CN114157606B - 虚拟网元设备切换方法、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供一种虚拟网元设备切换方法、设备和存储介质，该方法包括：分别构建至少两个虚拟网元设备和与物理网络相对应的接入交换机之间的边界网关协议邻居关系；确定与每个虚拟网元设备相对应的静态路由；基于与每个虚拟网元设备相对应的负载均衡度量值，在至少两个虚拟网元设备中确定一个目标虚拟网元设备和至少一个备用虚拟网元设备；基于边界网关协议邻居关系将每个静态路由重分发至接入交换机，以便通过接入交换机将目标虚拟网元设备所承担的业务切换至至少一个备用虚拟网元设备中的任意一个备用虚拟网元设备。

Description

虚拟网元设备切换方法、设备和存储介质

技术领域

本公开涉及云数据中心通信技术领域，尤其涉及一种虚拟网元设备切换方法、设备和存储介质。

背景技术

在目前比较常见的公有云数据中心中，为租户或用户提供网络应用服务的虚拟网元设备如软件负载均衡、软件NAT网关、软件防火墙等一般是以KVM虚机的形式部署在计算资源池的物理服务器上的，单个物理服务器上的虚拟网元设备可根据服务器的硬件配置情况部署一台或多台。

在实现本公开发明构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在以下问题：由于虚拟网元设备是数量较多，相关技术中对虚拟网元设备进行检测时占用较多的运行资源，提高了整个网络的业务流量，影响租户业务的正常进行，导致租户使用体验较差。

发明内容

本公开实施例提供一种虚拟网元设备切换方法、设备和存储介质，用以实现虚拟网元设备的快速收敛。

第一方面，本公开实施例提供一种虚拟网元设备切换方法，上述方法包括：

分别构建至少两个虚拟网元设备和与物理网络相对应的接入交换机之间的边界网关协议邻居关系，其中，每个上述虚拟网元设备分别部署于不同的资源节点中，每个上述资源节点内部署有与上述虚拟网元设备连接的虚拟交换机，上述物理网络上承载有虚拟网络，上述资源节点用于连接上述物理网络和上述虚拟网络；

确定与每个上述虚拟网元设备相对应的静态路由，其中，每个上述静态路由的下一跳为与每个上述虚拟网元设备相对应的上述虚拟交换机的互联网协议地址；

基于上述边界网关协议邻居关系将每个上述静态路由重分发至上述接入交换机，其中，上述静态路由均对应有负载均衡度量值；

基于与每个上述虚拟网元设备相对应的上述负载均衡度量值，在上述至少两个虚拟网元设备中确定一个目标虚拟网元设备和至少一个备用虚拟网元设备，以便通过上述接入交换机将上述目标虚拟网元设备所承担的业务切换至上述至少一个备用虚拟网元设备中的任意一个上述备用虚拟网元设备。

根据本公开的实施例，上述分别构建至少两个虚拟网元设备和与物理网络相对应的接入交换机之间的边界网关协议邻居关系，包括：

将每个上述虚拟网元设备接入上述物理网络，其中，上述虚拟网元设备通过上述虚拟交换机与上述物理网络的上述接入交换机连接；

基于边界网关协议构建每个上述虚拟网元设备和与物理网络相对应的接入交换机之间的边界网关协议邻居关系。

根据本公开的实施例，上述方法还包括：

响应于针对每个上述虚拟交换机的互联网协议地址配置操作，生成与每个上述虚拟交换机对应的上述互联网协议地址。

根据本公开的实施例，每个上述资源节点内的上述虚拟网元设备均通过第一端口和第二端口与上述虚拟交换机连接，其中，上述第一端口用于通过上述虚拟交换机接收或发送上述虚拟网络的虚拟网络流量，上述第二端口用于通过上述虚拟交换机接收和发送上述物理网络的物理网络流量，上述第一端口的端口号与上述第二端口的端口号不同。

根据本公开的实施例，上述确定与每个上述虚拟网元设备相对应的静态路由，包括：

响应于针对每个上述虚拟网元设备的静态路由配置操作，生成与上述每个虚拟网元设备相对应的上述静态路由。

根据本公开的实施例，上述方法还包括：

响应于针对每个上述静态路由的负载均衡度量值配置操作，确定每个上述静态路由的上述负载均衡度量值，其中，每个上述静态路由的上述负载均衡度量值不同。

根据本公开的实施例，上述基于与每个上述虚拟网元设备相对应的上述负载均衡度量值，在上述至少两个虚拟网元设备中确定一个目标虚拟网元设备和至少一个备用虚拟网元设备，包括：

根据与每个上述虚拟网元设备相对应的上述静态路由的上述负载均衡度量值的数值大小，对每个上述虚拟网元设备进行排序；

基于上述排序结果，在上述至少两个虚拟网元设备中确定一个上述目标虚拟网元设备和至少一个上述备用虚拟网元设备。

根据本公开的实施例，上述接入交换机通过以下方法将上述目标虚拟网元设备所承担的业务切换至上述至少一个备用虚拟网元设备中的任意一个上述备用虚拟网元设备：

基于双向转发检测机制对目标虚拟网元设备的运行状态进行检测，输出检测结果；

在检测结果表征上述目标虚拟网元设备发生故障的情况下，基于边界网关协议在上述至少一个备用虚拟网元设备中确定与上述目标虚拟网元设备相对应的目标备用虚拟网元设备；

将上述目标虚拟网元设备所承担的业务切换至上述目标备用虚拟网元设备。

根据本公开的实施例，上述物理网络为underlay网络；上述虚拟网络为overlay网络；上述负载均衡度量值为metric值。

第二方面，本公开实施例提供一种虚拟网元设备的切换装置，上述装置包括：

构建模块，用于分别构建至少两个虚拟网元设备和与物理网络相对应的接入交换机之间的边界网关协议邻居关系，其中，每个上述虚拟网元设备分别部署于不同的资源节点中，每个上述资源节点内部署有与上述虚拟网元设备连接的虚拟交换机，上述物理网络上承载有虚拟网络，上述资源节点用于连接上述物理网络和上述虚拟网络；

第一确定模块，用于确定与每个上述虚拟网元设备相对应的静态路由，其中，每个上述静态路由的下一跳为与每个上述虚拟网元设备相对应的上述虚拟交换机的互联网协议地址；

重分发模块，用于基于上述边界网关协议邻居关系将每个上述静态路由重分发至上述接入交换机，其中，上述静态路由均对应有负载均衡度量值；

切换模块，用于基于与每个上述虚拟网元设备相对应的上述负载均衡度量值，在上述至少两个虚拟网元设备中确定一个目标虚拟网元设备和至少一个备用虚拟网元设备，以便通过上述接入交换机将上述目标虚拟网元设备所承担的业务切换至上述至少一个备用虚拟网元设备中的任意一个上述备用虚拟网元设备。

第三方面，本公开实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器；其中，上述存储器上存储有可执行代码，当上述可执行代码被上述处理器执行时，使上述处理器执行如第一方面上述的虚拟网元设备切换方法。

第四方面，本公开实施例提供了一种非暂时性机器可读存储介质，上述非暂时性机器可读存储介质上存储有可执行代码，当上述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使上述处理器执行如第一方面上述的虚拟网元设备切换方法。

在本公开实施例体用的方案中，假设想要解决虚拟网元设备的故障检测及切换的问题，实现虚拟网元设备的快速收敛，为此，首先，建立多个虚拟网元设备和物理网络的接入交换机之间的边界网关协议邻居关系，为每个资源节点中的虚拟网元设备配置相同的静态路由，每个静态路由的下一跳为与每个虚拟网元设备相对应的虚拟交换机的互联网协议地址，每个虚拟交换机对应有相同的互联网协议地址，这样，接入交换机可以基于边界网关协议邻居学习到每个虚拟网元设备的静态路由；然后基于每个静态路由的负载均衡度量值建立多个虚拟网元设备之间的主备关系，以确定目标虚拟网元设备和至少一个备用虚拟网元设备；最后，通过边界网关协议(Border Gateway Protocol,BGP)并联动双向转发检测机制(Bidirectional Forwarding Detection,BFD)对目标虚拟网元设备进行检测，这样就可以实现在检测到目标虚拟网元设备发生故障的情况下，通过接入交换机将目标虚拟网元设备所承担的业务切换至至少一个备用虚拟网元设备中的任意一个备用虚拟网元设备。本公开通过边界网关协议和双向转发检测机制实现虚拟网元设备的快速收敛，减少了对整个网络承载的业务流量影响，提高租户的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，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为本公开实施例提供的一种虚拟网元设备切换方法的流程图；

图2为本公开实施例提供的边界网关协议的邻居关系示意图；

图3为本公开实施例提供的目标虚拟网元设备和备用虚拟网元设备的确定方法流程图；

图4是本公开实施例提供的将目标虚拟网元设备所承担的业务切换至备用虚拟网元设备的方法流程图；

图5是本公开另一实施例提供的虚拟网元设备切换方法的示意图；

图6是本公开实施例提供的虚拟网元设备的切换装置的结构示意图；

图7是本公开实施例提供的第一电子设备的结构示意图；

图8为本公开实施例提供的第二电子设备的结构示意图。

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。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。

另外，在本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

首先，下面先介绍本公开实施例中涉及到的几个概念，以辅助理解上下文内容。

NFV：NFV即网络功能虚拟化(Network Functions Virtualization)，将许多类型的网络设备(如servers，switches和storage等)构建为一个数据中心网络，通过借用IT(互联网技术,Internet Technology)的虚拟化技术虚拟化形成VM(虚拟机，VirtualMachine)，然后将传统的CT(通信技术,Communication Technology)业务部署到VM上。

BGP：边界网关协议BGP(Border Gateway Protocol)是一种实现自治系统AS(Autonomous System)之间的路由可达，并选择最佳路由的距离矢量路由协议。

BFD：BFD(Bidirectional Forwarding Detection)是一种双向转发检测机制，可以提供毫秒级的检测，可以实现链路的快速检测，BFD通过与上层路由协议联动，可以实现路由的快速收敛，确保业务的永续性。

VXLAN：VXLAN是一种网络虚拟化技术，可以改进大型云计算在部署时的扩展问题，是对VLAN的一种扩展。VXLAN是一种功能强大的工具，可以穿透三层网络对二层进行扩展。它可通过封装流量并将其扩展到第三层网关，以此来解决VMS(虚拟内存系统)的可移植性限制，使其可以访问在外部IP子网上的服务器。

VTEP：VTEP(VXLAN Tunnel EndPoint)是直接与终端连接的设备，负责原始以太报文的VXLAN封装和解封装。VTEP在形态上可以是虚拟交换机，也可以是物理交换机。

Open vSwitch：Open vSwitch是一种开源的虚拟交换机软件，专门管理多租赁公共云计算环境，为网络管理员提供虚拟VM之间和之内的流量可见性和控制。

在目前比较常见的公有云数据中心中，为租户提供网络应用服务的NFV设备(如软件负载均衡、软件NAT网关、软件防火墙等)一般是以KVM虚机形式部署在计算资源池的物理服务器上，单个物理服务器上的NFV虚机可根据服务器的硬件配置情况部署多台。每个物理服务器上会同时部署Open vSwitch作为运行在该服务器上所有NFV设备的接入交换机。为了避免NFV设备的单点故障问题，同一个租户提供网络服务的NFV设备组一般会采用AA(主主负载均衡)/AS(主备冗余)方式部署在多个物理服务器上。

目前，相关技术中NFV高可用集群的故障检测需要依赖租户主机接入的VTEP设备，

但是，VTEP设备、NFV设备的数量一般较多。以VTEP设备数量为m，NFV设备数量为n为例，在进行故障检测时需要检测m*n次，增加了整个数据中心网络的业务流量，影响租户业务的正常进行，导致租户使用体验较差。

为解决上述技术问题，本公开实施例提供的虚拟网元设备切换方法的核心思想是：分别构建至少两个虚拟网元设备和与物理网络相对应的接入交换机之间的边界网关协议邻居关系，其中，每个虚拟网元设备分别部署于不同的资源节点中，每个资源节点内部署有与虚拟网元设备连接的虚拟交换机，每个虚拟交换机对应有相同的互联网协议地址，物理网络上承载有虚拟网络，资源节点用于连接物理网络和虚拟网络；确定与每个虚拟网元设备相对应的静态路由，每个静态路由的下一跳为与每个虚拟网元设备相对应的虚拟交换机的互联网协议地址，每个静态路由均对应有负载均衡度量值，这样，接入交换机可以基于边界网关协议邻居学习到每个虚拟网元设备的静态路由；基于与每个虚拟网元设备相对应的负载均衡度量值，在至少两个虚拟网元设备中确定一个目标虚拟网元设备和至少一个备用虚拟网元设备；基于边界网关协议邻居关系将每个静态路由重分发至接入交换机，以便通过接入交换机将目标虚拟网元设备所承担的业务切换至至少一个备用虚拟网元设备中的任意一个备用虚拟网元设备。通过边界网关协议和双向转发检测机制实现虚拟网元设备的快速收敛，减少了对整个网络承载的业务流量影响，提高租户的使用体验。需要说明的是，本公开实施例提供的虚拟网元设备切换方法可适用于在云数据中心中虚拟网元设备在接入虚拟交换机的场景下的切换。

本公开实施例提供的虚拟网元设备切换方法可以由一电子设备来执行，该电子设备可以是诸如PC机、笔记本电脑等终端设备，也可以是服务器。该服务器可以是物理服务器，或者也可以为虚拟服务器。该服务器可以是用户侧的物理或虚拟服务器，也可以为云端服务器。

下面结合以下实施例对本公开提供的图像生成方法的执行过程进行详细说明。

图1为本公开实施例提供的一种虚拟网元设备切换方法的流程图，如图1所示，该虚拟网元设备方法可以包括操作S101～操作S104。

在操作S101，分别构建至少两个虚拟网元设备和与物理网络相对应的接入交换机之间的边界网关协议邻居关系。

在操作S102，确定与每个虚拟网元设备相对应的静态路由。

在操作S103，基于边界网关协议邻居关系将每个静态路由重分发至接入交换机。

在操作S104，基于与每个虚拟网元设备相对应的负载均衡度量值，在至少两个虚拟网元设备中确定一个目标虚拟网元设备和至少一个备用虚拟网元设备，以便通过接入交换机将目标虚拟网元设备所承担的业务切换至至少一个备用虚拟网元设备中的任意一个备用虚拟网元设备。

首先，分别构建至少两个虚拟网元设备和与物理网络相对应的接入交换机之间的边界网关协议邻居关系。在本实施例中，虚拟网元设备与接入交换机之间的边界网关协议邻居关系可以基于BGP构建；物理网络上例如可以承载着有虚拟网络，虚拟网络与物理网络可以通过资源节点进行连接。每个虚拟网元设备分别部署于不同的资源节点中，每个资源节点内部署有与虚拟网元设备连接的虚拟交换机。

为便于理解，下面结合图2示例性说明边界网关协议的邻居关系示意图。如图2所示，物理网络通过接入交换机连接有两个资源节点，并且，上述两个资源节点中的一个资源节点中部署有第一虚拟交换机和第一虚拟网元设备，而另一个资源节点中部署有第二虚拟交换机和第二虚拟网元设备。其中，第一虚拟交换机和第二虚拟交换机具有相同的互联网协议地址。第一虚拟网元设备通过第一虚拟交换机与接入交换机连接，第二虚拟网元设备通过第二虚拟交换机与接入交换机连接。然后，第一虚拟网元设备可以通过第一虚拟交换机与接入交换机建立边界网关协议邻居关系，第二虚拟网元设备可以通过第二虚拟交换机与接入交换机建立边界网关协议邻居关系。需要说明的是，上述物理网络通过接入交换机连接有两个资源节点仅为示意性实施例，根据具体实现需要，物理网络通过接入交换机可以连接有任意数量个资源节点，本公开对接入的资源节点的数量不作具体限制。

实际应用中，可选地，上述虚拟网元设备例如可以包括NFV设备，物理网络例如可以包括underlay网络，虚拟网络例如可以包括overlay网络，不以此为限。

在每个虚拟网元设备与接入交换机之间的边界网关协议邻居关系构建完成之后，确定与每个虚拟网元设备相对应的静态路由。具体的，每个静态路由的下一跳为与每个虚拟网元设备相对应的虚拟交换机的互联网协议地址。

实际应用中，虚拟网络的业务流量在转发到虚拟网元设备时，需要先转发到虚拟网元设备相对应的虚拟交换机上，再由虚拟交换机通过流表的方式转发到虚拟网元设备。因此，可以使虚拟网元设备通过与接入交换机建立边界网关协议邻居关系，并发布上述静态路由，在这种情况下，接入交换机可以根据上述静态路由进行虚拟网元设备的转发选择。

需要说明的是，上述虚拟交换机的互联网协议地址可以指虚拟交换机连接接入交换机接口的IP地址。即上述静态路由的下一跳为虚拟交换机连接接入交换机接口的IP地址，而静态路由的目标地址可以包括虚拟交换机的VTEP IP地址，上述虚拟交换机的VTEPIP地址可以根据具体实现需要进行额外配置。其中，每个虚拟交换机的VTEP IP地址可以相同。

为便于理解，下面再次结合图2对每个静态路由进行解释。如图2所示，以第一虚拟交换机和第二虚拟交换机的VTEP IP地址均为192.168.1.1/32为例。分别为第一虚拟网元设备和第二虚拟网元设备创建一条192.168.1.1/32的静态路由。其中，与第一虚拟网元设备相对应的静态路由的下一跳为第一虚拟交换机的互联网协议地址，与第二虚拟网元设备相对应的静态路由的下一跳为第二虚拟交换机的互联网协议地址。

然后，基于边界网关协议邻居关系将每个静态路由重分发至接入交换机，以便接入交换机对每个静态路由进行学习。具体的，在静态路由重分发之前，每个静态路会通过边界网关协议被转换成BGP路由，再将每个BGP路由同步至接入交换机，以此完成静态路由的重分发。需要说明的是，每个BGP路由均携带有负载均衡度量值，负载均衡度量值例如可以通过配置生成。BGP路由携带的负载均衡度量值即为与静态路由对应的负载均衡度量值，每个与静态路由对应的负载均衡度量值可以相同，也可以不同。需要说明的是，与静态路由相对应的负载均衡度量值例如可以包括metric(度量)值。

进一步的，当与每个虚拟网元设备相对应的负载均衡度量值相同时，则每个虚拟网元设备的负载均衡；当与每个虚拟网元设备相对应的负载均衡度量值不相同时，则多个虚拟网元设备主备冗余。根据具体实现需要，可任意选择虚拟网络设备的流量分担模式。

然后，基于与每个虚拟网元设备相对应的负载均衡度量值，在至少两个虚拟网元设备中确定一个目标虚拟网元设备和至少一个备用虚拟网元设备，以便通过接入交换机将目标虚拟网元设备所承担的业务切换至至少一个备用虚拟网元设备中的任意一个备用虚拟网元设备。其中，目标虚拟网元设备例如可以包括主要流量分担的虚拟网元设备，而备用虚拟网元设备可以包括次要流量分担的虚拟网元设备。由于虚拟网元设备可以有多个，而主要流量分担的虚拟网元设备一般仅设置一个，因此，备用虚拟网元设备可以包括一个或多个。

为实现上述边界网关协议邻居关系的构建，需要先将每个虚拟网元设备接入物理网络中。具体的，虚拟网元设备例如可以先和其所属的资源节点中的虚拟交换机连接，然后再通过虚拟交换机与物理网络的接入交换机连接，并以此将每个虚拟网元设备接入物理网络中。

在将每个虚拟网元设备接入物理网络后，在基于边界网关协议构建每个虚拟网元设备和与物理网络相对应的接入交换机之间的边界网关协议邻居关系。

基于此，为实现为每个虚拟交换机配置相应的互联网协议地址，可以先展示互联网协议地址配置页面，然后基于该互联网协议地址配置页面，获取并响应于针对每个虚拟交换机的互联网协议地址配置操作，以此根据上述互联网协议地址配置操作生成与每个虚拟交换机对应的互联网协议地址。

根据本公开的实施例，每个资源节点内的虚拟网元设备均通过第一端口和第二端口与虚拟交换机连接，第一端口的端口号与第二端口的端口号不同。

为便于理解，以第一端口和第二端口分别为Gi0/0和Gi0/1为例，即虚拟网元设备通过Gi0/0和Gi0/1两个端口与虚拟交换机连接。其中，Gi0/0端口可以用于通过虚拟交换机接收或发送虚拟网络的虚拟网络流量，即，虚拟网络流量可以由租户主机发送至虚拟交换机，再由虚拟网元设备的Gi0/0端口接收虚拟交换机发出的上述虚拟网络流量，或者，虚拟网络流量可以通过虚拟网元设备的Gi0/0端口发送至虚拟交换机，再由虚拟交换机将虚拟网络流量发送至租户主机。Gi0/1端口可以用于通过虚拟交换机接收和发送物理网络的物理网络流量，即，物理网络流量可以由虚拟网元设备的Gi0/1端口发送至虚拟交换机，再由虚拟交换机发送至物理网络的接入交换机，或者，物理网络流量可以由物理网络的接入交换机发送至虚拟交换机，再由虚拟网元设备的Gi0/1端口通过虚拟交换机接收。

实际应用中，可选地，虚拟网元设备的Gi0/1端口例如可以与接入交换机二层直通，即虚拟网元设备的Gi0/1端口与接入交换机之间可以直接进行信息交互，而无法进行虚拟交换机进行转发。

根据本公开的实施例，在确定与每个虚拟网元设备相对应的静态路由时，例如可以先展示静态路由配置页面，然后基于该静态路由配置页面，获取并响应于针对每个虚拟网元设备的静态路由配置操作，以此根据上述静态路由配置操作生成与每个虚拟网元设备对应的静态路由。

根据本公开的实施例，在确定每个静态路由的负载均衡度量值时，例如可以先展示负载均衡度量值配置页面，然后基于该负载均衡度量值配置页面，获取并响应于针对每个静态路由的负载均衡度量值配置操作，以此根据上述负载均衡度量值配置操作生成与每个静态路由设备对应的负载均衡度量值。

为了便于解释，下面结合图3示例性说明如何基于与每个虚拟网元设备相对应的负载均衡度量值，在至少两个虚拟网元设备中确定一个目标虚拟网元设备和至少一个备用虚拟网元设备。如图3所示，该方法包括操作S301～S302。

首先，在操作S301，根据与每个虚拟网元设备相对应的静态路由的负载均衡度量值的数值大小，对每个虚拟网元设备进行排序。其中，每个静态路由的负载均衡度量值可以相同，也可以不同。在每个静态路由的负载均衡值相同的情况下，则每个虚拟网元设备的负载均衡，在该情况下，则无需区分目标虚拟网元设备和备用虚拟网元设备。在每个虚拟网元设备的负载均衡度量值不相同的情况下，则多个虚拟网元设备主备冗余，即需要区分目标虚拟网元设备和备用虚拟网元设备。

实际应用中，为实现虚拟网元设备集群的高可用，每个静态路由的负载均衡值不相同，需要对目标虚拟网元设备和备用虚拟网元设备进行区分。由于每个虚拟网元设备对应的静态路由的负载均衡值不相同，且需要在多个虚拟网元设备中确定目标虚拟网元设备，则需要根据每个虚拟网元设备对应的静态路由的负载均衡值的数值大小进行排序。

然后，在操作S302，基于排序结果，在至少两个虚拟网元设备中确定一个目标虚拟网元设备和至少一个备用虚拟网元设备。其中，在生成每个静态路由的排序结果后，即可确定最小数值的负载均衡值的对应的虚拟网元设备，这样，就可以将该虚拟网元设备确定为目标虚拟网元设备，而除目标虚拟网元设备之外的其他虚拟网元设备确定为备用虚拟网元设备。

根据本公开的实施例，下面结合图4示例性说明接入交换机如何将目标虚拟网元设备所承担的业务切换至至少一个备用虚拟网元设备中的任意一个备用虚拟网元设备。如图4所示，该方法包括操作S401～操作S403。

首先，在操作S401，基于双向转发检测机制对目标虚拟网元设备的运行状态进行检测，输出检测结果。然后，在操作S402，在检测结果表征目标虚拟网元设备发生故障的情况下，基于边界网关协议在至少一个备用虚拟网元设备中确定与目标虚拟网元设备相对应的目标备用虚拟网元设备。最后，在操作S403，将目标虚拟网元设备所承担的业务切换至目标备用虚拟网元设备。

综上，基于本公开实施例提供的方案，通过虚拟网元设备所属的资源节点和接入交换机的BGP动态路由协议，在虚拟网元设备故障时，能够同时对云数据中心网络中虚拟网元设备承载的虚拟网络流量及物理网络流量进行路径切换，避免因虚拟网络流量和物理网络流量因高可用机制不同，造成流量丢包的问题。通过BFD的特性能够将提高虚拟网元设备的收敛性能，并且不需要整网进行BFD多跳检测或ICMP探测保活，减少了对整网承载的业务流量影响，同时还降低了虚拟网元设备和其他涉及Overlay ECMP设备的资源压力，提高业务处理效率。

以上实施例中对各个步骤的执行过程分别进行了示例性的介绍，下面为便于完整地理解本公开实施例所提供方案的处理逻辑，结合图5示例性说明整体的执行过程。

如图5所示，实际应用中，首先构建第一NFV设备、第二NFV设备和与Underlay网络相对应的接入交换机的BGP邻居，为与第一NFV设备相对应的第一虚拟交换机和与第二NFV设备相对应的第二虚拟交换机配置相同的VTEP IP地址，例如，VTEP IP地址为192.168.1.1/32。为第一NFV设备创建一条192.168.1.1/32的静态路由，目标地址为第一虚拟交换机的VTEP IP地址，下一跳为第一虚拟交换机的互联网协议地址；为第二NFV设备创建一条192.168.1.1/32的静态路由，目标地址为第二虚拟交换机的VTEP IP地址，下一跳为第二虚拟交换机的互联网协议地址。然后根据第一NFV设备和第二NFV设备的静态路由的负载均衡度量值确定目标NFV设备和备用NFV设备，在本实施例中，第一NFV设备为目标NFV设备，第二NFV设备为备用NFV设备。这样，Underlay网络的接入交换机根据BGP路由协议可以对每个静态路由进行学习。

在一般情况下，当租户主机通过租户端虚拟交换机和VXLAN隧道将虚拟网络流量发送至目标NFV设备时，该虚拟网络流量的VXLAN报文目的地址为192.168.1.1/32，当虚拟网络流量经过Underlay网络转发到接入交换机，此时，接入交换机根据BGP路由协议学习到的路由进行选路。

在目标NFV设备故障时，经过BGP的路由协议收敛，租户主机发送给NFV设备的目的地址为192.168.1.1/32的VXLAN报文在接入交换机会切换到未故障的备用NFV设备；同时，发送给NFV设备的Underlay流量也会在经过BGP的路由协议收敛，流量切换到未故障的备用NFV设备。

以下将详细描述本公开的一个或多个实施例的虚拟网元设备的切换装置。本领域技术人员可以理解，这些装置均可使用市售的硬件组件通过本方案所教导的步骤进行配置来构成。

图6为本公开实施例提供的一种虚拟网元设备的切换装置600的结构示意图，如图6所示，该装置包括：构建模块601、第一确定模块602、重分发模块603和切换模块604。

构建模块601，用于分别构建至少两个虚拟网元设备和与物理网络相对应的接入交换机之间的边界网关协议邻居关系，其中，每个所述虚拟网元设备分别部署于不同的资源节点中，每个所述资源节点内部署有与所述虚拟网元设备连接的虚拟交换机，所述物理网络上承载有虚拟网络，所述资源节点用于连接所述物理网络和所述虚拟网络；

第一确定模块602，用于确定与每个所述虚拟网元设备相对应的静态路由，其中，每个所述静态路由的下一跳为与每个所述虚拟网元设备相对应的所述虚拟交换机的所述互联网协议地址；

重分发模块603，用于基于所述边界网关协议邻居关系将每个所述静态路由重分发至所述接入交换机，其中，所述静态路由均对应有负载均衡度量值；

切换模块604，用于基于与每个所述虚拟网元设备相对应的所述负载均衡度量值，在所述至少两个虚拟网元设备中确定一个目标虚拟网元设备和至少一个备用虚拟网元设备，以便通过所述接入交换机将所述目标虚拟网元设备所承担的业务切换至所述至少一个备用虚拟网元设备中的任意一个所述备用虚拟网元设备。

通过虚拟网元设备所属的资源节点和接入交换机的BGP动态路由协议，在虚拟网元设备故障时，能够同时对云数据中心网络中虚拟网元设备承载的虚拟网络流量及物理网络流量进行路径切换，避免因虚拟网络流量和物理网络流量因高可用机制不同，造成流量丢包的问题。通过BFD的特性能够将提高虚拟网元设备的收敛性能，并且不需要整网进行BFD多跳检测或ICMP探测保活，减少了对整网承载的业务流量影响，同时还降低了虚拟网元设备和其他涉及Overlay ECMP设备的资源压力，提高业务处理效率。

可选的，构建模块601可以包括接入单元和构建单元。

接入单元，用于将每个所述虚拟网元设备接入所述物理网络，其中，所述虚拟网元设备通过所述虚拟交换机与所述物理网络的所述接入交换机连接。

构建单元，用于基于边界网关协议构建每个所述虚拟网元设备和与物理网络相对应的接入交换机之间的边界网关协议邻居关系。

可选的，该虚拟网元设备的切换装置600还可以包括第一生成模块。

第一生成模块，用于响应于针对每个所述虚拟交换机的互联网协议地址配置操作，生成与每个所述虚拟交换机对应的所述互联网协议地址。

可选的，第一确定模块602可以包括第二生成模块。

第二生成模块，用于响应于针对每个所述虚拟网元设备的静态路由配置操作，生成与所述每个虚拟网元设备相对应的所述静态路由。

可选的，该虚拟网元设备的切换装置600还可以包括第二确定模块。

第二确定模块，用于响应于针对每个所述静态路由的负载均衡度量值配置操作，确定每个所述静态路由的所述负载均衡度量值，其中，每个所述静态路由的所述负载均衡度量值不同。

可选的，切换模块604可以包括排序单元和第一确定单元。

排序单元，用于根据与每个所述虚拟网元设备相对应的所述静态路由的所述负载均衡度量值的数值大小，对每个所述虚拟网元设备进行排序；

第一确定单元，用于基于所述排序结果，在所述至少两个虚拟网元设备中确定一个所述目标虚拟网元设备和至少一个所述备用虚拟网元设备。

可选的，切换模块604还可以包括检测单元、第二确定单元和切换单元。

检测单元，用于基于双向转发检测机制对目标虚拟网元设备的运行状态进行检测，输出检测结果。

第二确定单元，用于在检测结果表征所述目标虚拟网元设备发生故障的情况下，基于边界网关协议在所述至少一个备用虚拟网元设备中确定与所述目标虚拟网元设备相对应的目标备用虚拟网元设备。

切换单元，用于将所述目标虚拟网元设备所承担的业务切换至所述目标备用虚拟网元设备。

在一个可能的设计中，上述图7所示的地址映射装置的结构可实现为一第一电子设备。如图7所示，该第一电子设备700可以包括：处理器701、存储器702。其中，存储器702上存储有可执行代码，当所述可执行代码被处理器701执行时，至少使处理器701可以实现如前述图1所示实施例中提供的地址映射方法。

其中，该第一电子设备700的结构中还可以包括通信接口703，用于与其他设备通信。

图8为本实施例提供的第二电子设备的结构示意图，如图8所示，第二电子设备800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)接口812，传感器组件814，以及通信组件816。

处理组件802通常控制第二电子设备800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法步骤101-步骤105中的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。

存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在第二电子设备800的操作。这些数据的示例包括用于在第二电子设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件806为第二电子设备800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为第二电子设备800生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件808包括在第二电子设备800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当第二电子设备800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当第二电子设备800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

输入/输出接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为第二电子设备800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到第二电子设备800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为第二电子设备800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测第二电子设备800或第二电子设备800一个组件的位置改变，用户与第二电子设备800接触的存在或不存在，第二电子设备800方位或加速/减速和第二电子设备800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件816被配置为便于第二电子设备800和其他设备之间有线或无线方式的通信。第二电子设备800可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G或4G或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFI D)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，第二电子设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器804，上述指令可由第二电子设备800的处理器820执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

另外，本公开实施例提供了一种非暂时性机器可读存储介质，所述非暂时性机器可读存储介质上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行前述图1所示实施例中提供的地址映射方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的各个模块可以是或者也可以不是物理上分开的。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施例可借助加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件和软件结合的方式来实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对本公开做出贡献的部分可以以计算机产品的形式体现出来，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种虚拟网元设备切换方法，其特征在于，包括：

分别构建至少两个虚拟网元设备和与物理网络相对应的接入交换机之间的边界网关协议邻居关系，其中，每个所述虚拟网元设备分别部署于不同的资源节点中，每个所述资源节点内部署有与所述虚拟网元设备连接的虚拟交换机，所述物理网络上承载有虚拟网络，所述资源节点用于连接所述物理网络和所述虚拟网络；

确定与每个所述虚拟网元设备相对应的静态路由，其中，每个所述静态路由的下一跳为与每个所述虚拟网元设备相对应的所述虚拟交换机的互联网协议地址；

基于所述边界网关协议邻居关系将每个所述静态路由重分发至所述接入交换机，其中，所述静态路由均对应有负载均衡度量值；

基于与每个所述虚拟网元设备相对应的所述负载均衡度量值，在所述至少两个虚拟网元设备中确定一个目标虚拟网元设备和至少一个备用虚拟网元设备，以便通过所述接入交换机将所述目标虚拟网元设备所承担的业务切换至所述至少一个备用虚拟网元设备中的任意一个所述备用虚拟网元设备；

所述接入交换机通过以下方法将所述目标虚拟网元设备所承担的业务切换至所述至少一个备用虚拟网元设备中的任意一个所述备用虚拟网元设备：

基于双向转发检测机制对目标虚拟网元设备的运行状态进行检测，输出检测结果；

在检测结果表征所述目标虚拟网元设备发生故障的情况下，基于边界网关协议在所述至少一个备用虚拟网元设备中确定与所述目标虚拟网元设备相对应的目标备用虚拟网元设备；

将所述目标虚拟网元设备所承担的业务切换至所述目标备用虚拟网元设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别构建至少两个虚拟网元设备和与物理网络相对应的接入交换机之间的边界网关协议邻居关系，包括：

将每个所述虚拟网元设备接入所述物理网络，其中，所述虚拟网元设备通过所述虚拟交换机与所述物理网络的所述接入交换机连接；

基于边界网关协议构建每个所述虚拟网元设备和与物理网络相对应的接入交换机之间的边界网关协议邻居关系。

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：

响应于针对每个所述虚拟交换机的互联网协议地址配置操作，生成与每个所述虚拟交换机对应的所述互联网协议地址。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述资源节点内的所述虚拟网元设备均通过第一端口和第二端口与所述虚拟交换机连接，其中，所述第一端口用于通过所述虚拟交换机接收或发送所述虚拟网络的虚拟网络流量，所述第二端口用于通过所述虚拟交换机接收和发送所述物理网络的物理网络流量，所述第一端口的端口号与所述第二端口的端口号不同。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定与每个所述虚拟网元设备相对应的静态路由，包括：

响应于针对每个所述虚拟网元设备的静态路由配置操作，生成与所述每个虚拟网元设备相对应的所述静态路由。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

响应于针对每个所述静态路由的负载均衡度量值配置操作，确定每个所述静态路由的所述负载均衡度量值，其中，每个所述静态路由的所述负载均衡度量值不同。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于与每个所述虚拟网元设备相对应的所述负载均衡度量值，在所述至少两个虚拟网元设备中确定一个目标虚拟网元设备和至少一个备用虚拟网元设备，包括：

根据与每个所述虚拟网元设备相对应的所述静态路由的所述负载均衡度量值的数值大小，对每个所述虚拟网元设备进行排序；

基于所述排序结果，在所述至少两个虚拟网元设备中确定一个所述目标虚拟网元设备和至少一个所述备用虚拟网元设备。

8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述物理网络为underlay网络；所述虚拟网络为overlay网络；所述负载均衡度量值为metric值。

9.一种虚拟网元设备的切换装置，其特征在于，包括：

构建模块，用于分别构建至少两个虚拟网元设备和与物理网络相对应的接入交换机之间的边界网关协议邻居关系，其中，每个所述虚拟网元设备分别部署于不同的资源节点中，每个所述资源节点内部署有与所述虚拟网元设备连接的虚拟交换机，所述物理网络上承载有虚拟网络，所述资源节点用于连接所述物理网络和所述虚拟网络；

第一确定模块，用于确定与每个所述虚拟网元设备相对应的静态路由，其中，每个所述静态路由的下一跳为与每个所述虚拟网元设备相对应的所述虚拟交换机的互联网协议地址；

重分发模块，用于基于所述边界网关协议邻居关系将每个所述静态路由重分发至所述接入交换机，其中，所述静态路由均对应有负载均衡度量值；

切换模块，用于基于与每个所述虚拟网元设备相对应的所述负载均衡度量值，在所述至少两个虚拟网元设备中确定一个目标虚拟网元设备和至少一个备用虚拟网元设备，以便通过所述接入交换机将所述目标虚拟网元设备所承担的业务切换至所述至少一个备用虚拟网元设备中的任意一个所述备用虚拟网元设备；

检测单元，用于基于双向转发检测机制对目标虚拟网元设备的运行状态进行检测，输出检测结果；

第二确定单元，用于在检测结果表征所述目标虚拟网元设备发生故障的情况下，基于边界网关协议在所述至少一个备用虚拟网元设备中确定与所述目标虚拟网元设备相对应的目标备用虚拟网元设备；

切换单元，用于将所述目标虚拟网元设备所承担的业务切换至所述目标备用虚拟网元设备。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器；其中，所述存储器上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求1至8中任一项所述的虚拟网元设备切换方法。

11.一种非暂时性机器可读存储介质，其特征在于，所述非暂时性机器可读存储介质上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求1至8中任一项所述的虚拟网元设备切换方法。