[发明专利]一种实现二层网络的扩展方法及扩展的二层网络

说明书

技术领域

本发明涉及二层网络，尤其涉及一种实现二层网络的扩展方法及扩展的二层网络。

背景技术

目前的IP局域网络中，IPV4采用ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)，IPV6采用NDP(Neighbor Discovery Protocol，邻居发现协议)来获知二层网络的地址。两者在地址发现的机制上基本相同，都采用二层广播的方式来获知目的IP地址所对应的数据链路层地址。对于以太网，数据链路层地址对应于MAC(Media Access Control，媒体接入控制)地址。每个主机都维护有独立缓存，并预设老化定时时间，发送IP报文时，对于本机缓存中没有记录的目的IP地址，必须在局域网中广播一个ARP/NDP报文查询目的IP地址所对应的数据链路层地址。

当局域网内主机数目非常多时，比如大型数据中心，甚至是采用L2VPN(二层虚拟专用网)技术连接起来的跨地域的L2VPN，其主机数目可以达到数千台乃至数万台，虚拟化技术的应用使得这一情况更加恶化，利用虚拟化技术，一台物理机可以支持数十个虚拟主机，未来可以支持多达数百个虚拟主机，每个虚拟主机有自己独立的IP地址和MAC地址。虽然可以采用VLAN(虚拟局域网)划分的方式来进行广播风暴的隔离(VLAN包含基于端口的VLAN和基于MAC的VLAN)，但是由于虚拟化技术带来的虚拟机迁移技术要求主机本身、IP地址和MAC地址完全可浮动，导致基于端口的VLAN和基于MAC的VLAN均无法使用。

OTV(Overlay Transport Virtualization，叠加网传输虚拟化)技术，相比较普通的L2VPN技术，其L2VPN不同站点间的广播风暴是隔离的，广播局限在同一个物理位置的数据中心内部。但是即使是一个数据中心内部，虚拟主机的数量仍然可以达到数万乃至数十万台，ARP/NDP广播仍然会极大影响网络的性能，同时每个二层交换机的MAC转发表的规模也有限，很难支持如此大规模的二层网络。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种实现二层网络扩展的方法及扩展的二层网络，解决主机在获取目的IP地址对应的MAC地址的过程中，产生广播风暴的问题。

为解决上述技术问题，本发明的一种实现二层网络扩展的方法，在运营商网络中设置地址解析服务器(ARS)，在数据中心中的物理服务器上设置虚拟交换机；

所述虚拟交换机在所述物理服务器中的虚拟机上电后，向所述ARS注册所述虚拟机的IP地址与自身MAC地址的对应关系；

所述ARS记录所述虚拟交换机注册的虚拟机的IP地址与该虚拟交换机的MAC地址的对应关系，供其他虚拟机查询；

所述物理服务器中的虚拟机根据通信对端的IP地址从所述ARS查询该IP地址对应的MAC地址，通过该MAC地址与所述通信对端进行报文交互。

进一步地，所述虚拟交换机向所述ARS注册所述虚拟机的IP地址与自身MAC地址的对应关系包括：

所述虚拟交换机在所述虚拟机上电后记录该虚拟机的IP地址与MAC地址的对应关系，并向该虚拟交换机归属的接入服务路由器(ASR)注册所述虚拟机的IP地址与该虚拟交换机的MAC地址的对应关系；

所述ASR记录所述虚拟机的IP地址与所述虚拟交换机的MAC地址的对应关系，并向所述ARS注册该对应关系以及该ASR的地址。

进一步地，所述ARS记录所述虚拟交换机注册的虚拟机的IP地址与该虚拟交换机的MAC地址的对应关系时，还对应地记录所述ASR的地址。

进一步地，所述物理服务器中的虚拟机根据通信对端的IP地址从所述ARS查询该IP地址对应的MAC地址包括：

所述物理服务器中的虚拟机发送MAC地址解析广播请求，该物理服务器中的虚拟交换机将该广播请求转换为单播的查询请求，采用该单播的查询请求从所述ARS查询所述通信对端的IP地址对应的MAC地址。

进一步地，所述虚拟交换机机采用该单播的查询请求从所述ARS查询所述通信对端的IP地址对应的MAC地址包括：

所述虚拟交换机将所述单播的查询请求发送给该虚拟交换机归属的ASR，通过该ASR查询所述通信对端的IP地址对应的MAC地址；