[发明专利]一种虚拟路由器的数据转发平面的构建方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种互联网网络设备中的路由器虚拟化技术，尤其涉及一种基于VLAN的虚拟路由器的数据转发平面的构建方法与系统。

背景技术

过去的几十年内，互联网获得了极大的成功，为我们提供了全新的信息交换方式。互联网规模的激增，刺激了各种网络技术的大规模部署。由于互联网产业链庞大，新的架构部署困难，影响了互联网的创新。网络虚拟化为打破这种僵局，提供了一种解决方案。整个网络分为基础设施提供商和服务提供商。服务提供商租用基础设施提供商的设施，为用户构建VN(Virtual Network，虚拟网)，实现用户的不同需求。每张虚拟网有一个自己的标识，即VNID(Virtual Network ID)。

支持虚拟化的路由器是构建未来互联网的核心设备，它的主要功能是生成VR（Virtual Router，虚拟路由器）。VN通过VR连接而成，虚拟路由器在物理路由器中生成。一个物理路由器上可运行多个逻辑上相互间隔离的虚拟路由器。每个虚拟路由器都能运行各自的路由协议实例，并且都有自己专用的I/O端口、缓存、地址空间、路由表和网络管理软件。物理路由器设备上的硬件资源既可以被逻辑的划分给各个虚拟路由器，还可以灵活地将其配置给某一个专用的虚拟路由器。具有虚拟路由功能的软件模块，可以完全控制数据分组发送和接收的物理端口及交换路径，而且为了保证虚拟路由器间的隔离性，其分组缓存和交换表的大小，受到其所占用资源大小的限制。虚拟路由技术保证了每个虚拟路由器能够各自单独地执行路由协议软件实例和网络管理软件的实例，每个虚拟路由器的工作原理与实体路由器相同，用户可将虚拟路由器当作是一个实体来进行监视和管理。

多个支持虚拟化的物理路由器互连，组成一个物理网络，构成了虚拟网的基础设施。虚拟网管理中心VNC（Virtual Network Center）用来对虚拟网进行集中式管理，提高虚拟网管理员对虚拟环境的控制。VNC收集整个物理网络的拓扑、每个路由器的相关状态信息。当有新的虚拟网请求的时候，VNC根据相关的映射算法，将虚拟网映射到物理网络上。

VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网),是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个的网段，从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。VLAN的协议字段有12bits，0和4095有特殊用途，因此，最多支持4094个虚拟局域网。在物理路由器中，区分不同的虚拟路由器的数据转发平面有多种途径，VLAN是其中一种非常重要的方式。

物理路由器设备基本结构如图1所示，主要由1块高速串行背板，1块主控板，1块交换板卡和n（n为大于等于1的自然数）块线路处理卡构成。高速串行背板，用来连接主控板，交换板卡和线路处理卡，提供高速信息交换保证。主控板上生成新的虚拟路由器，运行监控系统，用于对线路处理卡和交换板卡初始化及参数配置，观察设备内部的运行状态，生成路由信息。每台虚拟路由器分别生成自己的路由表，下发到线路处理卡。交换板卡中有2块交换芯片，Base交换芯片和Fabric交换芯片。Base交换芯片用来转发控制信息，比如：协议数据包；Fabric交换芯片用来转发数据信息，比如：业务数据包。

本专利基于VLAN技术，目的在于提供一种能实现带宽有保证的虚拟路由器的数据转发平面构建方法和系统。使物理路由器中多个虚拟路由器共存，交换板卡支持虚拟化，为个各个虚拟网提供有保证的数据传输。

发明内容

本发明的目的是：通过VLAN技术，使物理路由器中多个虚拟路由器共存，交换板卡支持虚拟化，为虚拟网提供有保证的数据传输。

为实现上述目的，本发明提出了一种虚拟路由器的数据转发平面的构建方法，包括以下步骤：

步骤一：物理路由器获得虚拟网管理中心发送的用于建立虚拟路由器的数据转发平面的信息；

步骤二：所述物理路由器根据所述信息生成虚拟路由器；

步骤三：所述物理路由器为每个线路处理卡和所述虚拟路由器之间的第一链路分配一第一链路标识，分别为所述线路处理卡之间和所述线路处理卡本身的第二链路分配一第二链路标识，所述虚拟路由器的数据转发平面生命周期开始。

假设所述物理路由器有n个所述线路处理卡，其中，n为大于等于1的自然数，每个所述虚拟路由器需要的所述第一链路标识的个数为n，需要的所述第二链路标识的个数为k=(n*n+n)/2，所述物理路由器支持4094/k的整数部分个带宽有保证的虚拟路由器。

所述虚拟路由器的所述第一链路标识和所述第二链路标识分别是最小的可用值。