一种通信装置和数据中心的制作方法

1.本发明涉及服务器领域，具体涉及一种通信装置和数据中心。


背景技术：

2.现有企业网和数据中心网络的搭建，都是基于服务器中的网卡和交换机进行搭建组网的，在数据业务上都是服务器对相应业务数据进行处理封包后，通过网卡发送到交换机，交换机再根据源ip(internet protocol，网际互连协议)，目的ip，源mac，目的mac进行寻址，并发送到目的端，实现数据的传输和交换，在数据交互的过程中，网卡和交换机搭建的网络密不可分，缺少哪一个都无法实现数据的交互。
3.现有的网络环境，数据处理均在服务器端，数据传输均是通过网卡与交换机互联，进行数据传输，例如如图1所示，服务器a与服务器b，服务器c进行数据传输，需要服务器a上层应用对数据处理后，经过协议栈通过服务器a的网卡a发送给网卡a对应的交换机端口a，经过交换机内部转发，通过交换机端口b，发送到服务器b上的网卡b，网卡b再传递到上层协议栈交给服务器b进行处理，或者通过交换机端口c，发送到服务器c上的网卡c，网卡c再传递到上层协议栈交给服务器c进行处理，这几台服务器之间的数据交换就是通过这种方式进行的。这也是主流企业网或者数据中心的架构模式。
4.现有技术按照通用网络进行设计，可以满足主流的应用场景，虽然也适用于小型化网络，但执行效率和成本会差一点，比如说有三台服务器a，b，c除了需要和外部进行数据交换，这三台服务器之间还需要进行大量的配合数据处理，相当于三台服务器各配一张网卡连接到外网交换机，和外部进行数据交换，同时为了内部进行数据的配合处理还需要每台服务器再配一张网卡，并连接到内部交换机进行数据协处理，此时会额外占用内部交换机的端口，而且由于内部交换机中网络环境可能比较复杂，会有大量无用数据包进入到服务器端口，造成服务器的负载增大。


技术实现要素：

5.有鉴于此，为了克服上述问题的至少一个方面，本发明实施例提出一种通信装置，包括：
6.多个服务器，每一个服务器上均设有第一网卡，所述第一网卡包括接收端、发送端和转发模块；
7.其中，第i个服务器的第一网卡的发送端与第i 1个服务器的第一网卡的接收端连接，第i个服务器的第一网卡的接收端与第i
‑
1个服务器的第一网卡的发送端连接，最后一个服务器的第一网卡的发送端与第一个服务器的第一网卡的接收端连接；
8.其中，每一个服务器的第一网卡配置为利用所述接收端接收数据包，并利用所述转发模块基于路由表对所述数据包中携带的ip地址和mac(media access control，媒体存取控制)地址进行判断，以将所述数据包通过所述发送端转发到其他服务器或直接上传到所述第一网卡所在的服务器。
9.在一些实施例中，所述转发模块还配置为：
10.响应于根据所述数据包携带的ip地址和mac地址确定所述数据包需要转发到其他服务器，判断所述数据包中的预设标识位是否被修改；
11.响应于所述数据包中的预设标识位没有被修改，将所述预设标识为修改为与所述第一网卡所在的服务器相对应的值。
12.在一些实施例中，所述转发模块还配置为：
13.响应于所述数据包中的预设标识位被修改，判断所述预设标识位对应的值是否与所述第一网卡相对应；
14.响应于所述预设标识位对应的值与所述第一网卡所在的服务器相对应，将所述数据包丢弃。
15.在一些实施例中，所述转发模块还配置为：
16.响应于所述预设标识位对应的值不与所述第一网卡所在的服务器相对应，直接将所述数据包转发到其他服务器。
17.在一些实施例中，所述第一网卡还包括网卡芯片；
18.其中，所述转发模块还配置为将所述数据包中携带的ip地址和mac地址发送给所述网卡芯片，以确定所述数据包是否转发给其他服务器。
19.在一些实施例中，所述转发模块还配置为：
20.响应于所述网卡芯片判断所述数据包转发给其他服务器，将所述数据包携带的ip地址和mac地址更新到路由表。
21.基于同一发明构思，本发明的实施例还提出一种数据中心，包括：
22.多个服务器，每一个服务器上均设有第一网卡，所述第一网卡包括接收端、发送端和转发模块；
23.其中，第i个服务器的第一网卡的发送端与第i 1个服务器的第一网卡的接收端连接，第i个服务器的第一网卡的接收端与第i
‑
1个服务器的第一网卡的发送端连接，最后一个服务器的第一网卡的发送端与第一个服务器的第一网卡的接收端连接；
24.其中，每一个服务器的第一网卡配置为利用所述接收端接收数据包，并利用所述转发模块基于路由表对所述数据包中携带的ip地址和mac地址进行判断，以将所述数据包通过所述发送端转发到其他服务器或直接上传到所述第一网卡所在的服务器。
25.在一些实施例中，所述转发模块还配置为：
26.响应于根据所述数据包携带的ip地址和mac地址确定所述数据包需要转发到其他服务器，判断所述数据包中的预设标识位是否被修改；
27.响应于所述数据包中的预设标识位没有被修改，将所述预设标识为修改为与所述第一网卡所在的服务器相对应的值。
28.在一些实施例中，所述转发模块还配置为：
29.响应于所述数据包中的预设标识位被修改，判断所述预设标识位对应的值是否与所述第一网卡所在的服务器相对应的值；
30.响应于所述预设标识位对应的值与所述第一网卡所在的服务器相对应，将所述数据包丢弃。
31.在一些实施例中，所述转发模块还配置为：
32.响应于所述预设标识位对应的值不与所述第一网卡所在的服务器相对应，直接将所述数据包转发到其他服务器。
33.本发明具有以下有益技术效果之一：本发明的实施例提出的方案通过在网卡中增加正向转发模块，可以不用搭配交换机，通过网卡间直连的方式，实现数据交互和转发功能，形成一个小规模的封闭组网，数据在封闭网络中传输，效率和安全性都非常高，从成本上也可以节省交换机端口数，同时也就相对减少了因接入交换机带来的无用数据包的数量，降低了服务器对无用数据包的处理负载，可以在这些小规模组网的特殊场景发挥较大作用。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
35.图1为现有技术中多个服务器之间的连接方式；
36.图2为本发明的实施例提供的通信装置的示意图；
37.图3为本发明的实施例提供的网卡的结构示意图。
具体实施方式
38.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
39.需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
40.根据本发明的一个方面，本发明的实施例提出一种通信装置，如图2所示，包括多个服务器，每一个服务器上均设有第一网卡。
41.在一些实施例中，如图3所示，所述第一网卡包括接收端、发送端和转发模块。
42.在一些实施例中，多个服务器之间可以不用搭配交换机，直接通过网卡间直连的方式，实现数据交互和转发功能，形成一个小规模的封闭组网，数据在封闭网络中传输，效率和安全性都非常高，从成本上也可以节省交换机端口数，同时也就相对减少了因接入交换机带来的无用数据包的数量，降低了服务器对无用数据包的处理负载，可以在这些小规模组网的特殊场景发挥较大作用。
43.在一些实施例中，多个服务器之间的连接方式可以为第i个服务器的第一网卡的发送端与第i 1个服务器的第一网卡的接收端连接，第i个服务器的第一网卡的接收端与第i
‑
1个服务器的第一网卡的发送端连接，最后一个服务器的第一网卡的发送端与第一个服务器的第一网卡的接收端连接。
44.例如，图2所示的4个服务器之间的连接方式可以是服务器a的第一网卡a的发送端可以与服务器b的第一网卡b的接收端连接，服务器b的第一网卡b的发送端可以与服务器c的第一网卡c的接收端连接，服务器c的第一网卡c的发送端可以与服务器d的第一网卡d的
接收端连接，服务器d的第一网卡d的发送端可以与服务器a的第一网卡a的接收端连接。这样直接通过网卡间直连的方式，实现数据交互和转发功能，形成一个小规模的封闭组网。
45.在一些实施例中，在多个服务器之间需要进行数据配合处理的时候，每一个服务器的第一网卡配置为利用所述接收端接收数据包，并利用所述转发模块基于路由表对所述数据包中携带的ip地址和mac地址进行判断，以将所述数据包通过所述发送端转发到其他服务器或直接上传到所述第一网卡所在的服务器。
46.具体的，如图3所示，在第一网卡中可以加一层正向转发模块，此正向转发模块可以进行编辑，通过在路由表中写入ip地址和mac地址，用于区分接收到的数据包是发往本地服务器(即第一网卡所在的服务器)的数据包，还是需要转发给其他服务器的数据包。这样，当第一网卡接收到数据包后，可以基于路由表对数据包中携带的ip地址和mac地址判断该数据包是需要通过所述发送端转发到其他服务器或直接上传到所述第一网卡所在的服务器。
47.在一些实施例中，所述转发模块还配置为：
48.响应于根据所述数据包携带的ip地址和mac地址确定所述数据包需要转发到其他服务器，判断所述数据包中的预设标识位是否被修改；
49.响应于所述数据包中的预设标识位没有被修改，将所述预设标识为修改为与所述第一网卡所在的服务器相对应的值。
50.在一些实施例中，所述转发模块还配置为：
51.响应于所述数据包中的预设标识位被修改，判断所述预设标识位对应的值是否与所述第一网卡相对应；
52.响应于所述预设标识位对应的值与所述第一网卡所在的服务器相对应，将所述数据包丢弃。
53.在一些实施例中，所述转发模块还配置为：
54.响应于所述预设标识位对应的值不与所述第一网卡所在的服务器相对应，直接将所述数据包转发到其他服务器。
55.具体的，如果判断出数据包不是本地服务器的，正向转发模块会在数据包中增加一个标识位，并直接从另一个端口转发出去。其中增加的一个标识位的作用是，如果正向转发模块接收的数据包不是这个封闭网络的数据包时，为了防止此数据包被无限转发造成数据拥塞，例如任意一个网卡的正向转发模块接收到一个不是本地服务器需要的数据包，并进行转发时会在数据包中增加一个标识位，转发到下一个网卡的正向转发模块后，如果确认不是本地服务器需要数据时，会同时对标识位进行识别，如果确认标识位已经被标识过，就不会更改，并继续转发，直到此数据包被再次转发到第一次被增加标识位的正向转发模块时，正向转发模块识别标识位是自己添加的，而且又再次被接收时，会直接丢弃此数据包，防止出现无用数据包被无限转发的情况。这样既保证了数据在封闭网络中可以被有效传递，又可以保证数据传递的过程被有效监控，避免了数据通道的拥塞。
56.需要说明的是，不同服务器的正向转发模块添加的标志位不同，标志位可以与服务器的参数或者与第一网卡的mac地址相关。这样，通过不同的服务器中的第一网卡的正向转发模块添加不同的标识位，可以识别标识位是否是自己添加的。
57.在一些实施例中，所述第一网卡还包括网卡芯片；
58.其中，所述转发模块还配置为将所述数据包中携带的ip地址和mac地址发送给所述网卡芯片，以确定所述数据包是否转发给其他服务器。
59.在一些实施例中，所述转发模块还配置为：
60.响应于所述网卡芯片判断所述数据包转发给其他服务器，将所述数据包携带的ip地址和mac地址更新到路由表。
61.具体的，如图3所示，第一网卡还可以包括网卡芯片。正向转发模块也可用于和网卡芯片通信，通过网络芯片动态的判断数据包是给本机还是非本机的，并根据解析结果进行数据处理。当有数据传输时，正向转发模块与网卡芯片通信，正向转发模块将数据包中的目的ip，目的mac提供网卡芯片进行判断，如果是本机的，则正向转发模块将数据完整上传网卡芯片，并通过网卡芯片上传系统协议栈，此时正向转发模块生成一条路由表，记录此目的ip，目的mac需要上传网卡芯片，下次再来一条相同目的ip，目的mac信息后可以直接上传给网卡芯片，如果报文头中目的ip，目的mac经过网卡芯片判断不是本机的，记录一条路由表，下次再来一条同样目的ip，目的mac的信息就直接转发。
62.这样，当不同服务器的之间需要进行数据交换时，可以通过相应的网卡进行配合数据处理，例如数据只需要从网卡a的port1和网卡b的port0进行数据交换，就可以完成配合数据处理，如果网卡a要和网卡c进行配合数据处理时，数据从网卡a的port1传输到网卡b的port0，网卡b中的正向转发模块与芯片通过解析数据包的报文头目的ip，目的mac发现不是本机的，则通过正向转发模块将数据包从网卡b的port1转发出去到网卡c的port0，网卡c中的正向转发模块与芯片通过解析数据包的报文头目的ip，目的mac发现时本机的数据，则通过网卡芯片上传到协议栈进行数据处理,如此可以形成一个小规模的闭环网络，此闭环网络不但可以实现数据交换，还可以节省交换机端口，降低因接入交换机而带来的无用数据的处理，由于是快速正向转发，数据传输效率也很高。
63.本发明的实施例提出的方案通过在网卡中增加正向转发模块，可以不用搭配交换机，通过网卡间直连的方式，实现数据交互和转发功能，形成一个小规模的封闭组网，数据在封闭网络中传输，效率和安全性都非常高，从成本上也可以节省交换机端口数，同时也就相对减少了因接入交换机带来的无用数据包的数量，降低了服务器对无用数据包的处理负载，可以在这些小规模组网的特殊场景发挥较大作用。
64.基于同一发明构思，本发明的实施例还提出一种数据中心，包括：
65.多个服务器，每一个服务器上均设有第一网卡，所述第一网卡包括接收端、发送端和转发模块；
66.其中，第i个服务器的第一网卡的发送端与第i 1个服务器的第一网卡的接收端连接，第i个服务器的第一网卡的接收端与第i
‑
1个服务器的第一网卡的发送端连接，最后一个服务器的第一网卡的发送端与第一个服务器的第一网卡的接收端连接；
67.其中，每一个服务器的第一网卡配置为利用所述接收端接收数据包，并利用所述转发模块基于路由表对所述数据包中携带的ip地址和mac地址进行判断，以将所述数据包通过所述发送端转发到其他服务器或直接上传到所述第一网卡所在的服务器。
68.在一些实施例中，所述转发模块还配置为：
69.响应于根据所述数据包携带的ip地址和mac地址确定所述数据包需要转发到其他服务器，判断所述数据包中的预设标识位是否被修改；
70.响应于所述数据包中的预设标识位没有被修改，将所述预设标识为修改为与所述第一网卡所在的服务器相对应的值。
71.在一些实施例中，所述转发模块还配置为：
72.响应于所述数据包中的预设标识位被修改，判断所述预设标识位对应的值是否与所述第一网卡相对应；
73.响应于所述预设标识位对应的值与所述第一网卡所在的服务器相对应，将所述数据包丢弃。
74.在一些实施例中，所述转发模块还配置为：
75.响应于所述预设标识位对应的值不与所述第一网卡所在的服务器相对应，直接将所述数据包转发到其他服务器。
76.在一些实施例中，所述第一网卡还包括网卡芯片；
77.其中，所述转发模块还配置为将所述数据包中携带的ip地址和mac地址发送给所述网卡芯片，以确定所述数据包是否转发给其他服务器。
78.在一些实施例中，所述转发模块还配置为：
79.响应于所述网卡芯片判断所述数据包转发给其他服务器，将所述数据包携带的ip地址和mac地址更新到路由表。
80.本发明的实施例提出的方案通过在网卡中增加正向转发模块，可以不用搭配交换机，通过网卡间直连的方式，实现数据交互和转发功能，形成一个小规模的封闭组网，数据在封闭网络中传输，效率和安全性都非常高，从成本上也可以节省交换机端口数，同时也就相对减少了因接入交换机带来的无用数据包的数量，降低了服务器对无用数据包的处理负载，可以在这些小规模组网的特殊场景发挥较大作用。
81.以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
82.应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
83.上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
84.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。