專利名稱：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及地址解析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及地址解析方法。
背景技術(shù)：
在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)及信息傳輸?shù)阮I(lǐng)域中，許多企業(yè)(例如公司、政府機(jī)關(guān)、研究機(jī)構(gòu)等) 依據(jù)其提供的遠(yuǎn)端服務(wù)(或可稱為云端服務(wù))分別設(shè)置了許多的實體服務(wù)器(例如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、搜尋服務(wù)器、郵件服務(wù)器等)，并在服務(wù)器上架設(shè)一至多個虛擬主機(jī)(virtual machine, VM)以強化其功能。為了負(fù)荷遠(yuǎn)端服務(wù)的運作負(fù)載，許多企業(yè)采用多臺服務(wù)器及虛擬區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Virtual Local Area徹—0計，簡稱￥1^^)技術(shù)以分?jǐn)傔\作負(fù)載，導(dǎo)致服務(wù)器的數(shù)量相應(yīng)提升。藉此，為了降低負(fù)擔(dān)的營運成本，這些企業(yè)便希望將這些服務(wù)器整合成可集中管理的數(shù)據(jù)中心(data center)，并通過應(yīng)用程序或硬件資源整合來降低服務(wù)器管理所帶來的成本開銷。另一方面，在以太網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中，來源端主機(jī)在傳輸分組信息時需通過地址解析協(xié)議(Address Resolution Protocol，ARP協(xié)議)在同一網(wǎng)段內(nèi)廣播ARPi青求(ARP request), 藉以利用目的端主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址(Internet Protocol Address，簡稱IP地址)來查詢目的端主機(jī)的介質(zhì)訪問控制地址(Media Access Control Address，簡稱MAC地址)，藉以保證分組通信的順利進(jìn)行。然而，數(shù)據(jù)中心在同一網(wǎng)段內(nèi)的服務(wù)器動輒以萬計，如果多臺主機(jī)在該網(wǎng)段內(nèi)廣播ARP請求時，便可能造成網(wǎng)絡(luò)壅塞。因此，在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中，如何利用目的端主機(jī)的IP 地址轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的MAC地址，并同時避免網(wǎng)絡(luò)壅塞，便是當(dāng)前猶待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本公開提供一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其利用路徑目錄模塊集中處理虛擬主機(jī)的地址解析請求，藉以完成地址解析協(xié)議的功能，免除網(wǎng)絡(luò)壅塞的問題，也可使虛擬主機(jī)在當(dāng)前使用的傳輸途徑被中斷或過度壅塞時立即更換至備用路徑，藉以持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸而不需重新進(jìn)行地址解析。另一方面，本公開提供一種地址解析方法，其利用路徑目錄模塊集中處理虛擬主機(jī)的地址解析請求，藉以完成地址解析協(xié)議的功能，免除網(wǎng)絡(luò)壅塞的問題，也可使虛擬主機(jī)在當(dāng)前使用的傳輸途徑被中斷或過度壅塞時立即更換至備用路徑，藉以持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸而不需重新進(jìn)行地址解析。本公開提出一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括有網(wǎng)絡(luò)、多個虛擬主機(jī)、路由模塊以及路徑目錄模塊。每個虛擬主機(jī)包括一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(IP)地址及N個介質(zhì)訪問控制(MAC)地址，藉以通過 N個傳輸途徑連接至網(wǎng)絡(luò)，N為正整數(shù)且N> 1。路由模塊可檢測并計算網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)。路徑目錄模塊可記錄虛擬主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址、對應(yīng)的介質(zhì)訪問控制地址以及路由模塊的計算結(jié)果，并且路徑目錄模塊可接收并解碼至少一來源端虛擬主機(jī)所提出的地址解析請求，藉以回傳路徑信息。上述的路徑信息包括有目的端虛擬主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址所對應(yīng)的N個介質(zhì)訪問控制地址及其N個傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)。在本公開的ー實施例中，上述的路徑目錄模塊于回傳該路徑信息時可傳送ー時間戳記至每個來源端虛擬主機(jī)，藉以于時間戳記失效后，來源端虛擬主機(jī)將會移除上述的路
徑信息。從另一角度來看，本公開提出一種地址解析方法，包括下列步驟設(shè)定多個虛擬主機(jī)，每個虛擬主機(jī)皆包括有ー個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址及N個介質(zhì)訪問控制地址，藉以通過N個傳輸途徑連接至網(wǎng)絡(luò)。此外，檢測并取得傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)。并且，記錄虛擬主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址、對應(yīng)的N個介質(zhì)訪問控制地址以及傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)。以及，接收并解碼至少一來源端虛擬主機(jī)所提出的地址解析請求，藉以回傳一路徑信息。上述的路徑信息則包括有目的端虛擬主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址所對應(yīng)的N個介質(zhì)訪問控制地址及其N個傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)。基于上述，本公開實施例的虛擬主機(jī)可直接對路徑目錄模塊提出地址解析請求， 無須在網(wǎng)段內(nèi)廣播，藉以完成地址解析協(xié)議的功能，并免除網(wǎng)絡(luò)壅塞的問題。另ー方面，本實施例的路徑目錄模塊可在時間戳記的有效期間內(nèi)主動通知虛擬主機(jī)以更新傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)，從而使虛擬主機(jī)在當(dāng)前使用的傳輸途徑被中斷或過度壅塞時立即更換至備用路徑，藉以持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸而不需重新進(jìn)行地址解析。為讓本公開的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。


圖1是根據(jù)本公開第一實施例所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的示意圖。圖2是根據(jù)本公開第一實施例所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的表單及部分示意圖。圖3是根據(jù)本公開第一實施例所述的地址解析方法的流程圖。圖4是來源端虛擬主機(jī)與路徑目錄模塊進(jìn)行地址解析后的表單及示意圖。圖5是傳輸路徑P2被中斷時的表單及示意圖。圖6是根據(jù)本公開第二實施例所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的部分示意圖。圖7是根據(jù)本公開第二實施例所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的路徑表単。主要元件符號說明100、600:網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)110:網(wǎng)絡(luò)120 路由模塊130:路徑目錄模塊PM、PM1 ~ PM7(Physical machine)SW、Sffll SW31 交換機(jī)Pl P6 傳輸路徑Rl R2 傳輸途徑IP_1 IP_2 :IP 地址MAC_11 MAC_22 :MAC 地址T 導(dǎo)通狀態(tài)
F:斷線狀態(tài)Gl G3 群組S310 S390 步驟
具體實施例方式現(xiàn)將詳細(xì)參考本公開的示范性實施例，在附圖中說明所述示范性實施例的實例。 另外，凡可能之處，在附圖及實施方式中使用相同標(biāo)號的元件/構(gòu)件/符號代表相同或類似部分。圖1是根據(jù)本公開第一實施例所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)100的示意圖。如圖1所示，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)100可作為以實體主機(jī)PM及其內(nèi)的虛擬主機(jī)VM所構(gòu)成的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)(data center network)，但應(yīng)用本實施例者應(yīng)可依其設(shè)計需求將此網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)100應(yīng)用于其他類型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)100包括網(wǎng)絡(luò)110、實體主機(jī)PM、路由模塊120及路徑目錄模塊130。本實施例利用第二層(Layer 2)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如交換機(jī)SW，但不限制在此)組成樹狀拓?fù)?(tree topology)的網(wǎng)絡(luò)110 (本實施例的拓?fù)湫螤畈⒉幌拗圃诖?，且網(wǎng)絡(luò)110具有一上行鏈路(uplink)藉以與其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。圖1的每一個實體主機(jī)(physical machine) PM可視為不同的實體服務(wù)器，并且依據(jù)提供的服務(wù)內(nèi)容而具備有一至多個不等的虛擬主機(jī)VM，每個實體主機(jī)PM當(dāng)中包含的虛擬主機(jī)VM數(shù)量隨應(yīng)用本實施例者而定。每個虛擬主機(jī)VM具備有1個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(IP)地址及 N個介質(zhì)訪問控制(MAC)地址，使其可通過N個傳輸途徑TR分別連接至網(wǎng)絡(luò)110中的交換機(jī)SW，N為正整數(shù)且N> 1。舉例而言，如圖1所示，實體主機(jī)PM具有4個傳輸途徑TR(亦即N等于4，但不限制在此)以連接至網(wǎng)絡(luò)110，因此其內(nèi)的虛擬主機(jī)VM也可具備最多4個傳輸途徑TR以連接至網(wǎng)絡(luò)110，并且每個傳輸途徑TR皆對應(yīng)有一 MAC地址以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在本實施例中，路由模塊120以第二層(Layer 2)路由服務(wù)器(Routing server) 作為其實現(xiàn)方式。路由模塊120與網(wǎng)絡(luò)110中的所有交換機(jī)SW相耦接，使其可檢測并取得在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)100中所有傳輸途徑TR的傳輸情形及導(dǎo)通狀態(tài)，包括交換機(jī)SW與交換機(jī)SW之間以及交換機(jī)SW與實體主機(jī)PM的傳輸狀態(tài)，藉以統(tǒng)一計算每個虛擬主機(jī)VM的分組傳遞路徑，并動態(tài)調(diào)整所有傳輸途徑TR的導(dǎo)通狀態(tài)?；谏鲜鼋淌?，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可自行推知路由模塊120的實現(xiàn)方式，在此不再贅述。路徑目錄模塊130于本實施例中則以目錄服務(wù)器(Directory server)作為實現(xiàn)方式，其可記錄虛擬主機(jī)VM的IP地址、對應(yīng)的N個MAC 地址以及路由模塊120的計算結(jié)果，并將這些信息整理成為路徑表單。于此，本公開實施例的重點在于，在不使虛擬主機(jī)VM以廣播形式提出地址解析請求(ARP request)的情況下，本實施例將所有虛擬主機(jī)VM的地址解析請求攔截并重新指向至路徑目錄模塊130，并利用路徑目錄模塊130集中處理所有虛擬主機(jī)VM的地址解析請求， 藉以完成地址解析協(xié)議的功能，并可免除網(wǎng)絡(luò)壅塞的問題。另一方面，路徑目錄模塊130在地址解析回應(yīng)(ARP response)中給予了目的端虛擬主機(jī)的IP地址所對應(yīng)的N個MAC地址、以及這些MAC地址對應(yīng)的傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)， 可使虛擬主機(jī)具有多種傳輸途徑的選擇。此外，在傳輸途徑的狀態(tài)改變時(例如傳輸途徑被中斷或是負(fù)載過大，但不以此為限)，路徑目錄模塊130將會主動通知虛擬主機(jī)VM以更新傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)，從而使虛擬主機(jī)VM可在當(dāng)前使用的傳輸途徑被中斷或過度壅塞時立即更換至備用路徑，藉以持續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸而不需重新進(jìn)行地址解析。進(jìn)ー步而言，請參照圖2及圖3，圖2是根據(jù)本公開第一實施例所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 100的部分示意圖，而圖3是根據(jù)本公開第一實施例所述的地址解析方法的流程圖。為了簡化說明，圖2僅繪示實體主機(jī)PMl及PM2、網(wǎng)絡(luò)110中的交換機(jī)SWll SW22、路由模塊120 及路徑目錄模塊130。請同時參考圖2及圖3，在步驟S310中，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)100首先設(shè)定位于實體主機(jī)PMl 內(nèi)的來源端虛擬主機(jī)SVM及位于實體主機(jī)PM2內(nèi)的目的端虛擬主機(jī)DVM。虛擬主機(jī)SVM包括有1個IP地址IP_1及2個MAC地址MAC_11、MAC_12,而虛擬主機(jī)DVM亦包括有1個IP 地址IP_2及2個MAC地址MAC_21、MAC_22,藉此，虛擬主機(jī)SVM及DVM通過2個不同的傳輸途徑Rl R2(亦即N等于2)連接至網(wǎng)絡(luò)110。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可知曉，本實施例雖以每個虛擬主機(jī)具有2個傳輸途徑及對應(yīng)的MAC地址作為實例，但也可推廣至每個虛擬主機(jī)具有多個傳輸途徑，本公開不應(yīng)以此為限。有鑒于此，由圖2可知，如果來源端虛擬主機(jī) SVM對目的端虛擬主機(jī)DVM進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸吋，可經(jīng)由傳輸途徑Rl (傳輸途徑Rl為經(jīng)由交換機(jī)SWl 1、SWl2的路徑P1、P2及P； )或是傳輸途徑R2 (傳輸途徑R2為經(jīng)由交換機(jī)SW21、SW22 的路徑P4、P5及P6)來傳遞分組。特別說明的是，每個虛擬主機(jī)VM(例如來源端虛擬主機(jī)SVM及目的端虛擬主機(jī) DVM)內(nèi)建有地址快取表単，此地址快取表單中存儲有其他已知服務(wù)或已進(jìn)行溝通的虛擬主機(jī)VM的IP地址及對應(yīng)的MAC地址，藉以減少地址解析協(xié)議的進(jìn)行次數(shù)。在其他實施例中， 虛擬主機(jī)VM也可從路徑目錄模塊130取得常用服務(wù)的特定虛擬主機(jī)VM的IP地址及其MAC 地址。為了說明本實施例，在此假設(shè)來源端虛擬主機(jī)SVM僅知曉目的端虛擬主機(jī)DVM的IP 地址，但沒有對方的MAC地址，因此仍需通過地址解析協(xié)議及路徑目錄模塊130來取得目的端虛擬主機(jī)DVM的MAC地址。接著，在步驟S320中，路由模塊120利用網(wǎng)絡(luò)110所有的交換機(jī)SWll SW22來檢測每條路徑Pl P6的傳輸情況，藉以取得所有傳輸途徑Rl R2的導(dǎo)通狀態(tài)。之后， 進(jìn)入步驟S330，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)100將所有虛擬主機(jī)的IP地址IP_1 IP_2、介質(zhì)訪問控制地址 MAC_11 MAC_22以及傳輸途徑Rl R2的導(dǎo)通狀態(tài)記錄于路徑目錄模塊130中，以形成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的路徑表單(如圖2中表⑴所示)。在此將路徑表單中IP地址所對應(yīng)的傳輸途徑的MAC地址及其導(dǎo)通狀態(tài)統(tǒng)稱為IP 地址的路徑信息，例如將表⑴中IP地址欄IP_2所對應(yīng)的(MAC_21、T、MAC_22、T)稱為IP 地址IP_2的路徑信息，藉以簡化描述。特別說明的是，表(1)導(dǎo)通狀態(tài)欄中的『T』表示其傳輸途徑Rl或R2為導(dǎo)通狀態(tài)，而『F』則表示傳輸途徑Rl或R2為斷線狀態(tài)。藉此，路徑目錄模塊130便將所有虛擬主機(jī)的IP地址及對應(yīng)的路徑信息皆整理在路徑表單中，藉以完成地址解析前的準(zhǔn)備。當(dāng)來源端虛擬主機(jī)SVM (位于實體主機(jī)PMl內(nèi))想要傳送分組至目的端虛擬主機(jī) DVM (位于實體主機(jī)PM2內(nèi))，且來源端虛擬主機(jī)SVM的地址快取表單并未具有目的端虛擬主機(jī)DVM的IP地址IP_2的路徑信息吋，便對路徑目錄模塊130發(fā)出地址解析請求。地址解析請求內(nèi)應(yīng)包括有目的端虛擬主機(jī)DVM的IP地址IP_2，或是其他可對路徑目錄模塊130 的路徑表單進(jìn)行查表的信息。本公開實施例并不限于僅以IP地址對路徑表單進(jìn)行查表，也可利用目的端虛擬主機(jī)DVM的識別碼等信息來進(jìn)行查表，本公開不應(yīng)限制于此。接下來，在步驟S340時，路徑目錄模塊130接收并解碼來源端虛擬主機(jī)SVM的地址解析請求，接著利用IP地址IP_2對路徑表單(亦即表(1))進(jìn)行查表，以取得并回傳IP地址IP_2的路徑信息至來源端虛擬主機(jī)SVM。另一方面，有鑒于來源端虛擬主機(jī) SVM中地址快取表單的路徑信息需與路徑目錄模塊130的路徑表單中的路徑信息一致化， 然而路徑表單的信息將會隨傳輸途徑的導(dǎo)通情況而動態(tài)改變，因此本實施例采用時間戳記 (timestamp)以使路徑信息能夠一致。具體來說，在步驟S340中，時間戳記(本實施例將時間戳記設(shè)為3秒，但不限制在此)與IP地址IP_2的路徑信息一并傳遞至來源端虛擬主機(jī)SVM。時間戳記的時間長短可由路徑目錄模塊130及來源端虛擬主機(jī)SVM相互協(xié)調(diào)而設(shè)立，或是由路徑目錄模塊130依據(jù)傳輸途徑的穩(wěn)定度、來源端虛擬主機(jī)SVM的服務(wù)項目等而訂定，本公開不應(yīng)以此為限。接著，請同時參照圖3及圖4，圖4是來源端虛擬主機(jī)SVM與路徑目錄模塊130進(jìn)行地址解析后的表單及示意圖。在步驟S350中，來源端虛擬主機(jī)SVM將地址解析回應(yīng)中的時間戳記及IP地址IP_2的路徑信息記錄于地址快取表單中，如圖4的表(2)所示。另一方面，路徑目錄模塊130則是以延伸欄位的方式將來源端虛擬主機(jī)SVM對應(yīng)的實體主機(jī)PMl 的識別碼及時間戳記記錄于路徑表單中(如圖1的表⑶所示)，以藉此得知在時間戳記有效期間內(nèi)的虛擬主機(jī)VM。藉此，在時間戳記的有效期間內(nèi)(亦即為3秒內(nèi))，如果傳輸途徑Rl R2的導(dǎo)通狀態(tài)皆無變更，且此路徑數(shù)據(jù)皆為有效的情況下，來源端虛擬主機(jī)SVM便可將分組傳遞至目的端虛擬主機(jī)DVM。相對地，如果是在時間戳記失效前，傳輸途徑Rl R2的導(dǎo)通狀態(tài)發(fā)生變更時(例如傳輸路徑P2被中斷時)，便由步驟S350進(jìn)入步驟S360，路徑目錄模塊130 依據(jù)路由模塊120變更后的導(dǎo)通狀態(tài)來主動通知來源端虛擬主機(jī)SVM，藉以動態(tài)更新路徑信息中傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)。在此舉例以說明步驟S360，圖5是傳輸路徑P2被中斷時的表單及示意圖。如圖5 所示，當(dāng)傳輸路徑P2中斷時，交換機(jī)SWll便會立即通知路由模塊120。路由模塊120利用其內(nèi)部的路由運算方法可知，一旦傳輸路徑P2中斷，傳輸途徑Rl便一并中斷，傳輸途徑Rl 及R2的路徑信息便為失效。因此，路由模塊120便將傳輸途徑Rl的中斷信息通知路徑目錄模塊130，藉以更新路徑目錄模塊130的路徑表單(如圖5的表( 所示)。換句話說， 當(dāng)上述路徑信息失效時，路由模塊120便將傳輸途徑Rl的導(dǎo)通狀態(tài)由導(dǎo)通狀態(tài)『T』標(biāo)記為圖5表(5)的斷線狀態(tài)『F』。接下來，路徑目錄模塊130利用路徑表單后方延伸的實體主機(jī)辨識碼欄位的實體主機(jī)PMl識別碼，藉以主動通知實體主機(jī)PMl內(nèi)的來源端虛擬主機(jī)SVM，并使來源端虛擬主機(jī)SVM將其地址快取表單由圖4的表(2)更新至圖5的表0)。藉此，來源端虛擬主機(jī)SVM 便可迅速利用另一個MAC地址MAC_22及傳輸途徑R2來繼續(xù)傳輸信息，從而不需重新進(jìn)行地址解析。而于其他實施例中，如果傳輸途徑Rl由斷線狀態(tài)修復(fù)為導(dǎo)通狀態(tài)時，傳輸途徑Rl 的路徑信息便由失效轉(zhuǎn)換為有效。因此，路由模塊120便可將傳輸途徑Rl的導(dǎo)通狀態(tài)通知路徑目錄模塊130。路徑目錄模塊130便主動通知實體主機(jī)PMl內(nèi)的來源端虛擬主機(jī)SVM， 藉以更新來源端虛擬主機(jī)SVM的地址快取表單。藉此，來源端虛擬主機(jī)SVM便可在傳輸途徑Rl及R2中選擇與目的端虛擬主機(jī)DVM之間的最佳傳輸途徑。另ー方面，請回到圖3的步驟S370，在時間戳記的有效期間內(nèi)，由于目的端虛擬主機(jī)DVM可能因為虛擬主機(jī)遷移(VM migration)或其他因素，因而造成來源端虛擬主機(jī)SVM 的路徑信息錯誤而無法將分組正確地傳送至目的端虛擬主機(jī)DVM (亦稱為路徑信息無效)。 藉此，在時間戳記失效前路徑信息變?yōu)闊o效時，便需重新進(jìn)行步驟S340以重新進(jìn)行地址解析動作。如果在時間戳記失效后，傳輸途徑Rl R2的導(dǎo)通狀態(tài)并無變更，并且路徑數(shù)據(jù)為有效的情況下，便從步驟S350經(jīng)步驟S370以進(jìn)入步驟S380，來源端虛擬主機(jī)SVM便會將地址快取表單中IP地址IP_2的路徑信息刪除，路徑目錄模塊390亦在步驟S390中將路徑表單后方的實體主機(jī)識別碼及失效的時間戳記刪除。有鑒于此，來源端虛擬主機(jī)SVM若繼續(xù)傳輸信息的話，便需重新進(jìn)行地址解析動作，藉以使地址快取表單及路徑表單的路徑信息能夠一致。本公開實施例的路由模塊120并不一定僅依據(jù)傳輸路徑的中斷與否來調(diào)整傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)，也可依據(jù)傳輸路徑的連線負(fù)載來動態(tài)調(diào)整傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)。在其他實施例中，當(dāng)傳輸路徑的連線負(fù)載大于負(fù)載閾值的時候，路由模塊120便可將包含此傳輸路徑的傳輸途徑導(dǎo)通狀態(tài)標(biāo)記為斷線，再經(jīng)由路徑目錄模塊130主動通知虛擬主機(jī)VM，讓虛擬主機(jī)VM可多加利用另一條傳輸途徑來傳遞信息，藉此達(dá)成重新計算負(fù)載平衡(load balance recalculation)白目^0另外，由于來源端虛擬主機(jī)SVM會在時間戳記失效后將路徑信息刪除，但若所傳遞的信息所需時間大于時間戳記吋，虛擬主機(jī)便需重新進(jìn)行地址解析動作。藉此，在來源端虛擬主機(jī)SVM于上ー個時間戳記結(jié)束并且再次提出同樣的地址解析請求時，本實施例的路徑目錄模塊130將延長下一個時間戳記的有效時間(于本實施例中，路徑目錄模塊便將時間戳記的有效時間加倍，但不限制在此)，藉以增加路徑信息的有效性。相對地，當(dāng)路徑信息在上一個時間戳記結(jié)束前已失效(于本實施例中為目的端虛擬主機(jī)DVM進(jìn)行虛擬主機(jī)遷移時，但不限制在此)，并且來源端虛擬主機(jī)SVM再次提出同樣的地址解析請求時(亦即圖3的步驟S370至步驟S340)，表示目的端虛擬主機(jī)DVM進(jìn)行虛擬主機(jī)遷移的機(jī)率較高，因此路徑目錄模塊130便可縮短下一個時間戳記的有效時間(于本實施例中，路徑目錄模塊將時間戳記的有效時間減半，但不限制在此)，藉以持續(xù)更新路徑信息。再者，由于路徑目錄模塊I30的路徑表單必須在路徑表單后方記錄位于時間戳記有效期間內(nèi)的所有虛擬主機(jī)的實體主機(jī)辨識碼，本實施例以連結(jié)清単數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)路徑表單后的快取欄位。然而，連接清単數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有兩個缺點，第一是隨著時間累積，需要記錄在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的實體主機(jī)辨識碼及對應(yīng)的時間戳記越來越多，快取欄位也隨之越來越大。在具有百萬計的虛擬主機(jī)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中，連結(jié)清單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將會因此而成長過巨， 使服務(wù)器存儲器難以負(fù)荷(本實施例的路徑表單后方最多延伸20組快取欄位，但不限制在此)，如圖6及圖7的表(6)所示，圖6是根據(jù)本公開第二實施例所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)600的部分示意圖，而圖7是根據(jù)本公開第二實施例所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的路徑表単。另ー個缺點則是當(dāng)傳輸途徑無效吋，路徑目錄模塊130需要個別通知在快取欄位中的所有實體主機(jī)，這個動作需要很多時間，并且浪費數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的頻寬。
本公開實施例將位于同一個交換機(jī)底下的實體主機(jī)分為同一群(例如將交換機(jī) Sffll底下的實體主機(jī)PMl PM3區(qū)分為群組Gl，將交換機(jī)SW12底下的實體主機(jī)PM3 PM5 區(qū)分為群組G2，并將交換機(jī)SW13底下的實體主機(jī)PM6 PM7分為群組G3)。接著，路徑目錄模塊130將其路徑表單后方的延伸欄位進(jìn)行整并(由圖7的表(6)至表(7)所示)，將在同一列中且為同一群的實體主機(jī)辨識碼以該群對應(yīng)的交換機(jī)IP地址取代，例如將表(6) 的虛擬主機(jī)PMl及PM2的辨識碼整并為表(7)的交換機(jī)SWll的IP地址，將表(6)的虛擬主機(jī)PM3及PM5的辨識碼整并為表(7)的交換機(jī)SW12的IP地址。藉此，路徑目錄模塊130 便可利用交換機(jī)SWll及SW12對其底下的實體主機(jī)PMl PM3及PM3 PM5進(jìn)行廣播，藉以主動通知虛擬主機(jī)來更新傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)。本實施例的其他細(xì)部流程已包含在上述實施例中，故在此不予贅述。綜上所述，本公開實施例利用路徑目錄模塊130集中處理所有虛擬主機(jī)VM的地址解析請求，藉以完成地址解析協(xié)議的功能，并可免除網(wǎng)絡(luò)壅塞的問題。另一方面，本實施例的路徑目錄模塊130可主動通知虛擬主機(jī)VM以更新傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)，從而使虛擬主機(jī) VM可在當(dāng)前使用的傳輸途徑被中斷或過度壅塞時立即更換至備用路徑，藉以持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸而不需重新進(jìn)行地址解析。雖然本公開已以實施例公開如上，然其并非用以限定本公開，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本公開的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，故本公開的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括一網(wǎng)絡(luò)；多個虛擬主機(jī)，每一虛擬主機(jī)包括一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IP地址及N個介質(zhì)訪問控制地址，藉以通過N個傳輸途徑連接至該網(wǎng)絡(luò)，其中N為正整數(shù)且N > 1 ；一路由模塊，用以檢測并計算這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)；以及一路徑目錄模塊，用以記錄這些虛擬主機(jī)的該網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址、對應(yīng)的N個介質(zhì)訪問控制地址以及該路由模塊的計算結(jié)果，且該路徑目錄模塊接收并解碼至少一來源端虛擬主機(jī)所提出之一地址解析請求，藉以回傳一路徑信息，其中該路徑信息包括一目的端虛擬主機(jī)的該網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址所對應(yīng)的N個介質(zhì)訪問控制地址及其N個傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)，該來源端虛擬主機(jī)為這些虛擬主機(jī)其中之一，而該目的端虛擬主機(jī)為這些虛擬主機(jī)其中的另一個。
2.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中該路徑目錄模塊于回傳該路徑信息時傳送一時間戳記至每一來源端虛擬主機(jī)，其中該來源端虛擬主機(jī)于該時間戳記失效后，移除該路徑 信息ο
3.如權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中該路徑目錄模塊記錄每一來源端虛擬主機(jī)所在的一實體主機(jī)辨識碼及對應(yīng)的該時間戳記，并于該時間戳記失效后，移除該實體主機(jī)辨識碼及對應(yīng)的該時間戳記。
4.如權(quán)利要求3所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中當(dāng)這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)改變且該時間戳記尚未失效時，該路徑目錄模塊主動通知每一來源端虛擬主機(jī)以更新該路徑信息中的N個傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中該路由模塊檢測并依據(jù)這些傳輸途徑的傳輸情形來動態(tài)調(diào)整這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求5所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中該路由模塊將中斷的這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)標(biāo)記為斷線狀態(tài)，且將導(dǎo)通的這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)標(biāo)記為導(dǎo)通狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求5所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中該路由模塊將連線負(fù)載大于一閾值的這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)標(biāo)記為斷線狀態(tài)，且將連線負(fù)載小于該閾值的這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)標(biāo)記為導(dǎo)通狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求5所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中該路由模塊在該路徑信息失效時，將該路徑信息對應(yīng)的這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)標(biāo)記為斷線狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中當(dāng)該來源端虛擬主機(jī)于上一個時間戳記結(jié)束并再次提出該地址解析請求時，該路徑目錄模塊延長下一個時間戳記的有效時間。
10.如權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中當(dāng)該路徑信息在上一個時間戳記結(jié)束前已失效，并且該來源端虛擬主機(jī)再次提出該地址解析請求時，該路徑目錄模塊縮短下一個時間戳記的有效時間。
11.如權(quán)利要求4所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中該網(wǎng)絡(luò)還包括多個交換機(jī)，并將同一交換機(jī)下的這些虛擬主機(jī)分為同一群，且該路徑目錄模塊記錄該群虛擬主機(jī)對應(yīng)的該交換機(jī)的一網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址以取代同群的這些來源端虛擬主機(jī)的這些實體主機(jī)辨識碼，以通過該交換機(jī)廣播并更新該路徑信息中的N個傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)至同群的這些虛擬主機(jī)。
12.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中每一虛擬主機(jī)具有一地址快取表單，用以存儲其他已知服務(wù)或已進(jìn)行溝通的這些虛擬主機(jī)的這些路徑信息。
13.一種地址解析方法，包括設(shè)定多個虛擬主機(jī)，其中每一虛擬主機(jī)包括ー個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址及N個介質(zhì)訪問控制地址，藉以通過N個傳輸途徑連接至一網(wǎng)絡(luò)，N為正整數(shù)且N> 1 ； 檢測并取得這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)；記錄這些虛擬主機(jī)的該網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址、對應(yīng)的N個介質(zhì)訪問控制地址以及這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)；以及接收并解碼至少一來源端虛擬主機(jī)所提出的一地址解析請求，藉以回傳一路徑信息， 其中該路徑信息包括一目的端虛擬主機(jī)的該網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址所對應(yīng)的N個介質(zhì)訪問控制地址及其N個傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)，該來源端虛擬主機(jī)為這些虛擬主機(jī)其中之一，而該目的端虛擬主機(jī)為這些虛擬主機(jī)其中的另ー個。
14.如權(quán)利要求13所述的地址解析方法，還包括在回傳該路徑信息時，傳送一時間戳記至每一來源端虛擬主機(jī)，其中該來源端虛擬主機(jī)于該時間戳記失效后，移除該路徑信息。
15.如權(quán)利要求14所述的地址解析方法，還包括記錄每一來源端虛擬主機(jī)所在的一實體主機(jī)辨識碼及對應(yīng)的時間戳記，并于該時間戳記失效后，移除該實體主機(jī)辨識碼及對應(yīng)的時間戳記。
16.如權(quán)利要求15所述的地址解析方法，還包括當(dāng)這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)改變且該時間戳記尚未失效時，主動通知并更新該路徑信息中的N個傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)。
17.如權(quán)利要求13所述的地址解析方法，檢測并取得這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)還包括檢測并依據(jù)這些傳輸途徑的傳輸情形來動態(tài)調(diào)整這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)。
18.如權(quán)利要求17所述的地址解析方法，其中動態(tài)調(diào)整這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)還包括將連線失敗的這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)標(biāo)記為斷線，且將連線成功的這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)標(biāo)記為導(dǎo)通。
19.如權(quán)利要求17所述的地址解析方法，其中動態(tài)調(diào)整這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)還包括將連線負(fù)載大于ー閾值的這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)標(biāo)記為斷線，且將連線負(fù)載小于該閾值的這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)標(biāo)記為導(dǎo)通。
20.如權(quán)利要求17所述的地址解析方法，其中動態(tài)調(diào)整這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)還包括在該路徑信息失效時，將該路徑信息對應(yīng)的這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)標(biāo)記為斷線。
21.如權(quán)利要求14所述的地址解析方法，還包括當(dāng)該來源端虛擬主機(jī)于上ー個時間戳記結(jié)束并再次提出該地址解析請求時，延長下一個時間戳記的有效時間。
22.如權(quán)利要求14所述的地址解析方法，還包括當(dāng)該路徑信息在上一個時間戳記結(jié)束前已失效，并且該來源端虛擬主機(jī)再次提出該地址解析請求時，縮短下ー個時間戳記的有效時間。
23.如權(quán)利要求16所述的地址解析方法，其中該網(wǎng)絡(luò)還包括多個交換機(jī)，并將同一交換機(jī)下的這些虛擬主機(jī)分為同一群，且記錄該群虛擬主機(jī)對應(yīng)的該交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址以取代同群的該來源端虛擬主機(jī)的這些實體主機(jī)辨識碼，以通過該交換機(jī)廣播并更新該路徑信息中的N個傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)至同群的這些虛擬主機(jī)。
24.如權(quán)利要求13所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中每一虛擬主機(jī)具有一地址快取表単，用以存儲其他已知服務(wù)或已進(jìn)行溝通的這些虛擬主機(jī)的這些路徑信息。
25.—種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括ー網(wǎng)絡(luò)；多個虛擬主機(jī)，每一虛擬主機(jī)包括ー個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址及N個介質(zhì)訪問控制地址，藉以通過N個傳輸途徑連接至該網(wǎng)絡(luò)，其中N為正整數(shù)且N > 1 ；多個交換機(jī)，位于該網(wǎng)絡(luò)中，其中在同一交換機(jī)下的這些虛擬主機(jī)為同一群；一路由模塊，用以檢測并計算這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)；以及一路徑目錄模塊，用以接收并解碼至少ー來源端虛擬主機(jī)所提出之一地址解析請求， 藉以記錄該來源端虛擬主機(jī)所在的一實體主機(jī)辨識碼并回傳一路徑信息，其中該路徑信息包括一目的端虛擬主機(jī)的該網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址所對應(yīng)的N個介質(zhì)訪問控制地址及其N個傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)，其中，當(dāng)這些來源端虛擬主機(jī)位于同一群吋，該路徑目錄模塊記錄該群對應(yīng)的該交換機(jī)的一網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址以取代該群的這些來源端虛擬主機(jī)的這些實體主機(jī)辨識碼。
26.如權(quán)利要求25所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中該路徑目錄模塊于回傳該路徑信息時記錄每一來源端虛擬主機(jī)所在的一實體主機(jī)辨識碼及一時間戳記，并傳送該時間戳記至該來源端虛擬主機(jī)，其中于該時間戳記失效后，每ー來源端虛擬主機(jī)移除該路徑信息，且該路徑目錄模塊移除該實體主機(jī)辨識碼及該時間戳記。
27.如權(quán)利要求沈所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中當(dāng)這些傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)改變且該時間戳記尚未失效時，該路徑目錄模塊主動通知該時間戳記所對應(yīng)的該交換機(jī)，藉以更新對應(yīng)該交換機(jī)的該群來源端虛擬主機(jī)的這些路徑信息。
全文摘要
一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及地址解析方法。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括一網(wǎng)絡(luò)、多個虛擬主機(jī)、路由模塊及路徑目錄模塊。每個虛擬主機(jī)包括有一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(IP)地址及N個介質(zhì)訪問控制(MAC)地址，藉以通過N個傳輸途徑連接至網(wǎng)絡(luò)。路由模塊可檢測并計算傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)。路徑目錄模塊接收并解碼至少一來源端虛擬主機(jī)所提出的地址解析請求，藉以回傳一路徑信息，此路徑信息包括有目的端虛擬主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址所對應(yīng)的N個介質(zhì)訪問控制地址及其N個傳輸途徑的導(dǎo)通狀態(tài)。藉此，虛擬主機(jī)可對路徑目錄模塊提出地址解析請求而無須廣播，藉以免除網(wǎng)絡(luò)壅塞的問題。
文檔編號H04L29/12GK102571998SQ20101061211
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者張安男, 薛時彥, 許銘釗, 闕志克 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院