基于虛擬網(wǎng)卡的虛擬機ip地址發(fā)現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于虛擬網(wǎng)卡的虛擬機IP地址發(fā)現(xiàn)方法，包括以下步驟：云計算平臺中所有的計算節(jié)點上運行的虛擬機加載含有地址發(fā)現(xiàn)模塊的虛擬網(wǎng)卡；地址發(fā)現(xiàn)模塊在虛擬網(wǎng)卡啟動、關(guān)閉或者獲得虛擬網(wǎng)卡的IP地址的時候，發(fā)送IP地址信息給云管理服務器。本發(fā)明，在涉及到虛擬網(wǎng)卡IP地址的接口函數(shù)里，添加地址發(fā)現(xiàn)模塊的接口，當IP地址不管是通過DHCP服務器動態(tài)獲得，或者是靜態(tài)配置，甚至網(wǎng)卡啟動關(guān)閉等各種情況下，就可以自動獲取IP地址信息，并且發(fā)送給云管理服務器，同時支持虛擬機的動態(tài)IP地址和靜態(tài)IP地址探測，具有較好的時效性，擴展性好，使用方便靈活，滿足了云計算系統(tǒng)對虛擬機IP地址管理的需求。
【專利說明】基于虛擬網(wǎng)卡的虛擬機IP地址發(fā)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡管理，具體涉及基于虛擬網(wǎng)卡的虛擬機IP地址發(fā)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]云計算系統(tǒng)以虛擬化技術(shù)為基礎，通過將計算機的物理資源抽象和模擬為若干邏輯資源，虛擬出若干個虛擬機，可以同時給多人使用，節(jié)約能源，提高系統(tǒng)資源利用率。由于云計算系統(tǒng)是以以太網(wǎng)為基礎，每個虛擬機都需要通過IP網(wǎng)絡協(xié)議與網(wǎng)絡中的其他節(jié)點通信，因此虛擬機網(wǎng)絡IP地址的獲取、探測、分配和管理是云計算系統(tǒng)的基礎。目前云計算系統(tǒng)中的IP地址來源有三種方式:
[0003](I)基于外部 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,動態(tài)主機設置協(xié)議)服務的IP地址管理。
[0004]該方式中，云計算系統(tǒng)并不負責配置和管理DHCP服務，而是將虛擬機視為網(wǎng)絡內(nèi)獨立的計算機，虛擬機通過網(wǎng)絡內(nèi)獨立的DHCP服務器動態(tài)獲得IP地址。因為DHCP服務器獨立于云計算系統(tǒng)，所以云計算系統(tǒng)無法通過DHCP服務器獲得虛擬機的IP地址，而需要采用其他方式獲取系統(tǒng)中虛擬機的IP地址信息。例如:在各計算節(jié)點上記錄其轉(zhuǎn)發(fā)的所有DHCP廣播報文，從而獲知其上運行的虛擬機IP地址，然后在計算節(jié)點上嘗試ping這些IP地址，使其加入到ARP (Address Resolution Protocol,地址解析協(xié)議)緩存表中，最后通過查找ARP緩存表獲得虛擬機MAC地址對應的IP地址。
[0005]這種方式一定程度上解決了云計算系統(tǒng)在不負責虛擬機IP地址分配的情況下，虛擬機IP地址的探測問題，但仍存有如下缺點:
[0006]A)不支持靜態(tài)IP地址配置。一些特定應用的用戶需要配置以靜態(tài)IP地址方式配置IP地址，當用戶在虛擬機內(nèi)部靜態(tài)修改IP地址后，采用上述方式無法探測到用戶靜態(tài)配置的IP地址。
[0007]B)時效性不高，當虛擬機關(guān)閉、重啟或DHCP分配的IP地址超時等導致虛擬機IP地址變更時，該方法并不能即時感知，而是需要周期性的主動Ping虛擬機的IP地址才能獲知IP變更的信息。由于性能原因，Ping虛擬機的時間間隔不能太長，否則會降低網(wǎng)絡性能。
[0008](2)基于內(nèi)部DHCP服務的IP地址管理。
[0009]該方式中，云計算系統(tǒng)內(nèi)置一個DHCP服務，通過配置和管理DHCP服務可以控制網(wǎng)絡內(nèi)虛擬機IP地址,通過查看DHCP服務的leases (租約)文件就可以獲知虛擬機的IP地址。但是，該方法仍然不支持用戶靜態(tài)配置虛擬機IP地址，當用戶使用靜態(tài)配置IP地址，系統(tǒng)將無法識別到虛擬機的IP地址。
[0010](3)基于靜態(tài)配置的IP地址管理。
[0011]在該方式下，系統(tǒng)將無法識別到虛擬機的IP地址。
[0012]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)無法支持虛擬機靜態(tài)配置IP地址的管理方式，這一定程度上限制了用戶使用虛擬機的靈活性。因此，迫切需要一種高效的且能夠同時支持靜態(tài)和動態(tài)IP地址探測方式，以滿足云計算系統(tǒng)對虛擬機IP地址管理的需求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是云計算系統(tǒng)無法支持虛擬機靜態(tài)配置IP地址的管理的問題。
[0014]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種基于虛擬網(wǎng)卡的虛擬機IP地址發(fā)現(xiàn)方法，包括以下步驟:
[0015]在虛擬網(wǎng)卡軟件模塊中添加一個地址發(fā)現(xiàn)模塊，在涉及到IP地址的接口函數(shù)里添加地址發(fā)現(xiàn)模塊的接口 void IP_Address_Get (struct net_device*dev),其中的結(jié)構(gòu)體dev包含有虛擬網(wǎng)卡的IP地址；
[0016]云計算平臺中所有的計算節(jié)點上運行的虛擬機加載含有地址發(fā)現(xiàn)模塊的虛擬網(wǎng)卡;
[0017]地址發(fā)現(xiàn)模塊在虛擬網(wǎng)卡啟動、關(guān)閉或者獲得虛擬網(wǎng)卡的IP地址時，發(fā)送給云管理服務器。
[0018]在上述方法中，虛擬網(wǎng)卡的IP地址通過虛擬網(wǎng)卡的啟動參數(shù)指定或者通過云計算平臺內(nèi)部私有協(xié)議用廣播的方式獲取。
[0019]在上述方法中，在以下時機滿足時，調(diào)用地址發(fā)現(xiàn)模塊獲得IP地址:虛擬網(wǎng)卡上電、虛擬網(wǎng)卡啟動、虛擬網(wǎng)卡停止、虛擬網(wǎng)卡通過公共DHCP服務器獲得IP地址、虛擬網(wǎng)卡通過云計算平臺內(nèi)部DHCP服務器獲得IP地址或虛擬網(wǎng)卡被靜態(tài)配置固定IP地址。
[0020]在上述方法中，所述涉及到IP地址的接口函數(shù)包括:初始化設備函數(shù)init (struct net_device*dev)、打開設備函數(shù) open (struct net_device *dev)和設備 IO控制函數(shù) do_ioctl (struct net_device*dev, struct ifreq*ifr, int cmd)。
[0021]在上述方法中，通過網(wǎng)卡配置參數(shù)啟動或停止地址發(fā)現(xiàn)模塊。
[0022]在上述方法中，采用與普通網(wǎng)卡的同樣的操作方式加載、啟動、禁用、卸載帶有地址發(fā)現(xiàn)模塊的虛擬網(wǎng)卡。
[0023]本發(fā)明，在涉及到虛擬網(wǎng)卡IP地址的接口函數(shù)里，添加地址發(fā)現(xiàn)模塊的接口，當IP地址不管是通過DHCP服務器動態(tài)獲得，或者是靜態(tài)配置，甚至網(wǎng)卡啟動關(guān)閉等各種情況下，就可以自動獲取IP地址信息，并且發(fā)送給云管理服務器，同時支持虛擬機的動態(tài)IP地址和靜態(tài)IP地址探測，具有較好的時效性，擴展性好，使用方便靈活，滿足了云計算系統(tǒng)對虛擬機IP地址管理的需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的流程圖。
【具體實施方式】
[0025]在云計算系統(tǒng)中，云管理服務器管理若干個計算節(jié)點，計算節(jié)點是真實的物理計算機，每個計算節(jié)點上面運行著若干個虛擬機。虛擬機中的虛擬網(wǎng)卡通過網(wǎng)橋與計算節(jié)點的真實網(wǎng)卡相連，從而與云管理服務器建立網(wǎng)絡連接。
[0026]眾所周知，虛擬網(wǎng)卡對虛擬機來說是個可行的網(wǎng)卡，但不是真實的物理網(wǎng)卡，而是運行在虛擬機中的一個軟件模塊。當虛擬機通過公共的DHCP服務器動態(tài)得到IP，或者靜態(tài)配置固定IP，云管理服務器無法得到新的IP地址信息，就無法管理計算節(jié)點的虛擬機。
[0027]為此，本發(fā)明提供了一種基于虛擬網(wǎng)卡的虛擬機IP地址發(fā)現(xiàn)方法，在虛擬網(wǎng)卡這個軟件模塊里，添加一個地址發(fā)現(xiàn)模塊。在涉及到IP地址的接口函數(shù)(比如初始化設備函數(shù) init (struct net_device*dev)、打開設備函數(shù) open (struct net_device*dev)、設備 IO控制函數(shù) do_ioctl (struct net_device*dev, struct ifreq*ifr, int cmd)等函數(shù))里，添加地址發(fā)現(xiàn)模塊的接口。當IP地址不管是通過DHCP服務器動態(tài)獲得，或者是靜態(tài)配置，甚至網(wǎng)卡啟動關(guān)閉等各種情況下，這些標準函數(shù)接口都會被調(diào)用，這樣就可以自動獲取虛擬網(wǎng)卡的IP地址信息，并且把IP地址信息發(fā)送給云管理服務器。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明提供的方法具體包括以下步驟:
[0029]在虛擬網(wǎng)卡軟件模塊中添加一個地址發(fā)現(xiàn)模塊，地址發(fā)現(xiàn)模塊功能與虛擬網(wǎng)卡的其他所有功能獨立，不影響任何性能或安全問題，用戶可以隨時通過網(wǎng)卡配置參數(shù)的接口停止地址發(fā)現(xiàn)模塊，例如:在設備IO控制函數(shù)do_ioctl (struct net_device*dev, structifreq*ifr, int cmd)里增加啟動地址發(fā)現(xiàn)模塊命令StartAddressFindModule和停止地址發(fā)現(xiàn)模塊命令StopAddressFindModule。或者,采用與普通網(wǎng)卡的同樣的操作方式隨意的禁用、卸載帶有地址發(fā)現(xiàn)模塊的虛擬網(wǎng)卡，加載普通的虛擬網(wǎng)卡，使用靈活方便。
[0030]地址發(fā)現(xiàn)模塊的函數(shù)接口類似于void IP_Address_Get (struct net_device*dev),其中的參數(shù)是包含有IP地址信息的結(jié)構(gòu)體dev。在函數(shù)內(nèi)部,把得到的IP地址信息發(fā)送給云管理服務器。
[0031]以設備初始化函數(shù)為例，一個網(wǎng)絡設備驅(qū)動初始化函數(shù)的模板如代碼清單I所示，具體的設備驅(qū)動初始化函數(shù)并不一定完全和本模板一樣，但是其本質(zhì)過程是一致的。
[0032]代碼清單I網(wǎng)絡設備驅(qū)動的初始化函數(shù)模板
[0033]
【權(quán)利要求】
1.基于虛擬網(wǎng)卡的虛擬機IP地址發(fā)現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟: 在虛擬網(wǎng)卡軟件模塊中添加一個地址發(fā)現(xiàn)模塊，在涉及到IP地址的接口函數(shù)里添加地址發(fā)現(xiàn)模塊的接口 void IP_Address_Get (struct net_device*dev),其中的結(jié)構(gòu)體 dev包含有虛擬網(wǎng)卡的IP地址； 云計算平臺中所有的計算節(jié)點上運行的虛擬機加載含有地址發(fā)現(xiàn)模塊的虛擬網(wǎng)卡； 地址發(fā)現(xiàn)模塊在虛擬網(wǎng)卡啟動、關(guān)閉或者獲得虛擬網(wǎng)卡的IP地址時，發(fā)送給云管理服務器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,虛擬網(wǎng)卡的IP地址通過虛擬網(wǎng)卡的啟動參數(shù)指定或者通過云計算平臺內(nèi)部私有協(xié)議用廣播的方式獲取。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在以下時機滿足時，調(diào)用地址發(fā)現(xiàn)模塊獲得IP地址:虛擬網(wǎng)卡上電、虛擬網(wǎng)卡啟動、虛擬網(wǎng)卡停止、虛擬網(wǎng)卡通過公共DHCP服務器獲得IP地址、虛擬網(wǎng)卡通過云計算平臺內(nèi)部DHCP服務器獲得IP地址或虛擬網(wǎng)卡被靜態(tài)配置固定IP地址。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述涉及到IP地址的接口函數(shù)包括:初始化設備函數(shù) init (struct net_device*dev)、打開設備函數(shù)open (struct net_device*dev)矛口設備 IO 控$[J函數(shù) do_ioctl (struct net_device*dev, struct ifreq*ifr, int cmd)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過網(wǎng)卡配置參數(shù)啟動或停止地址發(fā)現(xiàn)模塊。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用與普通網(wǎng)卡的同樣的操作方式加載、啟動、禁用、卸載帶有地址發(fā)現(xiàn)模塊的虛擬網(wǎng)卡。
【文檔編號】H04L12/24GK103747115SQ201310750292
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】陳浩, 秦偉, 李偉, 王若舟, 劉方磊 申請人:武漢郵電科學研究院