同步ip信息的方法和裝置製造方法

2023-06-01 20:25:46 5

同步ip信息的方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種同步虛擬機的IP信息的方法和裝置。所述方法包括：獲取子網內至少一個虛擬機的IP相關消息；至少根據所述IP相關消息，記錄所述至少一個虛擬機的IP信息和連接信息；以及響應於特定虛擬機的遷移，修改特定虛擬機的連接信息。所述裝置與上述方法對應。利用本發明實施例的方法和裝置，常規地記錄子網內各個虛擬機的IP信息和連接信息。一旦某個虛擬機發生遷移，只需要更新和修改遷移虛擬機的連接信息，而不需要重新向DHCP伺服器發出請求。由此，避免了由於虛擬機遷移時IP信息不同步而導致的網絡中斷。
【專利說明】同步IP信息的方法和裝置

【技術領域】
[0001]本發明涉及虛擬機的IP信息，更具體而言，涉及為了虛擬機的遷移而同步IP信息的方法和裝置。

【背景技術】
[0002]隨著虛擬化技術的發展，虛擬機能夠如同一個真實的、獨立的計算機一樣提供各種應用和服務。由於虛擬機完全通過軟體模擬來獲得其運行環境，在同一物理平臺，例如一個伺服器上，可以安裝多個虛擬機，並且這多個虛擬機彼此獨立而隔絕地並行運行。如同一般主機一樣，虛擬機通過動態主機配置協議DHCP (Dynamic Host Configurat1nProtocol)獲取IP位址，實現與外部網絡的通信。
[0003]圖1示出一個典型的虛擬機網絡的結構圖。在圖1中示出同一子網內的三個物理平臺，分別為伺服器A，B, C。在每一物理平臺的最底層，運行有虛擬機管理程序(hypervisor);在該管理程序之上，可以根據需要安裝一個或多個虛擬機。例如，在圖1的示例中，伺服器A安裝了 3個虛擬機，分別為VM1，VM2和VM3。伺服器B和伺服器C中則分別安裝了 I個和2個虛擬機。
[0004]在一種典型的網絡連接結構中，各個伺服器通過埠連接到(乙太網)交換機，經由交換機連接到網絡。例如，在圖1的示例中，伺服器A和伺服器B分別通過埠 I和埠2連接到同一交換機1，而伺服器C通過埠 3連接到另一交換機2。在虛擬機需要與外部建立網絡連接時，它首先通過所連接的交換機向同一子網內的DHCP伺服器請求IP位址。響應於虛擬機的請求,DHCP伺服器通過多種分配方式，為請求的虛擬機分配IP位址。IP位址的請求和分配通過DHCP消息來實現。在此過程中，交換機可以執行DHCP偵聽機制，偵聽虛擬機與DHCP伺服器之間的DHCP數據包。通過進行DHCP偵聽，交換機可以構建一信任列表，其中記錄本交換機所承載的虛擬機的IP信息。
[0005]圖2示出一個信任列表的典型例子。在該典型例子中，信任列表包含多個條目，每個條目記錄一個虛擬機的IP相關信息。具體地，每一條目記錄一個虛擬機的MAC地址、分配得到的IP位址、連接的埠、對應的虛擬區域網VLAN標識，以及IP位址對應的租期。相應地，在圖1的例子中，交換機I利用與圖2類似的信任列表記錄其承載的虛擬機VM1-VM4的IP相關信息，交換機2記錄其承載的虛擬機VM5和VM6的IP相關信息。進一步地，基於構建的信任列表，交換機可以執行多種安全相關應用，例如IP源安全防護(IP Source Guide),動態ARP檢查等等，旨在僅允許符合信任列表的業務數據進入本交換機。
[0006]另一方面，為了提高數據存儲的安全性和持續性，許多數據中心採用跨平臺或跨站點的虛擬機來執行並管理。在進行站點維護、功率調整、平衡站點之間的負載等多種情況下，都需要對平臺中承載的虛擬機進行遷移，也就是將虛擬機從一個物理系統遷移到一個不同的物理系統。目前，多數提供主機虛擬化的公司都具有其特定的虛擬機遷移工具，並支持虛擬機的動態遷移(live migrat1n)。
[0007]在虛擬機從一個物理平臺遷移到另一物理平臺過程中，與該虛擬機有關的交換機需要更新其網絡配置。對於靜態配置，例如，訪問控制列表ACL，服務質量QoS，虛擬區域網VLAN等，現有技術已經提出了一些方法，來檢測虛擬機的遷移，並立即配置上述靜態策略。但是，虛擬機從DHCP伺服器所獲得的IP位址等信息是虛擬機在運行過程中動態產生的信息。現有技術的遷移工具無法將這樣動態產生的信息隨著虛擬機的遷移一同進行動態遷移。這將導致虛擬機的網絡服務出現中斷。例如，當虛擬機VMl從伺服器A遷移到伺服器B時，其連接埠從埠 I改變為埠 2。由於埠發生了改變，VMl的IP相關信息不再符合交換機I所維持的信任列表中的記錄，於是，交換機I的安全應用將會丟棄VMl的業務數據。當虛擬機VMl從伺服器A遷移到伺服器C時，交換機2無法從自己維持的信任列表中找到與VMl對應的IP相關信息，因此，也會拒絕VMl的業務數據。於是，與VMl相關的網絡服務將會出現中斷。
[0008]為了避免因為虛擬機的遷移而導致的網絡服務中斷，現有技術提出了添加遷移指示位的方案。該方案基於IEEE802.1Qbg標準下的VSI (虛擬終端接口)發現和配置協議VDP0具體地，在VDP請求中添加一遷移指示位，以示出虛擬機是否發生遷移。由此，在虛擬機遷移時，所遷入的交換機將會接收到具有該遷移指示位的VDP請求。於是，交換機利用虛擬機的MAC地址向DHCP伺服器發生租期查詢請求，並根據DHCP伺服器返回的消息重新創建信任列表。然而，這樣的方案具有以下不足。由於交換機需要重新向DHCP伺服器發出請求並等待其響應，因此必然出現時間延遲。特別是，在虛擬機在同一交換機的不同埠之間進行遷移時，上述請求和響應造成不必要的等待。此外，上述請求和響應以UDP數據包形式發送，存在丟失的風險。一旦出現數據包丟失，將會嚴重影響虛擬機的正常網絡服務。
[0009]因此，希望能有改進的方案，能夠在虛擬機遷移過程中同步虛擬機的IP相關信息，從而消除或減小虛擬機網絡服務被中斷的時間，提高虛擬機的服務性能。


【發明內容】

[0010]考慮到現有技術中的不足，本發明提出一種方案，用以在虛擬機發生遷移的情況下同步虛擬機的IP信息。
[0011]根據本發明的一個方面，提供了一種在交換機中同步虛擬機的IP信息的方法，包括:獲取子網內至少一個虛擬機的IP相關消息；至少根據所述IP相關消息，記錄所述至少一個虛擬機的IP信息和連接信息；以及響應於所述至少一個虛擬機中特定虛擬機的遷移，修改所述特定虛擬機的連接信息。
[0012]根據本發明另一方面，提供了一種同步虛擬機的IP信息的裝置，包括:消息獲取單元，配置為獲取子網內至少一個虛擬機的IP相關消息；記錄單元，配置為至少根據所述IP相關消息，記錄所述至少一個虛擬機的IP信息和連接信息；以及修改單元，配置為，響應於所述至少一個虛擬機中特定虛擬機的遷移，修改所述特定虛擬機的連接信息。
[0013]利用本發明實施例的方法和裝置，常規地記錄子網內各個虛擬機的IP信息和連接信息。一旦某個虛擬機發生遷移，只需要更新和修改遷移虛擬機的連接信息，而不需要重新向DHCP伺服器發出請求。由此，避免了由於虛擬機遷移時IP信息不同步而導致的網絡中斷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]通過結合附圖對本公開示例性實施方式進行更詳細的描述，本公開的上述以及其它目的、特徵和優勢將變得更加明顯，其中，在本公開示例性實施方式中，相同的參考標號通常代表相同部件。
[0015]圖1示出一個虛擬機網絡的結構圖；
[0016]圖2示出一個信任列表的典型例子；
[0017]圖3示出了適於用來實現本發明實施方式的示例性計算機系統/伺服器12的框圖；
[0018]圖4示出根據一個實施例的方法的流程圖；
[0019]圖5示出虛擬機為獲得IP位址與DHCP伺服器進行的交互過程；
[0020]圖6A示出根據一個實施例的記錄表的例子；
[0021]圖6B示出根據另一個實施例的記錄表的例子；
[0022]圖7示出根據一個實施例響應於虛擬機遷移而修改的記錄表；
[0023]圖8示出根據另一實施例響應於虛擬機遷移而修改的記錄表；
[0024]圖9示出根據又一實施例響應於虛擬機遷移而修改的記錄表；以及
[0025]圖10示出根據本發明一個實施例的同步IP信息的裝置的示意框圖。

【具體實施方式】
[0026]下面將參照附圖更詳細地描述本公開的優選實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的優選實施方式，然而應該理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這裡闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了使本公開更加透徹和完整，並且能夠將本公開的範圍完整地傳達給本領域的技術人員。
[0027]所屬【技術領域】的技術人員知道，本發明可以實現為系統、方法或電腦程式產品。因此，本公開可以具體實現為以下形式，即:可以是完全的硬體、也可以是完全的軟體(包括固件、駐留軟體、微代碼等)，還可以是硬體和軟體結合的形式，本文一般稱為「電路」、「模塊」或「系統」。此外，在一些實施例中，本發明還可以實現為在一個或多個計算機可讀介質中的電腦程式產品的形式，該計算機可讀介質中包含計算機可讀的程序代碼。
[0028]可以採用一個或多個計算機可讀的介質的任意組合。計算機可讀介質可以是計算機可讀信號介質或者計算機可讀存儲介質。計算機可讀存儲介質例如可以是一但不限於——電、磁、光、電磁、紅外線、或半導體的系統、裝置或器件，或者任意以上的組合。計算機可讀存儲介質的更具體的例子(非窮舉的列表)包括:具有一個或多個導線的電連接、可攜式計算機磁碟、硬碟、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦式可編程只讀存儲器(EPR0M或快閃記憶體)、光纖、可攜式緊湊磁碟只讀存儲器(CD-ROM)、光存儲器件、磁存儲器件、或者上述的任意合適的組合。在本文件中，計算機可讀存儲介質可以是任何包含或存儲程序的有形介質，該程序可以被指令執行系統、裝置或者器件使用或者與其結合使用。
[0029]計算機可讀的信號介質可以包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數據信號，其中承載了計算機可讀的程序代碼。這種傳播的數據信號可以採用多種形式，包括——但不限於——電磁信號、光信號或上述的任意合適的組合。計算機可讀的信號介質還可以是計算機可讀存儲介質以外的任何計算機可讀介質，該計算機可讀介質可以發送、傳播或者傳輸用於由指令執行系統、裝置或者器件使用或者與其結合使用的程序。
[0030]計算機可讀介質上包含的程序代碼可以用任何適當的介質傳輸，包括一但不限於一無線、電線、光纜、RF等等，或者上述的任意合適的組合。
[0031]可以以一種或多種程序設計語言或其組合來編寫用於執行本發明操作的電腦程式代碼，所述程序設計語言包括面向對象的程序設計語言一諸如Java、Smalltalk、C++，還包括常規的過程式程序設計語言一諸如」C」語言或類似的程序設計語言。程序代碼可以完全地在用戶計算機上執行、部分地在用戶計算機上執行、作為一個獨立的軟體包執行、部分在用戶計算機上部分在遠程計算機上執行、或者完全在遠程計算機或伺服器上執行。在涉及遠程計算機的情形中，遠程計算機可以通過任意種類的網絡一包括區域網(LAN)或廣域網(WAN)—連接到用戶計算機，或者，可以連接到外部計算機(例如利用網際網路服務提供商來通過網際網路連接)。
[0032]下面將參照本發明實施例的方法、裝置(系統)和電腦程式產品的流程圖和/或框圖描述本發明。應當理解，流程圖和/或框圖的每個方框以及流程圖和/或框圖中各方框的組合，都可以由電腦程式指令實現。這些電腦程式指令可以提供給通用計算機、專用計算機或其它可編程數據處理裝置的處理器，從而生產出一種機器，這些電腦程式指令通過計算機或其它可編程數據處理裝置執行，產生了實現流程圖和/或框圖中的方框中規定的功能/操作的裝置。
[0033]也可以把這些電腦程式指令存儲在能使得計算機或其它可編程數據處理裝置以特定方式工作的計算機可讀介質中，這樣，存儲在計算機可讀介質中的指令就產生出一個包括實現流程圖和/或框圖中的方框中規定的功能/操作的指令裝置(instruct1nmeans)的製造品(manufacture)。
[0034]也可以把電腦程式指令加載到計算機、其它可編程數據處理裝置、或其它設備上，使得在計算機、其它可編程數據處理裝置或其它設備上執行一系列操作步驟，以產生計算機實現的過程，從而使得在計算機或其它可編程裝置上執行的指令能夠提供實現流程圖和/或框圖中的方框中規定的功能/操作的過程。
[0035]圖3示出了適於用來實現本發明實施方式的示例性計算機系統/伺服器12的框圖。圖3顯示的計算機系統/伺服器12僅僅是一個示例，不應對本發明實施例的功能和使用範圍帶來任何限制。
[0036]如圖3所示，計算機系統/伺服器12以通用計算設備的形式表現。計算機系統/伺服器12的組件可以包括但不限於:一個或者多個處理器或者處理單元16，系統存儲器28，連接不同系統組件(包括系統存儲器28和處理單元16)的總線18。
[0037]總線18表示幾類總線結構中的一種或多種，包括存儲器總線或者存儲器控制器，外圍總線，圖形加速埠，處理器或者使用多種總線結構中的任意總線結構的局域總線。舉例來說，這些體系結構包括但不限於工業標準體系結構(ISA)總線，微通道體系結構(MAC)總線，增強型ISA總線、視頻電子標準協會(VESA)局域總線以及外圍組件互連(PCI)總線。
[0038]計算機系統/伺服器12典型地包括多種計算機系統可讀介質。這些介質可以是任何能夠被計算機系統/伺服器12訪問的可用介質，包括易失性和非易失性介質，可移動的和不可移動的介質。
[0039]系統存儲器28可以包括易失性存儲器形式的計算機系統可讀介質，例如隨機存取存儲器(RAM)30和/或高速緩存存儲器32。計算機系統/伺服器12可以進一步包括其它可移動/不可移動的、易失性/非易失性計算機系統存儲介質。僅作為舉例，存儲系統34可以用於讀寫不可移動的、非易失性磁介質(圖3未顯示，通常稱為「硬碟驅動器」)。儘管圖3中未示出，可以提供用於對可移動非易失性磁碟(例如「軟盤」)讀寫的磁碟驅動器，以及對可移動非易失性光碟(例如⑶-ROM，DVD-ROM或者其它光介質)讀寫的光碟驅動器。在這些情況下，每個驅動器可以通過一個或者多個數據介質接口與總線18相連。存儲器28可以包括至少一個程序產品，該程序產品具有一組(例如至少一個)程序模塊，這些程序模塊被配置以執行本發明各實施例的功能。
[0040]具有一組(至少一個)程序模塊42的程序/實用工具40，可以存儲在例如存儲器28中，這樣的程序模塊42包括——但不限於——作業系統、一個或者多個應用程式、其它程序模塊以及程序數據，這些示例中的每一個或某種組合中可能包括網絡環境的實現。程序模塊42通常執行本發明所描述的實施例中的功能和/或方法。
[0041]計算機系統/伺服器12也可以與一個或多個外部設備14 (例如鍵盤、指向設備、顯示器24等)通信，還可與一個或者多個使得用戶能與該計算機系統/伺服器12交互的設備通信，和/或與使得該計算機系統/伺服器12能與一個或多個其它計算設備進行通信的任何設備(例如網卡，數據機等等)通信。這種通信可以通過輸入/輸出(I/O)接口22進行。並且，計算機系統/伺服器12還可以通過網絡適配器20與一個或者多個網絡(例如區域網(LAN)，廣域網(WAN)和/或公共網絡，例如網際網路)通信。如圖所示，網絡適配器20通過總線18與計算機系統/伺服器12的其它模塊通信。應當明白，儘管圖中未示出，可以結合計算機系統/伺服器12使用其它硬體和/或軟體模塊，包括但不限於:微代碼、設備驅動器、冗餘處理單元、外部磁碟驅動陣列、RAID系統、磁帶驅動器以及數據備份存儲系統坐寸ο
[0042]以下結合附圖和具體例子描述本發明的實施方式。在本發明的實施例中，在遷移發生之前，交換機通過偵聽同一子網內各個虛擬機的IP相關消息而獲得各個虛擬機的IP信息，並記錄各個虛擬機的IP信息和連接信息。由於預先獲取了各個虛擬機的IP信息，一旦某個虛擬機發生遷移，遷移所涉及的交換機僅需要更新與遷移的虛擬機對應的連接信息即可，而不需要重新向DHCP伺服器發出請求。一旦更新了連接信息，虛擬機在遷移到的新埠立即可用，從而避免了網絡服務的中斷。下面結合附圖描述上述發明構思的實現。
[0043]圖4示出根據一個實施例的方法的流程圖。如圖4所示，首先，在步驟402，獲取子網內至少一個虛擬機的IP相關消息；在步驟404，至少根據所述IP相關消息，記錄所述至少一個虛擬機的IP信息和連接信息；在步驟406，響應於所述至少一個虛擬機中特定虛擬機的遷移，修改所述特定虛擬機的連接信息。下面描述上述各個步驟的具體執行方式。
[0044]具體地，首先，在步驟402，獲取子網內至少一個虛擬機的IP相關消息。可以理解，上述IP相關消息是虛擬機與DHCP伺服器針對虛擬機的IP位址進行的交互消息。在一個實施例中，上述交互消息包括用以獲取IP位址的IP位址確認消息。
[0045]圖5示出虛擬機為獲得IP位址與DHCP伺服器進行的交互過程。如圖5所示，在虛擬機想要獲得IP位址時，它首先在所處的子網內廣播DHCPDISCOVER封包，用以搜索和發現DHCP伺服器。一般地，DHCP DISCOVER封包包含發出請求的虛擬機的MAC地址。當DHCP伺服器接收到廣播的DHCP DISCOVER,它會為請求的虛擬機分配一個IP位址，並將該IP位址以及對應的租約期限包含在DHCP OFFER封包中響應給虛擬機。現有技術中存在多種IP分配方法，例如人工分配、自動分配、動態分配等。典型地，DHCP伺服器會從還沒有租出去的地址範圍內，選擇最前面的空置IP，並將該IP位址連同其它TCP/IP設定包含在DHCP OFFER封包中。可以理解，子網內有可能存在多個DHCP伺服器，因此，虛擬機有可能接收到來自多個DHCP伺服器的多個DHCP OFFER封包。於是，虛擬機可以從多個DHCP OFFER封包中選擇接受其中之一。接著，虛擬機向子網內所有DHCP伺服器廣播DHCPREQUEST封包，其中包含所選擇的伺服器的IP位址，以此公布所選擇的DHCP伺服器。相應地，所選擇的DHCP伺服器在接收到DHCP REQUEST封包之後，會向虛擬機返回IP位址確認消息，即DHCP ACK封包，以確認IP租約的正式生效。
[0046]在一個實施例中，DHCP伺服器通過廣播的方式發出DHCP ACK消息。此時，子網內所有的交換機都可以直接偵聽到針對任意虛擬機的DHCP ACK消息。因此，在步驟402，可以通過偵聽來自DHCP伺服器的廣播來獲取子網內任意虛擬機的IP確認消息。該任意虛擬機既可以是連接到本交換機的虛擬機(或稱為，與本交換機相關聯的虛擬機，或本交換所承載的虛擬機)，也可以是連接到其他交換機的虛擬機。
[0047]在一個實施例中，DHCP伺服器僅僅將IP確認消息，即DHCP ACK封包，單播給請求IP位址的虛擬機。因此，對於任一交換機來說，僅僅能夠從DHCP伺服器接收到單播的、針對連接到本交換機的虛擬機的IP確認消息。在這樣的情況下，本發明實施例的方法還包括，將從DHCP伺服器單播接收到的IP確認消息在子網內進行廣播。相應地，在步驟402，對於連接到本交換機的虛擬機，可以通過偵聽來自DHCP伺服器的單播消息獲取虛擬機的IP確認消息，並將這些IP確認消息在子網內進行廣播。對於連接到其他交換機的虛擬機，由於所述其他交換機也對單播消息進行進一步廣播，因此在步驟402，可以通過偵聽來自所述其他交換機的廣播，來獲取連接到其他交換機的虛擬機的IP確認消息。
[0048]以圖1中的交換機I為例描述上述步驟。如圖1所示，交換機I上連接有伺服器A和B，伺服器A和B分別安裝有虛擬機VM1-VM4。因此，虛擬機VM1-VM4是連接到本交換機的虛擬機。子網內還包括其他交換機2，連接到該其他交換機的虛擬機包括VM5-VM6。在DHCP伺服器通過廣播的方式發出IP確認消息DHCP ACK的情況下，交換機I可以通過偵聽來自DHCP伺服器的廣播來獲得子網內任意虛擬機VM1-VM6的IP確認消息。在DHCP伺服器通過單播方式發送DHCP ACK封包的情況下，交換機I僅能夠從DHCP伺服器直接獲得連接到本交換機的虛擬機VM1-VM4的IP確認消息。為了使得其他交換機，即交換機2，能夠獲知VM1-VM4的IP確認消息，交換機I 一旦獲取針對VM1-VM4單播的IP確認消息，就將這些IP確認消息在子網內廣播。類似地，交換機2可以將獲取的針對VM5-VM6單播的IP確認消息在子網內廣播。因此，對於交換機I來說，可以通過偵聽DHCP伺服器的單播消息獲得連接到本交換機的虛擬機VM1-VM4的IP確認消息，並通過偵聽來自其他交換機2的廣播來獲取連接到其他交換機2的虛擬機VM5-VM6的IP確認消息，由此獲取子網內任意虛擬機的IP確認消息。
[0049]為了對單播接收的IP確認消息進行廣播，在一個實施例中，在接收到單播的DHCP ACK封包時，交換機將其目標MAC地址修改為FF: FF: FF: FF: FF: FF，將目標IP修改為255.255.255.255，重新計算IP頭部校驗和，並保持其他欄位不變，由此將單播的DHCP ACK封包在子網內進行廣播。在一個實施例中，為了防止數據的丟失，將DHCP ACK封包在子網內進行多次廣播。
[0050]儘管在以上的例子中以DHCP ACK封包為例描述了 IP確認消息，但是可以理解，在其他實施例中，IP確認消息有可能採用其他格式或其他形式。
[0051]在步驟402獲得至少一個虛擬機的IP確認消息的基礎上，在步驟404，至少根據所述IP確認消息，記錄所述至少一個虛擬機的IP信息和連接信息。可以理解，虛擬機的IP信息包括IP位址。在一個實施例中，上述IP信息還包括IP位址對應的租期。在一個實施例中，連接信息包括連接狀態信息和連接參數信息，其中連接狀態信息用以表示對應的虛擬機是否與本交換機相連接，連接參數信息示出連接的具體參數。在一個實施例中，連接參數信息包括以下中的一個或多個:虛擬機所連接的埠、VLAN標識、IP租期等。一般地，虛擬機的IP信息，包括IP位址和租期，均可以從所述IP確認消息中直接獲得。然而，在有些實施例中，連接信息的記錄還需要進一步參考和分析其他信息。例如，上述連接參數信息通常還依賴於交換機對虛擬機連接參數的檢測。因此，上述記錄步驟404至少依賴於IP相關消息，但不僅限於此。
[0052]在一個實施例中，在步驟404維持一記錄表,通過該記錄表來記錄各個虛擬機的IP信息和連接信息。以下以記錄表的形式為例描述步驟404的具體執行。但是，可以理解，也可以通過其他格式來記錄和組織各個虛擬機的IP信息和連接信息。
[0053]為了記錄各個虛擬機的信息，根據一個實施例，在步驟404，首先根據獲得的至少一個虛擬機的IP確認消息判斷該至少一個虛擬機與本交換機的連接關係，也就是判斷所述至少一個虛擬機是連接到本交換機的虛擬機或是連接到其他交換機的虛擬機。一般地，IP確認消息中會包含對應的虛擬機的MAC地址、IP位址等信息。由於交換機維持有本交換機所承載的所有虛擬機的MAC地址，因此，基於IP確認消息中的MAC地址，交換機可以判斷對應的虛擬機是否連接到本交換機。
[0054]在一個實施例中，在判斷各個虛擬機與本交換機的連接關係的基礎上，例如在記錄表中，用不同的連接狀態信息示出不同的連接關係。例如，在一個例子中，將連接到本交換機的虛擬機的連接狀態信息記錄為第一狀態，將連接到其他交換機的虛擬機的連接狀態信息記錄為第二狀態。具體地，第一狀態可以表現為「已連接」、「激活」、信任狀態等，相應地，第二狀態可以表現為「未連接」、「未激活」、備用狀態等。在其他例子中，還可以採用其他形式記錄各個虛擬機的連接狀態。可以理解，連接狀態信息為第一狀態的條目可以構成與現有技術類似的信任列表，作為執行各種安全應用的基礎。在一個實施例中，對於連接狀態信息為第一狀態的虛擬機，還檢測其連接參數，並在連接信息中記錄檢測的連接參數。
[0055]下面仍然以圖1中的交換機I為例，描述維持的記錄表的例子。圖6A示出根據一個實施例的記錄表的例子。在圖6A的例子中，記錄表包括多個條目，每一條目記錄一個虛擬機的IP位址、租期、連接狀態信息和連接參數信息。如前所述，經過連接關係的判斷，月艮務器A和B上安裝的虛擬機VM1-VM4是連接到本交換機的虛擬機。因此，在圖6A的記錄表中，將VM1-VM4的連接狀態信息記錄為「激活」，即第一狀態。對於連接到其他交換機的虛擬機VM5-VM6，在記錄表中將其連接狀態記錄為「未激活」，即第二狀態。如前所述，連接狀態為第一狀態，即「激活」的條目可以被視為信任條目，連接狀態為第二狀態的條目可以被視為備用條目，其中信任條目用於構成與現有技術的類似的信任列表。
[0056]此外，由於虛擬機VM1-VM4是本交換機所承載的虛擬機，因此，交換機可以獲知其連接埠、VLAN標識等連接參數，並在對應條目中記錄這些連接參數信息。對於連接到其他交換機的虛擬機VM5-VM6，本交換機無法確定其連接埠等信息，因此，可以在記錄表的對應條目中將連接埠等參數信息記錄為「未知」(表中示出為「--」)。
[0057]圖6B示出根據另一個實施例的記錄表的例子。在圖6B的例子中，記錄表被劃分為信任子列表和備用子列表，其中信任子列表中的條目，也稱為信任條目，用於記錄連接到本交換機的虛擬機(例如VM1-VM4)的IP信息和連接參數信息，而備用子列表中的條目，即備用條目，用於記錄連接到其他交換機的虛擬機的信息。此時，圖6B所示的信任子列表與現有技術中的信任列表具有相似的作用，作為執行安全應用的基礎。儘管在圖6B的記錄表中沒有包含「連接狀態」這一項目，但是虛擬機所位於的子列表本身可以反映出虛擬機與本交換機的連接關係，進而反映出虛擬機的連接狀態。
[0058]儘管結合圖6A和圖6B描述了記錄表的例子，但是可以理解，上述例子只是用於更加清楚地描述對各個虛擬機的IP信息的記錄，而不意圖進行任何限制。記錄表可以根據需要包含更多或更少的項目，並採用適當的形式或格式。
[0059]以上描述了在步驟402獲得虛擬機的IP確認消息的基礎上所記錄的虛擬機的IP相關信息，例如維持的記錄表。可以理解，在一個實施例中，虛擬機與DHCP伺服器針對虛擬機的IP位址所交互的IP相關消息還包括用以釋放IP位址的IP位址釋放消息。因此，步驟402中獲取至少一個虛擬機的IP相關消息還可以包括，獲取所述至少一個虛擬機中某個虛擬機的IP釋放消息。
[0060]具體地，在某個虛擬機因為租約到期等多種原因需要釋放其IP位址時，該虛擬機通過其關聯的交換機向DHCP伺服器發送DHCP RELEASE封包作為IP位址釋放消息。一般地，該IP位址釋放消息是單播消息。因此，僅僅是與該虛擬機相連接的交換機能夠通過偵聽而直接獲得該IP位址釋放消息的封包。為了使得子網內的其他交換機也能夠知曉虛擬機對IP位址的釋放，本發明實施例的方法還包括，將從虛擬機單播接收到的IP釋放消息在子網內進行廣播。相應地，對於特定交換機來說，如果請求釋放IP位址的虛擬機是連接到本交換機的虛擬機，可以通過偵聽來自該虛擬機的單播消息來獲取虛擬機的IP釋放消息，並將該IP釋放消息在子網內進行廣播。對於連接到其他交換機的虛擬機，由於所述其他交換機也對單播消息進行進一步廣播，因此在步驟402，可以通過偵聽來自所述其他交換機的廣播來獲取連接到其他交換機的虛擬機的IP釋放消息。
[0061]在步驟402獲得某個虛擬機的IP釋放消息的基礎上，在步驟404，記錄虛擬機的IP信息包括，刪除該某個虛擬機的IP信息。在用記錄表記錄虛擬機的IP信息的例子中，在步驟404維持該記錄表，具體地，將記錄表中與該虛擬機對應的條目刪除。如果在此之後，該虛擬機重新請求獲得IP位址，那麼可以根據之前的描述，在步驟402再次獲得該虛擬機的IP確認消息，並基於此維持和更新記錄表。
[0062]在某些極端情況下，比如某個虛擬機因為被強制關機等多種原因無法正常釋放其IP位址時，該虛擬機無法通過其關聯的交換機向DHCP伺服器發送DHCP RELEASE封包作為IP位址釋放消息。在這樣的情況下，在該虛擬機的IP租約到期時，交換機也將刪除該虛擬機的IP信息。
[0063]由此，通過獲取各個虛擬機的IP相關消息，維持和更新了記錄表，使得記錄表能夠反映子網中各個虛擬機的最新IP信息。
[0064]如前所述，各個虛擬機的IP信息的維持基於步驟402所獲取的至少一個虛擬機的IP相關消息。上述至少一個虛擬機既可以包括連接到本交換機的虛擬機，還可以包括連接到其他交換機的虛擬機。因此，實際上，各個交換機均可以在記錄表中記錄子網內所有虛擬機的IP信息。可以理解，步驟402和步驟404是響應於子網中虛擬機的IP位址的變化(請求獲得IP位址或釋放IP位址)而執行的。由此維持的記錄表為虛擬機遷移時的IP信息同步做好了準備，提供了基礎。下面描述虛擬機發生遷移時上述記錄表的變化。
[0065]如圖4中步驟406所示，響應於所述至少一個虛擬機中特定虛擬機的遷移，修改所述特定虛擬機的連接信息。
[0066]為了執行步驟406，在一個實施例中，本發明的方法還包括，檢測虛擬機的遷移，判斷發生遷移的特定虛擬機的遷移方向。
[0067]如本領域技術人員所知，為了解決網絡邊緣虛擬化的問題，開發了網橋虛擬化技術，其中提出了 IEEE802.1Qbg標準。在該標準中，開發了 VSI (虛擬終端接口，virtualstat1n interface)發現和配置協議VDP,用於發現和配置VSI。通過利用VDP協議,在虛擬機發生遷移時，遷移所涉及的交換機能夠快速發現虛擬機的VSI，進而檢測到虛擬機的遷移。除了利用VDP協議進行遷移檢測之外，還可以利用現有技術中的或未來提出的其他方案來檢測虛擬機的遷移。例如，在一個例子中，虛擬機遷移工具可以向虛擬機遷移前後涉及的交換機發出通知。通過接收這樣的通知，遷移前後的交換機可以分別檢測到虛擬機的遷出和遷入。
[0068]在檢測虛擬機的遷移的基礎上或者與之同時地，可以判斷發生遷移的特定虛擬機的遷移方向。在一個實施例中，在檢測到特定虛擬機的遷入的基礎上，可以判斷該遷入的虛擬機是否來自同一交換機。在一個例子中，交換機仍然利用前述的VDP協議判斷遷移過來的特定虛擬機是否來自同一交換機。具體地，VDP協議對於虛擬機的VSI進行標識和關聯，其中對VSI的標識信息包括對應的VLAN id，MAC地址，VSI類型等。通過這些信息，交換機能夠識別出遷移過來的虛擬機是否來自同一交換機。此外，還可以利用現有技術中的其他方案執行該判斷。
[0069]基於特定虛擬機的不同遷移方向，在步驟406中對虛擬機的信息進行不同的修改。
[0070]在一個實施例中，所述特定虛擬機從其他交換機遷入。此時，本交換機已經記錄有該特定虛擬機的IP信息。不過，由於該特定虛擬機在遷移之前並沒有連接到本交換機，因此，初始地，在記錄表中將該特定虛擬機的連接狀態記錄為第二狀態，例如未激活、未連接、備用狀態等。響應於該特定虛擬機的遷入，在步驟406，將該特定虛擬機的連接狀態信息從第二狀態修改為第一狀態，從而將該特定虛擬機包含在信任條目中。並且，一旦該特定虛擬機遷入到本交換機，本交換機就可以確定出該特定虛擬機的連接參數，例如連接埠、VLAN標識等。因此，在步驟406,在記錄表中進一步記錄所確定的該特定虛擬機的連接埠、VLAN標識等連接參數信息。
[0071]下面仍然以交換機I為例描述上述過程。圖7示出根據一個實施例響應於虛擬機遷移而修改的記錄表。在圖7中，假定虛擬機VM5從伺服器C遷移到伺服器B。對於交換機I來說，這相當於VM5從其他交換機遷入到本交換機。發生遷移之前的記錄表如圖6A所示，其中在備用條目中記錄有VM5的IP信息。更具體地，VM5的連接狀態被記錄為「未激活」，並且連接參數記錄為「未知」。響應於VM5的遷入，交換機I對VM5的條目進行修改，將其連接狀態修改為第一狀態，即「激活」，從而將VM5包含在信任條目中。並且，一旦確定出VM5的連接參數，在VM5的對應條目中分別記錄所確定的連接參數，包括連接埠、VLAN標識等。由此，VM5在交換機I可以立即開始工作，而不需要重新向DHCP伺服器發出請求。
[0072]在另一個實施例中，上述特定虛擬機從本交換機遷出到其他交換機。可以理解，由於該特定虛擬機在遷移之前連接到本交換機，因此，初始地，在記錄表中將該特定虛擬機的連接狀態記錄為第一狀態。響應於該特定虛擬機的遷出，在步驟406，將該特定虛擬機的連接狀態從第一狀態修改為第二狀態，從而將該特定虛擬機從信任條目移動到備用條目。此夕卜，一旦該特定虛擬機從本交換機遷出，本交換機就無法獲知某些具體的連接參數，例如連接埠、VLAN標識等。因此，在步驟406，可選地，在備用條目中將該特定虛擬機的至少一部分連接參數修改為未知。可以理解，由於安全應用僅僅基於由信任條目構成的信任列表而執行，因此，備用條目中連接參數的準確性並不影響安全應用的執行。因此，在另一實施例中，在步驟406，只是修改遷出的虛擬機的連接狀態信息，而不修改其連接參數。
[0073]圖8示出根據另一實施例響應於虛擬機遷移而修改的記錄表。在圖8中，假定虛擬機VM4從伺服器B遷移到伺服器C。對於交換機I來說，這相當於VM4從本交換機遷移出去。發生遷移之前的記錄表如圖6A所示，其中在信任條目中記錄有VM4的IP位址、租期、連接狀態信息和連接參數信息。更具體地，VM4的連接狀態被記錄為「激活」，並且記錄了具體的各個連接參數。響應於VM4的遷出，交換機I對VM4的條目進行修改，將其連接狀態修改為第二狀態，即「未激活」，從而將VM4移動到備用條目中。並且，在圖8的例子中，交換機I將由於VM4的遷出而無法再確定的部分連接參數，例如連接埠、VLAN等，修改為「未知」。
[0074]在又一個實施例中，上述特定虛擬機在本交換機之內發生遷移，也就是，從本交換機的第一埠遷入到第二埠。在這樣的情況下，在遷移前後，該特定虛擬機均與本交換機相連接，因此，不需要修改其連接狀態信息。相應地，該特定虛擬機在遷移前後均通過記錄表的信任條目來記錄。然而，由於發生遷移，該特定虛擬機的連接參數，例如連接埠，發生改變。因此，在步驟406，在記錄表中修改該特定虛擬機的至少一部分連接參數。具體地，在一個例子中，將該特定虛擬機的連接參數中的連接埠從第一埠修改為第二埠。
[0075]圖9示出根據又一實施例響應於虛擬機遷移而修改的記錄表。在圖9中，假定虛擬機VMl從伺服器A遷移到伺服器B。對於交換機I來說，這相當於VMl在本交換機之內進行遷移。發生遷移之前的記錄表如圖6A所示，其中在信任條目中記錄有VMl的IP信息和連接參數。更具體地，VMl的連接狀態被記錄為「激活」，並且連接參數中的連接埠被記錄為埠 I (對應於伺服器A)。在VMl發生遷移之後，它仍然連接到本交換機1，因此，VMl所對應的連接狀態信息不需要修改。不過，交換機I會繼續檢測其他連接參數是否發生變化。通過檢測可以確定，通過遷移，VMl的連接埠發生了變化。因此，交換機I在記錄表中將VMl的連接埠修改為埠 2 (對應於伺服器B)。可以理解，如果其他連接參數由於虛擬機的遷移而發生了變化，也需要修改其他連接參數。
[0076]通過以上的實施例可以看到，由於交換機常規地記錄子網內各個虛擬機的IP信息和連接信息，在虛擬機發生遷移時，交換機不需要重新向DHCP伺服器發出請求，只需要更新和修改遷移虛擬機的連接信息就可以使得虛擬機立即正常工作。由此，避免了由於虛擬機遷移時IP信息不同步而導致的網絡中斷。
[0077]基於同一發明構思，本發明的實施例還提供了一種在交換機中同步虛擬機的IP信息的裝置。圖10示出根據本發明一個實施例的同步IP信息的裝置的示意框圖。在圖10中，該裝置總體表示為100。如圖所示,用於同步虛擬機的IP信息的裝置100包括:消息獲取單元102，配置為獲取子網內至少一個虛擬機的IP相關消息；記錄單元104，配置為至少根據所述IP相關消息，記錄所述至少一個虛擬機的IP信息和連接信息；以及修改單元106，配置為，響應於所述至少一個虛擬機中特定虛擬機的遷移，修改所述特定虛擬機的連接信息。
[0078]根據一個實施例，上述消息獲取單元102配置為，通過偵聽來自DHCP伺服器的廣播獲取所述至少一個虛擬機的IP確認消息。
[0079]根據一個實施例，上述消息獲取單元102配置為，通過偵聽來自DHCP伺服器的單播消息獲取所述至少一個虛擬機中連接到本交換機的虛擬機的IP確認消息，並將所述連接到本交換機的虛擬機的IP確認消息在子網內進行廣播。
[0080]根據一個實施例，上述消息獲取單元102配置為，通過偵聽來自子網內其他交換機的廣播，獲取所述至少一個虛擬機中連接到所述其他交換機的虛擬機的IP確認消息。
[0081]在一個實施例中，其中所述連接信息包括連接狀態信息；所述記錄單元104配置為，將所述至少一個虛擬機中連接到本交換機的虛擬機的連接狀態信息記錄為第一狀態，將所述至少一個虛擬機中連接到其他交換機的虛擬機的連接狀態信息記錄為第二狀態。
[0082]根據一個實施例，上述消息獲取單元102還配置為，獲取所述至少一個虛擬機中某個虛擬機的IP釋放消息；相應地，所述記錄單元104配置為，刪除該某個虛擬機的IP位址。
[0083]在一個實施例中，所述修改單元106配置為，響應於特定虛擬機從其他交換機遷入，將該特定虛擬機的連接狀態信息從第二狀態修改為第一狀態，並記錄所確定的該特定虛擬機的連接參數信息。
[0084]在一個實施例中，所述修改單元106配置為，響應於特定虛擬機從本交換機遷出，將該特定虛擬機的連接狀態信息從第一狀態修改為第二狀態。
[0085]在一個實施例中，所述修改單元106配置為，響應於特定虛擬機在本交換機之內發生遷移，修改所述特定虛擬機的連接信息中的連接參數信息。
[0086]以上同步虛擬機的IP信息的裝置100的具體執行方式可以參照之前結合具體例子對方法的描述，在此不再贅述。
[0087]在一個實施例中，上述裝置100包含在交換機中。在另一實施例中，上述裝置100作為獨立的工具，與交換機通信。
[0088]利用本發明實施例的方法和裝置，可以常規地記錄子網內各個虛擬機的IP位址和連接信息。一旦虛擬機發生遷移，只需要更新和修改遷移虛擬機的連接信息，而不需要重新向DHCP伺服器發出請求。由此，避免了由於虛擬機遷移時IP信息不同步而導致的網絡中斷。
[0089]可以理解，附圖中的流程圖和框圖顯示了根據本發明的多個實施例的系統、方法和電腦程式產品的可能實現的體系架構、功能和操作。在這點上，流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程序段或代碼的一部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個或多個用於實現規定的邏輯功能的可執行指令。也應當注意，在有些作為替換的實現中，方框中所標註的功能也可以以不同於附圖中所標註的順序發生。例如，兩個連續的方框實際上可以基本並行地執行，它們有時也可以按相反的順序執行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執行規定的功能或操作的專用的基於硬體的系統來實現，或者可以用專用硬體與計算機指令的組合來實現。
[0090]以上已經描述了本發明的各實施例，上述說明是示例性的，並非窮盡性的，並且也不限於所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的範圍和精神的情況下，對於本【技術領域】的普通技術人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術語的選擇，旨在最好地解釋各實施例的原理、實際應用或對市場中的技術的技術改進，或者使本【技術領域】的其它普通技術人員能理解本文披露的各實施例。
【權利要求】
1.一種在交換機中同步虛擬機的IP信息的方法，包括: 獲取子網內至少一個虛擬機的IP相關消息； 至少根據所述IP相關消息，記錄所述至少一個虛擬機的IP信息和連接信息；以及 響應於所述至少一個虛擬機中特定虛擬機的遷移，修改所述特定虛擬機的連接信息。
2.根據權利要求1的方法，其中獲取子網內至少一個虛擬機的IP相關消息包括:通過偵聽來自DHCP伺服器的廣播獲取所述至少一個虛擬機的IP確認消息。
3.根據權利要求1的方法，其中獲取子網內至少一個虛擬機的IP相關消息包括:通過偵聽來自DHCP伺服器的單播消息獲取所述至少一個虛擬機中連接到所述交換機的虛擬機的IP確認消息，並將所述IP確認消息在子網內進行廣播。
4.根據權利要求1的方法，其中獲取子網內至少一個虛擬機的IP相關消息包括:通過偵聽來自子網內其他交換機的廣播，獲取所述至少一個虛擬機中連接到所述其他交換機的虛擬機的IP確認消息。
5.根據權利要求1-4中任一項的方法，其中所述連接信息包括連接狀態信息，所述記錄至少一個虛擬機的IP信息和連接信息包括，將所述至少一個虛擬機中連接到所述交換機的虛擬機的連接狀態信息記錄為第一狀態，將所述至少一個虛擬機中連接到其他交換機的虛擬機的連接狀態信 息記錄為第二狀態。
6.根據權利要求1的方法，其中獲取子網內至少一個虛擬機的IP相關消息包括，獲取所述至少一個虛擬機中某個虛擬機的IP釋放消息；所述記錄至少一個虛擬機的IP信息和連接信息包括，刪除該某個虛擬機的IP信息。
7.根據權利要求5的方法，其中所述特定虛擬機從其他交換機遷入，所述修改特定虛擬機的連接信息包括，將該特定虛擬機的連接狀態信息從第二狀態修改為第一狀態，並記錄所確定的該特定虛擬機的連接參數信息。
8.根據權利要求5的方法，其中所述特定虛擬機從所述交換機遷出，所述修改特定虛擬機的連接信息包括，將該特定虛擬機的連接狀態信息從第一狀態修改為第二狀態。
9.根據權利要求1的方法，其中特定虛擬機在所述交換機之內發生遷移，所述修改特定虛擬機的連接信息包括，修改所述特定虛擬機的連接參數。
10.一種在交換機中同步虛擬機的IP信息的裝置，包括: 消息獲取單元，配置為獲取子網內至少一個虛擬機的IP相關消息； 記錄單元，配置為至少根據所述IP相關消息，記錄所述至少一個虛擬機的IP信息和連接信息；以及 修改單元，配置為，響應於所述至少一個虛擬機中特定虛擬機的遷移，修改所述特定虛擬機的連接信息。
11.根據權利要求10的裝置，其中所述消息獲取單元配置為:通過偵聽來自DHCP伺服器的廣播獲取所述至少一個虛擬機的IP確認消息。
12.根據權利要求10的裝置，其中所述消息獲取單元配置為:通過偵聽來自DHCP伺服器的單播消息獲取所述至少一個虛擬機中連接到所述交換機的虛擬機的IP確認消息，並將所述IP確認消息在子網內進行廣播。
13.根據權利要求10的裝置，其中所述消息獲取單元配置為:通過偵聽來自子網內其他交換機的廣播，獲取所述至少一個虛擬機中連接到所述其他交換機的虛擬機的IP確認消息。
14.根據權利要求10-13中任一項的裝置，其中所述連接信息包括連接狀態信息，所述記錄單元配置為，將所述至少一個虛擬機中連接到所述交換機的虛擬機的連接狀態信息記錄為第一狀態，將所述至少一個虛擬機中連接到其他交換機的虛擬機的連接狀態信息記錄為第二狀態。
15.根據權利要求10的裝置，其中所述消息獲取單元配置為，獲取所述至少一個虛擬機中某個虛擬機的IP釋放消息；所述記錄單元配置為，刪除該某個虛擬機的IP信息。
16.根據權利要求14的裝置，其中所述修改單元配置為，響應於所述特定虛擬機從其他交換機遷入，將該特定虛擬機的連接狀態信息從第二狀態修改為第一狀態，並記錄所確定的該特定虛擬機的連接參數信息。
17.根據權利要求14的裝置，其中所述修改單元配置為，響應於所述特定虛擬機從所述交換機遷出，將該特定虛擬機的連接狀態信息從第一狀態修改為第二狀態。
18.根據權利要求10的裝置，其中所述修改單元配置為，響應於特定虛擬機在所述交換機之內發生遷 移，修改所述特定虛擬機的連接參數。
【文檔編號】H04L29/08GK104079507SQ201310101478
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月27日 優先權日:2013年3月27日
【發明者】朱正東, 董向輝, 孫贇, 阮詩新 申請人:國際商業機器公司