[发明专利]一种NFV报文转发方法和装置

说明书

本申请实施例提供了一种NFV报文转发方法和装置，涉及网络技术领域，能够解决数据报文转发时，PCI Express总线带宽存在浪费的问题。该方案包括：虚拟交换机或网卡接收第一虚拟机从第一虚拟端口发送的数据报文；虚拟交换机或网卡确定数据报文的目的端口是否为第二虚拟端口；若确定数据报文的目的端口为第二虚拟端口，虚拟交换机或网卡确定第一虚拟机和第二虚拟机是否支持共享缓冲，共享缓冲用于指示第一虚拟机和第二虚拟机能够通过虚拟地址空间访问的物理内存；若第一虚拟机和第二虚拟机支持共享缓冲，虚拟交换机或网卡将数据报文的共享缓冲对应的编号写入第二虚拟机的接收队列。本申请应用于NFV报文转发过程中。

技术领域

本申请涉及网络技术领域，尤其涉及一种NFV报文转发方法和装置。

背景技术

网络功能虚拟化(Network Functions Virtualization，NFV)能够让多个虚拟机(Virtual Machine，VM)高效的运行在同一个服务器上，共享物理计算资源，大大提高了资源利用率。而且，虚拟化技术使得按需服务、任务自动编排、虚拟机热迁移等自动化和高可靠性技术成为可能。在支持虚拟化的物理服务器中，虚拟机管理程序(Virtual MachineMonitor，VMM，也称Hypervisor)负责管理其上所运行的虚拟机实例，为其提供所需的虚拟计算资源、虚拟存储资源以及虚拟网络资源。运行于物理服务器中的虚拟机存在互相进行网络通信，以及与服务器外部实体进行网络通信的需求，为此，虚拟机管理程序会在内部实现一个虚拟交换机(Virtual Switch，vSwitch)。虚拟交换机通过虚拟端口(Virtual Port，vPort)连接到物理网卡或虚拟机的虚拟网卡(Virtual Network Interface Controller，vNIC)。虚拟交换机通过在虚拟端口之间、物理网卡与虚拟端口之间交换数据报文，实现虚拟机之间以及虚拟机与服务器外部实体之间的网络通信功能。

现有技术一提供一种虚拟交换机转发方案。该方案通过软件实现的虚拟交换机功能实现虚拟机与虚拟机之间、虚拟机与外部网络之间的报文交换功能。一方面，由于每个报文的转发均需要中央处理参与处理，并且大量报文也将产生大量中断，因此大量中央处理器资源被浪费了。另一方面，由于报文在网卡与虚拟交换机、虚拟交换机与虚拟机之间复制，也消耗大量中央处理器周期。此外，对于转发穿越流量，即从物理端口或虚拟端口进入转发设备、处理后又从物理端口或虚拟端口发送出去的流量，报文数据需要通过外部设备互连总线(Peripheral Component Interconnect，PCI)Express总线从网卡搬运到内存，然后再通过PCI Express总写从内存搬运到网卡，浪费了PCI Express总线带宽。

当网络通信数据量特别大时，基于软件实现的虚拟交换机将成为性能瓶颈，进而降低单台物理服务器能够部署的虚拟机实例数，降低资源效率。因此，发展出基于硬件的虚拟交换机方案。现有技术二提供一种基于独立交换机硬件的转发方案，通过把交换功能外包到独立交换机硬件，降低了软件开销。但是虚拟机与虚拟机之间的通信流量需要先发送到虚拟交换机然后再发送回去，在NFV场景下，大量的虚拟机间通信将使PCI Express总线带宽和NFV转发设备与交换机之间的链路带宽成为性能瓶颈。

现有技术三提供一种基于支持虚拟交换机交换功能卸载的网卡的转发方案。这类方案能够把虚拟交换机的部分报文交换功能卸载到网卡，并且利用网卡的单根输入输出虚拟化(Single Root Input/Output Virtualization，SRIOV)功能，在硬件上实现虚拟机之间以及虚拟机与外部网络之间的报文交换功能。虚拟机之间的流量需要首先通过PCIExpress总线搬运到网卡，然后再通过PCI Express总线搬运到下一个虚拟机的缓冲(缓存)。在大流量场景下，PCI Express带宽会成为性能瓶颈。