[發明專利]一種云數據中心物理主機的IP分配方法

有效

• 申請號: 201811073884.8
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109218462B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 葛豐增;于昊
• 申請（專利權）人: 浪潮云信息技術股份公司
• 主分類號: H04L61/5014
• 分類號: H04L61/5014;H04L61/4511;H04L12/46;H04L67/02
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 闞恭勇

1.一種云數據中心物理主機的IP分配方法，其特征在于，

在調用物理交換機廠商提供的接口將物理主機所連接對應的網口劃分到指定VLAN后，通過REST接口在物理主機管理平臺創建VLAN并開啟對應DHCP的功能；

每個VLAN對應物理主機管理平臺上一個網絡命名空間，每個網絡命名空間開啟一個DNSmasq進程提供DHCP服務，DNSmasq通過讀取IP-MAC配置文件為物理主機分配指定靜態IP；

同時REST接口提供了對IP-MAC配置文件的修改功能，完成通過web創建VLAN和分配靜態IP 的全部過程；

具體步驟為：

1）通過web方式對云中心物理主機分配IP的方式采用Pecan工程提供的REST接口；

2）使用DNSmasq軟件為云中心的物理主機提供DHCP服務；DNSmasq進程根據IP配置文件分配靜態IP；

3）Pecan工程提供REST接口在物理機管理平臺創建VLAN，每個VLAN對應平臺上一個網絡命名空間，同時每個命名空間中附加啟動一個DNSmasq進程；

4）Pecan提供更新IP配置文件功能，配置文集記錄要設置的物理主機IP和MAC地址；

5）Pecan提供創建刪除VLAN功能；

為物理主機分配IP的DHCP服務由物理主機管理平臺部署安裝的DNSmasq軟件提供；DNSmasq可以提供靜態IP和動態IP兩種DHCP服務方式；

對云中心物理主機IP的配置以及VLAN的創建與刪除以web方式通過調用REST接口實現；

REST接口的提供采用路由對象分發的基于python的web框架Pecan實現；

在Pecan工程中包含三個controller，一個RootController對應URL中的根路徑，一個版本控制controller，一個DNSmasq Controller；三個controller都為RESTfulcontroller，繼承自Pecan實現的RESTful控制器pecan.rest.RestController；

Pecan工程實現以下REST接口：

路徑：http://ip:port/v1/dnsmasq/

方法：post

參數：

vlanname：需要創建的VLAN ID

iprangestart: VLAN起始IP

iprangeend : VLAN終止IP

gateway:VLAN網關

netmask :子網掩碼

serverip: DHCP服務器IP地址

功能：創建VLAN，對應物理主機管理平臺的網絡命名空間,并啟動對應DHCP服務

路徑：http://ip:port/v1/dnsmasq/xxx 2

方法：put ；xxx為要操作的IP對應的VLAN

參數：

vlanname：設定的IP對應的VLAN

op：可選add或者del,對應是添加還是解綁IP與MAC地址對

ip：要設定或者解綁的IP地址

mac：物理主機網卡的MAC地址

功能：更新DNSmasq配置文件，添加或刪除靜態IP-MAC對

路徑：http://ip:port/v1/dnsmasq/xxx 3

方法：delete；xxx對應為需要刪除的VLAN

參數：無；

功能：刪除在物理主機管理平臺上創建的VLAN

創建項目VLAN；每個VLAN對應物理裸機平臺上的一個網絡命名空間，并啟動DNSmasq提供DHCP服務

命令#ip netns add vlan1該命令將創建一個名為vlan1的新網絡命名空間,同時此命令會在/var/run/netns下為其添加綁定掛載點;然后需要添加veth pair即VirtualEthernet Pair將新建的命名空間與根命名空間進行通信;然后在物理網卡上配置需要創建的VLAN，然后添加網橋連接新建的veth pair和網卡上的配置的VLAN;并啟動以上設備；最后進入網絡命名空間啟動一個DNSmasq，DNSmasq根據指定的配置文件提供DHCP服務分配靜態IP;此外VLAN的起止IP信息以存入數據庫的方式保存，進行DHCP配置文件修改時需要首先連接數據庫查詢判斷IP是否在VLAN范圍之內；

Pecan工程實現步驟如下：

S1.參數規范性校驗；

S2.判斷數據庫中是否已存在對應VLAN信息；

S3.判斷物理主機管理平臺是否已經存在對應VLAN；通過判斷目錄/var/run/netns下是否有其對應VLAN的綁定掛載點文件來判斷VLAN是否已經創建存在；

S4.如果VLAN不存在，在物理主機管理平臺添加對應VLAN的網絡命名空間；

#ip netns add vlan1

S5. 創建一個veth pair；veth pair的兩個虛擬接口一個接口分配在新建的網絡命名空間，另一個分配在跟網絡命名空間；以下為添加veth pair的命名：

#ip link add name tapname type veth peer name nsname

#ip link set nsname netns vlan1

S6.進入網絡命名空間給veth設置成物理主機管理平臺的IP地址和路由規則；最后啟動設備，并退出網絡命名空間；

#ip netns exec vlan1 ip addr add dhcpserverip/netmask dev nsname

#ip netns exec vlan1 ip route add default via gateway

S7.給物理主機管理平臺的網卡配置通過對應的VLAN ID；

#vconfig add ethnum vlanid

S8.新建網橋，連接新建的veth pair和網卡上的VLAN；

#brctl addbr brname

#brctl addif brname tapname

#brctl addif brname ethnum.vlanid

S9.啟動以上各項設備；

S10.進入網絡命名空間，啟動DNSmasq軟件，DNSmasq依據IP-MAC配置文件為物理主機提供DHCP服務；

S11.將VLAN的信息包括起始IP，網關，掩碼存入數據庫；

更新DNSmasq的DHCP服務配置文件；

此DHCP配置文件記錄物理主機IP與MAC地址的對應，通過調用REST接口寫入或者修改此文件后重啟DNSmasq的DHCP服務即可完成對物理主機靜態IP的分配；

Pecan工程實現步驟如下：

S1.首先判斷參數規范性校驗；

S2.然后判斷是否存在對應VLAN；

S3.然后連接數據庫判斷IP地址是否在VLAN的IP范圍之內；

S4.查詢IP是否已綁定到某MAC，如果存在則解綁原IP與MAC對；

S5.將IP與新MAC地址寫入到VLAN對應的host文件；

S6.重啟DHCP；

刪除VLAN；Pecan工程實現步驟如下：

S1.終止DNSmasq進程；

S2.刪除veth pair；

S3.刪除網絡命名空間；

S4.終止網橋進程，并刪除網橋；

S5.刪除網卡上配置的VLAN ID；

S6.刪除數據庫里VLAN對應的記錄。