CN108199946B - 数据转发方法及通信系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种数据转发方法及通信系统，通信系统包括两个近端隧道节点其中，两个近端隧道节点拥有共同的远端隧道节点；方法包括：两个近端隧道节点中的一个作为第一近端隧道节点若检测到与远端隧道节点之间的BGP邻居状态断开，则向作为第二近端隧道节点的另一个近端隧道节点发送第一通知；若第二近端隧道节点检测到与远端隧道节点之间保持BGP邻居状态，则应用预设的水平转发规则，使该第二近端隧道节点可以将第一近端隧道节点发送的数据转发至远端隧道节点。如此，解决了因为BGP邻居关系断开导致第一近端隧道节点与远端隧道节点之间数据转发失败的问题。

Description

数据转发方法及通信系统

技术领域

本公开涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种数据转发方法及通信系统。

背景技术

以太网虚拟专用网络(Ethernet Virtual Private Network，简称EVPN)是一种二层虚拟专用网络(Virtual Private Network，简称VPN)技术。通EVPN可以基于已有的服务提供商或企业IP网络，采用虚拟扩展局域网(Virtual Extensible LAN，简称VXLAN)为物理上分散在不同位置的终端设备提供二层互联。通过EVPN网关也可以为不同的子网提供三层互联，并为其提供与外部网络的三层互联。

例如，在EVPN组网中，由多个VXLAN隧道节点(VXLAN Tunnel End Point，简称VTEP)通过虚拟隧道互联组成VXLAN，这些VTEP在控制平面采用边界网关协议(BorderGateway Protocol，简称BGP)邻居关系，互为BGP邻居的两个隧道节点可以通过BGP交互彼此获取的用户终端的MAC信息以用于进行数据转发。在数据平面EVPN采用VXLAN封装方式转发报文。物理上分散在不同位置终端设备通过分别接入这些VTEP实现二层互联，或者将VTEP作为网关实现不同的子网提供三层互联。

发明内容

第一方面，本公开提供一种数据转发方法，应用于包括两个近端隧道节点的通信系统，其中，所述两个近端隧道节点拥有共同的远端隧道节点，所述两个近端隧道节点以及所述远端隧道节点中的任意两个互为BGP邻居；所述方法包括：

所述两个近端隧道节点中的一个在检测到与所述远端隧道节点之间的BGP邻居状态断开时，作为第一近端隧道节点向作为第二近端隧道节点的另一个近端隧道节点发送第一通知；

所述第二近端隧道节点若接收到所述第一通知，则检测与所述远端隧道节点之间是否保持BGP邻居状态；

所述第二近端隧道节点若检测到与所述远端隧道节点之间保持BGP邻居状态，则应用预设的水平转发规则，使该第二近端隧道节点可以将所述第一近端隧道节点发送的数据转发至所述远端隧道节点。

第二方面，本公开提供一种通信系统，包括两个近端隧道节点，其中，所述两个近端隧道节点拥有共同的远端隧道节点，所述两个近端隧道节点以及所述远端隧道节点中的任意两个互为BGP邻居；

所述两个近端隧道节点中的一个在检测到与所述远端隧道节点之间的BGP邻居状态断开时，作为第一近端隧道节点向作为第二近端隧道节点的另一个近端隧道节点发送第一通知；

所述第二近端隧道节点若接收到所述第一通知，则检测与所述远端隧道节点之间是否保持BGP邻居状态；所述第二近端隧道节点若检测到与所述远端隧道节点之间保持BGP邻居状态，则应用预设的水平转发规则，使该第二近端隧道节点可以将所述第一近端隧道节点发送的数据转发至所述远端隧道节点。

第三方面，本公开提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现本公开提供所述数据转发方法。

相对于现有技术而言，本公开具有以下有益效果：

本公开提供的数据转发方法及通信系统，通过当第一近端隧道节点与远端隧道节点之间的BGP邻居关系断开时，在第二近端隧道节点上应用预设的水平转发规则，使所述第二近端隧道节点可以对所述第一近端隧道节点需要发往所述远端隧道节点的数据进行转发。如此，解决了因为BGP邻居关系断开导致第一近端隧道节点与远端隧道节点之间数据转发失败的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为现有技术EVPN双上行组网示意图；

图2为本公开实施例提供的数据转发方法的流程示意图之一；

图3为本公开实施例提供的数据转发方法的流程示意图之二；

图4为本公开实施例提供的数据转发方法的流程示意图之三。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本公开实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本公开的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在EVPN组网中，为了增加通信的稳定性和容错能力，常采用双上行的组网方式。例如，请参照图1，宿主机Host1、Host3及Host4上可以分别设置有多个不同虚拟机VM，这些虚拟机可以通过虚拟隧道节点VTEP1、VTEP2、VTEP3及VTEP4组成的VXLAN通信。其中，VTEP1、VTEP2、VTEP3及VTEP4中任意两个互为BGP邻居关系。Host1可以经过VTEP1与VTEP2将数据发送至远端的隧道节点VTEP3或VTEP4通信。VM1与VTEP1与VTEP2通信的链路可以采用静态聚合的方式，即，Host 1在发送的数据时可以数据来源虚拟机的IP地址或者MAC地址通过预设的负载均衡算法分担到VTEP1或VTEP2上，VTEP1或VTEP2收到数据后根据通过BGP获取的MAC查找对应的转发路径。

其中，隧道节点可以为虚拟机所在宿主机上进行数据转发的功能模块，也可以为一台独立运行的设备。

在实际应用中，虚拟隧道节点之间BGP邻居状态可能出现异常，导致数据发送失败。例如在图1的组网环境中，如果VTEP1与VTEP3之间的BGP邻居状态出现异常(如，VTEP1与VTEP3之间BGP邻居状态为down)时，VTEP1与VTEP3之间无法继续虚拟隧道通信，VTEP1会删除VTEP3通过BGP发送的MAC表项。

此时，若VETP1作为Host 1的近端隧道节点，在接收到Host1上某个虚拟机需要发送到接入远端VTEP3的Host3的目标数据时，VTEP1会因查找不到相应的MAC表项将该目标数据进行广播发送。

在EVPN组网中，为了防止产生数据转发环路，隧道节点上通常会设置有水平分割功能，通过水平分割功能可以阻止VTEP从某一VXLAN的虚拟隧道收到的广播或单播报文，再从这个VTEP的其他VXLAN隧道转发出去。因此，VTEP2接收到VTEP1广播的目标数据时，无法发送给VTEP3。同样，VTEP4接收到VTEP1广播的目标数据时，无法发送给VTEP3。

这样，一旦VTEP1与VTEP3之间的BGP邻居关系断开，就会造成VTEP1与VTEP3之间的数据传输失败。

故在本实施例中，发明人设计在双上行组网中，通过两个近端隧道节点之间的交互，使其中一个近端隧道节点与远端隧道节点之间的BGP关系断开时，可以通过另一近端隧道节点将数据发送至该远端隧道节点。下面，对本实施例提供的数据转发方法及通信系统进行详细阐述。

首先，本实施例提供的一种通信系统，所述通信系统包括两个近端隧道节点，所述两个近端隧道节拥有共同的远端隧道节点，所述两个近端隧道节点以及所述远端隧道节点中的任意两个互为BGP邻居。例如，请再次参照图1，所述两个近端隧道节点可以分别为图1所示的VTEP1及VTEP2，所述远端隧道节点可以为图1所示的VTEP3。

接入所述近端隧道节点的近端终端设备(如图1所示的Host1)可以通过所述近端隧道节点与远端隧道节点之间的虚拟隧道，将数据发送至接入所述远端隧道节点的远端终端设备(如图1所示的Host3)。

请参照图2，本实施例还提供一种应用与上述所述通信系统的数据转发方法，下面对该方法的各步骤进行详细阐述。

步骤S210，所述两个近端隧道节点中的一个在检测到与所述远端隧道节点之间的BGP邻居状态断开时，作为第一近端隧道节点向作为第二近端隧道节点的另一个近端隧道节点发送第一通知。

由于所述第一近端隧道节点与所述远端隧道节点之间的BGP邻居关系断开了，所述第一近端隧道节点与所述远端隧道节点之间的数据无法继续互通，所以第一近端隧道节点删除或屏蔽通过BGP从所述远端隧道节点获得的第一MAC表项。

此时，由于删除或屏蔽了从所述远端隧道节点获得的第一MAC表项，所述第一近端隧道节点若接收到需要发往远端隧道节点的目标数据，则无法查找到对应的转发地址，则将该目标数据广播给与之通信的其他隧道节点，其中，包括广播给所述第二近端隧道节点。

为了使所述第二近端隧道节点可以将所述目标数据发送给所述远端隧道节点，所述第一近端隧道节点在删除或屏蔽从远端隧道节点获得的第一MAC表项的同时，需要向所述第二近端隧道节点发送所述第一通知。在本实施例中，可以预先在所述第一近端隧道节点与第二近端隧道节点之间定义一种BGP构架下的TLV(Type-length-value，类型-长度-值)格式的第一通知，所述第一近端隧道节点在检测到与所述远端隧道节点之间的BGP邻居关系断开时，通过BGP向所述第二隧道节点发送所述第一通知。

步骤S220，所述第二近端隧道节点若接收到所述第一通知，则检测与所述远端隧道节点之间是否保持BGP邻居状态。

在本实施例中，此时，若所述第二近端隧道节点检测与所述远端隧道节点之间的BGP邻居关系同样也为断开，则可以根据EVPN组网中本身针对隧道节点故障的处理机制进行处理，不做其他特殊处理，在此不再赘述。

若所述第二近端隧道节点在检测到与所述远端隧道节点之间保持BGP邻居状态，则进入步骤S230。

步骤S230，所述第二近端隧道节点应用预设的水平转发规则，使该第二近端隧道节点可以将所述第一近端隧道节点发送的数据转发至所述远端隧道节点。

在本实施例中，所述第二近端隧道节点存储有预设的水平转发规则，所述预设的水平转发规则对流量转发处理的优先级高于所述水平分割功能。当所述水平转发规则被应用后，允许所述第二近端隧道节点从某一VXLAN的虚拟隧道收到的广播或单播报文，再从该第二近端隧道节点的其他VXLAN隧道转发出去。

具体地，当所述水平转发规则被应用后，所述第二近端隧道节点向其转发芯片中写入预设的转发配置，使该第二近端隧道节点在接收到数据时，根据这些转发配置执行相应的转发处理。

如此，所述第一近端隧道节点发往所述远端隧道节点的数据在发送到所述第二近端隧道节点时，所述第二近端隧道节点可以所述预设的水平转发规则将接收到的数据通过虚拟隧道发往所述远端隧道节点。

进一步地，由于所述第一近端隧道节点对所述目标数据进行广播会占用较多的网络通信资源，故在本实施例中，请参照图4，在步骤S230之后所述数据转发方法还可可以包括步骤S240。

步骤S240，所述第二近端隧道节点将从所述远端隧道节点获取的第二MAC表项发送给所述第一近端隧道节点，使所述第一近端隧道节点根据从所述第二近端隧道节点接收到的第二MAC表项将需要发送至所述远端隧道节点的数据发送至所述第二近端隧道节点。

所述第二近端隧道节点可以通过BGP将从所述远端隧道节点获得的第二MAC表项发送给所述第一近端隧道节点，所述第一近端隧道节点在接收到需要发往所述远端隧道节点的目标数据后，会根据从所述第二近端隧道节点接收到的第二MAC表项通过单播的方式转发给所述第二近端隧道节点。如此，将广播所述目标数据的方式转为的单播，可以减少对网络通信资源的占用。

进一步地，在步骤S240之后，若所述第一近端隧道节点检测到与所述远端隧道节点之间的BGP邻居状态恢复后，需要恢复与所述远端隧道节点的直接通信。故在本实施例中，请再次参照图4，在步骤S240之后，所述数据转发方法还可以包括步骤S250及步骤S260。

步骤S250，所述第一近端隧道节点若检测到与所述远端隧道节点的BGP邻居状态恢复，则删除从所述第二近端隧道节点获得的所述第二MAC表项，并向所述第二近端隧道节点发送第二通知。

所述第一近端隧道节点若检测到与所述远端隧道节点的BGP邻居状态恢复，则不再需要通过所述第二隧道近端节点对需要发往所述远端隧道节点的目标数据进行转发。故在本实施例中，所述第一近端隧道节点若检测到与所述远端隧道节点的BGP邻居状态恢复，则删除从所述第二近端隧道节点获得的所述第二MAC表项。

在所述第一近端隧道节点在删除所述第二MAC表项后，还需要在后续交互中重新从所述远端隧道节点获取新的MAC表项以进行数据转发，在此不再赘述。

步骤S260，所述第二近端隧道节点若接收到所述第二通知，则停止应用所述预设的水平转发规则。

当所述第一近端隧道节点与所述远端隧道节点之间的BGP邻居状态恢复后，不再需要通过所述第二近端隧道节点进行所述目标数据的转发，故在本实施例中，所述第二近端隧道节点若接收到所述第二通知，则停止应用所述预设的水平转发规则。在停止所述预设的水平转发规则后，所述第一近端隧道节点与所述第二近端隧道节点之间的数据重新受到EVPN组网的水平分割功能的限制。

在本实施例中，所述两个近端隧道节点均可以作为所述第一近端隧道节点或所述第二近端隧道节点执行本实施例提供的方法，例如，在图1所示组网场景中，若由VTEP1检测到与VTEP3之间的BGP邻居关系断开，则VTEP1作为所述第一近端隧道节点，VTEP2作为所述第二隧道节点执行本方法的步骤；若由VTEP2检测到与VTEP3之间的BGP邻居关系断开，则VTEP2作为所述第一近端隧道节点，VTEP1作为所述第二隧道节点执行本方法的步骤。

综上所述，本公开提供的数据转发方法及通信系统，通过当第一近端隧道节点与远端隧道节点之间的BGP邻居关系断开时，在第二近端隧道节点上应用预设的水平转发规则，使所述第二近端隧道节点可以对所述第一近端隧道节点需要发往所述远端隧道节点的数据进行转发。如此，解决了因为BGP邻居关系断开导致第一近端隧道节点与远端隧道节点之间数据转发失败的问题。

在本公开所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本公开各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个机器可读存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。例如，在本实施例中，每个隧道节点可以包括各自的可读存储介质及处理器，这些机器可读存储介质存储有机器可执行指令。各隧道节点存储的可执行指令在被其处理器调用和执行时，促使其处理器实现本实施例提供的所述数据转发方法。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种数据转发方法，其特征在于，应用于包括两个近端隧道节点的通信系统，其中，所述两个近端隧道节点拥有共同的远端隧道节点，所述两个近端隧道节点以及所述远端隧道节点中的任意两个互为边界网关协议BGP邻居；所述方法包括：

所述两个近端隧道节点中的一个在检测到与所述远端隧道节点之间的BGP邻居状态断开时，作为第一近端隧道节点向作为第二近端隧道节点的另一个近端隧道节点发送第一通知；

所述第二近端隧道节点若接收到所述第一通知，则检测与所述远端隧道节点之间是否保持BGP邻居状态；

所述第二近端隧道节点若检测到与所述远端隧道节点之间保持BGP邻居状态，则应用预设的水平转发规则，使该第二近端隧道节点可以将所述第一近端隧道节点发送的数据转发至所述远端隧道节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二近端隧道节点若检测到与所述远端隧道节点之间保持BGP邻居状态，所述方法还包括：

所述第二近端隧道节点将从所述远端隧道节点获取的MAC表项发送给所述第一近端隧道节点，使所述第一近端隧道节点根据从所述第二近端隧道节点接收到的MAC表项将需要发送至所述远端隧道节点的数据发送至所述第二近端隧道节点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一近端隧道节点若检测到与所述远端隧道节点的BGP邻居状态恢复，则删除从所述第二近端隧道节点获得的所述MAC表项，并向所述第二近端隧道节点发送第二通知；

所述第二近端隧道节点若接收到所述第二通知，则停止应用所述预设的水平转发规则。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第二近端隧道节点将从所述远端隧道节点获取的MAC表项发送给所述第一近端隧道节点之前，所述第一近端隧道节点通过广播的方式将需要发送给所述远端隧道节点的数据发送给该第一近端隧道节点的BGP邻居隧道节点。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的水平转发规则对流量转发处理的优先级高于水平分割功能。

6.一种通信系统，其特征在于，包括两个近端隧道节点，其中，所述两个近端隧道节点拥有共同的远端隧道节点，所述两个近端隧道节点以及所述远端隧道节点中的任意两个互为边界网关协议BGP邻居；

所述两个近端隧道节点中的一个在检测到与所述远端隧道节点之间的BGP邻居状态断开时，作为第一近端隧道节点向作为第二近端隧道节点的另一个近端隧道节点发送第一通知；

所述第二近端隧道节点若接收到所述第一通知，则检测与所述远端隧道节点之间是否保持BGP邻居状态；所述第二近端隧道节点若检测到与所述远端隧道节点之间保持BGP邻居状态，则应用预设的水平转发规则，使该第二近端隧道节点可以将所述第一近端隧道节点发送的数据转发至所述远端隧道节点。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第二近端隧道节点若检测到与所述远端隧道节点之间保持BGP邻居状态，则将从所述远端隧道节点获取的MAC表项发送给所述第一近端隧道节点，使所述第一近端隧道节点根据从所述第二近端隧道节点接收到的MAC表项将需要发送至所述远端隧道节点的数据发送至所述第二近端隧道节点。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一近端隧道节点若检测到与所述远端隧道节点的BGP邻居状态恢复，则删除从所述第二近端隧道节点获得的所述MAC表项，并向所述第二近端隧道节点发送第二通知；

所述第二近端隧道节点若接收到所述第二通知，则停止应用所述预设的水平转发规则。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第二近端隧道节点将从所述远端隧道节点获取的第二MAC表项发送给所述第一近端隧道节点之前，所述第一近端隧道节点通过广播的方式将需要发送给所述远端隧道节点的数据发送给该第一近端隧道节点的BGP邻居隧道节点。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预设的水平转发规则对流量转发处理的优先级高于水平分割功能。

11.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现权利要求1-5任一所述的方法。

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