CN109039707A - Vxlan通道业务的主备快速倒换的方法及*** - Google Patents

Vxlan通道业务的主备快速倒换的方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种Vxlan通道业务的主备快速倒换的方法及***，涉及Vxlan的业务传输领域。该方法的步骤包括：源节点和宿节点之间建立Vxlan通道、以及BFD联动Vxlan通道；源节点和宿节点在BFD联动Vxlan通道上，按照指定周期向对端发送BFD检测报文；源节点或宿节点在规定周期内，若未收到对端发送的BFD检测报文，则进行Vxlan通道的业务主备倒换。本发明能够显著缩短Vxlan通道主备倒换时间，进而降低因主备倒换不及时带来的网络故障和数据丢包的概率。

Description

Vxlan通道业务的主备快速倒换的方法及***
技术领域
本发明涉及Vxlan的业务传输领域，具体涉及一种Vxlan通道业务的主备快速倒换的方法及***。
背景技术
随着移动互联网时代的到来，网络功能虚拟化是现阶段组网发展的一个趋势，各大运营商也加大了对网络功能虚拟化的投资。在网络功能虚拟化的大背景下，虚拟机规模受网络规格的限制，在大二层网络环境中，虚拟机的数据报文是通过查询Mac地址表(MediaAccess Contro，物理地址表)进行二层转发，即数据报文的数量不能超过Mac地址表中的Mac地址数量，这样Mac地址表的容量会限制虚拟机的数量。当前的主流网络隔离技术是Vlan(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)或者VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网络)技术，由于Vlan TAG(Vlan标签)只有12比特仅能表示4096个Vlan ID，Vlan ID的数量较少，无法满足虚拟网络中大量用户群的需求，并且无法满足网络的动态调整。
针对虚拟机规模受网络规格限制，IETF提出了一种Vxlan(Virtual ExtensibleLAN，虚似扩展局域网)类型报文封装格式。将虚拟机发出的Vxlan类型的报文封装在UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)报文的数据部分中，并使用物理网络的IP/Mac地址作为外层头部的封装。对三层以下的网络只表现为常规的UDP报文，但对于具备Vxlan头部解封装的协议模块，可以解封装Vxlan报文的数据部分，并识别出报文所属哪个Vxlan通道。即利用Vxlan头部进行报文封装后使得一个Mac地址表项可以对应了多条Vxlan通道；因此，Vxlan极大的降低了大二层网络对Mac地址规格的需求。
由于云计算网络的高速发展，针对网络隔离能力的限制，Vxlan引入了类似VlanID的用户标识，称为VNI(Vxlan Network ID，Vxlan网络ID)；VNI由24比特组成，能够支持多达16M((2·24-1)/1024·2)的Vxlan网管段，从而满足了大量的用户标识；针对虚拟机迁移范围受网络架构限制，通过Vxlan构建大二层网络，保证了在虚拟迁移时虚拟机的IP地址、Mac地址等参数保持不变。
由此可知，Vxlan的网络规格扩容能力、网络隔离能力、以及虚拟机迁移能力均较好；各大厂商也都利用Vxlan通道进行业务传输。
但是，据调查得出，现有的Vxlan通道进行业务传输时，Vxlan通道收敛的时长(进行主备倒换的时间)为300ms(毫秒)以上，该收敛时长会带来网络故障，进而出现大量数据丢包的情况。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：如何显著缩短Vxlan通道主备倒换时间，进而降低因主备倒换不及时带来的网络故障和数据丢包的概率。
为达到以上目的，本发明提供的Vxlan通道业务的主备快速倒换的方法，包括以下步骤：
S1：源节点和宿节点之间建立Vxlan通道，转到S2；
S2：源节点和宿节点之间BFD联动Vxlan通道，转到S3；
S3：源节点和宿节点在BFD联动Vxlan通道上，按照指定周期向对端发送BFD检测报文，转到S4；
S4：源节点或宿节点在规定周期内，若未收到对端发送的BFD检测报文，则进行Vxlan通道的业务主备倒换。
在上述技术方案的基础上，S1的流程包括：源节点和宿节点的网络虚拟化平台，通过控制平面进行Vxlan通道的业务配置后，将Vxlan通道的业务配置下发至转发平面，转发平面根据Vxlan通道的业务配置，建立用于发送Vxlan业务报文的Vxlan通道；S2的流程包括：源节点和宿节点的网络虚拟化平台，通过控制平面进行BFD联动Vxlan通道的业务配置后，将BFD联动Vxlan通道的业务配置下发至转发平面，转发平面根据BFD联动Vxlan通道的业务配置，建立BFD联动Vxlan通道。
在上述技术方案的基础上，所述Vxlan通道的业务配置包括VNI、本端IP和对端IP，源节点的对端为宿节点，宿节点的对端为源节点；所述BFD联动Vxlan通道的业务配置包括BFD ID、VNI、本端IP和对端IP，VNI、本端IP和对端IP，均与Vxlan通道的业务配置相同。
在上述技术方案的基础上，S4的流程包括：源节点或宿节点在规定周期内，若未收到对端发送的BFD检测报文，则生成链路故障消息、并发送至控制平面；控制平面收到链路故障消息后，进行Vxlan通道的业务主备倒换。
在上述技术方案的基础上，S3中所述指定周期为3～50ms，S4中所述规定周期为30～50ms。
本发明提供的Vxlan通道业务的主备快速倒换的***，包括设置于源节点和宿节点上的业务管理模块、BFD配置模块、BFD检测模块、以及控制管理模块；
业务管理模块用于：与对端建立Vxlan通道；
BFD配置模块用于：与对端建立BFD联动Vxlan通道，向BFD检测模块发送BFD检测信号；
BFD检测模块用于：收到BFD检测信号后，在BFD联动Vxlan通道上，按照指定周期向对端发送BFD检测报文，向控制管理模块发送控制管理信号；
控制管理模块用于：收到控制管理信号后，在规定周期内，若未收到对端发送的BFD检测报文，则进行Vxlan通道的业务主备倒换。
在上述技术方案的基础上，所述业务管理模块的工作流程包括：控制网络虚拟化平台的控制平面进行Vxlan通道的业务配置后，将Vxlan通道的业务配置下发至转发平面，转发平面根据Vxlan通道的业务配置，建立用于发送Vxlan业务报文的Vxlan通道；所述BFD配置模块的工作流程包括：控制网络虚拟化平台的控制平面进行BFD联动Vxlan通道的业务配置后，将BFD联动Vxlan通道的业务配置下发至转发平面，转发平面根据BFD联动Vxlan通道的业务配置，建立BFD联动Vxlan通道。
在上述技术方案的基础上，所述Vxlan通道的业务配置包括VNI、本端IP和对端IP，源节点的对端为宿节点，宿节点的对端为源节点；所述BFD联动Vxlan通道的业务配置包括BFD ID、VNI、本端IP和对端IP，VNI、本端IP和对端IP，均与Vxlan通道的业务配置相同。
在上述技术方案的基础上，所述控制管理模块的工作流程包括：在规定周期内，若未收到对端发送的BFD检测报文，则生成链路故障消息、并发送至控制平面；控制平面收到链路故障消息后，进行Vxlan通道的业务主备倒换。
在上述技术方案的基础上，所述BFD检测模块中的指定周期为3～50ms，所述控制管理模块中的规定周期为30～50ms。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
参见本发明方法的S1至S4可知，本发明能够通过监测BFD检测报文是否收到，来决定是否进行主备保护倒换，由于BFD检测报文的发送时间较短(3～50ms)。因此，与现有技术中Vxlan通道的主备倒换的时间在300ms以上相比，本发明能够在50ms以内监测BFD检测报文是否收到，进而使得从网络故障到进行主备倒换的时间最多只需要50ms，主备倒换时间非常短，能够满足电信网络级50ms中断的保护需求。
附图说明
图1为本发明实施例中的Vxlan的网络结构图；
图2为本发明实施例中Vxlan通道业务的主备快速倒换的方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1和图2所示，本发明实施例中的Vxlan通道业务的主备快速倒换的方法，包括以下步骤：
S1：源节点和宿节点之间建立双向对等的用于发送Vxlan业务报文的Vxlan通道，转到S2。
S1的实际工作流程为现有技术中建立Vxlan通道的流程。
S2：源节点和宿节点之间建立双向对等的BFD(Bidirectional ForwardingDetection，用于检测两个转发点之间故障的网络协议)联动Vxlan通道，转到S3。
S3：源节点和宿节点在BFD联动Vxlan通道上，按照指定周期(指定周期为3～50ms)向对端发送BFD检测报文，转到S4。
S2和S3的原理为：在建立Vxlan通道的基础上，引入BFD检测报文，后续通过BFD检测报文来监测是否发生网络故障、并进行主备倒换。
S4：源节点或宿节点在规定周期(规定周期为30～50ms)内，若未收到对端发送的BFD检测报文(Vxlan BFD报文)，则进行Vxlan通道的业务主备倒换。
参见本发明方法的S1至S4可知，本发明能够通过监测BFD检测报文是否收到，来决定是否进行主备保护倒换，由于BFD检测报文的发送时间较短(3～50ms)。因此，与现有技术中Vxlan通道的主备倒换的时间在300ms以上相比，本发明能够在50ms以内监测BFD检测报文是否收到，进而使得从网络故障到进行主备倒换的时间最多只需要50ms，主备倒换时间非常短，能够满足电信网络级50ms中断的保护需求。
下面通过六个具体实施例来说明本发明的方法。
实施例一：
S1的流程包括：源节点和宿节点的网络虚拟化平台，通过控制平面进行Vxlan通道的业务配置后，将Vxlan通道的业务配置下发至转发平面，转发平面根据Vxlan通道的业务配置建立Vxlan通道。
实施例二：
在实施例一的基础上，S1中Vxlan通道的业务配置包括VNI、本端IP和对端IP，源节点的对端为宿节点，宿节点的对端为源节点。
实施例三：
S2的流程包括：源节点和宿节点的网络虚拟化平台，通过控制平面进行BFD联动Vxlan通道的业务配置后，将BFD联动Vxlan通道的业务配置下发至转发平面，转发平面根据BFD联动Vxlan通道的业务配置，建立BFD联动Vxlan通道。
实施例四：
在实施例三的基础上，S2中BFD联动Vxlan通道的业务配置包括BFD ID、VNI、本端IP和对端IP，VNI、本端IP和对端IP，均与Vxlan通道的业务配置相同。
实施例五：
S4的流程包括：源节点或宿节点在规定周期内，若未收到对端发送的BFD检测报文，则生成链路故障消息、并发送至控制平面；控制平面收到链路故障消息后，根据预先配置的保护策略执行相应Vxlan通道的业务主备倒换。
实施例六：
本实施例中的Vxlan通道业务的主备快速倒换的方法的流程包括：
一、源节点和宿节点的虚拟化网络平台启动时，通过服务器的以太网卡作为外联端口；源节点和宿节点的网络虚拟化平台，通过控制平面进行Vxlan通道的业务配置(业务配置包括VNI、本端IP和对端IP)后，将Vxlan通道的业务配置下发至转发平面，转发平面根据Vxlan通道的业务配置，在外联端口上建立用于发送Vxlan业务报文的Vxlan通道。
二、源节点和宿节点的网络虚拟化平台，通过控制平面进行BFD联动Vxlan通道的业务配置(业务配置包括BFD ID、VNI、本端IP和对端IP，VNI)后，将BFD联动Vxlan通道的业务配置下发至转发平面，转发平面根据BFD联动Vxlan通道的业务配置，建立BFD联动Vxlan通道。
三、源节点和宿节点在BFD联动Vxlan通道上，每隔30ms向对端发送BFD检测报文。
四、源节点或宿节点在30ms内，若未收到对端发送的BFD检测报文，则生成链路故障消息、并发送至控制平面；控制平面收到链路故障消息后，根据预先配置的保护策略执行相应Vxlan通道的业务主备倒换。
本发明实施例中的Vxlan通道业务的主备快速倒换的***包括设置于源节点和宿节点上的业务管理模块、BFD配置模块、BFD检测模块、以及控制管理模块。
业务管理模块用于：与对端建立Vxlan通道：控制网络虚拟化平台的控制平面进行Vxlan通道的业务配置后，将Vxlan通道的业务配置下发至转发平面，转发平面根据Vxlan通道的业务配置，建立用于发送Vxlan业务报文的Vxlan通道；Vxlan通道的业务配置包括VNI、本端IP和对端IP，源节点的对端为宿节点，宿节点的对端为源节点。
BFD配置模块用于：与对端建立BFD联动Vxlan通道：控制网络虚拟化平台的控制平面进行BFD联动Vxlan通道的业务配置后，将BFD联动Vxlan通道的业务配置下发至转发平面，转发平面根据BFD联动Vxlan通道的业务配置，建立BFD联动Vxlan通道；BFD联动Vxlan通道的业务配置包括BFD ID、VNI、本端IP和对端IP，VNI、本端IP和对端IP，均与Vxlan通道的业务配置相同。BFD联动Vxlan通道建立完成后，向BFD检测模块发送BFD检测信号；
BFD检测模块用于：收到BFD检测信号后，在BFD联动Vxlan通道上，按照指定周期(指定周期为3～50ms)向对端发送BFD检测报文，向控制管理模块发送控制管理信号；
控制管理模块用于：收到控制管理信号后，在规定周期(规定周期为30～50ms)内，若未收到对端发送的BFD检测报文，则进行Vxlan通道的业务主备倒换：在规定周期内，若未收到对端发送的BFD检测报文，则生成链路故障消息、并发送至控制平面；控制平面收到链路故障消息后，进行Vxlan通道的业务主备倒换。
需要说明的是：本发明实施例提供的***在进行模块间通信时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将***的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
进一步，本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种Vxlan通道业务的主备快速倒换的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1：源节点和宿节点之间建立Vxlan通道，转到S2；
S2：源节点和宿节点之间BFD联动Vxlan通道，转到S3；
S3：源节点和宿节点在BFD联动Vxlan通道上，按照指定周期向对端发送BFD检测报文，转到S4；
S4：源节点或宿节点在规定周期内，若未收到对端发送的BFD检测报文，则进行Vxlan通道的业务主备倒换。
2.如权利要求1所述的Vxlan通道业务的主备快速倒换的方法，其特征在于：
S1的流程包括：源节点和宿节点的网络虚拟化平台，通过控制平面进行Vxlan通道的业务配置后，将Vxlan通道的业务配置下发至转发平面，转发平面根据Vxlan通道的业务配置，建立用于发送Vxlan业务报文的Vxlan通道；
S2的流程包括：源节点和宿节点的网络虚拟化平台，通过控制平面进行BFD联动Vxlan通道的业务配置后，将BFD联动Vxlan通道的业务配置下发至转发平面，转发平面根据BFD联动Vxlan通道的业务配置，建立BFD联动Vxlan通道。
3.如权利要求2所述的Vxlan通道业务的主备快速倒换的方法，其特征在于：所述Vxlan通道的业务配置包括VNI、本端IP和对端IP，源节点的对端为宿节点，宿节点的对端为源节点；所述BFD联动Vxlan通道的业务配置包括BFD ID、VNI、本端IP和对端IP，VNI、本端IP和对端IP，均与Vxlan通道的业务配置相同。
4.如权利要求1所述的Vxlan通道业务的主备快速倒换的方法，其特征在于，S4的流程包括：源节点或宿节点在规定周期内，若未收到对端发送的BFD检测报文，则生成链路故障消息、并发送至控制平面；控制平面收到链路故障消息后，进行Vxlan通道的业务主备倒换。
5.如权利要求1至4任一项所述的Vxlan通道业务的主备快速倒换的方法，其特征在于：S3中所述指定周期为3～50ms，S4中所述规定周期为30～50ms。
6.一种Vxlan通道业务的主备快速倒换的***，其特征在于，该***包括设置于源节点和宿节点上的业务管理模块、BFD配置模块、BFD检测模块、以及控制管理模块；
业务管理模块用于：与对端建立Vxlan通道；
BFD配置模块用于：与对端建立BFD联动Vxlan通道，向BFD检测模块发送BFD检测信号；
BFD检测模块用于：收到BFD检测信号后，在BFD联动Vxlan通道上，按照指定周期向对端发送BFD检测报文，向控制管理模块发送控制管理信号；
控制管理模块用于：收到控制管理信号后，在规定周期内，若未收到对端发送的BFD检测报文，则进行Vxlan通道的业务主备倒换。
7.如权利要求6所述的Vxlan通道业务的主备快速倒换的***，其特征在于：
所述业务管理模块的工作流程包括：控制网络虚拟化平台的控制平面进行Vxlan通道的业务配置后，将Vxlan通道的业务配置下发至转发平面，转发平面根据Vxlan通道的业务配置，建立用于发送Vxlan业务报文的Vxlan通道；
所述BFD配置模块的工作流程包括：控制网络虚拟化平台的控制平面进行BFD联动Vxlan通道的业务配置后，将BFD联动Vxlan通道的业务配置下发至转发平面，转发平面根据BFD联动Vxlan通道的业务配置，建立BFD联动Vxlan通道。
8.如权利要求7所述的Vxlan通道业务的主备快速倒换的***，其特征在于：所述Vxlan通道的业务配置包括VNI、本端IP和对端IP，源节点的对端为宿节点，宿节点的对端为源节点；所述BFD联动Vxlan通道的业务配置包括BFD ID、VNI、本端IP和对端IP，VNI、本端IP和对端IP，均与Vxlan通道的业务配置相同。
9.如权利要求6所述的Vxlan通道业务的主备快速倒换的***，其特征在于，所述控制管理模块的工作流程包括：在规定周期内，若未收到对端发送的BFD检测报文，则生成链路故障消息、并发送至控制平面；控制平面收到链路故障消息后，进行Vxlan通道的业务主备倒换。
10.如权利要求6至9任一项所述的Vxlan通道业务的主备快速倒换的***，其特征在于：所述BFD检测模块中的指定周期为3～50ms，所述控制管理模块中的规定周期为30～50ms。
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