[發(fā)明專利]一種云計(jì)算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)智能聯(lián)動配置方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410728270.4
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104468212A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁偉;張贛;于金萍;畢經(jīng)平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L29/08
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國;梁揮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)領(lǐng)域，是一種根據(jù)云平臺資源利用信息，智能聯(lián)動地完成云計(jì)算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)配置調(diào)整的方法。

背景技術(shù)

云計(jì)算(Cloud?Computing)，作為目前信息技術(shù)的最新進(jìn)展，正在潛移默化地變革著人類社會的生產(chǎn)與生活。它通過分布式計(jì)算、虛擬化等技術(shù)，構(gòu)建用于資源和任務(wù)統(tǒng)一管理調(diào)度的資源控制層，將分散的ICT資源集中起來形成資源池，動態(tài)按需分配給應(yīng)用使用。近年來，隨著云計(jì)算技術(shù)的迅猛發(fā)展，一方面，搜索、社交網(wǎng)絡(luò)、多媒體音視頻、科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘等傳統(tǒng)的“大數(shù)據(jù)”業(yè)務(wù)已經(jīng)向云平臺遷移；另一方面，越多越多的企業(yè)開始部署和實(shí)施云計(jì)算戰(zhàn)略。

網(wǎng)絡(luò)管理的自動化和智能化是云計(jì)算數(shù)據(jù)中心發(fā)展的必然趨勢。隨著云計(jì)算技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算、存儲、網(wǎng)絡(luò)的虛擬化已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，然而這些資源特別是網(wǎng)絡(luò)資源的自動化和智能化管理卻仍然處于起步階段。當(dāng)前云計(jì)算虛擬化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)策略還存在配置不靈活，復(fù)雜度高以及無法感知云計(jì)算平臺資源利用情況的問題。

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)(Data?Center?Network,DCN)，作為云計(jì)算平臺的底層基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮著不可替代的重要作用。它用于連接大規(guī)模的物理和虛擬服務(wù)器，并為上層云計(jì)算應(yīng)用提供高吞吐率、低延遲、多路徑和易管理的通信服務(wù)。近年來，隨著國家政府的大力支持和企業(yè)云戰(zhàn)略的逐步實(shí)施，云計(jì)算數(shù)據(jù)中心被大量建設(shè)。當(dāng)前的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出如下幾個方面的新特征：(1)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大和設(shè)備數(shù)量激增。(2)數(shù)據(jù)中心的虛擬化程度不斷提高。(3)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流量模型變化。上述新特征給目前云計(jì)算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控管理和運(yùn)維優(yōu)化帶來了前所未有的挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在以下幾個突出的方面：

網(wǎng)絡(luò)安全和隔離策略不靈活，在當(dāng)前的虛擬化云計(jì)算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)安全和隔離策略通常是通過二層VLAN，三層子網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備級訪問控制列表以及防火墻規(guī)則等傳統(tǒng)方式實(shí)施。這些來自傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)的安全和隔離策略制約著當(dāng)前虛擬化云計(jì)算平臺中資源動態(tài)配置和實(shí)時遷移的靈活性。

網(wǎng)絡(luò)配置管理復(fù)雜度高，雖然虛擬機(jī)可以通過當(dāng)前的云計(jì)算管理平臺(如OpenStack，EC2等)動態(tài)按需分配，但是與之對應(yīng)的物理網(wǎng)絡(luò)以及虛擬網(wǎng)絡(luò)的控制層路徑和網(wǎng)絡(luò)策略則需要逐個設(shè)備去配置，這個過程不但枯燥乏味，而且容易出錯。

無法感知云計(jì)算平臺的資源利用情況，由于缺乏考慮云計(jì)算平臺的資源利用情況，對多租戶虛擬網(wǎng)絡(luò)的單獨(dú)管理容易造成整個云平臺資源利用率的不均衡，并且當(dāng)云平臺資源利用情況變化時，無法實(shí)現(xiàn)對虛擬交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)策略的調(diào)優(yōu)配置。

發(fā)明專利“一種數(shù)據(jù)中心自動配置方法及其設(shè)備”應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心二層互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，其中設(shè)置有地址發(fā)布設(shè)備和地址解析設(shè)備，各核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上配置有支持二層轉(zhuǎn)發(fā)的VPN，各核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間建立虛擬二層連接，該方法包括：地址發(fā)布設(shè)備接收數(shù)據(jù)中心邊緣設(shè)備在完成本設(shè)備的IP地址配置之后發(fā)送的注冊報(bào)文，其中攜帶有該邊緣設(shè)備的MAC地址和IP地址；地址發(fā)布設(shè)備緩存所述注冊報(bào)文中攜帶的數(shù)據(jù)中心邊緣設(shè)備的地址信息，并通過核心網(wǎng)設(shè)備間的虛擬二層連接，將所述邊緣設(shè)備的MAC地址以地址簇為VPN-MAC路由的形式發(fā)布。本發(fā)明可在數(shù)據(jù)中心發(fā)生遷移、接入的運(yùn)營商變化等導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的邊緣設(shè)備的IP地址發(fā)生變化時，動態(tài)自適應(yīng)的進(jìn)行數(shù)據(jù)中心配置，而無需人工干預(yù)。該專利能夠自動配置數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的MAC地址和IP地址，然而該專利的方法一方面沒有提供配置數(shù)據(jù)中心虛擬網(wǎng)絡(luò)策略的方法；另一方面其無法合理地利用云平臺上統(tǒng)計(jì)的資源利用信息以調(diào)整網(wǎng)絡(luò)配置，配置方法不靈活。

發(fā)明專利“云計(jì)算數(shù)據(jù)中心中的虛擬網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)及方法”(專利申請?zhí)?01210130269.2)，涉及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括：物理服務(wù)器，與數(shù)據(jù)中心核心交換網(wǎng)相連，其上具備至少一個支持OpenFlow相關(guān)協(xié)議的交換機(jī)，且物理服務(wù)器與控制器相連；控制器，構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)，維護(hù)虛擬網(wǎng)絡(luò)的配置，及虛擬網(wǎng)絡(luò)與虛擬廣播域和本地廣播域之間的映射關(guān)系，對一臺或多臺物理服務(wù)器上的交換機(jī)進(jìn)行配置和控制。本發(fā)明的系統(tǒng)及方法能夠有效地減少數(shù)據(jù)中心核心交換網(wǎng)廣播和二層地址表及轉(zhuǎn)發(fā)表的壓力，利于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模；同時，能夠?qū)⒉煌脩舻牧髁窟M(jìn)行有效的隔離，增強(qiáng)安全性；并且使數(shù)據(jù)中心的虛擬網(wǎng)絡(luò)配置能夠快速地隨虛擬資源的動態(tài)分布而進(jìn)行靈活變化。

這種方法存在著以下兩個缺陷：1.網(wǎng)絡(luò)配置管理復(fù)雜度高，不但枯燥乏味，而且容易出錯；2.無法綜合考慮云平臺整體的資源利用情況，對多租戶虛擬網(wǎng)絡(luò)的單獨(dú)管理容易造成整個云平臺資源利用率的不均衡，并且當(dāng)云平臺資源利用情況變化時，無法實(shí)現(xiàn)對虛擬交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)策略的調(diào)優(yōu)配置。