對(duì)跨多個(gè)數(shù)據(jù)中心站點(diǎn)的虛擬可擴(kuò)展局域網(wǎng)段的支持的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開一般地涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，并且更具體地涉及用于擴(kuò)展跨多個(gè)數(shù)據(jù)中心站點(diǎn)的虛擬可擴(kuò)展局域網(wǎng)(“VXLAN”)段的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]通常覆蓋網(wǎng)絡(luò)(并且更具體地為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(“IP”)覆蓋網(wǎng)絡(luò))越來越多地用于在L3網(wǎng)絡(luò)上提供虛擬機(jī)(“VM”)移動(dòng)性。虛擬可擴(kuò)展局域網(wǎng)(“VXLAN”)是一種用于在L3網(wǎng)絡(luò)上提供L2覆蓋的技術(shù)。具體地，VXLAN用于解決針對(duì)容納多個(gè)租戶(tenants)的虛擬數(shù)據(jù)中心內(nèi)的覆蓋網(wǎng)絡(luò)的需求。在這樣的覆蓋網(wǎng)絡(luò)中，本機(jī)框架被封裝有外部IP覆蓋封裝，以及VXLAN頭部和UDP頭部。在VXLAN中，每個(gè)覆蓋被稱為VXLAN段。相同VXLAN段內(nèi)的VM在相同的層2域內(nèi)。每個(gè)VXLAN段的范圍是24位段ID，24位段ID被稱為VXLAN網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符(“VNID”)，其允許高達(dá)16M的VXLAN段在單個(gè)管理域內(nèi)共存。VNID審視獨(dú)立的VM發(fā)起的內(nèi)部MAC幀；因此，覆蓋MAC地址可以跨段存在而不引起流量交叉。VNID被包括在外部VXLAN頭部包絡(luò)內(nèi)，VM發(fā)起的內(nèi)部MAC幀被封裝在外部VXLAN頭部包絡(luò)中。本文的術(shù)語“VXLAN段”可以與術(shù)語“VXLAN覆蓋網(wǎng)絡(luò)”互換使用。
[0003]VXLAN通道端點(diǎn)(“ VTEP ”)是執(zhí)行VXLAN封裝和解封裝的硬件組件或軟件組件。VTEP所使用的作為VXLAN封裝的源地址的IP地址被稱為VTEP地址。VTEP地址與內(nèi)部源MAC地址一起可以由遠(yuǎn)程VTEP來學(xué)習(xí)。VXLAN中的多目的地幀可以被攜帶在IP多播分組(使用組地址作為目的地IP地址)中或被攜帶在IP單播分組(在頭端處被復(fù)制)中。為了促進(jìn)VXLAN和非VXLAN環(huán)境之間的通信，通常采用被稱為VXLAN網(wǎng)關(guān)的實(shí)體。例如，VXLAN網(wǎng)關(guān)可用于將VXLAN覆蓋網(wǎng)絡(luò)與VLAN網(wǎng)絡(luò)連接。另外的細(xì)節(jié)被提供在“VXLAN:用于在層3網(wǎng)絡(luò)上覆蓋虛擬化層2網(wǎng)絡(luò)的框架”(draft-mahalingamdutt-dcops-vxlan_02)中，其整體通過引用合并于此。
【附圖說明】
[0004]為了提供對(duì)本公開及其特征和優(yōu)勢(shì)的更完整理解，結(jié)合附圖對(duì)以下說明進(jìn)行參考，圖中相似的參考標(biāo)號(hào)代表相似的部分，其中:
[0005]圖1是示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的跨多個(gè)數(shù)據(jù)中心站點(diǎn)的VXLAN的部署的簡(jiǎn)化框圖；
[0006]圖2是示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的各方面的使用站點(diǎn)間網(wǎng)關(guān)(“ISGW”)來通過VXLAN網(wǎng)關(guān)配對(duì)執(zhí)行段映射的ISGW的框圖；
[0007]圖3是示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的各方面的使用ISGW來執(zhí)行站點(diǎn)隔離的ISGW的另一框圖；
[0008]圖4是示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的各方面的使用ISGW來使用數(shù)據(jù)路徑方法執(zhí)行段修剪的ISGW的另一框圖；
[0009]圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的與使用數(shù)據(jù)路徑方法執(zhí)行段修剪相結(jié)合使用的段修剪VXLAN分組的框圖；以及
[0010]圖6A和6B是共同示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的各方面的用于跨多個(gè)數(shù)據(jù)中心站點(diǎn)擴(kuò)展VXLAN段的示例實(shí)施例的操作的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]皿
[0012]在一個(gè)示例實(shí)施例中提供了一種方法，并且該方法包括在第一網(wǎng)絡(luò)元件和第二網(wǎng)絡(luò)元件之間建立虛擬干線鏈路。第一網(wǎng)絡(luò)元件和第二網(wǎng)絡(luò)元件位于第一站點(diǎn)處，并且第一站點(diǎn)和第二站點(diǎn)包括覆蓋網(wǎng)絡(luò)的至少一部分。方法還包括:在第一網(wǎng)絡(luò)元件處接收數(shù)據(jù)流量，其中數(shù)據(jù)流量與覆蓋網(wǎng)絡(luò)的段相關(guān)聯(lián)；以及將分配給第一網(wǎng)絡(luò)元件處的覆蓋網(wǎng)絡(luò)段的第一網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符映射到虛擬干線鏈路和VLAN ID。方法還包括:經(jīng)由虛擬干線鏈路用VLANID將數(shù)據(jù)流量從第一網(wǎng)絡(luò)元件轉(zhuǎn)發(fā)到第二網(wǎng)絡(luò)元件。
[0013]示例實(shí)施例
[0014]大多數(shù)大型服務(wù)提供商和企業(yè)具有遍布在多個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心工作負(fù)載布置主要由使用應(yīng)用的方式來驅(qū)動(dòng)。通常，由云提供商服務(wù)的租戶將具有“彈性”需求，這可能需要分配跨多個(gè)站點(diǎn)分布的租戶資源。很多客戶考慮針對(duì)該部署模型的網(wǎng)絡(luò)支持。網(wǎng)絡(luò)化的一個(gè)需求是跨多個(gè)站點(diǎn)拉伸VXLAN段的能力，這將降低管理解決方案的操作復(fù)雜度。當(dāng)VXLAN段跨多個(gè)站點(diǎn)時(shí)，期望VXLAN段可以被分配不同站點(diǎn)中的不同的VNID。這是由于每個(gè)站點(diǎn)可以被獨(dú)立管理因此來自24位空間的VNID的分配不太可能相同的事實(shí)。雖然可能爭(zhēng)論1600萬是否是足夠大的空間，問題是對(duì)跨不同管理實(shí)體的VNID的分配的協(xié)調(diào)，從而使得所有實(shí)體在標(biāo)識(shí)VXLAN段時(shí)使用相同的VNID。當(dāng)然，針對(duì)多站點(diǎn)情況，該協(xié)調(diào)可能是不可行的，除非站點(diǎn)歸入相同管理的管理域。本文為了示例和簡(jiǎn)單的目的，將假設(shè)VNID分配在多個(gè)站點(diǎn)之間是不同的，可以理解如果不是這種情況并且VNID分配是相同的，本文呈現(xiàn)的觀點(diǎn)同樣是適用的。
[0015]現(xiàn)在參照?qǐng)D1，圖1描繪了跨多個(gè)站點(diǎn)的VXLAN的部署，由標(biāo)號(hào)10表示。如圖1中所示，多站點(diǎn)VXLAN部署10包括三個(gè)數(shù)據(jù)中心站點(diǎn)，包括站點(diǎn)1、站點(diǎn)2和站點(diǎn)3。數(shù)據(jù)中心站點(diǎn)中的每個(gè)包括被稱為站點(diǎn)間網(wǎng)關(guān)(ISGW)并且分別被指定為ISGW1、ISGW2和ISGW3的VXLAN網(wǎng)關(guān)的變體。ISGW(ISGW1、ISGW2和ISGW3)被用于經(jīng)由網(wǎng)關(guān)到網(wǎng)關(guān)連接(圖1中由標(biāo)號(hào)12表示)來與站點(diǎn)(站點(diǎn)1、站點(diǎn)2和站點(diǎn)3)互連，這將在下面更詳細(xì)地描述。例如，如圖1中所示，網(wǎng)關(guān)元件ISGW1被部署在站點(diǎn)1中用于將站點(diǎn)1連接到站點(diǎn)2和站點(diǎn)3。類似地，網(wǎng)關(guān)元件ISGW2被部署在站點(diǎn)2中用于將站點(diǎn)2連接到站點(diǎn)1和站點(diǎn)3，并且網(wǎng)關(guān)元件ISGW3被部署在站點(diǎn)3中用于將站點(diǎn)3連接到站點(diǎn)1和站點(diǎn)2。每個(gè)ISGW在相應(yīng)站點(diǎn)內(nèi)提供到站點(diǎn)中部署的一個(gè)或多個(gè)VTEP的連接性。例如，如圖1中所示，網(wǎng)關(guān)元件ISGW1被連接到站點(diǎn)1處部署的兩個(gè)VTEP(指定為VTEP1和VTEP2)，ISGW2被連接到站點(diǎn)2處部署的兩個(gè)VTEP (指定為VTEP3和VTEP4)，并且ISGW3被連接到站點(diǎn)3處部署的兩個(gè)VTEP (指定為VTEP5和VTEP6)。VTEP1-VTEP6中的每個(gè)VTEP負(fù)責(zé)封裝/解封裝源于/目的地為與其相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)VM(圖1中由VM 14表示)的分組。屬于租戶(為了示例的目的，在本文中被稱為“租戶A” )的VXLAN段跨三個(gè)站點(diǎn)(站點(diǎn)1、站點(diǎn)2和站點(diǎn)3)。
[0016]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的特征，租戶A在站點(diǎn)1中被分配段ID (或VNID) 10010，在站點(diǎn)2中被分配段ID 10020，并且在站點(diǎn)3中被分配段ID10030。三個(gè)段ID是本地站點(diǎn)值，本地站點(diǎn)值的范圍僅在相應(yīng)站點(diǎn)的域內(nèi)有效；其被用于站點(diǎn)內(nèi)通信。此外，租戶A段在網(wǎng)關(guān)到網(wǎng)關(guān)連接12之中還被分配段ID 10100。因此，根據(jù)本文所描述的實(shí)施例的特征，為了租戶A段流量的站點(diǎn)間通信，相應(yīng)的特定站點(diǎn)ISGW設(shè)備ISGWUISGW2和ISGW3需要執(zhí)行從本地站點(diǎn)段值到跨站點(diǎn)段值的轉(zhuǎn)換。值得注意的是，雖然網(wǎng)關(guān)到網(wǎng)關(guān)連接12由鏈路表示，但是它們表示“可達(dá)性”而不一定是物理的電線。
[0017]為了跨多個(gè)站點(diǎn)擴(kuò)展VXLAN段，數(shù)個(gè)問題應(yīng)該被解決。例如，應(yīng)該確定當(dāng)VXLAN分組從一個(gè)站點(diǎn)被發(fā)送到另一站點(diǎn)時(shí)如何跨多個(gè)站點(diǎn)映射不同的段ID。此外，使得所有VTEP在大型多站點(diǎn)環(huán)境中隨處可見造成了可擴(kuò)展性問題，這個(gè)問題應(yīng)該被解決。類似地，當(dāng)VM在站點(diǎn)內(nèi)移動(dòng)時(shí)使得VTEP跨站點(diǎn)可見造成了穩(wěn)定性問題，這個(gè)問題應(yīng)該被解決。此外，站點(diǎn)到站點(diǎn)鏈路上的多播幾乎是不可能的，并且跨站點(diǎn)使用頭端復(fù)制(其中，針對(duì)其它站點(diǎn)中的每個(gè)VTEP，副本在站點(diǎn)到站點(diǎn)鏈路上被發(fā)送)效率很低。此外，私有IP地址可用于給定站點(diǎn)內(nèi)的VTEP，給定站點(diǎn)可能無法從其它站點(diǎn)路由。最后，雖然控制協(xié)議(例如，邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(“BGP”))可以在站點(diǎn)內(nèi)運(yùn)行，但是客戶可能拒絕在站點(diǎn)之間運(yùn)行這樣的協(xié)議過程；因此，跨多個(gè)站點(diǎn)的段修剪可能需要使用數(shù)據(jù)路徑方法而不是控制協(xié)議來處理。
[0018]雖然在VXLAN網(wǎng)關(guān)(與Nexus 1000V交換機(jī)一起使用，Nexus 1000V交換機(jī)可從加利福尼亞州圣何塞的思科系統(tǒng)公司獲得)的上下文中描述了下文所描述的實(shí)施例，本文所描述的技術(shù)適用于任何其它虛擬或物理交換機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，兩種類型的VXLAN網(wǎng)關(guān)通過虛擬干線鏈路被連接或被配對(duì)以促進(jìn)跨多個(gè)站點(diǎn)的VXLAN擴(kuò)展。該概念使用站點(diǎn)2作為示例在圖2中被示出。在站點(diǎn)2的網(wǎng)關(guān)元件ISGW2中，多個(gè)VXLAN網(wǎng)關(guān)虛擬機(jī)成對(duì)地被部署。它們被分為兩種類型，內(nèi)部網(wǎng)關(guān)和外部網(wǎng)關(guān)。內(nèi)部VXLAN網(wǎng)關(guān)連接到站點(diǎn)內(nèi)的VTEP并且可以運(yùn)行諸如BGP之類的控制協(xié)議或使用到虛擬以太網(wǎng)模塊(VEM)的