虛擬網絡路由交換機制

劉杰　周保群

摘要：本文將基于vxlan和ospf，探討了一種改進型的，適用于虛擬網絡的ospf路由交換方式。

[關鍵詞]網絡虛擬化vxlan路由交換協議ospf 鏈路開銷計算 鏈路開銷聚合

1云網絡環境概述與本文研究的云網絡拓撲

傳統的網絡多設計為提供南北向的網絡流量服務，采用層級聚合的形式，注重網絡內的節點對外進行服務。而云網絡結構中，更加注重為東西向的網絡流量提供服務，以滿足數據中心客戶的數據分析需求和支撐應用的微服務化架構。在云計算環境中，由于計算節點已經虛擬化，為了給虛擬化的計算節點提供更加簡便的網絡模型，和滿足虛擬計算節點隨時遷移調度的需求，行業內出現了多種將網絡進行虛擬化接入的協議方案，其中vxlan是其中應用最為廣泛的一種網絡虛擬化的協議。vxlan通過組播構建了一個虛擬的二層廣播域，并結合arp進行單播虛擬通道的自動構建，從而構建了一個符合幾乎符合當前以太網所有特性的虛擬網絡環境。

在云環境中，多個虛擬網絡產生通信需求時，虛擬網絡之間會再構建一個虛擬路由通道，并由此產生如圖1所示典型的虛擬網絡通信拓撲結構。

在虛擬計算節點隨機分布的情況下，該虛擬網絡拓撲對應的典型的物理拓撲，可設為如圖2。

2傳統ospf環境下的選路情況

為了研究路由交換協議在上述虛擬網絡環境中的表現，將ospf引入到各個虛擬網絡中的路由互聯節點，并進行理論模擬，最終ospf得到的路徑圖如圖3。

通過ospf算法，在所述G=（V，E）帶權有向圖中，把圖中頂點集合V分成兩組，第一組為已求出最短路徑的頂點集合（用S表示，初始時S中只有一個源點，以后每求得一條最短路徑，就將加入到集合S中，直到全部頂點都加入到S中，算法就結束了），第二組為其余未確定最短路徑的頂點集合（用∪表示），按最短路徑長度的遞增次序依次把第二組的頂點加入S中。在加入的過程中，總保持從源點v到S中各頂點的最短路徑長度不大于從源點v到U中任何頂點的最短路徑長度。此外，每個頂點對應一個距離，s中的頂點的距離就是從v到此頂點的最短路徑長度，U中的頂點的距離，是從v到此頂點只包括S中的頂點為中間頂點的當前最短路徑長度，得到的選路情況如表1（使用字母P代表物理節點）。

3引入vx|an鏈路開銷聚合后的ospf選路情況

通過對2中表格的分析，本文嘗試了一種將vxlan的虛擬通道路徑長度引為到ospf協議中的cost值的方法，通過這種方法，最終ospf的獲取到的路徑圖如圖4。

通過ospf算法，選路情況如表2。

本文通過將虛擬網絡路徑引入為OSPF路由協議的cost值的方法，來提升路由交換協議在虛擬網絡環境下的適應性，通過對第二節和第三節中的選路數據分析，可以得出在隨機VM調度的典型物理網絡中，引入虛擬網絡通道路徑的ospf協議能更優的尋找出網絡的最優路徑。

參考文獻

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