CN106572014A - 虚拟化网络系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种虚拟化网络系统，该虚拟化网络系统包括：第一计算节点，第一计算节点包括设置于第一虚拟网络中的第一虚拟机和第一路由模块；第二计算节点，第二计算节点包括设置于第二虚拟网络中的第二虚拟机和第二路由模块；其中，第一虚拟机通过第一路由模块通信连接于第二虚拟机。本发明通过在各个计算节点均设置一个路由模块，使设置于不同计算节点中的虚拟机可以不通过网络节点进行通信，能够提高大规模网络的网络传输效率。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟化网络技术领域，具体来说，涉及一种虚拟化网络系统。
背景技术
在传统的虚拟化网络系统中，虚拟路由都是集中式的，其拓扑结构如图1所示。在这种环境下，所有进出网络的数据包都需要进入网络节点Network Node，这样就造成网络节点Network Node会成为网络处理的瓶颈。参考图1所示，其中的计算节点(ComputeNode1，Compute Node2)只处理二层网络的问题，DHCP(Dynamic Host ConfigurationProtocol，动态主机配置协议)和三层网络的处理都在网络节点Network Node上的路由器Router进行处理；计算节点(Compute Node1，Compute Node2)中均包括多个虚拟机(VM1，VM2，VM3，VM4)，多个虚拟机(VM1，VM2，VM3，VM4)发送的数据包都要经由网络节点NetworkNode上的路由器Router进行处理，并经由隧道Tun和(或)外部物理网络(Ext)才能进行传输。
这样同一租户下的不同网络通信就都要经过网络节点进行路由，虚拟机访问外网以及外网访问虚拟机也都需要经过网络节点。由此在大规模网络部署的情况下，网络节点必然会成为网络通信的瓶颈，就会导致网络传输效率较低，而同时计算节点的带宽资源将被浪费。
针对相关技术中所有进出网络的数据包都由网络节点进行处理的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中所有进出网络的数据包都由网络节点进行处理而导致在大规模网络中网络传输效率低的问题，本发明提出一种虚拟化网络系统，能够提高大规模网络的网络传输效率。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明的一个方面，提供了一种虚拟化网络系统，包括：第一计算节点，第一计算节点包括设置于第一虚拟网络中的第一虚拟机和第一路由模块；第二计算节点，第二计算节点包括设置于第二虚拟网络中的第二虚拟机和第二路由模块；其中，第一虚拟机通过第一路由模块通信连接于第二虚拟机。
优选地，第二虚拟机通过第二路由模块通信连接于第一虚拟机。
优选地，隧道，通信连接于第一路由模块和第二虚拟机之间。
优选地，第一虚拟机用于将数据包发送至第一路由模块；第一路由模块用于将数据包依次经由隧道与第一计算节点连接的第一隧道终端和隧道与第二计算节点连接的第二隧道终端发送至第二虚拟机。
优选地，还包括：物理网络；以及网络节点，网络节点包括网络路由模块。
优选地，在第一虚拟机设置浮动IP地址的情况下，第一虚拟机通过第一路由模块通信连接于物理网络。
优选地，在第一虚拟机没有设置浮动IP地址的情况下，第一虚拟机通过网络路由模块通信连接于物理网络。
优选地，第一虚拟机用于将数据包发送至第一路由模块；第一路由模块用于将数据包经由隧道发送至网络路由模块；网络路由模块用于对数据包的源地址进行变换后发送至物理网络。
本发明通过在各个计算节点均设置一个路由模块，使设置于不同计算节点中的虚拟机可以不通过网络节点进行通信，能够提高大规模网络的网络传输效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的虚拟化网络系统的框图示意图；
图2是根据本发明实施例的虚拟化网络系统的框图示意图；
图3是根据本发明实施例的虚拟化网络系统的虚拟机通信过程的流程示意图；
图4是根据本发明实施例的虚拟化网络系统的虚拟机与物理网络通信过程的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种虚拟化网络系统。
如图2所示，根据本发明实施例的虚拟化网络系统包括：
第一计算节点Compute Node 1，第一计算节点Compute Node 1包括设置于第一虚拟网络中的第一虚拟机VM11和第一路由模块Router 1；
第二计算节点Compute Node 2，第二计算节点Compute Node 2包括设置于第二虚拟网络中的第二虚拟机VM22和第二路由模块Router 2；
其中，第一虚拟机VM11通过第一路由模块Router 1通信连接于第二虚拟机VM22。，第一计算节点Compute Node 1还可以包括其它多个虚拟机(第三虚拟机V12)，第二计算节点Compute Node 2还可以包括其它多个虚拟机(第四虚拟机V21)，图2中仅示出了第一计算节点Compute Node 1和第二计算节点Compute Node 2均包括两个虚拟机的情况，可以根据实际需要分别对第一计算节点Compute Node 1和第二计算节点Compute Node 2中虚拟机的数量进行设置；同样地，图2中仅示出了包括两个计算节点的情况，也可以根据实际需要对计算节点的数量进行扩展。
其中，第一虚拟机VM11和第四虚拟机V21设置于第一虚拟网络中，第二虚拟机VM22和第三虚拟机V12设置于第二虚拟网络中。在第一路由模块Router 1和第二路由模块Router 2均设置第一虚拟网络的网关地址为10.0.1.1且第二虚拟网络的网关地址为10.0.2.1。
同样参考图2，根据本发明实施例的虚拟化网络系统还包括：隧道Tun，通信连接于第一路由模块Router 1和第二虚拟机之间VM22。第一虚拟机VM11可以将数据包发送至第一路由模块Router 1；第一路由模块Router 1用于将数据包依次经由隧道Tun与第一计算节点Compute Node 1连接的第一隧道终端和隧道与第二计算节点连接的第二隧道终端发送至第二虚拟机VM22。
具体的，如图3所示为设置于不同虚拟网络中的虚拟机之间的通信过程的流程示意图，包括以下步骤：步骤11，数据包从第一虚拟机VM11发送至第一网桥br-int1；步骤12，第一网桥br-int1将数据包发送至第一路由模块Router 1；步骤13，从第一路由模块Router1的10.0.2.1端口重新进入第一网桥br-int1；步骤14，经过第一网桥br-int1从第一VTEP(VXLAN隧道终端，VXLAN Tunneling End Point)端口172.16.1.2出发到第二计算节点Compute Node 2的第二VTEP端口172.16.1.3；步骤15，经过第二计算节点Compute Node 2的第二网桥br-int2后进入第二虚拟机VM22中。
进一步地，上述虚拟机之间的通信过程可以通过第一路由模块Router 1的以下路由条目来实现：
10.0.1.0/24dev qr-517bdba3-b1proto kernel scope link src 10.0.1.1 (1)
10.0.2.0/24dev qr-f849ae46-48proto kernel scope link src 10.0.2.1 (2)
其中，端口qr-517bdba3-b1为10.0.1.1这个地址所在的端口，端口qr-f849ae46-48为10.0.2.1这个地址所在的端口；通过路由条目(1)可以实现目标地址为10.0.1.0/24的数据包从10.0.1.1所在的端口发送出去，同样地，通过路由条目(2)可以实现目标地址为10.0.2.0/24的数据包从10.0.2.1所在的端口发送出去。
如图2所示，本发明的虚拟化网络系统还包括：物理网络Ext和网络节点NetworkNode，网络节点Network Node包括网络路由模块SNat。在第一虚拟机VM11没有设置浮动IP地址的情况下，第一虚拟机VM11通过网络路由模块SNat通信连接于物理网络Ext。
根据本发明的一个实施例，本发明的虚拟化网络系统还包括：物理网络Ext。进一步地，在第一虚拟机VM11设置浮动IP地址的情况下，第一虚拟机VM11通过第一路由模块Router 1通信连接于物理网络Ext。更进一步地，第一虚拟机VM11将数据包发送至第一路由模块Router 1；第一路由模块Router 1将数据包经由隧道Tun发送至网络路由模块SNat；网络路由模块SNat用于对数据包的源地址进行变换后发送至物理网络Ext。
参考图4所示为虚拟机与物理网络通信过程的流程示意图。其中，由各个虚拟机发送至物理网络Ext的数据包，最后都要通过网络路由模块SNat进行源地址转换后再发送至物理网络Ext。其中，第一计算节点Compute Node 1、第二计算节点Compute Node 2和网络节点Network Node中均包括一个通信连接于物理网络Ext的第二端口br-ext、和一个通信连接于隧道Tun的第一端口br-tun。
需要说明的是，在网络路由模块SNat中第一虚拟网络的网关地址和第二虚拟网络的网关地址与计算节点(第一计算节点Compute Node 1和第二计算节点Compute Node 2)中相应的网关地址不同，在网络路由模块SNat中对应于第一虚拟网络和第二虚拟网络分别配置了网关地址为10.0.1.21和10.0.2.21。以第一虚拟机VM11与物理网络Ext进行通信为例，在第一路由模块Router 1上的路由规则设计如下：
0: from all lookup local
32766:from all lookup main
32767:from all lookup default
1359066113: from 10.0.1.11/24lookup 1359066113
1526838273: from 10.0.2.11/24lookup 1526838273
以上路由规则的整体含义是源地址为10.0.1.11/24的数据包默认进入下一条地址为10.0.1.21地址的路由模块，端口qr-517bdba3-b1为10.0.1.1这个地址所在的端口。参考图4可以看出10.0.1.21这个地址在第一虚拟网络的网络节点上(未示出)。
下面说明一下网络路由模块SNat的源地址转换规则和路由规则。
网络路由模块SNat的源地址转换规则如下：
-A-snat-s 10.0.1.0/24-j SNAT--to-source 192.16.1.11
即经过网络路由模块SNat的源地址转换规则后，数据包的源地址被转换成了192.168.1.11。
网络路由模块SNat的路由规则如下：
0:from all lookup local
32766:from all lookup main
32767:from all lookup default
进一步地，设置main表如下：
192.16.1.0/24dev qg-32878e35-a2proto kernel scope link src192.16.1.11
经过以上源地址转换规则和路由规则可以看出，数据包经网络路由模块SNat后，可以被发送至物理网络Ext。具体地，包括如下过程：步骤21，数据包从第一虚拟机VM11发送至第一网桥br-int1；步骤22，第一网桥br-int1将数据包发送至第一路由模块Router 1；步骤23，从第一路由模块Router 1的10.0.2.1端口重新进入第一网桥br-int1；步骤24，经过第一网桥br-int1从第一VTEP端口172.16.1.2出发到网络节点Network Node的网络节点VTEP端口172.16.1.1；步骤25，经过网络节点Network Node中的网络节点网桥br-int后进入网络路由模块SNat中；步骤26，数据包由网络路由模块SNat发送至物理网络Ext。
根据本发明的一个实施例，第二虚拟机VM22通过第二路由模块Router 2通信连接于第一虚拟机VM11。具体的实施方式与第一虚拟机VM11通过第一路由模块Router 1通信连接于第二虚拟机VM22的实施方式相同，此处不再赘述。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过在各个计算节点均设置一个路由模块，使设置于不同计算节点中的虚拟机可以不通过网络节点进行通信；使虚拟机在配置了浮动IP情况下，虚拟机与外网的通信不需要通过网络节点；虚拟机在没有配置浮动IP情况下，虚拟机与外网的通信才需要通过网络节点进行处理，从而提高了大规模网络的网络传输效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种虚拟化网络系统，其特征在于，包括：
第一计算节点，所述第一计算节点包括设置于第一虚拟网络中的第一虚拟机和第一路由模块；
第二计算节点，所述第二计算节点包括设置于第二虚拟网络中的第二虚拟机和第二路由模块；
其中，所述第一虚拟机通过所述第一路由模块通信连接于所述第二虚拟机。
2.根据权利要求1所述的虚拟化网络系统，其特征在于，
所述第二虚拟机通过所述第二路由模块通信连接于所述第一虚拟机。
3.根据权利要求2所述的虚拟化网络系统，其特征在于，还包括：
隧道，通信连接于所述第一路由模块和所述第二虚拟机之间。
4.根据权利要求3所述的虚拟化网络系统，其特征在于，
所述第一虚拟机用于将数据包发送至所述第一路由模块；
所述第一路由模块用于将所述数据包依次经由所述隧道与所述第一计算节点连接的第一隧道终端和所述隧道与所述第二计算节点连接的第二隧道终端发送至所述第二虚拟机。
5.根据权利要求3所述的虚拟化网络系统，其特征在于，还包括：
物理网络；以及
网络节点，所述网络节点包括网络路由模块。
6.根据权利要求5所述的虚拟化网络系统，其特征在于，
在所述第一虚拟机设置浮动IP地址的情况下，所述第一虚拟机通过所述第一路由模块通信连接于所述物理网络。
7.根据权利要求6所述的虚拟化网络系统，其特征在于，
在所述第一虚拟机没有设置浮动IP地址的情况下，所述第一虚拟机通过所述网络路由模块通信连接于所述物理网络。
8.根据权利要求7所述的虚拟化网络系统，其特征在于，
所述第一虚拟机用于将数据包发送至所述第一路由模块；
所述第一路由模块用于将所述数据包经由所述隧道发送至所述网络路由模块；
所述网络路由模块用于对所述数据包的源地址进行变换后发送至所述物理网络。
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