[發(fā)明專利]一種基于SDN的云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)虛擬化實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310717536.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103905523A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅登亮;顏秉珩;董青;張俊;常建忠;閆冬冬;栗麗霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浪潮（北京）電子信息產(chǎn)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): H04L29/08
• 分類號(hào): H04L29/08;H04L12/813;H04L12/931
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 王丹;栗若木

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及云計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于SDN的云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)虛擬化實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)為數(shù)據(jù)中心用戶帶來(lái)的極大的經(jīng)濟(jì)利益，虛擬化顯著縮短server部署時(shí)間、提高server利用率，提高服務(wù)水平，降低資本支出和運(yùn)營(yíng)成本；但是虛擬化技術(shù)帶來(lái)每個(gè)機(jī)架20臺(tái)server到每個(gè)機(jī)架200臺(tái)VMs的改變，這為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，包括更高的帶寬和更低的延遲、服務(wù)器節(jié)點(diǎn)和VM規(guī)模的增加、VM間通信管理、跨數(shù)據(jù)中心站點(diǎn)間的二層互聯(lián)以承載虛擬機(jī)遷移等；因?yàn)閭鹘y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)無(wú)法逾越的障礙，用戶無(wú)法實(shí)現(xiàn)最終的網(wǎng)絡(luò)虛擬化和云計(jì)算。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建使用的是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，具有靜止、不靈活和無(wú)法滿足虛擬化云數(shù)據(jù)中心動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn)；雖然VM可以通過(guò)用戶自我配置功能迅速完成資源配置，但是網(wǎng)絡(luò)資源仍需手工配置靜態(tài)策略和定義規(guī)則，因此，當(dāng)用戶創(chuàng)建新云業(yè)務(wù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)就是瓶頸，這可能會(huì)導(dǎo)致新業(yè)務(wù)部署推遲數(shù)日到數(shù)周。

如果部署的業(yè)務(wù)為了滿足靈活性和HA，需要跨越多個(gè)數(shù)據(jù)中心，手動(dòng)配置隧道和各協(xié)議層將是非常麻煩的事，數(shù)據(jù)中心管理員一直困擾于傳統(tǒng)L2到L4層網(wǎng)絡(luò)分段機(jī)制導(dǎo)致的擴(kuò)展性限制。大L2層VLANs域受STP、廣播風(fēng)暴和最大4096個(gè)VLAN限制。如果將L3層網(wǎng)絡(luò)分段特性降至rack中會(huì)限制VM遷移和消弱云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)。因此，L2和L3層網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的不靈活性和局限性導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心計(jì)算和存儲(chǔ)資源利用率不高，并導(dǎo)致過(guò)高的電能消耗。

云計(jì)算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)相比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)有了很大變化：Server和Server間的流量成為主流，并且以二層流量為主；站點(diǎn)內(nèi)部物理服務(wù)器和虛擬機(jī)數(shù)量增大，導(dǎo)致二層拓?fù)渥兇螅粩U(kuò)容、災(zāi)備和VM遷移要求數(shù)據(jù)中心多站點(diǎn)間大二層互通；數(shù)據(jù)中心多站點(diǎn)的選路問(wèn)題受大二層互通影響更加復(fù)雜。

軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN，Software-defined?networking）將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制平面從嵌入式節(jié)點(diǎn)分離至軟件平臺(tái)，由軟件驅(qū)動(dòng)的控制器（Controller）自動(dòng)化控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它以開(kāi)放軟件的模式替代傳統(tǒng)基于嵌入式且不夠靈活的控制平面，軟件定義網(wǎng)絡(luò)是新的網(wǎng)絡(luò)控制平面實(shí)現(xiàn)方法，它適應(yīng)降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度、虛擬化和云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)需求；一個(gè)軟件定義的可控的互聯(lián)網(wǎng)，除了更加靈活以外，通過(guò)恰當(dāng)?shù)目刂扑惴ǎ瑢⒋蟠筇岣呔W(wǎng)絡(luò)自身的健壯性、運(yùn)行效率以及安全性。

目前，針對(duì)基于SDN的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)虛擬化，還沒(méi)有有效的實(shí)施方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于SDN的云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)虛擬化實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)，以解決上述問(wèn)題。

本發(fā)明提供一種基于SDN的云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)虛擬化實(shí)現(xiàn)方法。上述方法包括以下步驟：

控制器代理FlowVisor根據(jù)預(yù)設(shè)策略分別處理來(lái)自控制器Controller、Openflow交換機(jī)的消息；其中，所述Openflow交換機(jī)通過(guò)與所述控制器代理與所述控制器之間的通信采用Openflow協(xié)議。

本發(fā)明還提供一種基于SDN的云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)虛擬化實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，包括：Openflow交換機(jī)、控制器Controller、控制器代理FlowVisor；所述Openflow交換機(jī)通過(guò)所述控制器代理與所述控制器相連；所述Openflow交換機(jī)通過(guò)與所述控制器代理與所述控制器之間的通信采用Openflow協(xié)議。

本發(fā)明通過(guò)SDN實(shí)現(xiàn)了云計(jì)算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)虛擬化，基于SDN的網(wǎng)絡(luò)虛擬化包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層虛擬化和控制層代理虛擬化，該方案為云業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)配置虛擬網(wǎng)段，使用戶網(wǎng)絡(luò)如同其它云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施一樣的靈活，從而顯著提升數(shù)據(jù)中心自動(dòng)化程度和業(yè)務(wù)的靈活性，提高VM的密度，降低資本消耗和運(yùn)營(yíng)開(kāi)銷，消除傳統(tǒng)物理或區(qū)域隔離機(jī)制的限制，數(shù)據(jù)中心管理員可實(shí)現(xiàn)最佳的VM密度和最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例1的SDN網(wǎng)絡(luò)虛擬化之前運(yùn)行于控制器的網(wǎng)絡(luò)虛擬化示意圖；

圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例2的SDN網(wǎng)絡(luò)虛擬化之后運(yùn)行于控制器的網(wǎng)絡(luò)虛擬化示意圖；

圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例3的SDN網(wǎng)絡(luò)虛擬化結(jié)構(gòu)圖；

圖4所示為本發(fā)明實(shí)施例4的FlowVisor實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化示意圖；

圖5所示為本發(fā)明實(shí)施例5的Openflow交換機(jī)示意圖；

圖6所示為本發(fā)明實(shí)施例6的Floodlight組件構(gòu)成圖；