[發(fā)明專利]覆蓋虛擬化網(wǎng)絡(luò)中的高效數(shù)據(jù)傳輸方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310529299.5
• 申請(qǐng)日: 2013-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN103812777B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·巴拉瓦什;T·R·帕克;L·斯克爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號(hào): H04L12/741
• 分類號(hào): H04L12/741;H04L29/06;G06F9/455
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所11247
• 代理人: 于靜,張亞非

版權(quán)和商標(biāo)聲明

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技術(shù)領(lǐng)域

所公開的主題一般地涉及虛擬化計(jì)算環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸，更具體地說，涉及在具有虛擬機(jī)和系統(tǒng)管理程序的虛擬化計(jì)算環(huán)境中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

在虛擬化計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中，可以將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)為系統(tǒng)管理程序托管的虛擬機(jī)（VM）。通常，執(zhí)行VM以便VM不知道在其上運(yùn)行VM和系統(tǒng)管理程序的底層物理平臺(tái)。即，系統(tǒng)管理程序?yàn)閂M提供虛擬化操作平臺(tái)或接口，以便不必定制或修改VM功能以滿足底層硬件和機(jī)器的要求。

參考圖1，VM100不知道它在虛擬化平臺(tái)上運(yùn)行。因此，將數(shù)據(jù)從VM100（即，傳輸節(jié)點(diǎn)）傳輸?shù)教摂M化網(wǎng)絡(luò)190中的目的地節(jié)點(diǎn)的過程包括確定與目的地節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的物理地址（例如，數(shù)據(jù)鏈路（L2）層地址或MAC地址）。VM可以使用一種稱為地址解析協(xié)議（ARP）的機(jī)制確定目的地節(jié)點(diǎn)的物理地址。如果目的地節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)地址（例如，IP地址）可用，則傳輸節(jié)點(diǎn)可以通過參考ARP查找表（未在圖1中示出）查找目的地節(jié)點(diǎn)的物理地址，該ARP查找表包括目的地節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址與相應(yīng)物理地址之間的映射。

仍參考圖1，如果ARP查找表不包括目的地節(jié)點(diǎn)的已知網(wǎng)絡(luò)地址與目的地節(jié)點(diǎn)的物理地址之間的映射，則傳輸節(jié)點(diǎn)必須將第一ARP請(qǐng)求廣播到網(wǎng)絡(luò)190中的所有節(jié)點(diǎn)。如圖所示，將ARP請(qǐng)求從VM100經(jīng)由VM以太網(wǎng)接口110傳輸?shù)较到y(tǒng)管理程序120（例如，通過多播），之后傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)190中的其余節(jié)點(diǎn)。如果目的地節(jié)點(diǎn)接收到ARP請(qǐng)求，則目的地節(jié)點(diǎn)然后沿著相反方向提交包括目的地節(jié)點(diǎn)的物理地址的ARP回復(fù)，如圖所示。

在覆蓋虛擬網(wǎng)絡(luò)（overlay?virtual?network）中，虛擬節(jié)點(diǎn)的ARP請(qǐng)求/回復(fù)不直接在物理網(wǎng)絡(luò)中廣播，而是由系統(tǒng)管理程序處理并在封裝后發(fā)送，這些系統(tǒng)管理程序表示物理網(wǎng)絡(luò)中的僅有實(shí)際實(shí)體。因此，傳輸節(jié)點(diǎn)中的VM100在數(shù)據(jù)分組的以太網(wǎng)標(biāo)頭中包括目的地節(jié)點(diǎn)的物理地址，并且傳輸數(shù)據(jù)分組，該數(shù)據(jù)分組在最終封裝并傳送到目的地節(jié)點(diǎn)之前，通過系統(tǒng)管理程序120處理。

參考圖2，在其上運(yùn)行VM100的系統(tǒng)管理程序120接收到數(shù)據(jù)分組時(shí)，判定是否應(yīng)該通過物理網(wǎng)絡(luò)190將數(shù)據(jù)分組路由到虛擬網(wǎng)絡(luò)上的目的地節(jié)點(diǎn)。通過覆蓋機(jī)制在網(wǎng)絡(luò)190上實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的虛擬網(wǎng)絡(luò)，以便在虛擬節(jié)點(diǎn)之間傳送的業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)190上封裝，同時(shí)在虛擬網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部路由。

在網(wǎng)絡(luò)190中，系統(tǒng)管理程序120使用一種機(jī)制（例如，虛擬網(wǎng)絡(luò)路由表）查找托管目的地節(jié)點(diǎn)VM的對(duì)應(yīng)系統(tǒng)管理程序的物理地址。如果路由表（未示出）不包括物理地址，則系統(tǒng)管理程序120需要廣播第二ARP請(qǐng)求，并且當(dāng)接收到包括托管該目的地節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)管理程序的物理地址的ARP回復(fù)時(shí)，更新路由表。

在虛擬化覆蓋網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)分組傳輸，VM100提交的第一ARP請(qǐng)求（參見圖1）和系統(tǒng)管理程序120提交的第二ARP請(qǐng)求（參見圖2）在ARP查找未命中時(shí)發(fā)生。雙重ARP提交和回復(fù)過程（即，VM100和系統(tǒng)管理程序120均參與ARP通信過程）可導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸中的不必要延遲，并且還對(duì)網(wǎng)絡(luò)190中的網(wǎng)絡(luò)帶寬的可用性產(chǎn)生不利影響。需要更高效的數(shù)據(jù)傳輸方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

出于總結(jié)目的，在此描述了某些方面、優(yōu)點(diǎn)和新穎特性。應(yīng)該理解，根據(jù)任何一個(gè)特定實(shí)施例可能未實(shí)現(xiàn)所有這些優(yōu)點(diǎn)。因此，可以以如下方式包含或執(zhí)行所公開的主題：實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)而不實(shí)現(xiàn)如在此教導(dǎo)或建議的所有優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供用于在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C(jī)器、系統(tǒng)和方法。所述方法包括：接收數(shù)據(jù)分組以便傳輸，所述數(shù)據(jù)分組具有第一標(biāo)頭部分和第二標(biāo)頭部分，其中所述第一標(biāo)頭部分包括指示不使用所述第一標(biāo)頭部分中的任何信息的標(biāo)識(shí)符；以及根據(jù)包括在所述第二標(biāo)頭部分中的信息而確定目的地信息，所述目的地信息至少包括所述數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中的所述數(shù)據(jù)分組所要傳輸?shù)降哪康牡氐奈锢淼刂贰?!-- SIPO -->