虛擬機在線遷移方法、數據包傳輸方法和設備的製作方法
2023-10-29 23:13:07 1
虛擬機在線遷移方法、數據包傳輸方法和設備的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種虛擬機在線遷移方法、數據包傳輸方法和設備，屬於虛擬機領域。方法包括：接收遷移指令，遷移指令用於指示源虛擬機遷移至目的虛擬機管理器；獲取源虛擬機的虛擬機數據，將源虛擬機的虛擬機數據以數據包的形式發送至目的虛擬機管理器，使得目的虛擬機管理器根據虛擬機數據創建虛擬機；當虛擬機數據發送完成時，將源虛擬機的虛擬機標識對應的物理設備地址更新為目的虛擬機管理器所在物理設備的物理設備地址。本發明可以在訪問過程中根據虛擬機標識獲取到變化後的物理設備地址，實現對遷移後的虛擬機的正確訪問，避免了由於DNS設置不及時而導致的訪問錯誤。
【專利說明】虛擬機在線遷移方法、數據包傳輸方法和設備
【技術領域】
[0001] 本發明涉及虛擬機領域，特別涉及一種虛擬機在線遷移方法、數據包傳輸方法和 設備。
【背景技術】
[0002] 隨著數據服務的飛速發展，虛擬化技術越來越廣泛的應用於數據中心。虛擬化技 術是將物理設備分割為多個互相隔離的邏輯分區，並通過虛擬機管理器（Hypervisor)在每 個邏輯分區中模擬出一個具有完整硬體的系統，這種模擬出的每一個完整硬體系統即是一 個虛擬機，一個虛擬機管理器可以管理多個虛擬機，數據中心可通過虛擬機管理器應用多 個虛擬機在同一臺物理設備上運行多個不同的作業系統。
[0003] 當需要對虛擬機或物理設備進行升級或數據轉移等操作時，需要對虛擬機進行在 線遷移。該在線遷移是指在維持虛擬機的作業系統正常運行的情況下，將一個虛擬機的虛 擬機數據複製到另一個虛擬機的過程。其中，被複製的對象為源虛擬機，複製後傳輸的目標 為目的虛擬機。該過程如具體可以由以下的數據包轉發過程實現：源虛擬機管理器根據目 的虛擬機的IP (Internet Protocol，網絡之間互連的協議）地址以及目的物理設備的MAC 地址對待發送數據進行封裝；源虛擬機管理器通過與目的虛擬機管理器之間建立的IP通 道轉發數據包，當目的虛擬機管理器接收到數據包時，將數據包發送給目的虛擬機。
[0004] 上述在線遷移過程一般是在數據鏈路層面進行。在該在線遷移過程中，源虛擬機 所在的物理設備與目的虛擬機所在的物理設備處於同一區域網中。
[0005] 然而，隨著數據中心的規模越來越大，簡單的二層組網顯然不能滿足數據中心的 需要，而必然是一個層次型的三層組網，因此跨子網的虛擬機遷移技術成為必然的需求。當 需要在跨區域網的數據中心中進行虛擬機在線遷移時，其在線遷移過程即涉及到了網絡 層。由於源虛擬機所在的物理設備與目的虛擬機所在的物理設備不在同一個區域網中，會 引起虛擬機IP位址的變化。而由於DNS(Domain Name System,域名系統)不能夠實時隨著 虛擬機IP位址的變化而更新域名與IP位址的映射，會使得在虛擬機在線遷移後，源虛擬機 用戶的訪問仍然發送至源虛擬機，導致源虛擬機用戶的訪問錯誤，影響虛擬機的正常運行。
【發明內容】
[0006] 為了解決現有技術的問題，本發明實施例提供了一種虛擬機在線遷移方法、數據 包傳輸方法和設備。所述技術方案如下：
[0007] 第一方面，提供了一種虛擬機在線遷移方法，所述方法包括：
[0008] 接收遷移指令，所述遷移指令用於指示源虛擬機遷移至目的虛擬機管理器，所述 源虛擬機所在物理設備與所述目的虛擬機管理器所在物理設備屬於數據中心的不同子網 絡；
[0009] 獲取所述源虛擬機的虛擬機數據，將所述源虛擬機的虛擬機數據以數據包的形式 發送至所述目的虛擬機管理器，使得所述目的虛擬機管理器根據所述虛擬機數據創建虛擬 機；
[0010] 當虛擬機數據發送完成時，將所述源虛擬機的虛擬機標識對應的物理設備地址更 新為所述目的虛擬機管理器所在物理設備的物理設備地址。
[0011] 所述源虛擬機的虛擬機標識對應的物理設備地址更新為所述目的虛擬機管理器 所在物理設備的物理設備地址之後，所述方法還包括：
[0012] 將所述目的虛擬機管理器所在物理設備的物理設備地址發送至正在訪問所述源 虛擬機的通信節點，使得所述通信節點根據更新後的物理設備地址繼續訪問虛擬機。
[0013] 接收遷移指令之前，所述方法還包括：
[0014] 根據數據中心的物理設備的拓撲結構，為所述物理設備分配IP位址；
[0015] 根據所述物理設備所分配的IP位址，為所述物理設備上運行的虛擬機分配與所 述物理設備的IP位址屬於同一個IP位址池的IP位址作為所述虛擬機的虛擬機標識。
[0016] 第二方面，提供了一種數據包傳輸方法，所述方法包括：
[0017] 接收到第一數據包，所述第一數據包包頭的目標地址段包括第一虛擬機標識；
[0018] 根據所述第一虛擬機標識，從虛擬機標識與物理設備地址的映射關係中，獲取所 述第一物理設備地址；
[0019] 以所述第一物理設備地址為目標地址段對所述第一數據包進行封裝，得到第二數 據包；
[0020] 將所述第二數據包轉發至所述第一物理設備地址，使得所述第二數據包由所述第 一物理設備的虛擬機管理器截獲後，解封裝所述第二數據包，並將解封裝後的數據包發送 至所述第一虛擬機標識對應的虛擬機。
[0021] 根據所述第一虛擬機標識，從虛擬機標識與物理設備地址的映射關係中，獲取所 述第一物理設備地址包括：
[0022] 向指定裝置發送獲取請求，所述獲取請求攜帶所述第一虛擬機標識，所述指定裝 置用於存儲虛擬機標識與物理設備地址的映射關係；
[0023] 接收所述指定裝置返回的第一物理設備地址。
[0024] 所述方法還包括：
[0025] 接收第三數據包，所述第三數據包包頭的目標地址段包括第三虛擬機標識對應的 第三物理設備地址，所述第三數據包包頭的源地址段包括第四虛擬機標識對應的第四物理 設備地址；
[0026] 解封裝所述第三數據包，得到第四數據包，所述第四數據包包頭的目標地址段包 括第三虛擬機標識，所述第四數據包包頭的源地址段包括第四虛擬機標識；
[0027] 將第四數據包發送至所述第三虛擬機標識對應的虛擬機或IP位址。
[0028] 接收到第一數據包之前，所述方法還包括：
[0029] 根據數據中心的物理設備的拓撲結構，為所述物理設備分配IP位址；
[0030] 根據所述物理設備所分配的IP位址，為所述物理設備上運行的虛擬機分配與所 述物理設備的IP位址屬於同一個IP位址池的IP位址作為所述虛擬機的虛擬機標識。
[0031] 第三方面，一種虛擬機管理裝置，所述裝置包括：
[0032] 接收模塊，用於接收遷移指令，所述遷移指令用於指示源虛擬機遷移至目的虛擬 機管理器，所述源虛擬機所在物理設備與所述目的虛擬機管理器所在物理設備屬於數據中 心的不同子網絡；
[0033] 遷移模塊，用於獲取所述源虛擬機的虛擬機數據，將所述源虛擬機的虛擬機數據 以數據包的形式發送至所述目的虛擬機管理器，使得所述目的虛擬機管理器根據所述虛 擬機數據創建虛擬機；
[0034] 更新模塊，用於當虛擬機數據發送完成時，將所述源虛擬機的虛擬機標識對應的 物理設備地址更新為所述目的虛擬機管理器所在物理設備的物理設備地址。
[0035] 所述裝置還包括：
[0036] 發送模塊，用於將所述目的虛擬機管理器所在物理設備的物理設備地址發送至正 在訪問所述源虛擬機的通信節點，使得所述通信節點根據更新後的物理設備地址繼續訪問 虛擬機。
[0037] 所述裝置還包括：
[0038] IP位址分配模塊，用於根據數據中心的物理設備的拓撲結構，為所述物理設備分 配IP位址；
[0039] 虛擬機標識分配模塊，用於根據所述物理設備所分配的IP位址，為所述物理設備 上運行的虛擬機分配與所述物理設備的IP位址屬於同一個IP位址池的IP位址作為所述 虛擬機的虛擬機標識。
[0040] 第四方面，提供了 一種數據包傳輸裝置，所述裝置包括：
[0041] 接收模塊，用於接收到第一數據包，所述第一數據包包頭的目標地址段包括第一 虛擬機標識；
[0042] 物理設備地址獲取模塊，用於根據所述第一虛擬機標識，從虛擬機標識與物理設 備地址的映射關係中，獲取所述第一物理設備地址；
[0043] 封裝模塊，用於以所述第一物理設備地址為目標地址段對所述第一數據包進行封 裝，得到第二數據包；
[0044] 發送模塊，用於將所述第二數據包轉發至所述第一物理設備地址，使得所述第二 數據包由所述第一物理設備的虛擬機管理器截獲後，解封裝所述第二數據包，並將解封裝 後的數據包發送至所述第一虛擬機標識對應的虛擬機。
[0045] 所述物理設備地址獲取模塊用於觸發所述發送模塊向指定裝置發送獲取請求，所 述獲取請求攜帶所述第一虛擬機標識，所述指定裝置用於存儲虛擬機標識與物理設備地址 的映射關係；
[0046] 所述接收模塊，還用於接收所述指定裝置返回的第一物理設備地址。
[0047] 所述接收模塊還用於接收第三數據包，所述第三數據包包頭的目標地址段包括第 三虛擬機標識對應的第三物理設備地址，所述第三數據包包頭的源地址段包括第四虛擬機 標識對應的第四物理設備地址；
[0048] 解封裝模塊，用於解封裝所述第三數據包，得到第四數據包，所述第四數據包包頭 的目標地址段包括第三虛擬機標識，所述第四數據包包頭的源地址段包括第四虛擬機標 識；
[0049] 所述發送模塊，用於將第四數據包發送至所述第三虛擬機標識對應的虛擬機或IP 地址。
[0050] 所述裝置還包括：
[0051] IP位址分配模塊，用於根據數據中心的物理設備的拓撲結構，為所述物理設備分 配IP位址；
[0052] 虛擬機標識分配模塊，用於根據所述物理設備所分配的IP位址，為所述物理設備 上運行的虛擬機分配與所述物理設備的IP位址屬於同一個IP位址池的IP位址作為所述 虛擬機的虛擬機標識。
[0053] 第五方面，提供了一種映射關係處理方法，所述方法包括：
[0054] 接收設備的獲取請求，所述獲取請求攜帶至少一個虛擬機標識；
[0055] 根據所述獲取請求攜帶的虛擬機標識，從所述虛擬機標識與物理設備地址的映射 關係中獲取與所述虛擬機標識對應的物理設備地址；
[0056] 向所述設備發送所述虛擬機標識對應的物理設備地址。
[0057] 該方法還包括：
[0058] 接收設備的更新請求，所述更新請求攜帶指定虛擬機標識和物理設備地址；
[0059] 將所述虛擬機標識與物理設備地址的映射關係中與所述指定虛擬機標識對應的 物理設備地址更新為所述更新請求攜帶的物理設備地址。
[0060] 第六方面，提供了 一種指定裝置，所述裝置包括：
[0061] 請求接收模塊，用於接收設備的獲取請求，所述獲取請求攜帶至少一個虛擬機標 識；
[0062] 獲取模塊，用於根據所述獲取請求攜帶的虛擬機標識，從所述虛擬機標識與物理 設備地址的映射關係中獲取與所述虛擬機標識對應的物理設備地址；
[0063] 發送模塊，用於向所述設備發送所述虛擬機標識對應的物理設備地址。
[0064] 所述請求接收模塊還用於接收設備的更新請求，所述更新請求攜帶指定虛擬機標 識和物理設備地址；
[0065] 所述裝置還包括：
[0066] 更新模塊，用於將所述虛擬機標識與物理設備地址的映射關係中與所述指定虛擬 機標識對應的物理設備地址更新為所述更新請求攜帶的物理設備地址。
[0067] 第七方面，提供了一種數據中心系統，包括：
[0068] 虛擬機管理裝置，用於接收遷移指令，所述遷移指令用於指示源虛擬機遷移至目 的虛擬機管理器，所述源虛擬機所在物理設備與所述目的虛擬機管理器所在物理設備屬於 數據中心的不同子網絡；獲取所述源虛擬機的虛擬機數據，將所述源虛擬機的虛擬機數據 以數據包的形式發送至所述目的虛擬機管理器，使得所述目的虛擬機管理器根據所述虛擬 機數據創建虛擬機；當虛擬機數據發送完成時，將所述源虛擬機的虛擬機標識對應的物理 設備地址更新為所述目的虛擬機管理器所在物理設備的物理設備地址；
[0069] 指定裝置，用於存儲虛擬機標識與物理設備地址的映射關係，當接收到獲取請求， 根據所述獲取請求攜帶的虛擬機標識，從所述虛擬機標識與物理設備地址的映射關係中獲 取與所述虛擬機標識對應的物理設備地址，並返回所述虛擬機標識對應的物理設備地址。
[0070] 本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：
[0071] 本發明實施例提供的虛擬機在線遷移方法、數據包傳輸方法和設備，通過向源虛 擬機發送遷移指令，所述遷移指令用於指示所述源虛擬機向目的虛擬機進行遷移，所述源 虛擬機所在物理設備與所述目的虛擬機所在物理設備屬於數據中心的不同子網絡；接收所 述源虛擬機發送的虛擬機數據，將所述源虛擬機的虛擬機數據以數據包的形式發送至所述 目的虛擬機；當虛擬機數據發送完成時，將所述源虛擬機的虛擬機標識對應的物理設備地 址更新為所述目的虛擬機對應的物理設備地址。採用本發明實施例提供的技術方案，通過 在虛擬機的數據遷移結束時，更新源虛擬機的虛擬機標識對應的物理設備地址，由於虛擬 機標識未發生變化，因此，可以在訪問過程中根據虛擬機標識獲取到變化後的物理設備地 址，實現對遷移後的虛擬機的正確訪問，避免了由於DNS設置不及時而導致的訪問錯誤。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0072] 為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要 使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對 於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其 他的附圖。
[0073] 圖1是本發明實施例提供的一種虛擬機在線遷移方法的流程圖；
[0074] 圖2是本發明實施例提供的一種數據中心架構示意圖；
[0075] 圖3為基於圖2的數據中心架構的虛擬機在線遷移方法的流程圖；
[0076] 圖4a是本發明實施例提供的一種數據包傳輸方法的流程圖；
[0077] 圖4b是本發明實施例提供的一種數據包格式的示意圖；
[0078] 圖4c是本發明實施例提供的另一種數據包格式的示意圖；
[0079] 圖5是本發明實施例提供的另一種數據包傳輸方法的流程圖；
[0080] 圖6是本發明實施例提供的一種網關側的數據包傳輸方法的流程圖；
[0081] 圖7是本發明實施例提供的另一種網關側的數據包傳輸方法的流程圖；
[0082] 圖8是本發明實施例提供以虛擬機之間的數據交互為例的一種數據包傳輸方法 的流程圖；
[0083] 圖9是本發明實施例提供的一種虛擬機管理裝置的功能方框圖；
[0084] 圖10是本發明實施例提供的一種數據包傳輸裝置的功能方框圖；
[0085] 圖11是本發明實施例提供的一種指定裝置的功能方框圖；
[0086] 圖12是本發明實施例提供的一種數據中心系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0087] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方 式作進一步地詳細描述。
[0088] 圖1是本發明實施例提供的一種虛擬機在線遷移方法的流程圖。該發明實施例 的執行主體為虛擬機管理裝置，如，虛擬機管理軟體Hypervisor等。而為了便於說明，本發 明實施例僅以該虛擬機管理裝置為源虛擬機管理器為例進行描述。參見圖1，該發明實施例 包括：
[0089] 101、接收遷移指令，所述遷移指令用於指示源虛擬機遷移至目的虛擬機管理器， 所述源虛擬機所在物理設備與所述目的虛擬機管理器所在物理設備屬於數據中心的不同 子網絡；
[0090] 數據中心在需要進行跨子網絡的虛擬機遷移的場景中，由數據中心向源虛擬機管 理器配置待遷移的源虛擬機以及遷移的目的虛擬機，源虛擬機管理器接收數據中心的遷移 指令，該遷移指令至少攜帶目的虛擬機的虛擬機名稱(如域名或設備名稱)，使得源虛擬機 管理器能夠根據遷移指令將源虛擬機上的虛擬機數據遷移至目的虛擬機。
[0091] 在本發明實施例中，每個虛擬機標識是該虛擬機面向用戶的唯一標識，該虛擬機 標識可以由數據中心統一分配。優選地，虛擬機標識可以為IP位址，在後續實施例中均以 該虛擬機標識為IP位址為例進行說明。
[0092] 102、獲取所述源虛擬機的虛擬機數據，將所述源虛擬機的虛擬機數據以數據包的 形式發送至所述目的虛擬機管理器，使得所述目的虛擬機管理器根據所述虛擬機數據創建 虛擬機；
[0093] 其中，虛擬機數據包括但不限於虛擬機的物理內存和運行狀態。在遷移過程中，作 為一種將源虛擬機的虛擬機數據發送至目的虛擬機的方式，可以採用如下方法：源虛擬機 管理器根據目的虛擬機的IP位址以及目的物理地址的MAC地址對待發送數據進行封裝，並 將封裝後的數據包向目的物理地址發送，經過路由轉發，由目的虛擬機管理器接收數據包 並將數據包發送給目的虛擬機。
[0094] 虛擬機遷移的過程實際上是遷移前後兩個物理機器上的虛擬機管理器之間的交 互過程，與虛擬機本身無關。虛擬機遷移時，遷移數據的是由虛擬機管理器負責封裝並從物 理設備的埠發送出去，跟虛擬機本身無關，虛擬機本身並不知道自己將要被遷移或者已 經被遷移。
[0095] 需要說明的是，源虛擬機的虛擬機數據可以分為多個數據包進行發送，每個數據 包包括指定大小的數據，該指定大小可以由技術人員在系統配置時設置，還可以由源虛擬 機管理器根據網絡情況設置。如，為了避免虛擬機管理器對報文加封裝後而使得報文超出 了 MTU (Maximum Transmission Unit,最大傳輸單元)被分片，虛擬機上的MTU可以相應設 的小一些，設為物理設備的MTU減去8個字節。
[0096] 103、當虛擬機數據發送完成時，將所述源虛擬機的虛擬機標識對應的物理設備地 址更新為所述目的虛擬機管理器所在物理設備的物理設備地址。
[0097] 當虛擬機數據發送完成且物理設備地址更新後，該虛擬機在線遷移過程結束。在 該在線遷移過程後，數據中心中的用戶訪問以及虛擬機的互相訪問將依據虛擬機標識以及 虛擬機標識對應的更新後的物理設備地址進行。具體地，數據中心用戶或數據中心內的其 他虛擬機通過查詢DNS，獲取訪問目標虛擬機的IP位址，由於DNS解析得到的IP位址可看 做是虛擬機的虛擬機標識，對於訪問者來說，即是通過DNS的解析得到該源虛擬機的虛擬 機標識，並以該虛擬機標識為目的地址進行發送。而由於該源虛擬機的虛擬機標識對應的 物理設備地址在遷移後已經更新，因此，以該虛擬機標識為目的地址進行發送時，虛擬機管 理器會將數據轉發至更新後的物理設備地址，更新後的物理設備地址上的虛擬機處於正常 運行狀態，也就不會發生由於遷移前後物理設備地址發生變化而造成的訪問錯誤。
[0098] 本發明實施例提供的方法，通過在虛擬機的數據遷移結束時，更新源虛擬機的虛 擬機標識對應的物理設備地址，由於虛擬機標識未發生變化，因此，可以在訪問過程中根據 虛擬機標識獲取到變化後的物理設備地址，實現對遷移後的虛擬機的正確訪問，避免了由 於DNS設置不及時而導致的訪問錯誤。
[0099] 在虛擬機遷移過程結束時，作為數據中心用戶的某些通信節點可能正處於與該源 虛擬機交互過程中，該交互通過通信節點與源物理設備之間的基於IP位址的通信連接進 行，而為了保證這些通信節點的通信連接不受虛擬機遷移中物理設備地址變化的影響，需 要向通信節點發送該更新後的物理設備地址，以便通信節點根據更新後的物理設備地址及 時更改其通信連接，保證通信不中斷。因此，可選地，基於圖1所示實施例的技術方案的基 礎上，該步驟103"將所述源虛擬機的虛擬機標識對應的物理設備地址更新為所述目的虛擬 機對應的物理設備地址"之後，所述方法還包括以下步驟104 :
[0100] 104、將所述目的虛擬機對應的物理設備地址發送至正在訪問所述源虛擬機的通 信節點，使得所述通信節點根據更新後的物理設備地址繼續訪問虛擬機。
[0101] 在步驟103的更新之後，源虛擬機管理器根據當前正在訪問源虛擬機的通信節點 的IP位址，向該通信節點發送目的虛擬機對應的物理設備地址，當通信節點接收到更新後 的物理設備地址時，及時更新與虛擬機的通信連接的目標IP位址，以更新後的物理設備地 址作為訪問的目標IP位址繼續訪問虛擬機，以避免發生訪問中斷的情況。
[0102] 本發明實施例提供的方法，通過在虛擬機的數據遷移結束時，更新源虛擬機的虛 擬機標識對應的物理設備地址，由於虛擬機標識未發生變化，因此，可以在訪問過程中根據 虛擬機標識獲取到變化後的物理設備地址，實現對遷移後的虛擬機的正確訪問，避免了由 於DNS設置不及時而導致的訪問錯誤。進一步地，通過將更新的物理設備地址及時通知給 正在訪問源虛擬機的通信節點，保證了通信節點的通信連接不受到物理設備地址更改的影 響，能夠完成在遷移結束時未完成的正常訪問。
[0103] 可選地，在本發明實施例中，虛擬機標識與物理設備地址的映射關係用於維護作 為虛擬機標識的IP位址與該虛擬機標識對應的虛擬機當前所在物理設備的IP位址的映射 關係。該映射關係可以保存在指定裝置中，該指定裝置可以為獨立的設備或位於數據中心 的某個控制設備的功能模塊。上述步驟103中的"當虛擬機數據發送完成時，將所述源虛擬 機的虛擬機標識對應的物理設備地址更新為所述目的虛擬機管理器所在物理設備的物理 設備地址"包括：源虛擬機管理器向指定裝置發送更新請求，該更新請求攜帶虛擬機標識以 及物理設備地址，使得指定裝置根據將該虛擬機標識對應的物理設備地址更新為更新請求 所攜帶的物理設備地址。
[0104] 可選地，基於圖1所示實施例的技術方案的基礎上，源虛擬機管理器接收遷移指 令之前，所述方法還包括以下步驟1001、1002 :
[0105] 1001、根據數據中心的物理設備的拓撲結構，為所述物理設備分配IP位址；
[0106] 數據中心包括多個IP池，數據中心根據物理設備的拓撲分布和物理位置，為物理 設備分配IP位址池，在該IP位址池中為該物理設備分配IP位址。
[0107] 1002、根據所述物理設備所分配的IP位址，為所述物理設備上運行的虛擬機分配 與所述物理設備的IP位址屬於同一個IP位址池的IP位址作為所述虛擬機的虛擬機標識。
[0108] 在本發明實施例中，一個物理設備上可以運行多個虛擬機，從同一 IP位址池中為 多個虛擬機分別分配IP位址。如，為物理設備分配的IP位址為201. 1. 1. 1，則可從該IP 地址所在IP段201. 1. 1. 1?201. 1. 1. 254中為該物理設備上運行的虛擬機任意分配虛擬 機標識。
[0109] 進一步地，為了提高IP位址的利用率，物理設備和其運行的一個虛擬機可以復用 同一 IP位址池，即，同一個32bit的IP位址即可以是某個物理設備的IP位址，也可以是某 個虛擬機的虛擬機標識。
[0110] 本發明實施例提供的方法，通過在虛擬機的數據遷移結束時，更新源虛擬機的虛 擬機標識對應的物理設備地址，由於虛擬機標識未發生變化，因此，可以在訪問過程中根據 虛擬機標識獲取到變化後的物理設備地址，實現對遷移後的虛擬機的正確訪問，避免了由 於DNS設置不及時而導致的訪問錯誤。進一步地，通過應用同一 IP段，為物理設備以及其 運行的虛擬機進行IP位址以及虛擬機標識的分配，為虛擬機遷移以及數據中心的運行提 供了一種新數據傳輸模式。
[0111] 為了便於對本發明實施例進一步了解，下面結合數據中心結構對本發明實施例的 具體實現進行舉例說明。
[0112] 圖2是本發明實施例提供的一種數據中心架構示意圖。該數據中心至少包括：位 於子網絡1的物理設備A，物理設備A上運行的虛擬機A1、A2和A3,該物理設備A上的虛擬 機均由虛擬機管理器A0管理，位於子網絡2的物理設備B，該物理設備B上的虛擬機均由虛 擬機管理器B0管理，DNS和網關GW和指定裝置LS，其中，網關DNS用於與數據中心以及外 部網絡交互，指定裝置LS用於存儲虛擬機標識和物理設備地址的映射關係。
[0113] 圖3為基於圖2的數據中心架構的虛擬機在線遷移方法的流程圖。以源虛擬機為 虛擬機A1，目的虛擬機管理器為虛擬機管理器B0為例進行說明。
[0114] 301、虛擬機管理器A0接收數據中心發送的遷移指令，該遷移指令用於指示虛擬 機A1進行遷移；
[0115] 302、虛擬機管理器A0獲取虛擬機A1的虛擬機數據，將虛擬機數據以數據包的形 式發送至虛擬機管理器B0所在物理設備；
[0116] 303、當虛擬機管理器B0接收到虛擬機數據，根據虛擬機數據創建虛擬機B1 ;
[0117] 需要說明的是，在本發明實施例中，該待發送數據為虛擬機數據，優選地，為了避 免數據轉發壓力過大，該待發送數據可以分多次發送，而本發明實施例的步驟302僅是以 一次發送為例進行說明。
[0118] 304、當虛擬機數據發送完成時，虛擬機管理器A0向指定裝置LS發送物理設備地 址更新請求，該請求至少攜帶物理設備B的IP位址；
[0119] 305、指定裝置將虛擬機A1的虛擬機標識對應的物理設備地址更新為虛擬機B1對 應的物理設備地址。
[0120] 進一步可選地，在步驟305之後還可以包括：如果當前有通信節點正在訪問虛擬 機A1，將物理設備B的IP位址發送至正在訪問虛擬機A1的通信節點，使得所述通信節點根 據更新後的IP位址繼續訪問物理設備B上遷移後的虛擬機。
[0121] 進一步可選地，在上述在線遷移的過程中，當數據中心外部的通信節點發起向虛 擬機A1的訪問時，該方法還可以包括以下步驟：通信節點向網關發送第一數據包時，該數 據包攜帶虛擬機A1的虛擬機標識和通信節點的IP位址；網關接收到第一數據包，向指定裝 置發送獲取請求，該獲取請求攜帶虛擬機A1的虛擬機標識；指定裝置LS根據虛擬機A1的 虛擬機標識，從虛擬機標識與物理設備地址的映射關係中，獲取物理設備A的IP位址；指定 裝置LS向網關返回該物理設備A的IP位址；網關以物理設備A的IP位址和網關自身的IP 地址為包頭對第一數據包進行封裝，得到第二數據包；網關根據物理設備A的IP位址，將 所述第二數據包轉發至物理設備A的IP位址；當虛擬機管理器A0截獲該第二數據包時，解 封裝該第二數據包並移除包頭；虛擬機管理器AO將移除包頭的數據包發送至虛擬機A。
[0122] 在大規模數據中心的運營過程中，不僅存在來自數據中心外部網絡的用戶訪問， 還主要存在數據中心中虛擬機與虛擬機之間的互訪，由於本發明實施例中配置了虛擬機標 識與物理設備地址的映射關係，因此，在該映射關係的基礎上，本發明實施例提供了一種數 據包傳輸方法。參見圖4a，該發明實施例具體包括：
[0123] 401、接收到第一數據包，所述第一數據包包頭的目標地址段包括第一虛擬機標 識；
[0124] 其中，該第一數據包可以為數據中心的網關接收到的來自外部網絡的數據包，還 可以為數據中心中一臺虛擬機向另一臺虛擬機發送的數據包。
[0125] 當第一數據包為數據中心的網關接收到的來自外部網絡的數據包時，該第一數據 包包頭的目標地址段包括第一虛擬機標識，該第一數據包包頭的源地址段包括訪問用戶的 IP位址。當第一數據包為數據中心中一臺虛擬機向另一臺虛擬機發送的數據包，該第一數 據包包頭的目標地址段包括第一虛擬機標識，該第一數據包包頭的源地址段包括作為第二 虛擬機標識，該第二虛擬機標識為發送端虛擬機標識。
[0126] 402、根據所述第一虛擬機標識，從虛擬機標識與物理設備地址的映射關係中，獲 取所述第一物理設備地址；
[0127] 在發明實施例中，當第一數據包為數據中心的網關接收到的來自外部網絡的數 據包時，該步驟402具體包括：訪問用戶查詢DNS獲取第一虛擬機標識，由於第一虛擬機標 識本質上是一個可路由的IP位址，而該IP位址位於數據中心內，因此用第一虛擬機標識作 為目的IP位址，可以將數據包逐跳發送，最終到達數據中心的網關。網關通過外部物理接 口接收到第一數據包，該第一數據包包頭的目標地址段包括第一虛擬機標識，該第一數據 包包頭的源地址段包括訪問用戶的IP位址，網關根據第一虛擬機標識，查詢虛擬機標識與 物理設備地址的映射關係，獲取與該第一虛擬機標識對應的第一物理設備地址。需要說明 的是，對於網關來說，可以將從外部物理接口接收到的數據包包頭中所攜帶的IP位址均看 做是虛擬機標識。
[0128] 在發明實施例中，當第一數據包為數據中心中的第二虛擬機向第一虛擬機發送的 數據包時，該步驟402具體包括：
[0129] 第二虛擬機查詢DNS獲取第一虛擬機標識，並獲取第二虛擬機管理器的MAC地址， 根據MAC地址、第二虛擬機標識和第一虛擬機標識對待發送數據進行封裝。第二虛擬機將 封裝後的第一數據包發送至第二虛擬機管理器。當第二虛擬機管理器接收到第一數據包 時，該第一數據包包頭的目標地址段包括第一虛擬機標識，該第一數據包包頭的源地址段 包括作為第二虛擬機標識，該第二虛擬機標識為發送端虛擬機標識，根據該第一數據包攜 帶的第一虛擬機標識和第二虛擬機標識從虛擬機標識與物理設備地址的映射關係中，獲取 第一物理設備地址和第二物理設備地址，該第一物理設備地址為第一虛擬機當前所在物理 設備的IP位址。其中，第二虛擬機獲取第二虛擬機管理器的MAC地址的步驟包括：第二虛 擬機向第二虛擬機管理器發送ARP (Address Resolution Protocol,地址解析協議)報文， 第二虛擬機管理器返回自身的MAC地址。
[0130] 該步驟403中的數據包的格式可參見圖4b所示，其中，數據包包頭包括第一虛擬 機標識和第二虛擬機標識。需要說明的是，該圖4b所示的數據包格式僅是用於表示數據包 的包頭所封裝的內容，並不涉及該數據包的編碼或壓縮格式。
[0131] 403、以所述第一物理設備地址為包頭對所述第一數據包進行封裝，得到第二數據 包；
[0132] 在本發明實施例中，當第一數據包為數據中心的網關接收到的來自外部網絡的數 據包時，該步驟403具體包括：將網關自身的物理設備地址獲取為第二物理地址，以第一物 理設備地址和第二物理設備地址為包頭對第一數據包進行封裝，得到第二數據包。
[0133] 在本發明實施例中，當第一數據包為數據中心中一臺虛擬機向另一臺虛擬機發送 的數據包時，該步驟403具體包括：以第一物理設備地址和第二物理設備地址為包頭對第 一數據包進行封裝，得到第二數據包。
[0134] 當第二虛擬機管理器獲取到第二物理設備地址和第一物理設備地址時，以所述第 二物理設備地址和第一物理設備地址為包頭對數據包進行再次封裝，得到轉發數據包。此 時，數據包原來的包頭中包括第二虛擬機標識和第一虛擬機標識，而通過該再次封裝，在原 有包頭的基礎上，添加了新的包頭，也即是得到的轉發數據包的包頭不再是第二虛擬機標 識和第一虛擬機標識，而是第二虛擬機所在物理設備和第一虛擬機所在物理設備的當前IP 地址。
[0135] 該轉發數據包的格式可參見圖4c所示，其中，轉發數據包包頭包括第二物理設備 地址和第一物理設備地址。需要說明的是，該圖4c所示的數據包格式僅是用於表示數據包 的包頭所封裝的內容，並不涉及該數據包的編碼或壓縮格式。
[0136] 404、將所述第二數據包轉發至所述第一物理設備地址，使得所述第二數據包由所 述第一物理設備的虛擬機管理器截獲後，解封裝所述第二數據包，並將解封裝後的數據包 發送至所述第一虛擬機標識對應的虛擬機。
[0137] 第二虛擬機管理器根據轉發數據包的包頭中的第一物理設備地址，選擇第二物理 設備上與該第一物理設備地址相應的物理接口，將轉發數據包從選中的物理接口轉發至第 一物理設備地址。而當轉發數據包到達第一虛擬機管理器時，第一虛擬機管理器截獲該轉 發數據包，對該轉發數據包進行解封裝，該解封裝與第二虛擬機管理器的再次封裝相對應， 該解封裝過程即是移除包頭的過程，解封裝後的數據包即是第二虛擬機管理器再次封裝之 前的數據包，解封裝後的包頭不再是第一物理設備地址和第二物理設備地址，而是第二虛 擬機標識和第一虛擬機標識，第一虛擬機管理器根據該第一虛擬機標識，將移除包頭的數 據包發送至該第一虛擬機。
[0138] 需要說明的是，該步驟401-404可以是在步驟101-103的遷移過程中進行，也即是 當在虛擬機遷移過程中，源虛擬機接收到外部訪問時，通過步驟401-403,將該外部訪問轉 發給目的虛擬機，無需建立第一虛擬機和第二虛擬機之間的數據通道即能夠保證虛擬機遷 移過程中數據中心外部對虛擬機的正常訪問，僅通過對數據包進行封裝或解封裝（即進行 添加或移除包頭）的方式，使得數據包能夠在數據中心的子網絡之間流轉，提供了一種最優 轉發路徑，縮短了數據傳輸耗時，提高了數據中心的處理效率。
[0139] 另外，該步驟401-404還可以脫離步驟101-103的遷移過程進行，該第一虛擬機和 第二虛擬機並不代表步驟101-103中所述的源虛擬機和目的虛擬機，而僅用於區分數據中 心中有數據交互需求的兩個虛擬機，僅通過對數據包進行封裝或解封裝（即進行添加或移 除包頭）方式，使得數據包能夠在數據中心的子網絡之間流轉，提供了一種最優轉發路徑， 縮短了數據傳輸耗時，提高了數據中心的處理效率。
[0140] 本發明實施例所述的映射關係可以保存在指定裝置中，該指定裝置可以為獨立的 設備或位於數據中心的某個控制設備的功能模塊。可選地，基於上述實施例的技術方案的 基礎上，該步驟402 "根據所述第一虛擬機標識，從虛擬機標識與物理設備地址的映射關係 中，獲取所述第一物理設備地址"包括以下步驟4011-4012 :
[0141] 4011、向指定裝置發送獲取請求，所述獲取請求攜帶所述第一虛擬機標識，所述指 定裝置用於存儲虛擬機標識與物理設備地址的映射關係；
[0142] 該獲取請求的發送方可以為數據中心網關或數據中心內任一個虛擬機，當數據中 心網關接收從外部接口接收到數據包或數據中心內任一個虛擬機需要向其他虛擬機發送 數據時，均可向指定裝置發送獲取請求，在本發明實施例中，僅以發送方為源虛擬機管理器 為例進行說明。
[0143] 其中，虛擬機標識（ID)以及物理設備地址（Locator)的映射關係可以如下表1所 示，如以虛擬機標識為10. 0. 0. 1查詢指定裝置，指定裝置將根據該表1，返回物理設備地址 12. 0· 0· 1。
[0144] 表 1
[0145]
【權利要求】
1. 一種虛擬機在線遷移方法，其特徵在於，所述方法包括： 接收遷移指令，所述遷移指令用於指示源虛擬機遷移至目的虛擬機管理器，所述源虛 擬機所在物理設備與所述目的虛擬機管理器所在物理設備屬於數據中心的不同子網絡； 獲取所述源虛擬機的虛擬機數據，將所述源虛擬機的虛擬機數據以數據包的形式發送 至所述目的虛擬機管理器，使得所述目的虛擬機管理器根據所述虛擬機數據創建虛擬機； 當虛擬機數據發送完成時，將所述源虛擬機的虛擬機標識對應的物理設備地址更新為 所述目的虛擬機管理器所在物理設備的物理設備地址。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述源虛擬機的虛擬機標識對應的物理 設備地址更新為所述目的虛擬機管理器所在物理設備的物理設備地址之後，所述方法還包 括： 將所述目的虛擬機管理器所在物理設備的物理設備地址發送至正在訪問所述源虛擬 機的通信節點，使得所述通信節點根據更新後的物理設備地址繼續訪問虛擬機。
3. 根據權利要求1或2任一項所述的方法，其特徵在於，接收遷移指令之前，所述方法 還包括： 根據數據中心的物理設備的拓撲結構，為所述物理設備分配IP位址； 根據所述物理設備所分配的IP位址，為所述物理設備上運行的虛擬機分配與所述物 理設備的IP位址屬於同一個IP位址池的IP位址作為所述虛擬機的虛擬機標識。
4. 一種數據包傳輸方法，其特徵在於，所述方法包括： 接收到第一數據包，所述第一數據包包頭的目標地址段包括第一虛擬機標識； 根據所述第一虛擬機標識，從虛擬機標識與物理設備地址的映射關係中，獲取所述第 一物理設備地址； 以所述第一物理設備地址為目標地址段對所述第一數據包進行封裝，得到第二數據 包； 將所述第二數據包轉發至所述第一物理設備地址，使得所述第二數據包由所述第一物 理設備的虛擬機管理器截獲後，解封裝所述第二數據包，並將解封裝後的數據包發送至所 述第一虛擬機標識對應的虛擬機。
5. 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，根據所述第一虛擬機標識，從虛擬機標識 與物理設備地址的映射關係中，獲取所述第一物理設備地址包括： 向指定裝置發送獲取請求，所述獲取請求攜帶所述第一虛擬機標識，所述指定裝置用 於存儲虛擬機標識與物理設備地址的映射關係； 接收所述指定裝置返回的第一物理設備地址。
6. 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括： 接收第三數據包，所述第三數據包包頭的目標地址段包括第三虛擬機標識對應的第三 物理設備地址，所述第三數據包包頭的源地址段包括第四虛擬機標識對應的第四物理設備 地址； 解封裝所述第三數據包，得到第四數據包，所述第四數據包包頭的目標地址段包括第 三虛擬機標識，所述第四數據包包頭的源地址段包括第四虛擬機標識； 將第四數據包發送至所述第三虛擬機標識對應的虛擬機或IP位址。
7. 根據權利要求4-6任一項所述的方法，其特徵在於，接收到第一數據包之前，所述方 法還包括： 根據數據中心的物理設備的拓撲結構，為所述物理設備分配IP位址； 根據所述物理設備所分配的IP位址，為所述物理設備上運行的虛擬機分配與所述物 理設備的IP位址屬於同一個IP位址池的IP位址作為所述虛擬機的虛擬機標識。
8. -種虛擬機管理裝置，其特徵在於，所述裝置包括： 接收模塊，用於接收遷移指令，所述遷移指令用於指示源虛擬機遷移至目的虛擬機管 理器，所述源虛擬機所在物理設備與所述目的虛擬機管理器所在物理設備屬於數據中心的 不同子網絡； 遷移模塊，用於獲取所述源虛擬機的虛擬機數據，將所述源虛擬機的虛擬機數據以數 據包的形式發送至所述目的虛擬機管理器，使得所述目的虛擬機管理器根據所述虛擬機數 據創建虛擬機； 更新模塊，用於當虛擬機數據發送完成時，將所述源虛擬機的虛擬機標識對應的物理 設備地址更新為所述目的虛擬機管理器所在物理設備的物理設備地址。
9. 根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括： 發送模塊，用於將所述目的虛擬機管理器所在物理設備的物理設備地址發送至正在訪 問所述源虛擬機的通信節點，使得所述通信節點根據更新後的物理設備地址繼續訪問虛擬 機。
10. 根據權利要求8或9任一項所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括： IP位址分配模塊，用於根據數據中心的物理設備的拓撲結構，為所述物理設備分配IP 地址； 虛擬機標識分配模塊，用於根據所述物理設備所分配的IP位址，為所述物理設備上運 行的虛擬機分配與所述物理設備的IP位址屬於同一個IP位址池的IP位址作為所述虛擬 機的虛擬機標識。
11. 一種數據包傳輸裝置，其特徵在於，所述裝置包括： 接收模塊，用於接收到第一數據包，所述第一數據包包頭的目標地址段包括第一虛擬 機標識； 物理設備地址獲取模塊，用於根據所述第一虛擬機標識，從虛擬機標識與物理設備地 址的映射關係中，獲取所述第一物理設備地址； 封裝模塊，用於以所述第一物理設備地址為目標地址段對所述第一數據包進行封裝， 得到第二數據包； 發送模塊，用於將所述第二數據包轉發至所述第一物理設備地址，使得所述第二數據 包由所述第一物理設備的虛擬機管理器截獲後，解封裝所述第二數據包，並將解封裝後的 數據包發送至所述第一虛擬機標識對應的虛擬機。
12. 根據權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述物理設備地址獲取模塊用於觸發 所述發送模塊向指定裝置發送獲取請求，所述獲取請求攜帶所述第一虛擬機標識，所述指 定裝置用於存儲虛擬機標識與物理設備地址的映射關係； 所述接收模塊，還用於接收所述指定裝置返回的第一物理設備地址。
13. 根據權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述接收模塊還用於接收第三數據包， 所述第三數據包包頭的目標地址段包括第三虛擬機標識對應的第三物理設備地址，所述第 三數據包包頭的源地址段包括第四虛擬機標識對應的第四物理設備地址； 解封裝模塊，用於解封裝所述第三數據包，得到第四數據包，所述第四數據包包頭的目 標地址段包括第三虛擬機標識，所述第四數據包包頭的源地址段包括第四虛擬機標識； 所述發送模塊，用於將第四數據包發送至所述第三虛擬機標識對應的虛擬機或IP地 址。
14. 根據權利要求11-13任一項所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括： IP位址分配模塊，用於根據數據中心的物理設備的拓撲結構，為所述物理設備分配IP 地址； 虛擬機標識分配模塊，用於根據所述物理設備所分配的IP位址，為所述物理設備上運 行的虛擬機分配與所述物理設備的IP位址屬於同一個IP位址池的IP位址作為所述虛擬 機的虛擬機標識。
15. -種映射關係處理方法，其特徵在於，所述方法包括： 接收設備的獲取請求，所述獲取請求攜帶至少一個虛擬機標識； 根據所述獲取請求攜帶的虛擬機標識，從所述虛擬機標識與物理設備地址的映射關係 中獲取與所述虛擬機標識對應的物理設備地址； 向所述設備發送所述虛擬機標識對應的物理設備地址。
16. 根據權利要求15所述的方法，其特徵在於，該方法還包括： 接收設備的更新請求，所述更新請求攜帶指定虛擬機標識和物理設備地址； 將所述虛擬機標識與物理設備地址的映射關係中與所述指定虛擬機標識對應的物理 設備地址更新為所述更新請求攜帶的物理設備地址。
17. -種指定裝置，其特徵在於，所述裝置包括： 請求接收模塊，用於接收設備的獲取請求，所述獲取請求攜帶至少一個虛擬機標識； 獲取模塊，用於根據所述獲取請求攜帶的虛擬機標識，從所述虛擬機標識與物理設備 地址的映射關係中獲取與所述虛擬機標識對應的物理設備地址； 發送模塊，用於向所述設備發送所述虛擬機標識對應的物理設備地址。
18. 根據權利要求17所述的裝置，其特徵在於， 所述請求接收模塊還用於接收設備的更新請求，所述更新請求攜帶指定虛擬機標識和 物理設備地址； 所述裝置還包括： 更新模塊，用於將所述虛擬機標識與物理設備地址的映射關係中與所述指定虛擬機標 識對應的物理設備地址更新為所述更新請求攜帶的物理設備地址。
19. 一種數據中心系統，其特徵在於，包括： 虛擬機管理裝置，用於接收遷移指令，所述遷移指令用於指示源虛擬機遷移至目的虛 擬機管理器，所述源虛擬機所在物理設備與所述目的虛擬機管理器所在物理設備屬於數據 中心的不同子網絡；獲取所述源虛擬機的虛擬機數據，將所述源虛擬機的虛擬機數據以數 據包的形式發送至所述目的虛擬機管理器，使得所述目的虛擬機管理器根據所述虛擬機數 據創建虛擬機；當虛擬機數據發送完成時，將所述源虛擬機的虛擬機標識對應的物理設備 地址更新為所述目的虛擬機管理器所在物理設備的物理設備地址； 指定裝置，用於存儲虛擬機標識與物理設備地址的映射關係，當接收到獲取請求，根據 所述獲取請求攜帶的虛擬機標識，從所述虛擬機標識與物理設備地址的映射關係中獲取與 所述虛擬機標識對應的物理設備地址，並返回所述虛擬機標識對應的物理設備地址。
【文檔編號】G06F9/455GK104243427SQ201310245242
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月19日 優先權日:2013年6月19日
【發明者】胡章豐, 胡豔, 羅彥林 申請人:日電（中國）有限公司