ES3035149T3 - Method for sharing an uplink port among network slices, apparatus, and storage medium - Google Patents

Abstract

Un método para que segmentos de red compartan un puerto de enlace ascendente, un dispositivo y un medio de almacenamiento. Dicho método comprende: crear puertos de enlace ascendente lógicos de segmentos de red (S201); establecer una asignación lógica biunívoca entre los puertos de enlace ascendente lógicos y las interfaces de acceso (AC) de una VXLAN en un segmento compartido (S202); y habilitar la VXLAN en el segmento compartido y transmitir, mediante un puerto de enlace ascendente físico del segmento compartido, mensajes de servicio de los segmentos de red (S203). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCION

Método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red, aparato y medio de almacenamiento.

Descripción

CAMPO TECNICO

Las realizaciones de la presente divulgación se refieren, pero no limitan a, el campo técnico de las comunicaciones, y en particular se refieren, pero no limitan a, un método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red, un aparato, y un medio de almacenamiento legible por computador.

ANTECEDENTES

Con el desarrollo de la tecnología de la comunicación, los sistemas de red también necesitan soportar una nueva diversificación, y la operación y el mantenimiento de la red se han vuelto extremadamente complejos debido al incremento gradual de la complejidad de la red, causando que una única arquitectura de red sea incapaz de hacer frente a diversos escenarios de aplicación. Por lo tanto, con el fin de reducir la excesiva dificultad operativa y los costes de operación y mantenimiento, suele ser necesario abstraer más la red en segmentos de red para satisfacer las necesidades de los distintos servicios, y aislar los segmentos de red entre sí, de modo que los distintos segmentos de red puedan implementar sus respectivas funciones en los correspondientes escenarios de aplicación, reduciendo así la complejidad global de la red y los costes de operación y mantenimiento.

Los segmentos de red pueden comprender diferentes escenarios para el equipamiento de usuario, y para cada segmento de red, la información de configuración en la capa de acceso, la información de configuración en el lado de la red de acceso, y la información de configuración en la entidad de la red central son únicas, es decir, diferentes de la información de configuración para otros segmentos de red, lo cual es causado por la diferencia en los servicios proporcionados por los segmentos de red. Para diferentes "redes privadas", los puertos de interfaz con los dispositivos ascendentes en el lado de la red deben requerirse en diferentes "redes privadas". Es decir, los distintos segmentos de red tienen que comunicarse con los dispositivos de interconexión de corriente ascendente a través de distintos puertos de enlace ascendente, lo que resulta en una interconexión redundante de puertos en el lado de la red. Por lo tanto, se requiere un número considerable de puertos para interactuar con el lado de la red, y hay muchos más puertos de interconexión para la conexión en red de los dispositivos de corriente arriba, lo que está destinado a desperdiciar recursos.

El documento WO2018196671A1 se relaciona con un método y un dispositivo de gestión de puertos virtuales. El método comprende: establecer un mapeo desde un puerto físico a un puerto virtual vPORT; y actualizar un estado del puerto virtual según un estado del puerto físico, estando el estado del puerto virtual compuesto por un estado de gestión de puerto, un estado operable y un estado de protocolo. La presente solicitud facilita compartir recursos de red de una OLT SDL y la gestión unificada de puertos.

El documento US9886445B1 se relaciona con un método computarizado de información de entidad de centro de datos, que incluye obtener información de entidad de centro de datos en un tiempo inicial, comprimir y almacenar la información de entidad de centro de datos como un bastidor de referencia de entidad de centro de datos, obtener cambios de información de entidad de centro de datos, y comprimir y almacenar los cambios de información de entidad de centro de datos con respecto al bastidor de referencia de entidad de centro de datos. En otra implementación, el método computarizado de información de entidad de centro de datos incluye obtener información de entidad de centro de datos en un tiempo inicial, comprimir y almacenar la información de entidad de centro de datos como un marco de referencia de entidad de centro de datos, obtener cambios de información de entidad de centro de datos, y comprimir y almacenar los cambios de información de entidad de centro de datos con respecto al marco de referencia de entidad de centro de datos.

HUAWEI TECH (UK) CO ET AL: «Arquitectura de segmento de la versión final», ETSI DRAFT; NGP(18)000100, EUROPEAN TELECOMMUNICATIONS STANDARDS INSTITUTE (ETSI), 650, ROUTE DES LUCIOLES ; F-06921 SOPHIA-ANTIPOLIS ; FRANCE, vol. ISG NGP Next Generation Protocols, no. .0.52 de septiembre de 2018 (2018-09 02), páginas 1-34, XP014325221, se refiere a una especificación de información de recursos utilizados por servicios en segmentos de red para proporcionar una verdadera multitenencia asegurada por recursos a través de múltiples dominios administrativos y tecnológicos.

RESUMEN

La invención está configurada en el conjunto de reivindicaciones adjuntas.

Un método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red, un aparato y un medio de almacenamiento legible por computador de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación resuelve al menos en cierta medida el problema técnico de que, en algunas situaciones, diferentes segmentos de red tienen que comunicarse con dispositivos de interconexión ascendentes a través de diferentes puertos de enlace ascendente, lo que da como resultado una interconexión redundante de puertos en el lado de la red y escasez de recursos de segmentos de red.

Con el fin de al menos resolver el problema técnico anterior en algunas situaciones hasta cierto punto, una realización de la presente divulgación proporciona un método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red, que incluye: crear puertos lógicos de enlace ascendente para segmentos de red; establecer un mapeo lógico uno a uno entre los puertos lógicos de enlace ascendente y las interfaces de CA de acceso de una VXLAN en un segmento de red compartido; y habilitar la VXLAN en el segmento de red compartido, y transmitir mensajes de servicio para los segmentos de red a través de un puerto físico de enlace ascendente para el segmento de red compartido; establecer un mapeo lógico uno a uno entre los puertos lógicos de enlace ascendente y las interfaces de CA de acceso de una VXLAN en un segmento de red compartido comprende: crear puertos lógicos en el segmento compartida; y corresponder los puertos lógicos con los puertos lógicos de enlace ascendente de uno en uno, siendo los puertos lógicos los puertos AC de acceso de la VXLAN; en la que habilitar la VXLAN en el segmento compartida comprende: crear un túnel VXLAN en el segmento compartida, comprendiendo el túnel VXLAN IPs de origen, IPs de destino, y VNIs; dividir diferentes VTEPs de acuerdo con las IPs de origen, las IPs de destino, y las VNIs; y portar comunicaciones de las VTEPs en el puerto físico de enlace ascendente.

Una realización de la presente divulgación proporciona además un aparato, que incluye un procesador, una memoria y un bus de comunicación, donde el bus de comunicación está configurado para implementar la conexión y la comunicación entre el procesador y la memoria; y el procesador está configurado para ejecutar uno o más programas almacenados en la memoria para implementar el método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red como se ha descrito anteriormente.

Una realización de la presente divulgación proporciona además un medio de almacenamiento legible por computador que almacena uno o más programas, donde el uno o más programas son ejecutables por uno o más procesadores para implementar el método para compartir un puerto de enlace ascendente entre rodajas de red como se ha descrito anteriormente.

Otras características y efectos beneficiosos correspondientes de la presente divulgación se explican en la descripción subsiguiente, y debería ser entendido que al menos algunos de los efectos beneficiosos se hacen evidentes desde la descripción de la presente divulgación.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

La Fig.1 es un diagrama esquemático de la llegada de servicios a un puerto de enlace ascendente compartido por segmentos de la tecnología relacionada;

La Fig. 2 es un diagrama de flujo de un método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red de la realización I de la presente divulgación;

La Fig. 3 es un diagrama de flujo de un método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red de la realización II de la presente divulgación;

La Fig. 4 es un diagrama esquemático de puertos lógicos de enlace ascendente para segmentos de red y un puerto AC para la VXLAN de la realización III de la presente divulgación;

La Fig. 5 es un diagrama de flujo para establecer una correspondencia entre puertos lógicos de enlace ascendente para segmentos de red y un puerto de CA para la VXLAN de la realización III de la presente divulgación;

La Fig. 6 es un diagrama esquemático de conexión en red de segmentos de red compartiendo el puerto de enlace ascendente mediante la VXLAn de la realización III de la presente divulgación;

La Fig. 7 es un diagrama esquemático de la programación de prioridades de un sistema conmutador de dos niveles para segmentos de red de la realización III de la presente divulgación;

La FIG. 8 es un diagrama de flujo de un método para el sistema de conmutación de dos niveles de la realización III de la presente divulgación; y

La Fig. 9 es un diagrama esquemático de un aparato según la realización IV de la presente divulgación.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Las siguientes realizaciones II y III no son de acuerdo con la invención y están presentes para ilustrar solamente.

Con el fin de hacer que el objetivo, los esquemas técnicos y las ventajas de la presente divulgación se entiendan más claramente, las realizaciones de la presente divulgación se ilustrarán en más detalle mediante realizaciones específicas en conjunción con los dibujos acompañantes. Debería ser entendido que las realizaciones específicas descritas aquí están pensadas sólo para explicar la presente divulgación y no están pensadas para limitar la presente divulgación.

Realización I:

Como se muestra en la Fig. 1, en la tecnología relacionada, la práctica común para que un servicio llegue a un puerto de enlace ascendente compartido por segmentos es como sigue: se añade una capa de SVLAN encima de puertos de enlace ascendente de segmentos independientes y entonces se conmuta en el segmento 0, y entonces el puerto de enlace ascendente compartido en el segmento 0 se comunica con los dispositivos ascendentes, es decir, el puerto de enlace ascendente compartido distingue diferentes segmentos en el plano de reenvío a través de diferentes VLAn , de modo que los datos se reenvían en los segmentos respectivos. Sin embargo, este acercamiento tiene el siguiente inconveniente: la misma SVLAN no puede existir en diferentes segmentos al mismo tiempo, y hay una limitación de 4096 en el número de VLANs, lo que viola el principio de funcionamiento independiente de los segmentos e incrementa la carga del aprendizaje MAC. Con el fin de resolver al menos el problema anterior en algunas situaciones hasta cierto punto, las realizaciones de la presente divulgación proporcionan un método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red, es decir, un método para que los segmentos de red compartan un conjunto de puertos de enlace ascendente a través de una VXLAN para interactuar con dispositivos de corriente arriba, lo que habilita el reenvío de flujos de servicio de los segmentos de red mediante la compartición de VXLAN, donde el mapeo lógico entre los puertos de enlace ascendente lógicos para los segmentos de red y los puertos de acceso VXLAN compartidos está establecido directamente mediante configuración interna, y la ID VXLAN (VNI) es utilizada para romper la limitación del segmento de rango 0-4094 para lograr completamente el propósito de compartir un puerto de enlace ascendente entre los segmentos de red, y en el proceso de establecer el mapeo lógico, los puertos lógicos para los segmentos de red realizan conmutación sin aprendizaje MAC, reduciendo así en gran medida el proceso de aprendizaje MAC y suprimiendo problemas tales como tormentas de difusión. Puede ser entendido que la VXLAN es una técnica de virtualización de red en Virtualización de Red sobre Capa3 (NVO3), donde un paquete de datos enviado por una Máquina Virtual (VM) o un servidor físico es encapsulado en el Protocolo de Datagrama de Usuario (UDP) y encapsulado con la IP/MAC de la red física como cabecera del mensaje, y entonces es transmitido sobre la red IP, y después de alcanzar el destino, es desencapsulado por el terminador del túnel, y los datos son enviados a la VM objetivo o al servidor físico.

Refiriéndose a la Fig. 2, la Fig. 2 ilustra un método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red proporcionado en una realización de la presente divulgación, el método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red que incluye los siguientes pasos.

En S201, se crean puertos lógicos de enlace ascendente para segmentos de red.

En la realización de la presente divulgación, se obtienen diferentes segmentos mediante división, y los segmentos incluyen segmentos compartidos y segmentos de red correspondientes a puertos de usuario, donde un segmento (LR0) sirve como segmento compartido, y posteriormente se determina a qué segmentos de red se van a asignar los puertos de usuario, perteneciendo cada puerto de usuario a un segmento de red. Aquí, diferentes puertos de usuario pertenecen a diferentes segmentos de red, el puerto de usuario 1 pertenece al segmento de red 1 y el puerto de usuario 2 pertenece al segmento de red 2; o bien un puerto de usuario pertenece a múltiples segmentos de red, el puerto de usuario 1 pertenece al segmento de red 1 y al segmento de red 2.

Un puerto lógico de enlace ascendente VETH se crea en cada segmento de red. Los puertos lógicos de enlace ascendente VETH1, VETH2 y VETH3 se crean en la segmento de red 1 (LR1), la segmento de red 2 (LR2) y la segmento de red 3 (LR3), respectivamente. Los segmentos de red tratan estas interfaces como puertos Ethernet ordinarios, que son configurados con VLAN y otra información.

En S202, se establece un mapeo lógico uno a uno entre los puertos lógicos de enlace ascendente y las interfaces AC de acceso de una VXLAN en un segmento compartido.

En una realización de la presente divulgación, los puertos lógicos de enlace ascendente para los segmentos de red se unen a los puertos de acceso para la VXLAN sobre una base de uno a uno para servir como usuarios de Circuito de Acceso (AC) de la VXLAN. Específicamente, los puertos lógicos VETH_X se crean en el segmento compartido de tal manera que los puertos lógicos corresponden a los puertos lógicos de enlace ascendente sobre una base de uno a uno. Los puertos lógicos VETH_X1, VETH_X2 y VETH_X3 se crean en el segmento compartido (LR0) de tal manera que corresponden al puerto lógico de enlace ascendente VETH1 de LR1, al puerto lógico de enlace ascendente VETH2 de LR2 y al puerto lógico de enlace ascendente VETH3 de LR3 de uno en uno, respectivamente, y los puertos lógicos acceden a la VXLAN como interfaces AC. En implementaciones en el plano de reenvío, la situación es equivalente a conectar las dos interfaces VETH_X1 y VETH1 juntas, y cuando el flujo de datos desde la segmento de red 1 alcanza VETH1, es equivalente a ser desviado al puerto VETH_X1. En este caso, los puertos lógicos de enlace ascendente VETH1, VETH2 y VETH3 de los segmentos de red acceden a la VXLAN como las VM de la VXLAN.

En S203, la VXLAN se habilita en la segmento de red compartida, y los mensajes de servicio para las segmentos de red se transmiten a través de un puerto físico de enlace ascendente para la segmento de red compartida.

La VXLAN es habilitada en el segmento compartida, y la VXLAN encapsula los mensajes en bruto enviados por las VMs y entonces transmite los mensajes encapsulados a través de un túnel VXLAN, donde las VMs en ambos extremos del túnel no necesitan ser conscientes de la arquitectura física de la red de transmisión. Así, para las máquinas virtuales con la misma dirección IP de segmento de red, todavía son lógicamente equivalentes a estar en el mismo dominio de capa 2, incluso si no están ubicadas físicamente en la misma red de capa 2. Es decir, la tecnología VXLAN construye una gran red virtual de capa-2 encima de la red de capa-3 y, siempre que una VM sea enrutable, se planifica dentro de la misma gran red de capa-2.

En una realización de la presente divulgación, después de que los segmentos de red acceden a la VXLAN a través de los puertos lógicos VETH_X, la VXLAN se comunica con el mundo exterior a través de la red de conmutadores de capa 3.

Aquí, se crea un túnel VXLAN en el segmento compartido, donde el túnel VXLAN incluye IPs de origen, IPs de destino y VNIs, y se dividen diferentes VXLAN Puntos de extremo de túnel (VTEPs) de acuerdo con las IPs de origen, las IPs de destino y las VNIs. El túnel VXLAN incluye VTEP1 (S-IP1, D-IP2, que incluye VNI1); y VTEP2 (S-IP3, D-IP4, que incluye VNI3). En algunas realizaciones, el mismo VTEP también corresponde a diferentes VNIs, por ejemplo, VTEP1 (S-IP1, D-IP2; incluyendo VNI1 y VNI2), Aquí, los VNIs son asignados mediante el segmento compartido, y las interfaces AC se añaden a VNIs de diferentes VTEPs, de modo que los VNIs corresponden a interfaces AC de uno en uno. Desde que las interfaces AC se corresponden con los segmentos de red de uno en uno, cada segmento de red corresponde a un VNI. El segmento de red 1 corresponde al VNI1; el segmento de red 2 corresponde al VNI2, y entonces se comunica con el par a través del VTEP 1; el segmento de red 3 corresponde al VNI3, y entonces se comunica con el par a través del VTEP2. Debido a que un puerto físico de enlace ascendente porta las comunicaciones de múltiples VTEPs, se consigue el propósito de compartir el puerto físico de enlace ascendente para la conmutación de datos entre segmentos de red.

Vale la pena señalar que el hecho de que los segmentos de red compartan el puerto físico de enlace ascendente para la conmutación de datos incluye desempeñar la encapsulación VXLAN después de que los mensajes de servicio de los segmentos de red se mapeen en las interfaces AC a través de los puertos lógicos de enlace ascendente. Debería ser señalado que las VNIs en la realización de la presente divulgación corresponden a las interfaces AC sobre una base de uno a uno, y los mensajes de servicio son transmitidos a dispositivos pares de acuerdo con VTEPs a los cuales pertenecen las interfaces AC. Después de que la corriente de servicio de usuario del segmento de red 1 se conmuta a VETH1, se realiza conmutación de capa 2 entre el puerto de usuario para el segmento de red 1 y el puerto lógico de enlace ascendente VETH1 a través de VLAN y MAC, después de lo cual la corriente de servicio de VETH1 se mapea directamente al puerto lógico correspondiente VETH_X1 en el segmento compartido de acuerdo con el mapeo lógico; en el segmento compartido, VETH_X1 es un usuario AC de la VXLAN, y cuando el flujo de servicio alcanza el puerto AC, encapsula una cabecera VXLAN de acuerdo con las características VXLAN, y entonces transmite el flujo de servicio encapsulado al dispositivo par según VTEP1 al que pertenece VETH_X1. Por lo tanto, después de que el mensaje de servicio de un usuario de segmento se encapsula con la cabecera VXLAN, llega al dispositivo VTEP par a través del túnel VXLAN. El dispositivo par recibe el mensaje, y entonces despoja la cabecera VXLAN, extrae la carga útil y desempeña conmutadores de capa 2 o 3 hacia el lado del usuario par de acuerdo con la información VLAN, MAC o IP de la carga útil. De esta forma, los servicios de segmento de red están aislados unos de otros, se ahorran puertos físicos y se ahorra profundidad de aprendizaje de direcciones IP o MAC. Cuando la VLAN, MAC e IP en los mensajes de flujo de servicio de los puertos de usuario son los mismos, la conmutación normal también se asegura mediante el uso de VXLAN para compartir el puerto físico de enlace ascendente, lo que es equivalente al caso en el que los flujos de servicio de los segmentos de red son los mismos servicios, y normalmente se conmutan después de compartir el puerto físico de enlace ascendente para la VXLAN, sin llevar a la situación en la que la conmutación no puede ser desempeñada debido a conflictos causados por la misma VLAN, MAC e IP.

En una realización de la presente divulgación, los mensajes de protocolo de capa-2 también se comunican normalmente en la red de capa-3. Cuando se transmiten los mensajes de servicio de los segmentos de red, los mensajes de protocolo de capa-2, tales como IGMP, PPPOE y otros mensajes de protocolo de capa-2, se entregan en una red de capa-3 mediante encapsulación VXLAN. En este caso, después de que los mensajes de servicio se encapsulan con cabeceras VXLAN, se transmiten a la red de capa-3 a través del puerto físico de enlace ascendente del segmento compartida para implementar la comunicación en la red de capa-3, aumentando así la penetración de los mensajes de protocolo de capa-2 y haciendo que los mensajes se transmitan de forma más segura en la red, con una mejor confidencialidad y un coste mucho menor.

Con el método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red proporcionado mediante las realizaciones de la presente divulgación, los segmentos de red comparten el puerto de enlace ascendente físico para el segmento compartido para la comunicación con dispositivos de interconexión, con lo que se ahorran puertos de enlace ascendente físicos al tiempo que se permite el aislamiento de los servicios de los segmentos de red. Mediante el logro de la compartición de segmentos utilizando VXLAN, cualquier mensaje de capa 2 o de capa 3 se encapsula en UDP como carga útil, y el contenido de sus mensajes no se cambiará. Tal paquete de datos utiliza la dirección IP/MAC de la red física como cabecera externa para la encapsulación, de modo que sólo se presentan a la red los parámetros encapsulados. Por lo tanto, el requerimiento de especificaciones de direcciones MAC en la gran red de capa 2 se reduce enormemente. Cuando se migra un dispositivo (que incluye un dispositivo de interfaz), sólo es necesario cambiar la dirección de túnel para migrar, asegurando así que parámetros como la dirección IP de usuario y la dirección MAC permanezcan inalterados, reduciendo así los costes de mantenimiento de la red.

En una realización de la presente divulgación, después de que los mensajes de servicio para las segmentos de red se transmitan a través del puerto físico de enlace ascendente para la segmento compartida, se recibirán los mensajes de datos enviados por los dispositivos pares. En este caso, las interfaces AC se buscan de acuerdo con los VNI correspondientes a los VTEP. En respuesta a que se encuentra el VETH_X1 correspondiente según el VNI1, antes de que el mensaje de datos alcance el VETH_X1, se desencapsula el mensaje de datos para obtener un mensaje de carga útil, es decir, se obtiene la cabecera VXLAN y se extrae la carga útil. Entonces, de acuerdo con el mapeo lógico de la interfaz AC buscada y el puerto lógico de enlace ascendente, el mensaje de carga útil se transmite al segmento de red correspondiente. Cuando el mensaje de carga útil se conmuta al puerto VETH_X1, desde que hay una correspondencia uno a uno entre VETH_X1 y VETH1 de la segmento de red 1, en este momento, como el puerto de acceso de usuario para VXLAN, VETH1_X1 se conmuta al puerto de enlace ascendente lógico para la segmento de red 1 sin aprendizaje de MAC en la segmento compartida VXLAN, así ahorrando el proceso de aprendizaje de MAC y recursos, y logrando una mayor eficiencia de conmutación.

Debería ser señalado que antes de acceder a la VXLAN, el sistema de conmutación de datos para los segmentos de red es considerado como una red de conmutación de capa 2, es decir, que desempeña la conmutación de acuerdo con la MAC y la VLAN; y después de acceder a la VXLAN a través del puerto lógico, la VXLAN se comunica con el mundo exterior a través de la red de conmutación de capa 3. En este sistema de conmutación de dos niveles, en la presente divulgación, se ajustan diferentes prioridades de acuerdo con la importancia de los usuarios para la programación de datos, asegurando así que los datos se asignen a los segmentos donde están ubicados los usuarios importantes. Específicamente, después de que las interfaces AC son encontradas de acuerdo a VNIs correspondientes a VTEPs y los mensajes de datos son desencapsulados para obtener mensajes de carga útil, los mensajes de carga útil son almacenados en la cola de programación de prioridad para ser programados de acuerdo a la regla de prioridad preestablecida, y mientras más alta sea la prioridad de un mensaje de carga útil en la cola, más alta será la prioridad del mensaje de carga útil a ser conmutado dentro de la segmento de red. Aquí, la regla de prioridad preestablecida está ajustada habitualmente. Está basada en el VNI y el VETH_X, o es determinada en base al valor del VNI o del PUERTO. En respuesta a un valor VNI de 1 que tiene una prioridad más alta que un VNI de 2, el mensaje de carga útil correspondiente al valor VNI de 1 se intercambia fuera de la cola. Por otro ejemplo, en respuesta a que la prioridad del valor PORT de 3 es mayor que el valor PORT de 2, el mensaje de carga útil correspondiente al valor PORT de 2 se intercambia fuera de la cola.

En una realización de la presente divulgación, después de que los mensajes de carga útil se transmiten a los correspondientes segmentos de red, el equilibrio de carga se lleva a cabo en los datos de los segmentos de red de acuerdo con las necesidades reales, haciendo que los datos de los segmentos de red sean más seguros y eficientes para el conmutador. Específicamente, en respuesta a un puerto de usuario compartido en al menos dos segmentos de red, los mensajes de carga útil se conmutan desde diferentes segmentos de red al puerto de usuario de acuerdo con el principio de equilibrado de carga. El puerto de usuario 1 es distribuido tanto en el segmento de red 1 como en el segmento de red 2, es decir, el puerto de usuario es compartido en los segmentos de red. Cuando se accede al mismo recurso, el equilibrio de carga se lleva a cabo en el sistema conmutador de dos niveles y el mensaje de carga útil se envía al puerto de usuario desde diferentes segmentos de red. Cuando la carga del segmento de red 1 es mayor que la del segmento de red 2, el 70% del mensaje de carga útil se conmuta al puerto de usuario 1 a través del segmento de red 2, y el 30% del mensaje de carga útil se conmuta al puerto de usuario 1 a través del segmento de red 1. Aquí, la segmento de red desempeña un papel de reparto de carga.

El método para compartir un puerto de enlace ascendente entre secciones de red proporcionado en las realizaciones de la presente divulgación se utiliza para resolver el problema de recursos de sección de red limitados en algunas situaciones, al menos hasta cierta extensión, y mensajes tales como mensajes de protocolo de capa 2 se transportan en una red de conmutación de capa 3 por medio de encapsulación VXLAN, lo que mejora la penetración de los mensajes de protocolo de capa 2 y hace que los mensajes sean más seguros en la transmisión de red, con mejor confidencialidad y un coste mucho menor. Por otra parte, como sistema conmutador de dos niveles, el puerto VETH_X, que sirve como acceso AC de la VXLAN, no necesita aprender MAC, reduciendo así el proceso de aprendizaje de MAC. Al mismo tiempo, en un sistema conmutador de dos niveles, los datos importantes alcanzan segmentos importantes de acuerdo con la prioridad, y también se consigue el equilibrio de carga entre segmentos, aumentando consecuentemente la utilización del ancho de banda.

Realización II:

Una realización de la presente divulgación proporciona un método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red. Como se muestra en la FIG. 3, el método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red incluye los siguientes pasos.

En S301, se dividen diferentes segmentos de red para elementos de red, y se determina a qué segmentos pertenecen los recursos de puerto de usuario.

Asumiendo que el elemento de red incluye el segmento de red compartida 0 y la segmento de red 1, la segmento de red 2, y la segmento de red 3, donde el segmento de red 1 se asigna al puerto de usuario 1, el segmento de red 2 se asigna al puerto de usuario 2, y el segmento de red 3 se asigna al puerto de usuario 3.

En S302, se crean los puertos lógicos de enlace ascendente VETH para los segmentos de red.

En el segmento de red 1, en el segmento de red 2 y en el segmento de red 3, se crean los puertos lógicos de enlace ascendente VETH1,VETH2 y VETH3, respectivamente, para servir como puertos Ethernet ordinarios, permitiendo configurar la VLAN y otra información.

En S303, se crean los puertos lógicos Ethernet VETH_X en la segmento compartida de manera tal que los puertos lógicos Ethernet VETH_X corresponden a los puertos lógicos de enlace ascendente VETH para las segmentos de red sobre una base de uno a uno.

Los puertos lógicos VETH_X1, VETH_X2, y VETH_X3 se crean en el segmento compartido 0 de tal manera que se corresponden con el puerto lógico de enlace ascendente VETH1 para el segmento 1, el puerto lógico de enlace ascendente VETH2 para el segmento 2, y el puerto lógico de enlace ascendente VETH3 para el segmento 3 sobre una base uno a uno, respectivamente, donde VETH_X1,VETH_X2 y VETH_X3 sirven como los puertos AC de acceso para la VXLAN.

En S304, se crea un túnel VXLAN en el segmento compartido y se dividen diferentes VTEPs.

El túnel VXLAN incluye IPs de origen, IPs de destino y VNIs. Los VNIs pueden ser asignados a segmentos de red mediante el segmento compartido, y diferentes VTEPs pueden ser divididos de acuerdo con las IPs de origen, las IPs de destino, y los VNIs del túnel VXLAN. Asumiendo que VTEP1 tiene S-IP1 y D-IP1, y VNI1 corresponde a VETH_X1; VTEP2 tiene S-IP2 y D-IP2, y VNI2 corresponde a VETH_X2; y VTEP3 tiene S-IP3 y DIP3, y VNI3 corresponde a VETH_X3.

En S305, la encapsulación VXLAN se desempeña después de que los mensajes de servicio de los segmentos de red son mapeados a las interfaces AC a través de los puertos lógicos de enlace ascendente.

Después de que los mensajes de servicio de los segmentos de red alcanzan el VETH, se mapean directamente a los puertos VETH_X. Por ejemplo, un mensaje de servicio es mapeado al VETH_X1 a través del VETH1, y una cabecera VXLAN es encapsulada en el VETH_X1.

En S306, los mensajes de servicio encapsulados se retransmiten a dispositivos pares de acuerdo con las VTEPs a las que pertenecen las interfaces AC.

De acuerdo con las VNIs, se determinan las VTEPs correspondientes, y el segmento de red 1, el segmento de red 2 y el segmento de red 3 transmiten los mensajes de servicio encapsulados a los dispositivos VTEP pares a través del túnel VXLAN formado por VTEP1, VTEP2 y VTEP3, respectivamente.

En S307, en respuesta a la recepción de mensajes de datos enviados por dispositivos pares, se buscan interfaces AC de acuerdo con VNIs correspondientes a VTEPs.

Los mensajes de datos son recibidos desde el lado del túnel VXLAN, y el VTEP local encuentra las segmentos de red de acuerdo con los VNIs y las interfaces AC de acuerdo con las segmentos de red.

En S308, los mensajes de datos se desencapsulan para obtener mensajes de carga útil, y de acuerdo con una regla de prioridad preestablecida, los mensajes de carga útil se almacenan en una cola de programación de prioridad para la programación de prioridad.

Antes de que los mensajes de datos alcancen las interfaces AC (VETH_X), se correan las cabeceras VXLAN y se extraen los mensajes de carga útil. De acuerdo con la correspondencia VNI-prioridad ajustada, los mensajes de carga útil entran en la cola de programación de prioridad. Cuanto mayor sea la prioridad de un mensaje de carga útil en la cola, mayor será la prioridad del mensaje de carga útil que se conmutará dentro de la segmento de red. Por ejemplo, VNI1 tiene la prioridad más alta, seguido por VNI2, y finalmente VNI3, entonces los mensajes de carga útil de los segmentos de red 1, 2 y 3 entrarán en la cola de programación de prioridad en secuencia, y el mensaje de carga útil del segmento de red 1 será preferentemente conmutado fuera de la cola.

En S309, de acuerdo con el mapeo lógico de las interfaces AC y los puertos lógicos de enlace ascendente, los mensajes de carga útil se transmiten a los correspondientes segmentos de red.

Por ejemplo, de acuerdo con la relación de mapeo entre VETH_X1 y el puerto lógico de enlace ascendente VETH1 para la segmento de red 1, el mensaje de carga útil se conmuta a la segmento de red 1.

De acuerdo con el método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red proporcionado en las realizaciones de la presente divulgación, un mismo puerto de enlace ascendente puede ser compartido por múltiples segmentos de red, y la manera de compartir está soportada mediante la asociación de diferentes túneles VXLAN. La VXLAN está habilitada en el segmento compartido 0, y está dividida en diferentes VTEPs de acuerdo con las VNIs para comunicarse con los dispositivos pares, mientras que los puertos de acceso AC para la VXLAN son los puertos lógicos VETH_X para los segmentos de red. Una vez que las corrientes de servicio de los segmentos de red alcanzan el puerto lógico VETH_X, se encapsulan con cabeceras VXLAN, se agregan en el puerto físico compartido de enlace ascendente para el segmento compartido 0, y entonces se conmutan a los dispositivos homólogos a través de las VTEP de acuerdo con las VNI de la VXLAN. Tras la conmutación a los dispositivos homólogos, se eliminan las cabeceras VXLAN, se extraen las cargas útiles y entonces se conmutan al lado del usuario homólogo por medio de conmutadores de capa 2 o 3, de acuerdo con la información VLAN, MAC o IP de las cargas útiles. De este modo, los servicios de segmento pueden aislarse entre sí, pueden ahorrarse puertos físicos y puede ahorrarse profundidad de aprendizaje de direcciones IP o MAC; es posible alcanzar el objetivo de aislar los segmentos de red entre sí y ahorrar puertos físicos de enlace ascendente; cuando el puerto lógico de segmento accede a la VXLAN como AC, su puerto lógico puede realizar el acceso y la conmutación sin aprendizaje de MAC, lo que mejora la eficiencia de la conmutación y, al mismo tiempo, en el sistema de conmutación de dos niveles construido, puede garantizarse que el flujo de datos entre en los segmentos más importantes de forma preferente basándose en la programación de prioridades.

Realización III:

Con el fin de facilitar la comprensión, las realizaciones de la presente divulgación utilizan un ejemplo específico para ilustrar el proceso de establecimiento de una correspondencia entre puertos de enlace ascendente lógicos para segmentos de red y puertos de CA para la VXLAN. Lo mostrado en las FIGS. 4 y 5, el proceso incluye los siguientes pasos.

En S501, se crean los puertos lógicos de enlace ascendente VETH1, VETH2 y VETH3 y se asignan al segmento 1, segmento 2 y segmento 3, respectivamente, donde estas interfaces se tratan como puertos Ethernet ordinarios en segmentos y pueden utilizarse para la configuración de VLAN, aprendizaje de MAC, etc.

En S502, se crean los puertos lógicos VETH_X1, VETH_X2, y VETH_X3, donde estos puertos lógicos sirven como puertos AC de acceso para la VXLAN y corresponden a los puertos lógicos de enlace ascendente VETH1, VETH2, y VETH3 para la segmento 1, la segmento 2, y la segmento 3 sobre una base de uno a uno, respectivamente.

En S503, se crea un túnel VXLAN que incluye VTEP1 (fuente IP/destino IP:S-IP1/D-IP2, incluyendo VNI1 y VNI2) y VTEP2 (S-IP3/D-IP4, incluyendo VNI3).

En S504, VETH_X1, VETH_X2 y VETH_X3 se añaden a diferentes VNIs de túnel como interfaces AC, respectivamente.

Una realización de la presente divulgación proporciona además un diagrama esquemático de conexión en red compartiendo un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red mediante la VXLAN. Aquí, se construye un sistema conmutador de segundo nivel dentro de un elemento de red para mejorar la eficiencia del acceso a datos para máquinas virtuales y físicas, mientras se ahorran recursos IP públicos así como se mejora la seguridad de datos y la compatibilidad física, teniendo en cuenta la solicitud de topologías de red de capa 2 y capa 3. Como se muestra en la FIG. 6:

1) múltiples segmentos 1 - 3 del elemento conmutador comparten un puerto físico de enlace ascendente, y el flujo de datos de cada segmento en el puerto de enlace ascendente se encapsula con VXLAN;

2) el segmento 1 y el segmento 2 pasan por el mismo VTEP1, diferentes VNI (VNI1 y VNI2) forman un túnel VXLAN para cruzar la red de conmutación, y los segmentos se desencapsulan en la pasarela VXLAN 1, y entonces los tráficos se envían a las redes para el usuario 1 y el usuario 2, respectivamente; y

3) el segmento 3 pasa por VTEP2, VNI3 forma un túnel VXLAN para cruzar la red de conmutadores, y el segmento se desencapsula en la pasarela VXLAN 2, y entonces el tráfico se envía a la red para el usuario 3.

Una realización de la presente divulgación proporciona además un diagrama esquemático de programación de prioridades de un sistema de conmutación de dos niveles para segmentos de red. Como se muestra en la Fig. 7, la conmutación de capa 2 se desempeña entre los puertos de usuario para los cortes y los puertos lógicos de enlace ascendente VETH1 a través de VLAN y MAC. Tras acceder al sistema VXLAN mediante VETH_X1 como AC, se desempeña la conmutación de capa 3 para comunicarse con los dispositivos de la corriente arriba. Después de que los datos de enlace descendente atraviesen la VXLAN, deben transferirse a los segmentos. En este tiempo, el programa de prioridad puede llevarse a cabo de acuerdo con la regla, por ejemplo, dependiendo de los VNIs, asegurando así que los datos son preferentemente conmutados a los segmentos importantes. Además, si un determinado puerto de usuario está asignado tanto en el segmento 1 como en el segmento 2, es decir, este puerto de usuario está compartido entre los segmentos, en respuesta a los datos ascendentes a los que accede este usuario que llegan al sistema de conmutación de capa 3 de la VXLAN, pueden enviarse desde diferentes segmentos al puerto de usuario mediante el principio de equilibrio de carga de los segmentos. Aquí, los puertos lógicos de enlace ascendente para los segmentos desempeñan un papel de reparto de carga.

Como se muestra en la FIG. 8, el método para el sistema conmutador de dos niveles incluye los siguientes pasos.

En S801, el tráfico de enlace descendente entra en un sistema conmutador de primer nivel para la VXLAN.

En S802, se busca información sobre el VNI y el VETH_X1 que sirve como interfaz AC de la VXLAN.

En S803, el tráfico entra en una cola de programación de prioridad de acuerdo con la correspondencia VNI-prioridad ajustada, donde cuanto más alta es la prioridad del mensaje en la cola, más alta es la prioridad del mensaje a conmutar dentro del segmento.

En S804, cuando el mensaje es conmutado fuera de la cola, entra en el sistema conmutador de segundo nivel de acuerdo con la relación de mapeo entre el VETH_X1 y el puerto lógico de enlace ascendente VETH1 de los segmentos de la red. En este momento, sin comprobar la MAC, el mensaje se conmuta directamente a los segmentos de acuerdo con la relación de mapeo uno a uno para los puertos lógicos.

En S805, después de que el mensaje entra en el sistema de conmutación de segundo nivel, es decir, después de que es conmutado a los segmentos, es normalmente conmutado a los usuarios por el sistema de conmutación del sistema de conmutación de segundo nivel.

Realización IV:

Una realización de la presente divulgación proporciona un aparato que puede ser implementado de varias formas. Por ejemplo, el aparato descrito en la realización de la presente divulgación puede incluir dispositivos de conmutación tales como PONs, OLTs, conmutadores, enrutadores, etc. Como se muestra en la Fig. 9, el aparato incluye un procesador 901, una memoria 902 y un bus de comunicación 903. El bus de comunicación 903 está configurado para implementar conexión y comunicación entre el procesador 901 y la memoria 902. El procesador 901 está configurado para ejecutar uno o más programas almacenados en la memoria 902 para implementar el método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red como en la realización I anterior.

Una realización de la presente divulgación proporciona además un medio de almacenamiento que almacena uno o más programas, donde el uno o más programas son ejecutables por uno o más procesadores para implementar el método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red como en la realización I anterior.

El medio de almacenamiento incluye un medio volátil o no volátil, extraíble o no extraíble implementado en cualquier método o tecnología para almacenar información, tal como instrucciones legibles por computador, estructuras de datos, módulos de programa de computador u otros datos. El medio de almacenamiento legible por computador incluye, pero no se limita a, memoria de acceso aleatorio (RAM), memoria de sólo lectura (ROM), memoria de sólo lectura programable eléctricamente borrable (EEPROM), memoria flash u otras tecnologías de memoria, memoria de sólo lectura de disco compacto (CD-ROM), disco versátil digital (DVD) u otro almacenamiento de disco óptico, casetes, cintas magnéticas, almacenamiento de disco magnético u otros dispositivos de almacenamiento magnético, o cualquier otro medio que pueda configurarse para almacenar información deseable y al que puedan acceder computadores.

La presente divulgación tiene los siguientes efectos beneficiosos: en el método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red, el aparato y el medio de almacenamiento proporcionado por las realizaciones de la presente divulgación, se crean puertos de enlace ascendente lógicos para segmentos de red; se establece un mapeo lógico uno a uno entre los puertos de enlace ascendente lógicos y las interfaces de acceso de una VXLAN en un segmento compartido; y la VXLAN se habilita en el segmento compartido, y los mensajes de servicio para los segmentos de red se transmiten a través de un puerto de enlace ascendente físico para el segmento compartido. En algunos procesos de implementación, un puerto de salida se comparte a través de la VXLAN para la comunicación de red con dispositivos de corriente arriba, así se ahorran en gran medida recursos de puerto y se simplifica la topología de conexión de dispositivos de red de corriente arriba. En adición, en el proceso de establecer el mapeo lógico, los puertos lógicos para los segmentos de red pueden ser conmutados sin aprendizaje MAC (Dirección de control de acceso a medios), reduciendo así en gran medida el proceso de aprendizaje<m>A<c>.

Como puede verse, debería ser entendido por aquellos que tienen habilidad ordinaria en la materia que todos o algunos de los pasos en los métodos divulgados anteriormente, módulos/unidades funcionales en los sistemas y dispositivos divulgados anteriormente pueden ser implementados como software (que puede ser implementado por código de programa de ordenador ejecutable por un dispositivo computador), firmware, hardware, y combinaciones apropiadas de los mismos. En una realización de hardware, la división entre módulos/unidades funcionales mencionada en la descripción anterior no corresponde necesariamente a la división de componentes físicos; por ejemplo, un componente físico puede tener múltiples funciones, o una función o paso puede ser desempeñado cooperativamente por varios componentes físicos. Algunos o todos los componentes físicos pueden ser implementadas como software ejecutado por un procesador, tal como una unidad central de procesamiento, un procesador de señal digital o un microprocesador, o como hardware, o como un circuito integrado, tal como un circuito integrado de aplicación especifica.

Por otra parte, es bien conocido por aquellos que tienen conocimientos ordinarios de las comunicaciones que éstas contienen instrucciones legibles por computador, estructuras de datos, módulos de programas de computador u otros datos en una señal de datos modulada, tal como una onda portadora u otro mecanismo de transmisión, y puede incluir cualquier medio de entrega de información. Por lo tanto, la presente divulgación no se limita a ninguna combinación particular de hardware y software.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Un método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red, que comprende:

crear puertos lógicos de enlace ascendente para segmentos de red (S201);

establecer un mapeo lógico uno a uno entre los puertos lógicos de enlace ascendente y las interfaces AC de acceso de una VXLAN en un segmento compartido (S202); y

habilitar la VXLAN en el segmento de red compartido, y transmitir mensajes de servicio para los segmentos de red a través de un puerto físico de enlace ascendente para el segmento de red compartido (S203);

caracterizado porque,

establecer un mapeo lógico uno a uno entre los puertos lógicos de enlace ascendente y las interfaces AC de acceso de una VXLAN en un segmento compartido (S202) comprende:

ser creados puertos lógicos en el segmento compartido; y

corresponder los puertos lógicos con los puertos lógicos de enlace ascendente sobre una base de uno a uno, siendo los puertos lógicos los puertos AC de acceso de la VXLAN;

en la que ser habilitada la VXLAN en el segmento compartido comprende:

crear un túnel VXLAN en el segmento compartido, el túnel VXLAN que comprende IPs de origen, IPs de destino y VNIs;

dividir diferentes VTEPs de acuerdo con las IPs de origen, las IPs de destino, y los VNIs; y transportar las comunicaciones de los VTEPs en el puerto físico de enlace ascendente.

2. El método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red de la reivindicación 1, en la que la transmisión de mensajes de servicio para los segmentos de red a través de un puerto de enlace ascendente físico para el segmento compartido comprende:

desempeñar la encapsulación VXLAN después de que los mensajes de servicio de los segmentos de red se mapeen a las interfaces AC a través de los puertos de enlace ascendente lógicos; y transmitir los mensajes de servicio encapsulados a dispositivos pares de acuerdo con los VTEP a los que pertenecen las interfaces AC.

3. El método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red de la reivindicación 2, que comprende además:

transmitir, cuando se transmiten los mensajes de servicio para los segmentos de red, mensajes de protocolo de capa 2 en una red de capa 3 por medio de encapsulación VXLAN.

4. El método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que después de transmitir mensajes de servicio para los segmentos de red a través de un puerto de enlace ascendente para el segmento de red compartido, el método comprende:

buscar, en respuesta a la recepción de mensajes de datos enviados por dispositivos homólogos, interfaces AC según VNIs correspondientes a VTEPs; desencapsular los mensajes de datos para obtener mensajes de carga útil; y

transmitir, de acuerdo con el mapeo lógico de las interfaces AC y los puertos lógicos de enlace ascendente, los mensajes de carga útil a los segmentos de red correspondientes.

5. El método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red de la reivindicación 4, en la que después de desencapsular los mensajes de datos para obtener mensajes de carga útil, el método comprende: almacenar, de acuerdo con una regla de prioridad preestablecida, los mensajes de carga útil en una cola de programación de prioridad para la programación de prioridad.

6. El método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red de la reivindicación 4, en el que después de transmitir los mensajes de carga útil a los segmentos de red correspondientes, el método comprende además:

conmutar, en respuesta a un puerto de usuario que se comparte en al menos dos segmentos de red, los mensajes de carga útil desde los segmentos de red al puerto de usuario de acuerdo con el principio de equilibrio de carga.

7. Un aparato que comprende:

una memoria (902) configurada para almacenar al menos un programa;

un procesador (901) configurado para ejecutar el al menos un programa para implementar el método para compartir un puerto de enlace ascendente entre segmentos de red de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6; y

un bus de comunicación configurado para implementar conexión y comunicación entre el procesador (901) y la memoria (902).

8. Un medio de almacenamiento legible por computador que almacena al menos un programa, en el que el al menos un programa es ejecutable mediante al menos un procesador para implementar el método para compartir un puerto de enlace ascendente entre los segmentos de red de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.