器已经通过虚机上线学习到虚机的mac，那么只要虚机通过packet-in的方式将arp请求报文发给sdn控制器，sdn控制器找到目的ip的mac回复arp应答报文给
6、第二种方案，就是虚机在一个广播域中广播arp请求，目的ip对应的虚机收到广播报文后回复arp请求即可；
7、首先是sdn网络中arp的行为和传统二层交换中arp的行为是一致的，其次控制器压力降低，即便控制器宕机了，只要源虚机和目的虚机在，arp就能工作。但此种方案也有缺点，容易造成arp欺骗，并且在二层被三层隔离的情况下，就需要打通三层间的通道。
8、为了减少sdn控制器数据处理的压力，提高通信质量，本专利技术提出了一种精简数据中心网络通信的实现装置与方法。
技术实现思路
1、本专利技术为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的精简数据中心网络通信的实现装置与方法。
2、本专利技术是通过如下技术方案实现的：
3、一种精简数据中心网络通信的实现装置，其特征在于：在sdn数据中心网络中增设arp处理集群，所述arp处理集群负责存储sdn数据中心网络中的虚机信息，处理数据中心网络中的arp请求报文，降低sdn数据中心网络的数据处理压力，提高arp请求响应速率，增强数据中心网络的安全性，提升数据中心网络使用体验；
4、所述arp处理集群由至少两台服务器组成，采用一对多模式，包括一个预处理服务器和至少一个后处理服务器；
5、所述预处理服务器为arp处理集群的控制模块，在sdn数据中心网络起到统筹全局的作用，负责纳管所有的后处理服务器，并对所有的后处理服务器进行实时监控，即要同步sdn数据中心网络的虚机信息又要将arp请求任务分配给对应的后处理服务器；
6、所述后处理服务器负责存储sdn数据中心网络中的虚机信息，并执行arp请求任务。
7、所述虚机信息包含但不限于ip地址、mac地址、端口号、所在宿主机和所属网络信息。
8、所述预处理服务器纳管后处理服务器中的所有服务器，监测服务器心跳；同时，作为中间桥梁，将sdn数据中心网络中的虚机信息以及子网网关端口信息同步传递给后处理服务器进行存储；
9、此外，预处理服务器接收arp请求，按照哈希策略将arp请求指令派发给对应的后端处理模块的服务器；
10、arp请求计时，保证同一arp请求在3分钟内仅被处理一次。
11、具体的，所述预处理服务器通过对虚机的ip地址进行哈希计算存储后处理服务器，并将虚机信息同步给对应的后处理服务器；
12、预处理服务器接收虚机发送的arp请求，并采用哈希负载均衡算法，通过对请求目的虚机ip的哈希值计算，找到对应的后处理服务器，并将arp请求转发给对应的后处理服务器处理。
13、为避免同一arp请求被多次处理，所述预处理服务器增加倒计时功能，同一源地址请求同一目的地址的arp报文处理时效为3分钟，即同一arp请求报文被处理一次后若3分钟内又收到该报文则不处理。
14、所述后处理服务器接收预处理服务器同步的虚机信息，并保存至内存中；
15、接收预处理服务器分配的arp请求任务，在内存中查找对应的目的ip的虚机信息，封装arp应答报文回复给源请求虚机；
16、若在内存中找不到目的ip对应的虚机信息，则封装arp请求报文进行广播查找，被广播的arp请求报文不会被sdn数据中心网络再次处理。
17、一种精简数据中心网络通信的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：
18、步骤s1：sdn数据中心网络将虚机信同步息给arp处理集群
19、虚机n通过端口激活事件被纳管到sdn数据中心网络，sdn数据中心网络通过netconf(network configuration protocol，网络配置协议)协议将虚机信息以xml(extensible markup language，可扩展标记语言)的形式同步给预处理服务器；
20、预处理服务器对虚机n的ip地址哈希得出将虚机同步后处理服务器n；
21、步骤s2：arp处理集群已知请求目的虚机信息的情况下，arp处理集群处理arp请求报文；
22、步骤s2.1：虚机m与虚机n通信时，虚机m发起请求虚机n的arp请求报文；
23、步骤s2.2：所述arp请求报文被送至预处理服务器，预处理服务器通过目的虚机n的ip地址哈希得出需将arp请求指令发送给后处理服务器n；
24、步骤s2.3：后处理服务器n接收到arp请求报文查找到虚机n的mac地址，并封装为arp应答报文发送给虚机m；
25、步骤s2.4：虚机m解析arp应答报文，得到虚机n的mac地址，写入mac表项，封装icmp报文与虚机n进行通信；
26、步骤s3：arp处理集群未知请求目的虚机信息的情况下，arp处理集群处理arp请求报文；
27、步骤s3.1：虚机m请求与虚机n通信，虚机m发送arp请求报文，请求虚机n的mac地址；
28、步骤s3.2：所述arp请求报文经预处理服务器被哈希分配给后处理服务器n，后处理服务器未查询到该ip对应虚机的信息，便封装arp请求报文广播至数据中心网络；
29、步骤s3.3：虚机n收到arp请求报文后，回复arp应答报文给虚机m，虚机m学习到本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种精简数据中心网络通信的实现装置，其特征在于：在SDN数据中心网络中增设ARP处理集群，所述ARP处理集群负责存储SDN数据中心网络中的虚机信息，处理数据中心网络中的ARP请求报文，降低SDN数据中心网络的数据处理压力，提高ARP请求响应速率，增强数据中心网络的安全性，提升数据中心网络使用体验；
2.根据权利要求1所述的精简数据中心网络通信的实现装置，其特征在于：所述预处理服务器纳管后处理服务器中的所有服务器，监测服务器心跳；同时，作为中间桥梁，将SDN数据中心网络中的虚机信息以及子网网关端口信息同步传递给后处理服务器进行存储；
3.根据权利要求2所述的精简数据中心网络通信的实现装置，其特征在于：所述预处理服务器通过对虚机的IP地址进行哈希计算存储后处理服务器，并将虚机信息同步给对应的后处理服务器；
4.根据权利要求2所述的精简数据中心网络通信的实现装置，其特征在于：为避免同一ARP请求被多次处理，所述预处理服务器增加倒计时功能，同一源地址请求同一目的地址的ARP报文处理时效为3分钟，即同一ARP请求报文被处理一次后若3分钟内又收到该报文
5.根据权利要求4所述的精简数据中心网络通信的实现装置，其特征在于：所述后处理服务器接收预处理服务器同步的虚机信息，并保存至内存中；
6.一种精简数据中心网络通信的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的精简数据中心网络通信的实现方法，其特征在于：所述步骤S1中，当子网挂载到路由表时将激活子网网关端口，并同时触发将子网网关端口同步给ARP处理集群的流程。
8.一种精简数据中心网络通信的设备，其特征在于：包括存储器和处理器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序时实现如权利要求6至7任意一项所述的方法步骤。
9.一种可读存储介质，其特征在于：所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求6至7任意一项所述的方法步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种精简数据中心网络通信的实现装置，其特征在于：在sdn数据中心网络中增设arp处理集群，所述arp处理集群负责存储sdn数据中心网络中的虚机信息，处理数据中心网络中的arp请求报文，降低sdn数据中心网络的数据处理压力，提高arp请求响应速率，增强数据中心网络的安全性，提升数据中心网络使用体验；
2.根据权利要求1所述的精简数据中心网络通信的实现装置，其特征在于：所述预处理服务器纳管后处理服务器中的所有服务器，监测服务器心跳；同时，作为中间桥梁，将sdn数据中心网络中的虚机信息以及子网网关端口信息同步传递给后处理服务器进行存储；
3.根据权利要求2所述的精简数据中心网络通信的实现装置，其特征在于：所述预处理服务器通过对虚机的ip地址进行哈希计算存储后处理服务器，并将虚机信息同步给对应的后处理服务器；
4.根据权利要求2所述的精简数据中心网络通信的实现装置，其特征在于：为避免同一arp请求被多次处理，所述预处理服务器增加倒计时功能，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宁，李彦君，任秋峥，
申请(专利权)人：浪潮云信息技术股份公司，
类型：发明
国别省市：
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