CN107547342A - 基于vxlan隧道的报文广播方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了基于VXLAN隧道的报文广播方法和装置。本申请中，通过按照均匀负载分担方式从VXLAN隧道的N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，能够最终实现不同的广播报文均匀分担到VXLAN隧道的各个隧道下一跳中，实现了如果VXLAN隧道中N条等价隧道下一跳的ECMP的负载分担。

Description

基于VXLAN隧道的报文广播方法和装置

技术领域

本申请涉及网络通信技术，特别涉及基于虚拟扩展局域网(VXLAN：VirtualeXtensible Local Area Network)隧道的报文广播方法和装置。

背景技术

VXLAN，将二层报文用三层协议进行封装，实现二层网络在三层范围内扩展。图1示出了VXLAN网络模型，VXLAN网络中包含：

VXLAN隧道端点(VTEP：VXLAN Tunnel Endpoints)，VXLAN网络的边缘设备，是VXLAN隧道的起点和终点，作为VXLAN隧道的起点时，对报文进行VXLAN封装，作为VXLAN隧道的终点时，对经过VXLAN封装的报文进行解封装并处理。

VXLAN网络标识符(VNI：VXLAN Network Identifier)是一种类似于VLAN ID的用户标识，一个VNI代表了一个租户，属于不同VNI的虚拟机之间不能直接进行二层通信。

VXLAN隧道，用来传输经过VXLAN封装的报文的，它是建立在两个VTEP之间的一条虚拟通道。图2示出了VXLAN封装结构示意图。其中，VXLAN封装中外层目的MAC填的是隧道下一跳的MAC，通常是下一跳路由器的MAC，外层目的IP是目的VTEP的IP，源IP地址是本地VTEP的地址，外层UDP的目的端口是一个VXLAN特定的端口。

当VTEP接收到报文时，从收到报文的端口绑定的虚拟交换接口(VSI：VirtualSwitch Interface)标识(ID)内查找用于转发该报文的转发表项，若查找不到，则在VSI ID绑定的所有成员口中除接收到报文的端口之外的其他端口广播报文。其中，VSI ID绑定的成员口包含连接电路(AC：Attachment Circuit)口和VXLAN隧道。在通过VXLAN隧道广播报文时，如果VXLAN隧道有多条等价隧道下一跳，则VTEP只固定指定其中一条隧道下一跳广播，无法实现等价多路径(ECMP：Equal Cost Multiple Path)的负载分担。广播报文类似，也会出现VTEP只固定指定其中一条隧道下一跳广播，无法实现ECMP的负载分担。

发明内容

本申请提供了基于VXLAN隧道的报文广播转发方法和装置，以实现VXLAN隧道的多条等价隧道下一跳的均匀负载分担。

本申请提供的技术方案包括：

一种基于虚拟扩展局域网VXLAN隧道的报文广播方法，该方法应用于VXLAN隧道端点VTEP，包括：

接收报文；

当确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道广播所述报文时，确定所述报文对应的虚拟交换接口VSI标识ID所绑定的VXLAN ID，根据所述VXLAN ID并按照均匀负载分担方式从所述VXLAN隧道的N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，通过选择的隧道下一跳广播所述报文。

一种基于虚拟扩展局域网VXLAN隧道的报文广播装置，该装置应用于VXLAN隧道端点VTEP，包括：

接收单元，用于接收报文；

转发单元，用于当确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道广播所述报文时，确定所述报文对应的虚拟交换接口VSI标识ID所绑定的VXLAN ID，根据所述VXLAN ID并按照均匀负载分担方式从所述VXLAN隧道的N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，通过选择的隧道下一跳广播所述报文。

由以上技术方案可以看出，本发明中，通过按照均匀负载分担方式从VXLAN隧道的N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，能够最终实现不同的广播报文均匀分担到VXLAN隧道的各个隧道下一跳中，实现了如果VXLAN隧道中N条等价隧道下一跳的ECMP的负载分担。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1示出了VXLAN网络模型结构图；

图2示出了VXLAN封装结构示意图；

图3为本发明提供的方法流程图；

图4为本发明提供的实施例示意图；

图5为本发明提供的装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

参见图3，图3为本发明提供的方法流程图。该流程应用于VTEP。如图3所示，该流程可包括以下步骤：

步骤301，接收报文。

步骤302，当确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道广播所述报文时，确定所述报文对应的VSI ID所绑定的VXLAN ID，根据VXLAN ID并按照均匀负载分担方式从所述VXLAN隧道的N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，通过选择的隧道下一跳广播报文。

在本申请中，上述的VSI ID为接收到报文的端口所绑定的VSI ID。其中，接收到报文的端口为VTEP的AC口，其与报文所属的VLAN对应。

作为一个实施例，步骤302中根据所述VXLAN ID并按照均匀负载分担方式从所述VXLAN隧道的N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳包括：

步骤a1，将所述VXLAN ID与所述N进行设定运算；

作为一个实施例，这里的设定运算为求余运算，基于此，步骤a1可通过以下公式表示：

VXLAN ID％N，％表示求余。

步骤a2，依据运算结果从所述N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳。

在本申请中，为便于区分N条等价隧道下一跳，作为一个实施例，可按照从小至大的方式依次为N条等价隧道下一跳标识对应的ID。

基于此，步骤a2中，依据运算结果从N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳包括：

从N条等价隧道下一跳中选择出ID与所述运算结果对应的隧道下一跳。

至此，通过上述步骤a1至步骤a2实现了按照均匀负载分担方式从VXLAN隧道的N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，以实现不同的广播报文均匀分担到VXLAN隧道的各个隧道下一跳中。

至此，完成图3所示的流程。

通过图3所示流程可以看出，本发明中，通过按照均匀负载分担方式从VXLAN隧道的N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，能够最终实现不同的广播报文均匀分担到VXLAN隧道的各个隧道下一跳中，实现了如果VXLAN隧道中N条等价隧道下一跳的ECMP的负载分担。

在图3所示流程中，步骤302中，是否通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道广播所述报文可基于报文本身的属性(是否为广播报文)确定，具体可包括：

步骤b1，当所述报文为广播报文时，执行步骤b2，当所述报文不为广播报文时，执行步骤b3。

步骤b2，若所述VXLAN隧道作为所述VSI ID绑定的用于转发所述报文的出端口，则确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道广播所述报文。

本步骤b2是在报文为广播报文的前提下执行的，当报文为广播报文，则会在VSIID绑定的所有成员口中除接收到报文的端口之外的其他端口广播报文。这里，VSI ID绑定的成员口包含AC口和/或VXLAN隧道，当VSI ID绑定的成员口包含为本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道时，则意味着该VXLAN隧道作为上述VSI ID绑定的用于转发所述报文的出端口。

步骤b3，在VSI ID对应的转发表中查找所述报文匹配的转发表项，若未查找到，且所述VXLAN隧道作为所述VSI ID绑定的用于转发所述报文的出端口，则确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道广播所述报文。

本步骤b3是在报文不为广播报文的前提下执行的。基于此前提，若本步骤b3在VSIID对应的转发表中未查找到所述报文匹配的转发表项，则认为此报文为未知报文，具体地，如果报文本身的属性为单播，则此报文为未知单播报文，而如果报文本身的属性为组播，则此报文为未知组播报文。

当本步骤b3在VSI ID对应的转发表中未查找到所述报文匹配的转发表项，则会在VSI ID绑定的所有成员口中除接收到报文的端口之外的其他端口广播报文。如上描述，VSIID绑定的成员口包含AC口和/或VXLAN隧道，当VSI ID绑定的成员口包含为本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道时，则意味着该VXLAN隧道作为上述VSI ID绑定的用于转发所述报文的出端口。

下面以广播报文为例通过一个具体实施例对本发明提供的方法进行描述：

参见图4，图4为本发明提供的实施例示意图。如图4所示，VTEP4_1至远端VTEP4_2之间建立了VXLAN隧道。其中，该VXLAN隧道被配置了4个不同隧道下一跳：NH1至NH4。NH1至NH4是等价的，构成ECMP。作为一个实施例，为便于区分NH1至NH4，可通过为NH1至NH4分配ID区分。其中，NH1的ID记为0，NH2的ID记为1，NH3的ID记为2，NH4的ID记为3。

在图4中，根据业务需求，配置组网中各VXLAN ID与组网中各VSI ID的绑定关系。假如组网中存在4个VXLAN ID，分别为VXLAN ID0、VXLAN ID1、VXLAN ID2、VXLAN ID3，假如组网中存在4个VSI ID，分别为VSI0、VSI1、VSI2、VSI3，则配置组网中各VXLAN ID与组网中各VSI ID的绑定关系举例为：VXLAN ID0与VSI0绑定，VXLAN ID1与VSI1绑定，VXLAN ID2与VSI2绑定，VXLAN ID3与VSI3绑定。

在图4中，根据业务需求，VXLAN隧道可配置支持多个VXLAN ID。假如VXLAN隧道支持VXLAN ID0、VXLAN ID1、VXLAN ID2、VXLAN ID3共四个VXLAN ID。

在图4中，VTEP4_1的4个端口：AC0、AC1、AC2、AC3被执行以下配置：AC0绑定VSI0，AC1绑定VSI1，AC2绑定VSI2，AC3绑定VSI3。

如图4所示，VTEP4_1通过端口AC0收到广播报文。收到的广播报文记为报文4_1。

VTEP4_1确定AC0绑定的VSI0，检查VSI0绑定的所有成员口中包含了VTEP4_1至远端VTEP4_2之间建立了VXLAN隧道，则确定通过本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道转发报文4_1。

VTEP4_1发现本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道被配置了4个不同等价隧道下一跳：NH1至NH4，则确定VSI0绑定的VXLAN ID0，将VXLAN ID0除隧道下一跳总数即4取余得到结果4_11，从4个等价隧道下一跳NH1至NH4中选择编号与结果4_11对应的隧道下一跳(以选择NH1为例)，则通过NH1发送报文4_1并最终发送给VTEP4_2。具体地，通过NH1发送报文4_1时对报文4_1进行VXLAN封装，VXLAN封装中外层目的MAC填的是隧道下一跳NH1的MAC，外层目的IP是目的VTEP4_2的IP地址，源IP地址是VTEP4_1的地址。

再如图4所示，VTEP4_1通过端口AC1收到广播报文。收到的广播报文记为报文4_2。

VTEP4_1确定AC1绑定的VSI1，检查VSI1绑定的所有成员口中包含了VTEP4_1至远端VTEP4_2之间建立了VXLAN隧道，则确定通过本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道转发报文4_2。

VTEP4_1发现本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道被配置了4个不同等价隧道下一跳：NH1至NH4，则确定VSI1绑定的VXLAN ID1，将VXLAN ID1除隧道下一跳总数即4取余得到结果4_12，从4个等价隧道下一跳NH1至NH4中选择编号与结果4_12对应的隧道下一跳(以选择NH2为例)，则通过NH2发送报文4_2并最终发送给VTEP4_2。具体地，通过NH2发送报文4_2时对报文4_2进行VXLAN封装，VXLAN封装中外层目的MAC填的是隧道下一跳NH2的MAC，外层目的IP是目的VTEP4_2的IP地址，源IP地址是VTEP4_1的地址。

再如图4所示，VTEP4_1通过端口AC3收到广播报文。收到的广播报文记为报文4_3。

VTEP4_1确定AC3绑定的VSI3，检查VSI3绑定的所有成员口中包含了VTEP4_1至远端VTEP4_2之间建立了VXLAN隧道，则确定通过本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道转发报文4_3。

VTEP4_1发现本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道被配置了4个不同等价隧道下一跳：NH1至NH4，则确定VSI3绑定的VXLAN ID3，将VXLAN ID3除隧道下一跳总数即4取余得到结果4_13，从4个等价隧道下一跳NH1至NH4中选择编号与结果4_13对应的隧道下一跳(以选择NH3为例)，则通过NH3发送报文4_3并最终发送给VTEP4_2。具体地，通过NH3发送报文4_3时对报文4_3进行VXLAN封装，VXLAN封装中外层目的MAC填的是隧道下一跳NH3的MAC，外层目的IP是目的VTEP4_2的IP地址，源IP地址是VTEP4_1的地址。

再如图4所示，VTEP4_1通过端口AC1收到广播报文。收到的广播报文记为报文4_4。

VTEP4_1确定AC4绑定的VSI4，检查VSI4绑定的所有成员口中包含了VTEP4_1至远端VTEP4_2之间建立了VXLAN隧道，则确定通过本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道转发报文4_4。

VTEP4_1发现本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道被配置了4个不同等价隧道下一跳：NH1至NH4，则确定VSI4绑定的VXLAN ID4，将VXLAN ID4除隧道下一跳总数即4取余得到结果4_14，从4个等价隧道下一跳NH1至NH4中选择编号与结果4_14对应的隧道下一跳(以选择NH4为例)，则通过NH4发送报文4_4并最终发送给VTEP4_2。具体地，通过NH4发送报文4_4时对报文4_4进行VXLAN封装，VXLAN封装中外层目的MAC填的是隧道下一跳NH4的MAC，外层目的IP是目的VTEP4_2的IP地址，源IP地址是VTEP4_1的地址。

可以看出，VTEP4_1在将不同AC接收到的不同广播报文即报文4_1至报文4_4通过本VTEP4_1至远端VTEP4_2之间的VXLAN隧道转发时，按照均匀负载分担方式通过NH1发送报文4_1、NH2发送报文4_2、NH3发送报文4_3、NH4发送报文4_4，实现了报文4_1至报文4_4均匀分担至NH1至NH4，提高链路利用率。

至此，对本发明提供的实施例进行了描述。

以上对本发明提供的方法进行了描述。下面对本发明提供的装置进行描述：

参见图5，图5为本发明提供的装置结构图。该装置应用于VTEP，包括：

接收单元，用于接收报文；

转发单元，用于当确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道广播所述报文时，确定所述报文匹配的虚拟交换接口VSI标识ID所绑定的VXLAN ID，根据所述VXLAN ID并按照均匀负载分担方式从所述VXLAN隧道的N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，通过选择的隧道下一跳广播所述报文；其中，VSI ID为接收到报文的端口所绑定的VSI ID。

作为一个实施例，所述转发单元所述根据所述VXLAN ID并按照均匀负载分担方式从所述VXLAN隧道的N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳包括：

将所述VXLAN ID与所述N进行设定运算；

依据运算结果从所述N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳。

作为一个实施例，所述转发单元所述依据运算结果从所述N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳包括：

从所述N条等价隧道下一跳中选择出ID与所述运算结果对应的隧道下一跳；其中，不同隧道下一跳具有不同ID。

作为一个实施例，所述转发单元将VXLAN ID与所述N进行设定运算包括：

将所述VXLAN ID与所述N进行求余运算。

作为一个实施例，所述转发单元确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道广播所述报文包括：

当所述报文为广播报文时，若所述VXLAN隧道作为所述VSI ID绑定的用于转发所述报文的出端口，则确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道广播所述报文；

当所述报文不为广播报文时，在所述VSI ID对应的转发表中查找所述报文匹配的转发表项，若未查找到，且所述VXLAN隧道作为所述VSI ID绑定的用于转发所述报文的出端口，则确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道广播所述报文。

至此，完成本发明提供的装置描述。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于虚拟扩展局域网VXLAN隧道的报文广播方法，其特征在于，该方法应用于VXLAN隧道端点VTEP，包括：

接收报文；

当确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道广播所述报文时，确定所述报文对应的虚拟交换接口VSI标识ID所绑定的VXLAN ID，根据所述VXLAN ID并按照均匀负载分担方式从所述VXLAN隧道的N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，通过选择的隧道下一跳广播所述报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述VXLAN ID并按照均匀负载分担方式从所述VXLAN隧道的N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳包括：

将所述VXLAN ID与所述N进行设定运算；

依据运算结果从所述N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据运算结果从所述N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳包括：

从所述N条等价隧道下一跳中选择出ID与所述运算结果对应的隧道下一跳。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将VXLAN ID与所述N进行设定运算包括：

将所述VXLAN ID与所述N进行求余运算。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道广播所述报文包括：

当所述报文为广播报文时，若所述VXLAN隧道作为所述VSI ID绑定的用于转发所述报文的出端口，则确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道广播所述报文；

当所述报文不为广播报文时，在所述VSI ID对应的转发表中查找所述报文匹配的转发表项，若未查找到，且所述VXLAN隧道作为所述VSI ID绑定的用于转发所述报文的出端口，则确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道广播所述报文。

6.一种基于虚拟扩展局域网VXLAN隧道的报文广播装置，其特征在于，该装置应用于VXLAN隧道端点VTEP，包括：

接收单元，用于接收报文；

转发单元，用于当确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道广播所述报文时，确定所述报文对应的虚拟交换接口VSI标识ID所绑定的VXLAN ID，根据所述VXLAN ID并按照均匀负载分担方式从所述VXLAN隧道的N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳，通过选择的隧道下一跳广播所述报文。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述转发单元所述根据所述VXLAN ID并按照均匀负载分担方式从所述VXLAN隧道的N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳包括：

将所述VXLAN ID与所述N进行设定运算；

依据运算结果从所述N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述转发单元所述依据运算结果从所述N条等价隧道下一跳中选择一个隧道下一跳包括：

从所述N条等价隧道下一跳中选择出ID与所述运算结果对应的隧道下一跳。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述转发单元将VXLANID与所述N进行设定运算包括：

将所述VXLAN ID与所述N进行求余运算。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述转发单元确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道广播所述报文包括：

当所述报文为广播报文时，若所述VXLAN隧道作为所述VSI ID绑定的用于转发所述报文的出端口，则确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道广播所述报文；

当所述报文不为广播报文时，在所述VSI ID对应的转发表中查找所述报文匹配的转发表项，若未查找到，且所述VXLAN隧道作为所述VSI ID绑定的用于转发所述报文的出端口，则确定通过本VTEP至远端VTEP之间的VXLAN隧道广播所述报文。