CN105519046B - 可缩放和分离式网络虚拟化 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个实施例提供了网络100中的交换机101、102、103、104、105。该交换机包括虚拟网络模块和转发模块。该虚拟网络模块将全局虚拟局域网(VLAN)标签包括在分组中。该全局VLAN标签被映射至该分组中的边缘VLAN标签并且与数据中心域172、174相关联，其中与从该交换机的边缘端口接收的分组相关联的VLAN 152、154能够被称作边缘VLAN，并且对应的标识符或标签能够被称作边缘VLAN标签。该数据中心域指示与数据中心120、130相关联的端口的集合。该转发模块基于该全局VLAN标签来识别用于该分组的出口边缘端口。优选地，该全局VLAN标签被映射至内部虚拟标识符(IVID)，该内部虚拟标识符(IVID)对该交换机是内部的和本地的。此外，该转发模块优选地进一步被适配为，基于该出口端口与该内部虚拟标识符之间的映射来识别该出口边缘端口。该全局VLAN标签可以被映射至该分组中的介质访问控制(MAC)地址。在一个实施例中，该交换机是TRILL网络100(大量链路的透明互连)的成员，并且该全局VLAN标签能够被包括在封装头部(诸如TRILL头部)中。

Description

可缩放和分离式网络虚拟化
技术领域
本公开内容涉及通信网络。更具体地，本公开内容涉及可缩放的网络虚拟化。
背景技术
互联网的指数式增长已经使其成为用于在物理设备和虚拟设备上运行的各种应用的普及递送介质。这样的应用已经随它们带来了对于带宽的增加的需求。作为结果，装备供应方争相构建具有多种能力(诸如支持多租赁)的更大且更快的交换机，以更为高效地移动更多流量(traffic)。然而，交换机的尺寸不能无限地增长。提出几种因素，其被物理空间、功耗、以及设计复杂度所限制。此外，具有更高能力的交换机通常更为复杂且昂贵。更重要的是，因为过于庞大且复杂的***经常并未提供规模经济，所以归因于所增加的每端口成本，简单地增加交换机的尺寸和能力可以证明在经济上并不可行。
一种改进交换机***的可缩放性的灵活方式是构建结构交换机(fabricswitch)。结构交换机是个体的成员交换机的集合。这些成员交换机形成单个逻辑交换机，该单个逻辑交换机能够具有任意数目的端口和任意拓扑。随着需求增长，客户能够采用“按增长支付(pay as you grow)”的方法来放大结构交换机的容量。
与此同时，层2(例如，以太网)交换技术继续演进。在传统上已经成为层3(例如，互联网协议或IP)网络的特性的更多类似路由的功能被迁移到层2之中。尤其是，大量链路的透明互连(TRILL)协议的近期发展允许以太网交换机更多地像路由设备那样运转。TRILL克服了常规的生成树协议(其迫使层2交换机以逻辑生成树拓扑进行耦合以避免成环)的固有低效。TRILL通过在交换机中实施路由功能并且将跳计数(hop count)包括在TRILL头部中，允许了路由桥(RBridge)以任意拓扑进行耦合而没有成环(looping)的风险。
尽管结构交换机为网络带来了许多合意的特征，但是在促进针对大数目租户的可缩放和分离式的网络虚拟化中，一些问题仍然未被解决。
发明内容
本发明的一个实施例提供了一种交换机。该交换机包括虚拟网络模块和转发模块。该虚拟网络模块将全局虚拟局域网(VLAN)标签包括在分组中。该全局VLAN标签被映射至该分组中的边缘VLAN标签并且与数据中心域相关联。该数据中心域指示与数据中心相关联的端口的集合。该转发模块基于该全局VLAN标签来识别用于该分组的出口边缘端口。
在这一实施例的变化形式中，该全局VLAN标签被映射至内部虚拟标识符，该内部虚拟标识符对该交换机是内部的和本地的。该转发模块进一步基于该出口边缘端口与该内部虚拟标识符之间的映射来识别该出口边缘端口。
在这一实施例的变化形式中，该边缘VLAN标签与虚拟机相关联。该虚拟机被允许迁移至由该数据中心域指示的端口的集合。
在这一实施例的变化形式中，该分组不包括边缘VLAN标签，并且该全局VLAN标签被映射至该分组中的介质访问控制(MAC)地址。
在这一实施例的变化形式中，该全局VLAN标签进一步被映射至以下的一项或多项：(i)租户标识符，其是能够在租户之间进行区分的信息，以及(ii)数据中心域的标识符。
在这一实施例的变化形式中，该交换机还包括标签管理模块，标签管理模块基于数据中心域和边缘VLAN标签来生成全局VLAN标签。
在这一实施例的变化形式中，该交换机还包括维持结构交换机中的成员资格的结构交换机管理模块。该结构交换机容纳多个成员交换机并且作为单个交换机进行操作。
在另外的变化形式中，该结构交换机管理模块将该全局VLAN标签包括在针对这些成员交换机的通知消息中。该全局VLAN标签基于数据中心域和边缘VLAN标签而被生成。
在另外的变化形式中，该交换机还包括端口简档(profile)模块，其响应于在端口简档中识别出该分组的源MAC地址，将端口简档应用到该分组的入口端口。
在另外的变化形式中，该端口简档在与该数据中心域相关联的端口简档集合中。
附图说明
图1图示了依据本发明的实施例的具有可缩放和分离式网络虚拟化支持的示例性提供方网络。
图2A图示了依据本发明的实施例的全局虚拟局域网(VLAN)的示例性映射。
图2B图示了依据本发明的实施例的、全局VLAN至虚拟机的介质访问控制(MAC)地址的示例性直接映射。
图2C图示了依据本发明的实施例的包括全局VLAN的映射的示例性表格。
图3A呈现了一个流程图，该流程图图示了依据本发明的实施例的、数据中心管理器为数据中心创建数据中心域的过程。
图3B呈现了一个流程图，该流程图图示了依据本发明的实施例的、交换机将边缘VLAN标签映射至全局VLAN标签的过程。
图3C呈现了一个流程图，该流程图图示了依据本发明的实施例的、交换机将全局VLAN映射至内部虚拟标识符(IVID)的过程。
图4A呈现了一个流程图，该流程图图示了依据本发明的实施例的、交换机基于可缩放和分离式网络虚拟化而对从边缘端口接收的分组进行转发的过程。
图4B呈现了一个流程图，该流程图图示了依据本发明的实施例的、交换机基于可缩放和分离式网络虚拟化而对从交换机间端口接收的分组进行转发的过程。
图5A图示了依据本发明的实施例的具有用于可缩放和分离式网络虚拟化的端口简档集合的示例性提供方网络。
图5B图示了依据本发明的实施例的用于可缩放和分离式网络虚拟化的示例性端口简档集合。
图6A呈现了一个流程图，该流程图图示了依据本发明的实施例的、交换机获得与关联于该交换机的数据中心相关联的端口简档集合的过程。
图6B呈现了一个流程图，该流程图图示了依据本发明的实施例的、交换机基于所接收的分组而应用来自端口简档集合的端口简档的过程。
图7图示了依据本发明的实施例的、交换机可缩放和分离式网络虚拟化支持的示例性架构。
在附图中，相似的参考标号指代相同的附图元素。
具体实施方式
提出以下描述以使得本领域的技术人员能够制造和使用本发明，并且在特定应用及其要求的情境中提供了以下描述。对所公开的实施例的各种修改对本领域的技术人员将是容易明显的，并且不偏离本发明的精神和范围，本文所定义的一般原理可以应用到其他实施例和应用。因此，本发明不限制于所示出的实施例，而是将符合于与权利要求一致的最宽范围。
概述
在本发明的实施例中，促进可缩放且分离式网络虚拟化的问题通过将边缘虚拟局域网(VLAN)映射至提供方网络中的大规模全局VLAN而被解决。作为结果，与提供方网络相关联的数据中心(DC)中的相应租户能够重复使用由另一租户使用的相同边缘VLAN，并且因此能够以可缩放的方式使用大数目的边缘VLAN。此外，全局VLAN针对耦合了提供方网络的相应数据中心能够是相异的，由此针对耦合至相同提供方网络的不同数据中心允许分离式的网络虚拟化。能够基于数据中心域标识符和边缘VLAN标签来计算全局VLAN。
利用已有的技术，除了边缘VLAN标签(也能够被称作客户标签或者C标签)之外，提供方网络通常使用分开的VLAN标签，其被称作服务标签或者S标签。然而，由于S标签的长度通常与C标签的长度是相同的，所以提供方网络中所支持的VLAN的数目仍然保持有限。另一方面，S标签和C标签能够一起被使用作为单个标识符，以扩展提供方网络中所支持的VLAN的数目。然而，这样的标识符并不在耦合至提供方网络的数据中心之间进行区分并且分离不同数据中心的相同边缘VLAN。
为了解决这个问题，提供方网络中的相应交换机将相应数据中心的相应租户的相应边缘VLAN映射至唯一且相异的全局VLAN。所支持的全局VLAN的数目能够显著大于边缘VLAN的数目。在一些实施例中，被用来表示边缘VLAN标签和全局VLAN标签的比特的数目分别为12和24。这一全局VLAN在不同租户和数据中心的边缘VLAN之间是相异的。例如，由两个租户使用的相同边缘VLAN被映射至提供方网络中的两个相异的全局VLAN。作为结果，租户能够使用由另一租户使用的边缘VLAN标签，并且因此能够使用大数目的边缘VLAN(例如，多达由12个比特所表示的可用数目的边缘VLAN)。这一全局VLAN能够被包括在提供方网络中所转发的交换机间分组中。在一些实施例中，这一全局VLAN在分组离开提供方网络时被移除。
此外，在两个不同数据中心处使用的相同边缘VLAN被映射到两个唯一且相异的全局VLAN。作为结果，如果租户的网络被分布在两个数据中心中并且该租户重复使用相同的边缘VLAN，则来自不同数据中心的流量在相同的提供方网络中被分离。此外，全局VLAN在提供方网络中能够是持久的，并且被包括在提供方网络中所转发的交换机间分组中。例如，如果虚拟机(VM)在数据中心内移动了，则所迁移的虚拟机的边缘VLAN映射至相同的全局VLAN。在一些实施例中，提供方网络中的相应交换机包括一个或多个端口简档，并且在检测到来自相关联的终端设备的流量时应用端口简档，该一个或多个端口简档包括端口配置(例如，边缘和全局VLAN策略)。
在一些实施例中，提供方网络是结构交换机，并且提供方网络中的相应交换机是结构交换机的成员交换机。在结构交换机中，以任意拓扑耦合的任何数目的交换机可以在逻辑上作为单个交换机进行操作。结构交换机能够是以太网结构交换机或者虚拟集***换机(VCS)，其能够作为单个以太网交换机进行操作。任何成员交换机可以用“即插即用”模式加入或离开结构交换机而无需任何手动配置。在一些实施例中，结构交换机中的相应交换机是大量链路透明互连(TRILL)路由桥(RBridge)。在一些实施例中，结构交换机中的相应交换机是能够进行互联网协议(IP)路由的交换机(例如，IP路由器)。
应当注意，结构交换机与常规的交换机堆叠(stacking)并不相同。在交换机堆叠中，多个交换机基于特定拓扑在共用位置处(经常是在相同的机架内)被互连，并且以特定方式手动地被配置。这些被堆叠的交换机通常共享共同的地址，例如IP地址，所以它们在外部能够作为单个交换机被寻址。此外，交换机堆叠要求对端口和交换机间链路的大量的手动配置。对于手动配置的需求阻碍了交换机堆叠在构建大规模交换***时成为一种可行的选择。由交换机堆叠施加的拓扑局限还限制了能够被堆叠的交换机的数目。这是因为，设计出一种允许总交换机带宽利用交换机单元的数目充分缩放的堆叠拓扑，如果不是不可能的，也是非常困难的。
相对照地，结构交换机能够包括任意数目的具有个体地址的交换机，能够基于任意拓扑，并且不要求广泛的手动配置。这些交换机能够位于相同的位置，或者被分布在不同的位置上。这些特征克服了交换机堆叠的固有限制并且使得有可能构建大型“交换机场(switch farm)”，该交换机场能够被视为单个逻辑交换机。归因于结构交换机的自动配置能力，个体物理交换机能够动态地加入或离开结构交换机而无需中断对网络的其余部分的服务。
此外，结构交换机的自动且动态的可配置性允许网络运营商以分布式且“按增长支付”的方式构建它的交换***而无需牺牲可缩放性。结构交换机对变化的网络条件进行响应的能力使得其成为网络负载经常随时间变化的虚拟计算环境中的理想解决方案。
在这一公开内容中，术语“结构交换机”是指形成单个可缩放的逻辑交换机的多个互连的物理交换机。这些物理交换机被称为结构交换机的成员交换机。在结构交换机中，任何数目的交换机能够以任意拓扑被连接，并且交换机的整个群组一起作为一个单一的逻辑交换机来运转。这一特征使得有可能使用许多较小的不昂贵交换机来构造大型结构交换机，该大型结构交换机在外部能够被视为单个逻辑交换机。尽管使用基于结构交换机的示例提出了本公开内容，但是本发明的实施例不限制于结构交换机。本发明的实施例是关于包括作为单个设备进行操作的多个设备的任何计算设备。
术语“终端设备”能够指代在提供方网络(其可能是结构交换机)外部的任何设备。终端设备的示例包括，但不限于，主机机器、常规层2交换机、层3路由器、或者任何其他类型的网络设备。另外，终端设备能够耦合至进一步远离层2或层3网络的其他交换机或主机。终端设备还能够是用于多个网络设备进入结构交换机的聚合点。
术语“交换机”在一般性的意义上被使用，并且其能够指代在任何网络层进行操作的任何独立或结构交换机。“交换机”不应当被解释为将本发明的实施例限制于层2网络。能够将流量转发至外部设备或另一交换机的任何设备都能够被称作“交换机”。能够将流量转发至终端设备的任何物理或虚拟设备(例如，在计算设备上进行操作的虚拟机/交换机)都能够被称作“交换机”。“交换机”的示例包括，但不限于，层2交换机、层3交换机、TRILLRBridge、或者包括多个类似或异构的较小的物理交换机和/或虚拟交换机的结构交换机。
术语“边缘端口”是指提供方网络中与提供方网络之外的网络设备交换数据帧的端口(即，边缘端口不被使用用于与提供方网络的另一交换机交换数据帧)。提供方网络能够是结构交换机，并且提供方网络中的交换机能够是结构交换机的成员交换机。术语“交换机间端口”是指在提供方网络的交换机之间发送/接收数据帧的端口。术语“接口”和“端口”可互换地被使用。
术语“VLAN”在一般性的意义上被使用并且指代任何虚拟化网络。术语“VLAN”指代物理网络内的虚拟化网络。VLAN对虚拟化网络进行隔离以使得分组仅在该VLAN内被转发。与从交换机的边缘端口接收的分组相关联的VLAN能够被称作边缘VLAN，并且对应的标识符或标签能够被称作边缘VLAN标签。术语“标识符”和“标签”可互换地被使用。
术语“交换机标识符”是指能够被用来识别交换机的比特群组。交换机标识符的示例包括，但不限于，介质访问控制(MAC)地址、互联网协议(IP)地址、以及RBridge标识符。注意，TRILL标准使用“RBridge ID”(RBridge标识符)来标示向RBridge所指配的48位的中间***至中间***(IS-IS)的***ID，并且“RBridge别名”标示用作对于“RBridge ID”的缩写的16位的值。在这一公开内容中，“交换机标识符”作为一般性术语被使用，不限制于任何比特格式，并且能够指代能够识别交换机的任何格式。术语“RBridge标识符”也在一般性的意义上被使用，不限制于任何比特格式，并且能够指代“RBridge ID”、“RBridge别名”、或者能够识别RBridge的任何其他格式。
术语“分组”是指能够跨网络一起被传送的比特群组。“分组”不应当被解释为将本发明的实施例限制于层3网络。“分组”能够被指代比特群组的其他术语所替代，诸如“消息”、“帧”、“单元(cell)”、或者“数据报”。
网络架构
图1图示了依据本发明的实施例的具有可缩放和分离式网络虚拟化支持的示例性提供方网络。如图1A中所图示的，网络100包括交换机101、102、103、104和105。交换机102和105分别耦合至终端设备142和144。网络100能够是提供方网络，其提供通向数据中心的连接。数据中心120经由交换机101和103与网络100相耦合。类似地，数据中心130经由交换机103和105与网络100相耦合。
数据中心120包括主机机器112和114，它们中的每个主控(host)一个或多个虚拟机(即，在主机机器112和114上运行的一个或多个虚拟机)。例如，主机机器112主控虚拟机122，并且主机机器114主控虚拟机124和126。类似地，数据中心130包括主机机器116和118，它们中的每个主控一个或多个虚拟机。例如，主机机器116主控虚拟机132，并且主机机器118主控虚拟机134和136。数据中心120的虚拟机122和124以及数据中心130的虚拟机136处于边缘VLAN 152中。数据中心120的虚拟机126以及数据中心130的虚拟机132和134处于边缘VLAN 154中。
在一些实施例中，网络100是结构交换机，并且网络100中的相应交换机是该结构交换机的成员交换机。使用多个较小的物理交换机形成结构交换机。在相应成员交换机上运行的控制平面所提供的自动配置能力允许了任何数目的交换机以任意拓扑被连接而无需要求对端口和链路的繁重手动配置。这一特征使得有可能使用许多较小的不昂贵交换机来构造大型集***换机，该大型集***换机在外部能够被视为单个交换机。
在一些实施例中，结构交换机100是TRILL网络，并且结构交换机100的相应成员交换机(诸如交换机105)是TRILL RBridge。在一些另外的实施例中，结构交换机100是IP网络，并且结构交换机100的相应成员交换机(诸如交换机105)是支持IP的交换机，其计算并且维护本地IP路由表(例如，路由信息基础或RIB)，并且能够基于分组的IP地址对分组进行转发。
结构交换机100中的交换机使用边缘端口与终端设备(例如，非成员交换机)进行通信，并且使用交换机间端口与其他成员交换机进行通信。例如，交换机105经由边缘端口耦合至终端设备144，并且经由交换机间端口和一个或多个链路耦合至交换机101、102和104。经由边缘端口的数据通信能够基于以太网，并且经由交换机间端口的数据通信能够基于IP和/或TRILL协议。应当注意，经由交换机间端口的控制消息交换能够基于不同的协议(例如，互联网协议(IP)或者光纤信道(FC)协议)。
在操作期间，数据中心被表示为数据中心域(DCD)。数据中心域表示边缘VLAN与全局VLAN之间的关联集合。数据中心域允许了边缘VLAN与全局VLAN之间的恰当映射。数据中心域还确保了迁移虚拟机与正确的全局VLAN相关联。需要连接的虚拟机处于相同的数据中心域中。能够基于数据中心域标识符和边缘VLAN标签来计算全局VLAN。为了实现不同数据中心之间的虚拟化网络的分离，提供方网络的交换机创建数据中心域，向该数据中心域指配端口，将全局VLAN与对应的虚拟机相关联，并且对属于这些全局VLAN的数据分组进行隔离。经常在虚拟机管理器(例如，vCenter)中的端口组(portgroup)中配置这些虚拟机以及它们的网络策略。在一些实施例中，端口组来自与对应数据中心域相关联的相应虚拟机管理器。
在一些实施例中，数据中心管理器创建对应的数据中心域。例如，数据中心120和130的数据中心管理器分别创建对应的数据中心域172和174。数据中心域被指配唯一标识符，并且包括网络100的一个或多个端口，虚拟机能够在该一个或多个端口之间进行迁移。这些端口能够来自网络100中的个体交换机或者来自多个交换机。例如，数据中心域174包括交换机103的端口162和交换机105的端口164。这允许虚拟机(诸如虚拟机134)在端口162与164之间(即，在主机机器116与118之间)进行迁移。作为结果，虚拟机134可以不迁移至不同数据中心域172的端口，诸如端口166。端口162和164能够手动地或者由数据中心130的数据中心管理器包括在数据中心域174中。
如果多个数据中心参与到相同的虚拟化网络中而没有分离，则相同的全局VLAN可能跨越多个数据中心。例如，如果数据中心120和130参与到边缘VLAN 154中而没有分离，则相同的全局VLAN可能针对数据中心120和130两者被映射至边缘VLAN 154。这一全局VLAN跨越两个数据中心120和130。这一全局VLAN可能被映射至两个数据中心120和130，或者可能被创建并独立地被映射至数据中心120和130。这还允许部分分离。例如，如果边缘VLAN 152要求分离，则分开的全局VLAN仍然能够针对数据中心120和130被映射至边缘VLAN 152。以这种方式，边缘VLAN 152的分组针对数据中心120和130被分离，但是边缘VLAN 154的分组在网络100中没有被分离。
利用已有的技术，除了边缘VLAN标签(也能够被称作客户标签或C标签)之外，网络100通常还使用分开的VLAN标签，其被称作服务标签或S标签。然而，由于S标签的长度通常与C标签的长度是相同的，所以在提供方网络中所支持的VLAN的数目仍然保持有限。另一方面，S标签和C标签能够一起被使用作为单个标识符，以扩展网络100中所支持的VLAN的数目。然而，这样的标识符可能不在耦合至网络100的数据中心120与130之间进行区分，并且分离不同数据中心的相同边缘VLAN。例如，数据中心120和130的边缘VLAN 152的标签能够被映射至网络100中的相同标识符，并且边缘VLAN 152的流量可以不针对数据中心120和130被分离。
为了解决这个问题，网络100中的相应交换机将边缘VLAN 152和154映射至全局VLAN。这些全局VLAN在不同租户和数据中心的边缘VLAN之间可以是相异的。所支持的全局VLAN的数目能够显著大于网络100中的边缘VLAN的数目。在一些实施例中，被用来表示边缘VLAN标签和全局VLAN标签的比特数目分别为12和24。例如，由两个租户使用的边缘VLAN152被映射至网络100中的两个相异的全局VLAN。作为结果，相应租户能够使用边缘VLAN152，并且因此能够使用大数目的边缘VLAN(例如，多达12比特所表示的边缘VLAN的可用数目)。被映射至边缘VLAN 152的全局VLAN能够被包括在提供方网络内的分组中。作为结果，网络100中的交换机将全局VLAN的这些分组与其他流量分离。在一些实施例中，这一全局VLAN在分组离开网络100时被移除。
此外，在数据中心120和130处使用的(即，分别在数据中心域172和174所配置的)相同边缘VLAN 152被映射至两个相异的全局VLAN。作为结果，对于相同的边缘VLAN 152而言，来自不同数据中心的流量在网络100中被分离。此外，全局VLAN在网络100中能够是持久的并且被包括在网络100中所转发的分组中。例如，如果虚拟机134移动至数据中心域174中的主机机器116(利用虚线标示)，则虚拟机134保持与边缘VLAN 154相关联并且映射至相同的全局VLAN。
全局VLAN映射
在一些实施例中，在图1中的示例中，交换机103耦合至数据中心120和130，并且被配置用于边缘VLAN 152和154。因此，交换机103能够将边缘VLAN 152和154的标签映射至全局VLAN标签，从而相应的全局VLAN标签针对数据中心120和130是相异的。图2A图示了依据本发明的实施例的全局虚拟局域网(VLAN)的示例性映射。边缘分组(即，经由网络100中的交换机的边缘端口所接收的分组)能够包括边缘VLAN标签202(例如，C标签)。交换机将边缘VLAN标签202映射至全局VLAN标签204。如果边缘分组包括边缘VLAN标签202，则交换机将全局VLAN标签204包括在网络100中的对应的交换机间分组中。
为了在不同租户之间分离流量，边缘VLAN标签202与全局VLAN标签204之间的映射能够进一步包括租户标识符216(利用虚线标示)，其能够是能够在租户之间进行区分的任何信息。租户标识符216的示例包括，但不限于，所生成的标识符、虚拟或物理MAC地址、IP地址、IP子网络(子网)、逻辑或物理端口标识符、虚拟交换机标识符、管理程序(hypervisor)标识符、以及它们的组合。此外，为了在不同数据中心域之间进行区分，这一映射还能够包括数据中心域标识符218(利用虚线标示)，其能够是能够在数据中心域之间进行区分的任何信息。边缘VLAN标签202、租户标识符216、以及数据中心域标识符218的这种组合能够被映射至全局VLAN标签204。
在一些实施例中，交换机间分组是结构封装(fabric-encapsulated)的分组。结构封装的示例包括，但不限于，TRILL、IP、以及它们的组合。在一些实施例中，全局VLAN标签基于包括两个标签分段212和214的精细粒度标记(FGL)。这些标签分段一起表示全局VLAN标签204的比特。在http://tools.ietf.org/html/rfc7172处可获得的题为“TransparentInterconnection of Lots of Links(TRILL):Fine-Grained Labeling”的互联网工程任务组(IETF)请求注解(RFC)7172(其通过引用并入本文)中描述了FGL。
在一些实施例中，交换机将全局VLAN标签204映射至内部虚拟标识符(IVID)206。虚拟化网络中基于IVID的转发在由发明人Shunjia Yu、Anoop Ghanwani、PhanidharKoganti和Dilip Chatwani于2011年3月9日提交的题为“Flooding Packets on a Per-Virtual-Network Basis”的美国专利申请No.13/044,301(代理人案卷编号BRCD-3042.1.US.NP)中被描述，其公开内容通过引用并入本文。
当边缘分组被交换机经由边缘端口接收时，分组头部由交换机进行处理以确定该分组经由其将被转发的出口端口，其能够是边缘端口或者交换机间端口。经常，交换机的转发模块(例如，为了执行转发查找而专门设计的集成电路)是数据路径中的瓶颈。因此，增加处理速度并且减小转发模块的尺寸和复杂度通常是非常重要的。应当注意，IVID 206对该交换机是内部的和本地的，并且没有被包括在分组中。对于相同的全局VLAN标签204，对应的IVID 206针对网络100中的不同交换机能够是不同的。在一些实施例中，IVID还能够被映射至边缘VLAN标签。这允许出***换机经由边缘端口转发分组。
在一些实施例中，除了全局VLAN标签204之外，IVID 206能够被映射至附加信息210(利用虚线标示)，诸如经由其接收分组的端口和/或分组中的一个或多个字段(其可以包括VPN标识符)。这一IVID被映射至交换机的出口端口208。多个全局VLAN标签能够被映射至相同的IVID。边缘VLAN标签也能够被映射至IVID。一经确定用于分组的IVID 206，交换机就基于该分组与IVID 206的映射经由出口端口208来转发该分组。IVID的(在比特方面的)长度能够小于分组头部中被使用用于确定IVID的一个或多个字段(诸如全局VLAN标签204)的组合长度。长度上的这一减小能够增加转发模块的处理速度，并且减少实施方式的总体大小和复杂度。
存在至少两种非显而易见的见解(insight)，这两种见解允许全局VLAN标签204(和附加信息)向较短尺寸的IVID 206的映射而不显著地影响网络虚拟化功能。第一种非显而易见的见解是，即使相应的租户被给予基于全局VLAN创建大数目虚拟网络的能力，每个和各个租户都提供大数目的虚拟网络也是不太可能的。例如，即使每个租户都可以被给予使用边缘VLAN标签的12个比特来创建4K个VLAN的能力，对于相应的租户而言提供4K个VLAN也是不太可能的。因此，IVID不是必须足够长以处置相应租户提供4K个VLAN的情况。注意，全部4K VLAN地址空间对相应租户而言仍然是可用的。
第二种非显而易见的见解是，多个全局VLAN标签能够被映射至单个IVID。注意，如果交换机经由边缘端口从/向终端设备(例如，终端设备142)接收/转发分组，则交换机为全局VLAN或边缘VLAN指配唯一的IVID。例如，入***换机可以为如下的相应全局VLAN指配唯一的IVID，该相应全局VLAN的分组经由边缘端口被接收。类似地，出***换机可以为如下的相应边缘VLAN指配唯一的IVID，该相应边缘VLAN的分组经由边缘端口被转发。然而，如果交换机对于全局VLAN的集合而言不是入口或出***换机，则该交换机能够将全局VLAN的集合映射至共同的“经过(pass-through)”IVID。
图2B图示了依据本发明的实施例的、全局VLAN至虚拟机的MAC地址的示例性直接映射。在一些实施例中，如果虚拟机没有与边缘VLAN相关联，则该虚拟机能够与全局VLAN相关联。如果该虚拟机没有耦合至管理程序的vSwitch，则该虚拟机可以不与边缘VLAN相关联。该虚拟机的MAC地址220能够直接被映射至全局VLAN 204。这允许了对来自网络100中的该虚拟机的流量的分离。
在一些实施例中，图2A中的映射被存储在表格中。图2C图示了依据本发明的实施例的包括全局VLAN映射的示例性表格。假设边缘VLAN 152和154分别具有边缘VLAN标签222和224，并且数据中心域172和174分别具有标识符272和274。网络100中的交换机(例如，交换机103)的表格252包括边缘VLAN标签222和224向对应的全局VLAN标签的映射。在一些实施例中，这一映射还包括租户标识符和/或数据中心域标识符。对这一映射的包括允许了表格252存储与不同租户和数据中心域相关联的边缘VLAN标签向相异的全局VLAN标签的映射。
例如，对于在数据中心域172中具有租户标识符282的租户而言，边缘VLAN标签222和224以及对应的租户标识符282和数据中心域标识符272分别被映射至全局VLAN标签231和232。假设相同的租户在数据中心域174中也使用边缘VLAN标签224(即，在数据中心130中具有边缘VLAN 254)。该边缘VLAN标签224以及对应的租户标识符282和数据中心域标识符274被映射至不同的全局VLAN标签233。以这种方式，来自租户在不同数据中心处的相同边缘VLAN 154的流量在网络100中能够被分离。应当注意，具有标识符282的租户在数据中心130中可以不具有边缘VLAN152。
类似地，对于在数据中心域174中具有租户标识符284的租户而言，边缘VLAN标签222和224以及对应的租户标识符284和数据中心域标识符274分别被映射至全局VLAN标签234和235。假设相同的数据中心域还包括具有标识符286的另一租户，其在数据中心域174中使用边缘VLAN标签224(即，在数据中心130中具有边缘VLAN 254)。该边缘VLAN标签224以及对应的租户标识符286和数据中心域标识符274被映射至不同的全局VLAN标签236。以这种方式，来自相同数据中心内的不同租户的具有相同边缘VLAN标签224的分组在网络100中能够被分离。应当注意，具有标识符286的租户在数据中心130中可以不具有边缘VLAN 152。
在一些实施例中，网络100中的交换机一经生成全局VLAN标签，就将该全局VLAN标签与网络100中的其他交换机共享。如果网络100是结构交换机，则该交换机能够使用针对该结构交换机的内部消息收发(例如，名称服务)来生成通知消息。该交换机然后将所生成的全局VLAN标签包括在该通知消息中，确定用于该通知消息的出口端口，并且经由该出口端口传输该通知消息。以这种方式，网络100中的相应交换机知道针对网络100生成的所有全局VLAN标签。例如，交换机103能够生成全局VLAN标签232，并且交换机105能够生成全局VLAN标签236。一经交换通知消息，两个交换机103和105具有全局VLAN标签232和236。在一些实施例中，相应的全局VLAN标签在网络100中是唯一的。
相应的全局VLAN标签能够被映射至IVID。在这个示例中，交换机103能够在表格254中存储全局VLAN标签与其本地IVID之间的映射。表格254包括全局VLAN标签231、232、233、234、235和236分别向IVID 261、262、263、264、265和266的映射。这些IVID对交换机103是本地的和内部的，并且没有被包括在分组中。在一些实施例中，如结合图2A所描述的，这些映射中的一些映射还能够包括附加信息。例如，全局VLAN标签231、232、233、235和236的映射分别包括附加信息241、242、243、244和245。然而，全局VLAN标签234被映射至IVID264，其不包括附加信息。应当注意，针对不同全局VLAN标签的附加信息，诸如附加信息241和242，能够是不同的。例如，附加信息241能够表示MAC地址，并且附加信息242能够表示IP地址。
类似地，交换机105能够在表格256中存储全局VLAN标签与其本地IVID之间的映射。表格256包括全局VLAN标签231、232、233、234、235和236分别向IVID 267、262、263、268、261和269的映射。这些IVID对交换机105是本地的和内部的，并且没有被包括在分组中。全局VLAN标签231、232、233、234和236的映射分别包括附加信息241、247、244、248和246。然而，全局VLAN标签235被映射至IVID 261，其不包括附加信息。由于这些IVID对交换机105是本地的和内部的，所以相同的全局VLAN标签231和内部信息241分别被映射至交换机103和105中的不同IVID 261和267。此外，全局VLAN标签232与分别用于交换机103和105的不同附加信息242和247相关联。另一方面，附加信息244与交换机103中的全局VLAN标签235并且与交换机105中的全局VLAN标签233相关联。
在一些实施例中，交换机103能够存储另一表格(图2B中未示出)，如结合图2A所描述的，其将IVID 261、262、263、264、265和266映射至对应的出口端口。类似地，交换机105能够存储另一表格(图2B中未示出)，如结合图2A所描述的，其将IVID 267、262、263、268、261和269映射至对应的出口端口。这允许交换机103和105识别交换机间分组中的全局VLAN，分别从表格254和256确定对应的IVID，并且确定用于该分组的出口端口。
在图1中的示例中，假设虚拟机124朝向终端设备142发送分组。由于虚拟机124处于边缘VLAN 152中，所以该分组包括边缘VLAN标签222。一经接收到该分组，交换机103就从表格252获得对应的全局VLAN标签。如果虚拟机124与具有标识符282的租户相关联，则该交换机获得对应的全局VLAN标签231。交换机103使用全局VLAN标签231和附加信息(例如，MAC地址)来获得IVID261。如果网络100是结构交换机，则交换机103将该分组封装在结构封装中，以创建交换机间分组并且将全局VLAN标签231包括在该交换机间分组中。这一全局VLAN标签能够被包括在结构封装头部(例如，TRILL或IP头部)、填隙头部(shim header)、或者里面的边缘分组的头部中。由于终端设备142耦合至交换机102，所以交换机间分组的出***换机标识符对应于交换机102。交换机103然后使用IVID 261来确定用于该交换机间分组的出口端口，并且将该分组经由所确定的出口端口传输至交换机102。一经接收到该交换机间分组，交换机102就确定该交换机间分组被预定去往其自身，移除结构封装以获得里面的边缘分组，并且将该边缘分组转发至终端设备142。
初始化
图3A呈现了一个流程图，该流程图图示了依据本发明的实施例的、数据中心管理器为数据中心创建数据中心域的过程。在操作期间，数据中心管理器识别耦合至该数据中心的一个或多个交换机(操作302)，并且识别与该数据中心相关联的所识别交换机的端口(操作304)。在图1中的示例中，数据中心130的数据中心管理器在操作302中识别交换机103和105，并且在操作304中识别端口162和164。该数据中心管理器然后创建包括所识别端口的数据中心域(操作306)，并且向该数据中心域分配唯一标识符(操作308)。图3A中的操作能够针对相应的数据中心而被重复。
图3B呈现了一个流程图，该流程图图示了依据本发明的实施例的、交换机将边缘VLAN标签映射至全局VLAN标签的过程。在操作期间，交换机识别与本地交换机相关联的边缘VLAN标签(操作332)。该交换机针对该边缘VLAN标签识别数据中心域，并且可选地识别租户标识符(操作334)。如结合图2A所描述的，该交换机然后将该边缘VLAN标签映射至全局VLAN标签，使得该全局VLAN标签是唯一的并且在租户和数据中心域之间是相异的(操作336)。该交换机然后将该映射存储在本地表格中(操作338)。该交换机能够针对与该交换机相关联的相应边缘VLAN重复图3B的操作。在一些实施例中，如果物理或虚拟终端设备不在边缘VLAN中，则该交换机能够将该终端设备的MAC地址映射至全局VLAN。
图3C呈现了一个流程图，该流程图图示了依据本发明的实施例的、交换机将全局VLAN映射至IVID的过程。在操作期间，交换机识别与本地交换机相关联的全局VLAN标签(操作352)。该交换机可选地获得与该全局VLAN标签相关联的附加信息(操作354)(利用虚线标示)，并且将该全局VLAN标签(和附加信息)映射至IVID，该IVID对该交换机是内部的和本地的(操作356)。应当注意，如结合图2B所描述的，该映射可以不包括附加信息。多个全局VLAN标签能够被映射至相同的IVID。该交换机能够进一步将该IVID映射至出口端口(操作358)。该交换机将一个或这两个映射存储在本地表格中(操作360)。
分组转发
图4A呈现了一个流程图，该流程图图示了依据本发明的实施例的、交换机基于可缩放和分离式网络虚拟化而对从边缘端口接收的分组进行转发的过程。在操作期间，交换机从边缘端口接收分组(操作402)，并且从该分组识别边缘VLAN标签(操作404)。该交换机检查该分组是否被预定去往本地边缘端口(操作406)。如果该分组被预定去往本地边缘端口，则该交换机识别被映射至边缘VLAN标签的IVID(以及与该分组相关联的附加信息)(操作408)。如果不是(即，如果该分组被预定去往交换机间端口)，则该交换机将该分组封装到交换机间分组(操作410)。如果该交换机是结构交换机的成员交换机，则该交换机能够使用结构封装(例如，TRILL或IP封装)来创建该交换机间分组。
如结合图2B所描述的，该交换机从本地表格识别被映射至边缘VLAN标签的全局VLAN标签(操作412)。该交换机将该全局VLAN标签包括在交换机间分组中(操作414)，并且识别被映射至该全局VLAN标签的IVID(以及与该分组相关联的附加信息)(操作416)。基于所识别的IVID(操作408或416)，该交换机识别被映射至所识别的IVID的出口端口(操作418)并且经由所识别的出口端口传输该分组(操作420)。
图4B呈现了一个流程图，该流程图图示了依据本发明的实施例的、交换机基于可缩放和分离式网络虚拟化而对从交换机间端口接收的分组进行转发的过程。在操作期间，交换机从交换机间端口接收分组(操作452)。该交换机检查该分组是否被预定去往本地边缘端口(操作454)。如果该分组被预定去往本地边缘端口，则该交换机对该交换机间分组解封装以提取里面的边缘分组(操作456)，并且识别被映射至该边缘分组的边缘VLAN标签的IVID(以及与该边缘分组相关联的附加信息)(操作458)。
如果不是(即，如果该分组被预定去往交换机间端口)，则该交换机从该分组识别全局VLAN标签(操作464)，并且识别被映射至该全局VLAN标签的IVID(以及与该分组相关联的附加信息)(操作466)。基于所识别的IVID(操作458或466)，该交换机识别被映射至所识别的IVID的出口端口(操作460)，并且经由所识别的出口端口传输该分组(操作462)。
端口简档
端口简档具体地针对虚拟机指定端口配置信息的集合并且允许动态地提供端口。端口简档能够针对该虚拟机而被创建，其随着该虚拟机在网络中移动而被移动至对应的交换机端口。结构交换机能够快速地检测到虚拟机何时移动至新的位置。对应于该虚拟机的端口简档然后能够自动地被应用到该新的位置(即，该虚拟机耦合到的新物理交换机端口)。以这种方式，网络能够对虚拟机的动态位置变化快速地进行响应。端口简档在由发明人Dilip Chatwani,Suresh Vobbilisetty和Phanidhar Koganti于2011年3月7日提交的题为“Port Profile Management for Virtual Cluster Switching”的美国专利申请No.13/042,259(代理人案卷编号BRCD-3012.1.US.NP)中被描述，其公开内容通过引用并入本文。
端口简档能够包含为了虚拟机获取对LAN或WAN的访问所需要的全部配置，其能够包括：以太网光纤信道(FCoE)配置、VLAN配置、与QoS有关的配置、以及与安全有关的配置，诸如访问控制列表(ACL)。上述列举决不是完全的或者穷尽的。此外，并不是必然端口简档包含每种类型的配置信息。
在一个实施例中，端口简档可以能够作为自包含(self contained)的配置容器进行操作。换句话说，如果端口简档被应用到新的交换机而没有任何附加配置，则该端口简档应当足以设置该交换机的全局和本地(接口级别)配置并且允许该交换机开始运载流量。
端口简档内的VLAN配置简档能够定义：
a.边缘VLAN成员资格，其包括加标签的VLAN以及未加标签的VLAN；
b.全局VLAN成员资格，其包括全局VLAN的映射；以及
c.基于VLAN成员资格的入口/出口VLAN过滤规则。
端口简档内的QoS配置简档能够定义：
d.从传入帧的802.1p优先级向内部队列优先级的映射(如果该端口处于QoS非受信模式中，则所有传入帧的优先级都将被映射至缺省的尽力而为(best-effort)优先级)；
e.从传入帧的优先级向传出优先级的映射；
f.调度简档，诸如加权轮询(Round-Robin)的或者基于严格优先级的排队；
g.传入帧的优先级向基于严格优先级的或者加权轮询的流量种类的映射；
h.与基于严格优先级的或者加权轮询的流量种类有关的流程控制机制；以及
i.对多播数据速率的限制。
端口简档内的FCoE配置简档定义了为了端口支持FCoE所需要的属性，其能够包括：
j.FCoE VLAN；
k.FCMAP；
l.FCoE优先级；以及
m.虚拟结构ID。
端口简档内的安全配置简档定义了对于服务器端口所需要的安全规则。然而，这些安全规则在不同端口能够是不同的，所以一些本地配置的ACL能够被允许推翻(override)来自端口简档的冲突规则。典型的安全简档能够包含以下属性：
n.启用具有针对VM移动性的EAP TLV扩展的802.1x；以及
o.基于MAC的标准和扩展的ACL。
图5A图示了依据本发明的实施例的具有用于可缩放和分离式网络虚拟化的端口简档集合的示例性提供方网络。在这个示例中，交换机分离用于相应数据中心域的端口简档。在操作期间，交换机103获得分别用于数据中心120和130的端口简档集合502和504。以这种方式，用于虚拟机124和126的端口简档在端口简档集合502中。类似地，用于虚拟机132和134的端口简档在端口简档集合504中，端口简档集合504与端口简档集合502分离。为了确保分离，端口简档集合502在数据中心130中不被共享，并且端口简档集合504在数据中心120中不被共享。
在一个实施例中，每个端口简档能够具有与之相关联的一个或多个MAC地址。图5B图示了依据本发明的实施例的用于可缩放和分离式网络虚拟化的示例性端口简档集合。在这个示例中，端口简档集合502包括一个或多个端口简档。端口简档集合502包括端口简档552，端口简档552与一个或多个MAC地址相关联。这些MAC地址能够是被指配给不同虚拟机的虚拟MAC地址，诸如虚拟机126的MAC地址。这一端口简档至MAC地址的映射信息能够被包括在端口简档552中，或者能够在端口简档552之外被维持(例如，在分开的表格中)。端口简档集合502被分布遍及网络100。端口简档能够以三种方式针对端口而被激活：(1)当管理程序将MAC地址绑定至端口简档标识符时；(2)通过规律的MAC学习；以及(3)通过经由管理接口的手动配置过程。
在这个示例中，端口简档集合504包括一个或多个端口简档。端口简档集合504包括端口简档554，端口简档554与一个或多个MAC地址相关联。这些MAC地址能够是被指配给不同虚拟机的虚拟MAC地址，诸如虚拟机132和134的MAC地址。这一端口简档至MAC地址的映射信息能够被包括在端口简档554中，或者能够在端口简档554之外为维持(例如，在分开的表格中)。虚拟机的集合能够通过将它们与一个端口简档相关联而在网络100中被分组。这种群组能够被用来支配(dictate)虚拟机之间的转发。
图6A呈现了一个流程图，该流程图图示了依据本发明的实施例的、交换机获得与关联于该交换机的数据中心相关联的端口简档集合的过程。在操作期间，交换机识别与本地交换机相关联的数据中心域(操作602)。该交换机然后获得与相应的数据中心域相关联的端口简档集合(操作604)。交换机能够从用户获得端口简档集合(例如，经由来自管理站的消息、命令行接口(CLI)命令、或者web接口)。交换机还能够从用户接收端口简档，并且基于数据中心域生成对应的端口简档集合。该交换机然后在本地存储端口简档集合(操作606)。
图6B呈现了一个流程图，该流程图图示了依据本发明的实施例的、交换机基于所接收的分组应用来自端口简档集合的端口简档的过程。在操作期间，交换机从本地端口接收分组(操作652)。该交换机然后获得该分组的源MAC地址(操作654)，并且识别与该源MAC地址相关联的数据中心域(操作656)。在一些实施例中，该交换机基于已经经由其接收到该分组的入口端口识别数据中心域(即，识别与该分组的入口端口相关联的数据中心域)。该交换机从与所识别的数据中心域相关联的端口简档集合取回与该MAC地址相关联的端口简档(操作658)。该交换机然后将所接收的端口简档应用到该本地端口(即，该分组的入口端口)(操作660)。
示例***换机
图7图示了依据本发明的实施例的交换机可缩放和分离式网络虚拟化支持的示例性架构。在这个示例中，交换机700包括多个通信端口702、分组处理器710、虚拟网络模块730、转发模块720、以及存储设备750。分组处理器710从所接收的帧提取并且处理头部信息。
在一些实施例中，交换机700可以维持在如结合图1A所描述的结构交换机中的成员资格，其中交换机700还包括结构交换机管理模块760。结构交换机管理模块760在存储设备750中维持配置数据库，其维持该结构交换机内的每个交换机的配置状态。结构交换机管理模块760维持结构交换机的状态，其被用来联合其他交换机。在一些实施例中，交换机700能够被配置为结合远程交换机而作为以太网交换机进行操作。
通信端口702能够包括用于结构交换机内的通信的交换机间通信信道。能够经由通常的通信端口并且基于任何开放或专用格式来实施这一交换机间通信信道。通信端口702可以包括能够接收TRILL头部中封装的帧的一个或多个TRILL端口。通信端口702还可以包括能够接收IP分组的一个或多个IP端口。IP端口能够接收IP分组并且可以利用IP地址而被配置。分组处理器710能够处理TRILL封装的帧和/或IP分组。
在操作期间，虚拟网络模块730将全局VLAN标签包括在经由通信端口702之中的入口端口所接收的分组中。转发模块720基于该全局VLAN标签来识别通信端口702之中用于该分组的出口端口。在一些实施例中，交换机700还包括标签管理模块732，标签管理模块732基于数据中心域和边缘VLAN标签来生成全局VLAN标签。结构交换机管理模块760能够将所生成的全局VLAN标签包括在用于该结构交换机的成员交换机的通知消息中。在一些实施例中，交换机700还包括端口简档模块740，端口简档模块740响应于在端口简档中识别出该分组的源MAC地址，而将端口简档应用到该分组的入口端口。这一端口简档能够在与对应的数据中心域相关联的端口简档集合中。
注意，上文所提到的模块能够被实施在硬件中以及软件中。在一个实施例中，这些模块能够被具体化在存储器中存储的计算机可执行指令中，该存储器耦合至交换机700中的一个或多个处理器。当被执行时，这些指令促使该(些)处理器执行此前提及的功能。
概言之，本发明的实施例提供了一种用于促进可缩放和分离式网络虚拟化的交换机和方法。在一个实施例中，该交换机包括虚拟网络模块和转发模块。该虚拟网络模块将全局VLAN标签包括在分组中。该全局VLAN标签被映射至该分组中的边缘VLAN标签并且与数据中心域相关联。该数据中心域指示与数据中心相关联的端口的集合。该转发模块基于该全局VLAN标签来识别用于该分组的出口边缘端口。
本文所描述的方法和过程能够被具体化为代码和/或数据，它们能够被存储在计算机可读的非瞬态存储介质中。当计算机***读取并且执行该计算机可读的非瞬态存储介质上存储的该代码和/或数据时，该计算机***执行被具体化为数据结构和代码并且被存储在该介质内的方法和过程。
本文所描述的方法和过程能够由硬件模块或装置来执行和/或被包括在硬件模块或装置中。这些模块和装置可以包括，但不限于，专用集成电路(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)、在特定时间执行特定软件模块或代码段的专用或共享处理器、和/或现在已知或以后开发的其他可编程逻辑设备。当这些硬件模块或装置被激活时，它们执行被包括在它们之内的方法和过程。
对本发明的实施例的前述描述仅为了说明和描述的目的而被提出。它们不意图为是穷尽的或者对这一公开内容进行限制。因此，许多修改和变化对本领域的技术人员将是明显的。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (25)

1.一种交换机，包括：
多个端口；
存储设备，其经配置以存储数据结构，所述数据结构包括将全局虚拟局域网VLAN标签映射至边缘VLAN标签和数据中心域标识符的条目，其中所述数据中心域标识符指示经配置用于数据中心的端口的集合，且其中所述边缘VLAN标签识别所述数据中心中的租户的虚拟网络且所述全局VLAN标签识别区别于租户和数据中心域的全局虚拟网络；以及
转发电路，其经配置以基于所述条目封装分组，所述分组包括具有封装头部的所述边缘VLAN标签，其中所述封装头部包含所述全局VLAN标签；以及
转发电路，其经配置以基于所述全局VLAN标签来从所述多个端口中识别用于所述分组的出口端口。
2.根据权利要求1所述的交换机，其中所述存储设备进一步经配置以存储将所述全局VLAN标签映射至内部虚拟标识符的第二数据结构，所述内部虚拟标识符对所述交换机是内部的和本地的；并且
其中所述转发电路进一步被适配为，基于将所述出口端口映射至所述内部虚拟标识符的第三数据结构来识别所述出口端口。
3.根据权利要求1所述的交换机，其中所述边缘VLAN标签与虚拟机相关联；并且
其中所述虚拟机的迁移被限制于由所述数据中心域指示的端口的所述集合。
4.根据权利要求1所述的交换机，其中所述存储设备进一步经配置以存储将所述全局VLAN标签映射至第二分组中的介质访问控制MAC地址的第四数据结构，且其中所述第二分组不包括边缘VLAN标签。
5.根据权利要求1所述的交换机，其中所述数据结构进一步将所述全局VLAN标签映射至租户标识符，所述租户标识符是能够在租户之间进行区分的信息。
6.根据权利要求1所述的交换机，进一步包括标签管理电路，其经配置以基于所述数据中心域和所述边缘VLAN标签来生成所述全局VLAN标签。
7.根据权利要求1所述的交换机，进一步包括结构交换机管理电路，其经配置以维持互联交换机网络中的成员资格，其中所述互联交换机网络由结构标识符识别。
8.根据权利要求7所述的交换机，其中所述结构交换机管理电路进一步经配置以，将所述全局VLAN标签包括在针对所述互联交换机网络的所述成员交换机的通知消息中。
9.根据权利要求1所述的交换机，进一步包括端口简档电路，其经配置以响应于在端口简档中识别出所述分组的源MAC地址，将端口简档应用到所述分组在所述多个端口中的入口端口，其中所述端口简档指定针对所述交换机的端口的端口配置信息的集合。
10.根据权利要求9所述的交换机，其中所述端口简档在与所述数据中心域相关联的端口简档集合中。
11.一种计算机可执行的方法，包括：
在交换机的存储设备中存储数据结构，所述数据结构包括将全局虚拟局域网VLAN标签映射至边缘VLAN标签和数据中心域标识符的条目，其中所述数据中心域标识符指示经配置用于数据中心的端口的集合，且其中所述边缘VLAN标签识别所述数据中心中的租户的虚拟网络且所述全局VLAN标签识别区别于租户和数据中心域的全局虚拟网络；
基于所述条目封装分组，所述分组包括具有封装头部的所述边缘VLAN标签，其中所述封装头部包含所述全局VLAN标签；以及
基于所述全局VLAN标签来识别用于所述分组的出口端口。
12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：
在所述存储设备中存储将所述全局VLAN标签映射至内部虚拟标识符的第二数据结构，所述内部虚拟标识符对所述交换机是内部的和本地的；并且
基于将所述出口端口映射至所述内部虚拟标识符的第三数据结构来识别所述出口端口。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述边缘VLAN标签与虚拟机相关联；并且
其中所述虚拟机的迁移被限制于由所述数据中心域指示的端口的所述集合。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述方法进一步包括在所述存储设备中存储将所述全局VLAN标签映射至第二分组中的介质访问控制MAC地址的第四数据结构，且其中所述第二分组不包括边缘VLAN标签。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述数据结构进一步将所述全局VLAN标签映射至租户标识符，所述租户标识符是能够在租户之间进行区分的信息。
16.根据权利要求11所述的方法，进一步包括基于所述数据中心域和所述边缘VLAN标签来生成所述全局VLAN标签。
17.根据权利要求11所述的方法，进一步包括维持互联交换机网络中的成员资格，其中所述互联交换机网络由结构标识符识别。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括将所述全局VLAN标签包括在针对所述互联交换机网络的所述成员交换机的通知消息中。
19.根据权利要求11所述的方法，进一步包括响应于在端口简档中识别出所述分组的源MAC地址，将端口简档应用到所述分组的入口端口，所述入口端口属于所述交换机，其中所述端口简档指定针对所述交换机的端口的端口配置信息的集合。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述端口简档在与所述数据中心域相关联的端口简档集合中。
21.一种计算***，包括：
多个端口；
存储设备；
处理器；以及
存储指令的非瞬态计算机可读存储介质，所述指令在被所述处理器执行时促使所述处理器执行一种方法，所述方法包括：
在所述存储设备中存储数据结构，所述数据结构包括将全局虚拟局域网VLAN标签映射至边缘VLAN标签和数据中心域标识符的条目，其中所述数据中心域标识符指示经配置用于数据中心的端口的集合，且其中所述边缘VLAN标签识别所述数据中心中的租户的虚拟网络且所述全局VLAN标签识别区别于租户和数据中心域的全局虚拟网络；以及
基于所述条目封装分组，所述分组包括具有封装头部的所述边缘VLAN标签，其中所述封装头部包含所述全局VLAN标签；以及
基于所述全局VLAN标签来从所述多个端口中识别用于所述分组的出口端口。
22.根据权利要求21所述的计算***，其中所述方法进一步包括：
在所述存储设备中存储将所述全局VLAN标签映射至内部虚拟标识符的第二数据结构，所述内部虚拟标识符对交换机是内部的和本地的；并且
基于将所述出口端口映射至所述内部虚拟标识符的第三数据结构来识别所述出口端口。
23.根据权利要求21所述的计算***，其中所述方法进一步包括在所述存储设备中存储将所述全局VLAN标签映射至第二分组中的介质访问控制MAC地址的第四数据结构，且其中所述第二分组不包括边缘VLAN标签。
24.根据权利要求21所述的计算***，其中所述方法进一步包括维持互联交换机网络中的成员资格，其中所述互联交换机网络由结构标识符识别。
25.根据权利要求24所述的计算***，其中所述方法进一步包括响应于在端口简档中识别出所述分组的源MAC地址，将端口简档应用到所述分组在所述多个端口中的入口端口，其中所述端口简档指定针对所述交换机的端口的端口配置信息的集合。
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