[发明专利]逻辑路由器

说明书

本发明公开涉及逻辑路由器。一些实施例提供了包括用于托管若干个虚拟机的若干个主机机器和用于互连主机机器的物理网络的系统。每个主机机器包括受管理的物理交换元件(MPSE)，其包括用于执行去向和来自一组在主机机器上运行的虚拟机的分组的链路层转发的若干个端口。每个端口与唯一的媒体访问控制(MAC)地址相关联。每个主机机器包括受管理的路由元件(MPRE)，用于从MPSE的端口接收数据分组和执行网络层路由，以便将接收到的数据分组从第一网络段的第一虚拟机转发到第二网络段的第二虚拟机。

背景技术

在网络虚拟化环境中，部署在管理程序上的较常见的应用之一是3层(3-tier)应用，其中网络层、数据库层和应用层在不同的L3子网上。这需要穿过一个子网中的一个虚拟机(VM)到另一个子网中的另一个虚拟机的IP分组首先到达L3路由器，然后被转发到目的地VM。即使目的地VM被托管在与发端VM相同的主机机器上，也是这种情况。

这产生了不必要的网络流量并且导致较高的延迟和较低的吞吐量，这显著地降低了在管理程序上运行的应用的性能。一般而言，只要任何两个VM是彼此通信的两个不同IP子网，这种性能降低就会发生。

图1示出了通过网络虚拟化基础设施实现的逻辑网络100，其中在不同段或子网上的虚拟机(VM)通过共享路由器110进行通信。如所示出的，VM 121-129在主机机器131-133上运行，这些主机机器是通过物理网络105通信地链接的物理机器。

VM在网络的不同段中。具体而言，VM 121-125在网络的段A中，VM 126-129在网络的段B中。在网络的相同段中的VM能够利用链路层(L2)协议彼此通信，而在网络的不同段中的VM不能利用链路层协议彼此通信，并且必须通过网络层(L3)路由器或网关彼此通信。在不同主机机器中操作的VM通过物理网络105中的网络流量彼此通信，无论它们是否处于相同的网络段中。

主机机器131-133正在运行实现软件交换机的管理程序，其允许在同一主机机器内的相同段中的VM彼此本地通信而无需经过物理网络105。但是，属于不同段的VM必须经过只有在物理网络的后面才能到达的L3路由器，诸如共享路由器110。即使在相同主机机器中操作的VM之间也是这种情况。例如，VM 125和VM 126之间的流量必须经过物理网络105和共享路由器110，即使它们两者都在主机机器132上操作。

所需要的是用于在VM可以运行的每个主机处转发L3分组的分布式路由器。该分布式路由器应该使得能够在本地(即，在起始管理程序处)转发数据分组，使得在源VM和目的地VM之间恰好只有一跳。

发明内容

为了便于在虚拟化网络环境中的主机机器上运行的逻辑网络的虚拟机(VM)之间的L3分组转发，一些实施例定义了用于逻辑网络的逻辑路由器或者逻辑路由元件(LRE)。在一些实施例中，LRE跨其逻辑网络的主机机器分布式地操作为虚拟分布式路由器(VDR)，其中每个主机机器将其自己的LRE的本地实例操作为受管理的物理路由元件(MPRE)，用于为在那个主机上运行的VM执行L3分组转发。在一些实施例中，MPRE允许在同一主机机器上运行的VM之间的分组的L3转发在主机机器处本地执行，而不必经过物理网络。一些实施例定义了用于不同租户的不同LRE，并且主机机器可以将不同的LRE操作为多个MPRE。在一些实施例中，在同一主机机器上运行的用于不同租户的不同MPRE在受管理的物理交换元件(MPSE)上共享同一端口和同一L2MAC地址。

在一些实施例中，LRE包括一个或多个逻辑接口(LIF)，每个逻辑接口用作到网络的特定段的接口。在一些实施例中，每个LIF可以通过其自己的IP地址寻址并且用作其网络的特定段的网络节点(例如，VM)的缺省网关或ARP代理。每个网络段具有其自己的到LRE的逻辑接口，并且每个LRE具有其自己的一组逻辑接口。每个逻辑接口具有在网络虚拟化基础设施内唯一的、其自己的标识符(例如，IP地址或覆盖网络标识符)。