[发明专利]基于流表的数据传送方法

说明书

本发明涉及一种基于流表的数据传送方法，包括：将流表下发到第一虚拟交换机，以使得第一虚拟交换机对应的外部接口配置成接收来自外部装置的ARP请求；第一虚拟交换机基于流表生成对ARP请求的相应ARP响应；外部接口接收来自外部装置的数据包；确定数据包的目的虚拟机是否处于第一节点对应的物理机；若目的虚拟机处于不同于第一节点的第二节点对应的物理机，则第一虚拟交换机将数据包转发至第二虚拟交换机。其能够可靠而高效地实现数据包在各终端与外部装置之间的双向传递，以及使得分布式路由通信方案能够最大程度地发挥功效。

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，更具体地说，涉及一种基于流表的数据传送方法。

背景技术

路由器(Router)是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器的路由功能来完成。如图1所示。

不同子网下的计算机通信都必须通过路由器完成。在软件SDN的网络实现中，路由功能是通过软件的机制来实现的，具体可以分为集中式路由和分布式路由两种形式。

(1)集中式路由

在集中式路由机制中东西向流量(不同network之间的流量)以及南北向流量(内部network与外部网络之间的流量)都要通过路由器。路由器的核心位置使其成为了网络中的一个瓶颈。为了解决这一问题，提出了分布式路由机制。

(2)分布式路由

分布式路由机制则在每个节点上都使能一个路由器。对于东西向的流量，流量会直接在计算节点之间传递。对于南北向的流量，如果有浮动IP，流量就直接走计算节点。如果没有浮动IP，则会走网络节点。分布式路由在处理没有浮动IP的流量时，还是会走集中的网络节点，在本质上还是集中式路由模式。

在软件SDN方案中，分布式路由的功能实现都是基于流表来实现的。下面就以openflow流表和执行该流表的虚拟交换机为例，概述一下传统基于openflow流表的分布式路由的问题。软件SDN南北向流量通信的逻辑图如图2所示。

一个网络内的虚拟机(例如，相当于网络终端)与外部网络通信的数据流都需要通过路由器。而在软件SDN方案中，将该逻辑图映射为物理结构图，如图3所示。可以看出，同网段的虚拟机可能会分布于不同的路由器下。虚拟机在与外部网络通信时，数据包走到虚拟交换机上时，虚拟交换机会将数据包的源IP地址转换为唯一与该虚拟机对应的浮动IP。如v1在与外部网络通信时，从v1中出来的数据包的源IP地址还是v1的IP地址，即10.0.0.1，那么数据包到了虚拟交换机上之后，虚拟交换机根据该数据包的目的IP地址判断出这是v1与外部网络通信的数据包，这时虚拟交换机中就会有相应的流表对该数据包的源IP地址字段进行转换，将10.0.0.1转换为172.16.1.1，也就是v1的浮动IP。那么对于外部网络来说，v1的IP地址也就变为了172.16.1.1。

因为浮动IP与虚拟机之间是一一对应的，所以外部网络在进行回包的时候，就可以通过浮动IP找到v1所在的位置，从而将返回数据包送回至v1。但是如果v1没有浮动IP，它主动向发布网络发送的数据是能够送至对方，但是对方的返回包无法送至v1，这是因为v1的数据包是以其内网地址10.0.0.1作为源IP地址的，而其内网地址不为外部网络所认知。所以只能通过外部网络配置静态路由的方式将回程流量引导到外部接口，然后通过该接口送至平台内部。

然而，在现有分布式路由架构设计中，该外部接口甚至可能没有接收外部网络数据的功能。如图3所示，路由器与外网的接口在映射到物理架构中时其实已经分布于每个节点上，也就是说，每个节点都会有一个IP地址为172.16.1.100的外部接口。从而，将外部的数据包经由节点(节点1,2)再经由子网(Net1，Net2)准确地送回相应的、不具有浮动IP的本地端虚拟机(V1-V6)仍存在困难。

发明内容