基于sdn实现虚拟化数据中心的系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于SDN实现虚拟化数据中心的系统，其中包括云服务管理平台，用以对任务和虚拟化资源进行云端管理；数据中心数据平台，用以在数据中心物理网络上执行虚拟网络功能和数据转发；数据中心控制平台，用以通过分布式的SDN控制器分别与所述的云服务管理平台和数据中心服务平台进行交互和管理。采用该种结构的基于SDN实现虚拟化数据中心的系统，提供一种简洁而优雅的方式将物理网络虚拟化并与虚拟环境对接，简化低层服务的开通，减少网络配置的时间、代价和风险；能通过简单的配置开通和管理网络和安全服务，并建立服务链，大大增强用户部署和使用网络资源的效率和敏捷性，具有更广泛的应用范围。
【专利说明】
基于SDN实现虚拟化数据中心的系统
技术领域
[0001]本发明涉及网络技术领域，尤其涉及数据中心技术领域，具体是指一种基于SDN实现虚拟化数据中心的系统。
【背景技术】
[0002]当前的数据中心正面临着成本，速度，整合，安全，能源管理等一系列挑战，并正在经历着巨大的转变。大部分的数据中心的能力提升高度依赖硬件设备，受限于持续增长的设备采购和维护成本，以及场地，空间，电力，冷却等方面的制约，另一方面，频繁的网络配置不利于业务的快速开通，而且也提高了维护成本，同时，VLAN的数目受到限制，复杂的网络导致云计算的智能及灵活性无法充分体现，资产隔离产生的可用性降低，导致资源浪费等等，也是传统的数据中心面临的问题和挑战。
[0003]而网络虚拟化技术的引入，则可以为数据中心的部署和维护带来很多的好处:
[0004](I)完全独立于硬件；
[0005](2)灵活的进行创建，删除，扩展，以及收缩；
[0006](3)应用是透明的；
[0007](4)扩展性强。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现将物理网络虚拟化与虚拟环境对接、简化低层服务的开通、减少网络配置的时间、代价和风险、具有更广泛应用范围的基于SDN实现虚拟化数据中心的系统。
[0009]为了实现上述目的，本发明具有如下构成:
[0010]该基于SDN实现虚拟化数据中心的系统，其主要特点是，所述的系统包括:
[0011 ]云服务管理平台，用以对任务和虚拟化资源进行云端管理；
[0012]数据中心数据平台，用以在数据中心物理网络上执行虚拟网络功能和数据转发；
[0013]数据中心控制平台，用以通过分布式的SDN控制器分别与所述的云服务管理平台和数据中心服务平台进行交互和管理。
[0014]较佳地，所述的数据中心控制平台通过REST协议从所述的云服务管理平台获取任务配置信息。
[0015]较佳地，所述的数据中心控制平台通过Xmpp/Openfl ow协议控制所述的数据中心数据平台的虚拟网络节点。
[0016]较佳地，所述的云服务管理平台基于OpenStack对任务及虚拟化资源进行云端管理。
[0017]较佳地，所述的数据中心数据平台基于overlay技术在数据中心物理网络上虚拟出虚拟网络，以及利用overlay通道进行数据转发。
[0018]较佳地，所述的数据中心控制平台包括:
[0019]分析节点，用以获取数据中心物理网络和虚拟网络节点的信息和相关状态，并将分析结果发送至所述的云服务管理平台；
[0020]配置节点，用以接收所述的云服务管理平台发送的任务配置信息并发送至所述的控制节点；
[0021]控制节点，用以根据所述的任务配置信息对所述的数据中心数据平台的虚拟网络节点进行管理。
[0022]更佳地，所述的数据中心数据平台的虚拟网络节点包括计算节点、网关节点、物理服务节点和NFV服务节点。
[0023]采用了该发明中的基于SDN实现虚拟化数据中心的系统，具有如下有益效果:
[0024](I)提供一种简洁而优雅的方式将物理网络虚拟化并与虚拟环境对接，简化低层服务的开通，减少网络配置的时间、代价和风险；
[0025](2)能通过简单的配置开通和管理网络和安全服务，并建立服务链，大大增强用户部署和使用网络资源的效率和敏捷性；
[0026](3)帮助用户快速的进行故障定位和诊断，让用户能更智能和有效的管理网络；
[0027](4)与多厂商的交换机和路由器集成，提供了用户在不影响底层物理网络的架构和投资的情况下迀移到SDN的快速通道。
【附图说明】
[0028]图1为本发明的基于SDN实现虚拟化数据中心的系统的结构示意图。
[0029]图2为本发明的基于SDN实现虚拟化数据中心的系统各个部分之间交互的示意图。
[0030]图3为本发明的云服务管理平台、数据中心控制平台和数据中心数据平台的内部结构示意图。
[0031]图4为本发明的数据中心控制平台的工作过程的示意图。
[0032]图5为本发明的基于SDN实现虚拟化数据中心的系统的网络虚拟化主要功能分层示意图。
【具体实施方式】
[0033]为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
[0034]本发明提供了一个基于SDN(Software Defined Network，软件定义网络)的数据中心虚拟化平台。该方案架构由三部分组成:云服务管理平面，数据中心控制平面，以及数据中心数据平面，其中:
[0035]云服务管理平台，用以对任务和虚拟化资源进行云端管理；
[0036]数据中心数据平台，用以在数据中心物理网络上执行虚拟网络功能和数据转发；
[0037]数据中心控制平台，用以通过分布式的SDN控制器分别与所述的云服务管理平台和数据中心服务平台进行交互和管理。
[0038]在一种较佳的实施方式中，所述的数据中心控制平台通过REST协议从所述的云服务管理平台获取任务配置信息。所述的数据中心控制平台通过Xmpp/Openflow协议控制所述的数据中心数据平台的虚拟网络节点。
[0039]在一种较佳的实施方式中，所述的云服务管理平台基于OpenStack对任务及虚拟化资源进行云端管理。
[0040]在一种较佳的实施方式中，所述的数据中心数据平台基于overlay技术在数据中心物理网络上虚拟出虚拟网络，以及利用overlay Tunnel(覆盖通道)进行数据转发。
[0041 ]在一种较佳的实施方式中，所述的数据中心控制平台包括:
[0042]分析节点，用以获取数据中心物理网络和虚拟网络节点的信息和相关状态，并将分析结果发送至所述的云服务管理平台；
[0043]配置节点，用以接收所述的云服务管理平台发送的任务配置信息并发送至所述的控制节点；
[0044]控制节点，用以根据所述的任务配置信息对所述的数据中心数据平台的虚拟网络节点进行管理，所述的数据中心数据平台的虚拟网络节点包括计算节点、网关节点、物理服务节点和NFV服务节点。
[0045]其中，如图1所示，云服务管理平面作为虚拟化管理平台，利用OpenStack(—个由NASA(美国国家航空航天局)和Rackspace合作研发并发起的，以Apache许可证授权的自由软件和开放源代码项目)对任务及虚拟化资源进行云端管理;数据中心数据平面则利用虚拟化功能在数据中心物理网络上实现虚拟交换机、虚拟路由器、以及其他一些虚拟网络功能，并根据控制平面的要求，实现数据的转发。而数据中心控制平面则是通过分布式的SDN控制器，分别与虚拟化管理平台以及虚拟网络功能进行交互和管理。
[0046]该方案可以实现与数据中心服务商自有的控制平面和数据平面对接。
[0047]通过这套方案，可以实现:
[0048]逻辑网络跨越服务器、机架、集群和数据中心；
[0049]虚拟机能在网络中迀移而无需修改安全策略、负载均衡等；
[0050]新的工作负荷或网络无需重新规划物理网络；
[0051 ]物理网络节点失效不会影响工作负荷；
[0052]租户的MAC地址和IP地址完全私有；
[0053]租户的配置错误不会影响其他租户或应用；
[0054]虚拟层的任何错误不会传播到物理层。
[0055]其中，如图2所示，数据中心控制平面由分布式的SDN控制器构成，数据中心数据平面采用overlay(覆盖)技术在物理网络上虚拟出一个层叠的虚拟网络。SDN控制器通过REST协议从管理平面获取任务配置信息，并通过Xmpp/Openflow协议控制数据平面的虚拟化节点，利用Overlay Tunnel(覆盖通道)，进行数据的转发，包括虚拟路由器之间的转发以及虚拟路由器与DC PE之间的数据转发。
[0056]在本系统中，SDN控制器通过REST API与管理平面交互，通过Xmpp/Openflow与数据平面交互。
[0057]虚拟路由器上拥有本地VM(Virtual Machine，虚拟机)所属VPC(Virtual PathConnect 1n，虚拟路径连接)的所有路由信息，可独立决定报文的转发路径，或转发到其他虚拟路由器，或转发到数据中心网关，而不需要packet-1n到控制器；
[0058]控制器仅负责从vRouter、其他控制器及数据中心PE学习收敛路由信息，并分发到对应的vRouter;
[0059]既可以释放控制器处理压力，增强控制器的vRouter管理能力，又可以规避控制器成为数据转发流量处理瓶颈，提高SDN网络性能。
[0060 ] 该系统结构如图3所示，SDN控制器中，控制节点通过XMPP、Openf I ow等协议，与数据平面的计算节点、网关节点和NFV(Network Funct1ns Virtualizat1n，网络功能虚拟化)服务节点进行交互;而通过REST API与管理平面进行交互。
[0061]控制器模块和协议如图4所示，在SDN控制器中，分为分析节点、配置节点、以及控制节点。分析节点获取数据中心物理网络以及虚拟网络节点的信息及相关状态，并将分析结果上传至云服务管理平台。而云服务管理平台进行云编排，并通过OpenStack协议，将任务的配置信息发送至配置节点，配置节点根据配置信息，指挥控制节点对数据平台的计算节点、网关节点、物理服务节点、以及NFV服务节点进行管理，控制数据的转发。
[0062]在系统中，其网络虚拟化主要功能分层如图5所示。
[0063]采用了该发明中的基于SDN实现虚拟化数据中心的系统，具有如下有益效果:
[0064](I)提供一种简洁而优雅的方式将物理网络虚拟化并与虚拟环境对接，简化低层服务的开通，减少网络配置的时间、代价和风险；
[0065](2)能通过简单的配置开通和管理网络和安全服务，并建立服务链，大大增强用户部署和使用网络资源的效率和敏捷性；
[0066](3)帮助用户快速的进行故障定位和诊断，让用户能更智能和有效的管理网络；
[0067](4)与多厂商的交换机和路由器集成，提供了用户在不影响底层物理网络的架构和投资的情况下迀移到SDN的快速通道。
[0068]在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
【主权项】
1.一种基于SDN实现虚拟化数据中心的系统，其特征在于，所述的系统包括: 云服务管理平台，用以对任务和虚拟化资源进行云端管理； 数据中心数据平台，用以在数据中心物理网络上执行虚拟网络功能和数据转发； 数据中心控制平台，用以通过分布式的SDN控制器分别与所述的云服务管理平台和数据中心服务平台进行交互和管理。2.根据权利要求1所述的基于SDN实现虚拟化数据中心的系统，其特征在于，所述的数据中心控制平台通过REST协议从所述的云服务管理平台获取任务配置信息。3.根据权利要求1所述的基于SDN实现虚拟化数据中心的系统，其特征在于，所述的数据中心控制平台通过Xmpp/Openf low协议控制所述的数据中心数据平台的虚拟网络节点。4.根据权利要求1所述的基于SDN实现虚拟化数据中心的系统，其特征在于，所述的云服务管理平台基于OpenStack对任务及虚拟化资源进行云端管理。5.根据权利要求1所述的基于SDN实现虚拟化数据中心的系统，其特征在于，所述的数据中心数据平台基于overlay技术在数据中心物理网络上虚拟出虚拟网络，以及利用over lay通道进行数据转发。6.根据权利要求1所述的基于SDN实现虚拟化数据中心的系统，其特征在于，所述的数据中心控制平台包括: 分析节点，用以获取数据中心物理网络和虚拟网络节点的信息和相关状态，并将分析结果发送至所述的云服务管理平台； 配置节点，用以接收所述的云服务管理平台发送的任务配置信息并发送至所述的控制节点； 控制节点，用以根据所述的任务配置信息对所述的数据中心数据平台的虚拟网络节点进行管理。7.根据权利要求6所述的基于SDN实现虚拟化数据中心的系统，其特征在于，所述的数据中心数据平台的虚拟网络节点包括计算节点、网关节点、物理服务节点和NFV服务节点。
【文档编号】H04L29/08GK106027626SQ201610315621
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】尹菲, 逯利军, 钱培专, 李克民
【申请人】赛特斯信息科技股份有限公司