[發明專利]基于SDN的Kubernetes網絡管理系統與方法

有效

• 申請號: 201710965670.0
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107947961B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 錢譽
• 申請（專利權）人: 上海數訊信息技術有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24
• 代理公司: 上海百一領御專利代理事務所(普通合伙) 31243
• 代理人: 王奎宇;甘章乖

1.一種基于SDN的Kubernetes網絡管理系統，其中，該系統包括：

控制裝置，用于提供管理、控制和虛擬網絡的分析功能，其中，該裝置包括配置模塊、控制模塊和分析模塊，所述配置模塊用于提供應用接口服務，所述控制模塊用于提供所述系統的集中控制和管理，并與虛擬路由裝置協調工作，所述分析模塊用于響應Kubernetes應用的網絡信息查詢請求；

虛擬路由裝置，用于提供虛擬覆蓋網絡，分發虛擬機和Kubernetes節點間的映射，其中，該裝置包括虛擬路由代理模塊和虛擬路由轉發模塊；所述虛擬路由代理模塊用于提供虛擬路由的控制，實現控制平面；所述虛擬路由轉發模塊用于提供數據包轉發服務，從所述控制模塊接收其所有的路由狀態信息，并通過隧道技術將數據包從虛擬機轉發到其他虛擬機；

所述配置模塊包括API服務器單元、消息總線單元、模式轉換器單元和服務監控單元，其中，所述API服務器單元用于為Kubernetes云編排程序配置系統提供北向REST API接口，所述消息總線單元用于實現模塊內部各單元間的信息交互，所述模式轉換器單元用于將高級數據模型編譯為所述虛擬路由裝置和物理網關路由器支持的低級模型，所述服務監控單元用于管理服務鏈接和負載均衡；

所述控制模塊包括域名解析單元、網關交互單元、消息服務器單元和Proxies單元，其中，所述域名解析單元使用域名解析技術實現對網絡域名的映射，所述網關交互單元通過使用網關協議實現多個控制模塊實例之間的連接互通，所述虛擬路由裝置通過所述消息服務器單元實現的消息機制鏈接多個控制模塊實例來進行冗余保護，所述Proxies單元在處理特定請求時作為計算類型節點通過所述消息服務器單元發送XMPP消息；

所述分析模塊包括API服務器單元、隊列引擎單元、收集器單元、緩存單元和告警發生器單元，其通過所述收集器單元與所述虛擬路由裝置、所述控制模塊、所述配置模塊相連接。

2.根據權利要求1所述的網絡管理系統，其中，所述配置模塊用于提供北向接口、南向接口和東西向接口，所述北向接口用于與Kubernetes應用進行連接，所述南向接口用于與虛擬路由裝置或者物理路由設備進行連接，所述東西向接口用于與其他對等控制裝置進行連接。

3.根據權利要求1所述的網絡管理系統，其中，所述虛擬路由轉發模塊用于從控制模塊接收其所有的路由狀態信息。

4.根據權利要求1所述的網絡管理系統，其中，所述虛擬路由轉發模塊用于通過隧道技術將數據包從虛擬機轉發到其他虛擬機，所述隧道技術包括MPLS over GRE/UDP隧道和/或VXLAN隧道。

5.根據權利要求1所述的網絡管理系統，其中，所述虛擬路由裝置用于分發虛擬機和Kubernetes節點間的映射。

6.根據權利要求1所述的網絡管理系統，其中，所述虛擬路由裝置使用mplsd UDP封裝來實現虛擬機間的鏈接。

7.一種根據權利要求1所述的系統實現Kubernetes網絡管理的方法，其中，該方法包括：

所述控制裝置中的分析模塊監聽Kubernetes應用中的北向接口API消息；

在接收到Kubernetes應用中的北向接口API消息時，所述分析模塊解析所述消息獲取對虛擬網絡的操作請求，具體包括：所述分析模塊從北向接口API消息中獲取要查詢的操作請求，并通過數據庫查詢獲取對虛擬網絡的操作請求；

所述分析模塊將解析得到的虛擬網絡操作請求提交給所述控制裝置中的控制模塊；

所述控制模塊通過所述虛擬路由裝置將虛擬網絡映射到物理網絡，并在相應物理網絡設備上執行網絡請求，具體包括：所述控制模塊將虛擬網絡操作請求提交給所述虛擬路由裝置；所述虛擬路由裝置獲取所述虛擬網絡操作請求中的虛擬網絡，并通過查詢虛擬網絡與物理網絡間的映射將虛擬網絡操作請求轉換為物理網絡操作請求；所述虛擬路由裝置將所述物理網絡操作請求通過虛擬路由轉發模塊轉發到對應的物理網絡設備上執行。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，該方法還包括：

將物理網絡設備上執行網絡請求的結果返回給Kubernetes應用。