[發明專利]三層交換方法、裝置、系統和宿主機

有效

• 申請號: 200910088020.8
• 申請日: 2009-06-29
• 公開（公告）號: CN101594358A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 懷進鵬;李沁;胡春明;李建欣;高琦
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/56
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉 芳

技術領域

本發明涉及虛擬機技術領域，特別涉及一種三層交換方法、裝置、系統和宿主機。?

背景技術

虛擬機技術是將軟件安裝在虛擬機中運行，可以實現軟件快速部署、細粒度的計算資源分配和負載均衡調度、以及提供高可用的軟件容錯機制。目前，虛擬機技術已經逐漸被企業應用，使用虛擬機技術可以有效降低IT管理復雜度、節約管理成本、提升計算資源的利用率等。隨著計算機應用的逐漸深入，軟件的規模越來越龐大，功能也日益復雜化，軟件的運行環境不再局限于單機環境，而是逐漸演變成運行多個不同物理位置的軟件模塊相互協同共同完成一項計算任務，即網絡化軟件。由于虛擬機技術只能直接提供單機軟件的運行環境，為了讓復雜的網絡化軟件也能夠實現的降低管理復雜度以及提升資源利用率等目的，必須采用虛擬機網絡。虛擬機網絡是由一個由多臺虛擬機互相連接形成的有特定網絡連接關系的運行環境，虛擬機網絡能夠為復雜的網絡化軟件提供運行環境的支持，即將網絡化軟件的不同組件，按照運行要求分別安裝和運行在虛擬機網絡的相應節點上。由于虛擬機的最重要的特點是封裝和隔離，基于這兩個特點可以實現降低管理復雜度和提升資源利用率的功能。因此面向網絡化應用的虛擬機網絡也必須提供封裝和隔離的特性，即不同虛擬機網絡的實例之間是完全獨立和互不影響的。虛擬機網絡中可包含多個節點，在保證多個虛擬機網絡之間的隔離性的前提下，一臺宿主機上可運行一個或者多個虛擬機網絡中的節點。虛擬機網絡中可包括二層交換節點、三層交換節點和終端節點。終端節點虛擬機；二層交換節點又?稱為虛擬交換機，其可為虛擬機網絡中的虛擬機和虛擬機之間提供鏈路層交換功能，一個虛擬機網絡中如果存在多個虛擬交換機，表示這個虛擬機網絡中存在多個不同的虛擬鏈路，不同虛擬鏈路的虛擬機在鏈路層是相互隔離的；三層交換節點又稱為虛擬路由器，其可在二層交換節點功能的基礎上為虛擬機網絡中不同虛擬鏈路的虛擬機之間提供三層交換功能。?

但是，發明人在實現本發明的過程中，發現現有技術中存在如下問題：?

圖1為現有技術中虛擬機網絡的結構示意圖，如圖1所示，虛擬機網絡包括虛擬交換機M、N，虛擬路由器R，虛擬機A、B和宿主機X、Y。虛擬機網絡中的虛擬路由器通常是以虛擬機來實現的，與終端節點所采用的虛擬機不同的是：作為虛擬路由器的虛擬機包括多個虛擬網卡，每個虛擬網卡用于接入不同的虛擬鏈路；并且該虛擬機需要開啟操作系統的所有功能(例如，進程調度、驅動、軟件系統等)，尤其是需要開啟操作系統的數據包轉發機制。采用上述虛擬路由器實現三層交換的過程中，在接收到網絡報文后，需要調用操作系統，根據網絡報文中的目的地址在多個虛擬網卡中選擇出一個虛擬網卡，并通過選擇出的虛擬網卡將網絡報文發送出去。因此，采用上述虛擬路由器導致虛擬機網絡中三層交換的效率低。?

虛擬機網絡中的不同虛擬機可能會運行在不同的宿主機上，因此所有要經過虛擬路由器的網絡報文必須經過該虛擬路由器所在的宿主機，這會導致三角路由問題。如圖1所示，虛擬機A和B運行在宿主機X上，虛擬路由器R運行在宿主機Y上，由A發往B的網絡報文需要通過R實現三層交換，具體為：A發往B的網絡報文，需要先由X發送給Y，通過R進行三層交換處理后，通過Y將處理后的網絡報文發送給X，最后由X將網絡報文發送給B。上述三角路由問題也會導致虛擬機網絡中三層交換的效率低。?

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中的問題，提供一種三層交換方法、裝置、系統和宿主機，從而提高虛擬機網絡中三層交換的效率。

為實現上述目的，本發明提供了一種三層交換方法，包括：?

宿主機接收源虛擬機發送的網絡報文；?

根據預先獲取的三層交換信息對所述網絡報文進行三層交換處理，生成經過三層交換處理的網絡報文、目的虛擬機所在的虛擬鏈路以及目的虛擬機的三層目的地址，所述三層交換信息為該宿主機上運行的虛擬機所在的虛擬鏈路上連接的虛擬路由器的三層交換信息以及與該虛擬路由器直接或者間接連接的虛擬路由器的三層交換信息；?

根據所述目的虛擬機的三層目的地址將所述經過三層交換處理的網絡報文通過目的虛擬機所在的虛擬鏈路發送給所述目的虛擬機；?

所述根據預先獲取的三層交換信息對所述網絡報文進行三層交換處理，生成經過三層交換處理的網絡報文、目的虛擬機所在的虛擬鏈路以及目的虛擬機的三層目的地址具體包括：?

根據所述網絡報文攜帶的二層目的地址從所述三層交換信息的虛擬路由器信息中查詢出配置所述二層目的地址的虛擬路由器；?