CN101098285B - 获得动态介质访问控制地址的方法和系统 - Google Patents

Abstract

在虚拟网络环境中动态地获得MAC地址的方法和系统。服务器可以被分成多个逻辑分区。每个逻辑分区可以与逻辑适配器相关以提供分区网络访问。MAC地址可以从预定MAC地址范围中被动态地分配给逻辑适配器。此外，MAC地址在特定子网内是唯一的，因此，相同的MAC地址可以被分配给不同子网中的适配器。

Description

获得动态介质访问控制地址的方法和系统

技术领域

本发明通常涉及网络上的数据通信，尤其涉及虚拟以太网环境中的动态介质访问控制(MAC)地址的使用。

背景技术

随着企业使提供给其各个客户的服务类型的增长和多样化，为客户提供服务所需的服务器和应用程序的数目也增加。通常，每个服务器框提供单个服务。因此，服务数目的增长意味着提供服务所需的服务器数目的增加。

随着服务器分区的出现，可以运行单个服务器，好像它是两个或更多服务器那样。服务器分区为成长企业的信息技术(IT)部门提供大量好处。例如，系统管理员可以把多个应用程序合并到单个服务器框，因而集中管理，节省空间以及潜在降低IT成本。

随着虚拟化和服务器分区越来越常见，虚拟化的层次，即在每个服务器中并行执行的逻辑系统的数目会继续增加。每个逻辑分区通常需要其自身的网络连接。网络连接通常通过例如网络接口卡(NIC)或网络适配器的网络接口设备来建立。然而，由于网络适配器卡的费用，所以给每个分区提供其自身的以太网适配器可能非常昂贵。此外，容纳适配器所需的输入/输出(IO)封装可能在服务器上占据宝贵的空间。

一种解决方案是开发能够支持多个分区的虚拟以太网适配器。单个虚拟以太网适配器可以提供多个虚拟(逻辑)适配器，并且每个分区可以使用逻辑适配器中的一个。每个逻辑适配器需要唯一介质访问控制(MAC)地址。通常，以太网适配器将MAC地址永久地烧录进适配器中，为适配器的每个物理端口提供唯一MAC地址。对于使用中的每个逻辑适配器，虚拟以太网适配器需要唯一(MAC)地址。然而，由于服务器的分区数目可能随时间动态地变化，所以不可能知道所需的MAC地址的实际数目。

向逻辑适配器提供MAC地址的现有技术解决方案包含向每个虚拟以太网适配器分配足够数目的MAC地址以支持可由适配器服务的逻辑分区的最大数目。每个MAC地址必须从电气电子工程师协会(IEEE)购买。现有技术中的一个问题是由于多数服务器使用比所支持的分区的最大数目少得多的分区，所以许多MAC地址保持未使用。当服务器所支持的分区数目从每个服务器数十到数百增长到数千个分区时，对每个分区均获得MAC地址的费用变高。

另一个现有技术解决方案是使用用户定义的MAC地址代替IEEE提供的唯一MAC地址。这个方案的好处是任何数目的分区可以由虚拟以太网适配器支持。然而，这个方案存在显著缺点。例如，由于用户定义的MAC地址不唯一，所以一或多个适配器可能被分配相同MAC地址，从而导致网络故障。此外，虚拟以太网适配器必须在使用之前人工配置以确保MAC地址的唯一，因而使网络通信速度较慢并且低效。此外，可能需要有经验的网络管理员执行这种复杂配置，因而增加IT费用。

因此，需要一种在虚拟以太网环境中获得MAC地址的方法、系统和制造产品。

发明内容

本发明通常提供一种在虚拟以太网环境中动态分配MAC地址的方法、系统以及计算机可读存储介质。

本发明的一个实施例提供了通过虚拟网络适配器动态地获得介质访问控制(MAC)地址的方法。该方法通常包括从虚拟网络适配器向一或多个中央MAC地址服务器发送请求MAC地址分配的组播消息，其中所述一或多个中央MAC地址服务器在包含所述虚拟网络适配器的子网内，以及由所述一或多个中央MAC地址服务器分配预定地址范围的MAC地址以供与所述虚拟网络适配器相关的逻辑适配器使用。

本发明的另一个实施例提供一种包含动态地获得虚拟网络适配器的MAC地址的程序的计算机可读存储介质，当被执行时，所述程序执行操作，该操作通常包括从虚拟网络适配器向一或多个中央MAC地址服务器发送请求MAC地址分配的组播消息，其中所述一或多个中央MAC地址服务器在包含所述虚拟网络适配器的子网内，以及由所述一或多个中央MAC地址服务器分配预定地址范围的MAC地址以供与所述虚拟网络适配器相关的逻辑适配器使用。

本发明的另一个实施例提供一种通常包括包括连接到网络的多个计算机以及一或多个中央MAC地址服务器的系统，所述一或多个计算机包括至少一个虚拟网络适配器，其中为了动态地获得与所述虚拟网络适配器相关的一或多个逻辑适配器中的一个的MAC地址，所述虚拟网络适配器被配置为向一或多个中央MAC地址服务器发送请求MAC地址分配的组播消息，其中所述一或多个中央MAC地址服务器在包含所述虚拟网络适配器的子网内，并且所述一或多个中央MAC地址服务器被配置为分配预定地址范围的MAC地址以供与所述虚拟网络适配器相关的逻辑适配器使用。

附图说明

为得到并且能够理具体地理解以上叙述的本发明的特征、优点和目的，参照在附图中图解的实施例对上述简要概括的本发明进行更具体的描述。

然而，应当注意，附图只图解本发明的典型实施例，并且因此不能被认为是对本发明范围的限制，本发明可以适用于其它同样有效的实施例。

图1是基于本发明的一个实施例的示例性系统的图解。

图2是基于本发明的一个实施例、包括多个子网的示例性网络的图解。

图3是比较本发明的实施例和现有技术所需的MAC地址的表。

图4是基于本发明的一个实施例的示例性散列方案的图解。

图5是由管理程序执行示例性操作以获得适配器的MAC地址的流程图。

图6是由中央MAC地址服务器执行示例性操作以向请求适配器分配未指定的MAC地址的流程图。

图7是由中央MAC地址服务器执行示例性操作以向请求适配器分配指定的MAC地址的流程图。

具体实施方式

本发明的实施例通常提供在虚拟以太网环境中动态地获得MAC地址的方法和系统。服务器可以被分成多个逻辑分区。每个逻辑分区可以与逻辑适配器相关以向分区提供网络访问。MAC地址可以从预定MAC地址范围中被动态地分配给逻辑适配器。此外，MAC地址可以只在特定子网内是唯一的；因此，相同的MAC地址可以被分配给不同子网中的适配器。

下面，参考本发明的实施例。然而，应当理解，本发明不局限于具体描述的实施例。而是，考虑用下面特征和要素(无论是否涉及不同实施例)的任何组合来实现和实践本发明。此外，在各种实施例中，本发明提供了超过现有技术的许多优点。然而，尽管本发明的实施例可以实现超过其它可能解决方案和/或超过现有技术的优点，但是否由指定实施例实现特定优点并不是本发明的限制。因而，以下方面、特征、实施例以及优点仅仅是示例性的，并且不被认为是所附权利要求的要素或限制，除非权利要求中明确记载。同样，词语″本发明″不应该被解释为这里公开的任何发明主题的概括，并且不应该被认为是所附权利要求的要素或限制，除非权利要求中明确记载。

本发明的一个实施例被实现成例如在计算机系统(例如，图1中示出并且下面描述的网络环境100)中使用的程序产品。程序产品的程序定义了实施例(包含这里描述的方法)的功能，并且可以被包含在各种计算机可读介质中。示例性计算机可读介质包含但不限于：(i)永久存储在不可改写存储介质(例如，计算机内的只读存储器设备，例如CD-ROM驱动器可读的CD-ROM盘)中的信息；(ii)存储在可改写存储介质(例如，磁盘驱动器内的软盘或硬盘驱动器)中的可变信息；以及(iii)由例如通过包含无线通信的计算机或电话网的通信介质传送给计算机的信息。后面的实施例特定地包含从因特网以及其它网络下载的信息。当这种计算机可读介质传送控制本发明的功能的计算机可读指令时，这种计算机可读介质代表本发明的实施例。

通常，实现本发明的实施例所执行的例程可以是操作系统或特定应用程序、部件、程序、模块对象或指令序列的一部分。本发明的计算机程序通常包括多个指令，这些指令由本地计算机转换成机器可读格式、因而可执行的指令。同样，程序包括本地驻留到程序中或在存储器或存储设备上存在的变量和数据结构。另外，此后描述的各种程序可以基于在本发明的特定实施例中实现的应用程序来标识。然而，应当理解，随后的任何具体程序命名仅仅是为了方便，并且因而本发明不应该限于单纯在由这种命名标识和/或暗示的任何特定应用程序中使用。

示例性系统

图1描述了可以实现本发明的实施例的网络系统100的模块图。通常，网络系统100包含客户端(例如，用户的)计算机101(示出三个这种客户端计算机101)和至少一个服务器102。客户端计算机101和服务器102通过网络190连接。通常，网络190可以是局域网(LAN)和/或广域网(WAN)。在特定实施例中，网络190是因特网。

客户端计算机101包含通过总线191连接到存储器112、存储设备113、输入设备114、输出设备115以及网络接口设备116的中央处理单元(CPU)111。输入设备114可以是向客户端计算机101提供输入的任何设备。例如，可以使用键盘、小键盘、光笔、触摸屏、轨迹球或语音识别单元、音频/视频播放器等等。输出设备115可以是向用户提供输出的任何设备，例如任何传统显示屏幕。尽管与输入设备114分别示出，但是输出设备115和输入设备114可以被组合。例如，可以使用具有集成的触摸屏的显示屏幕，具有集成键盘的显示器，或与文本语音转换器结合的语音识别单元。

网络接口设备116可以是被配置为允许通过网络190在客户端计算机101和服务器102之间进行网络通信的任何入口/出口设备。例如，网络接口设备116可以是网络适配器或其它网络接口卡(NIC)。

存储设备113最好是直接访问存储设备(DASD)。尽管作为单个单元示出，但是它可以是例如固定盘片驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、移动存储器卡或光存储设备的固定和/或可移动存储设备的组合。存储器112和存储设备113可以是跨越多个主要和辅助存储装置的一个虚拟地址空间的一部分。

存储器112最好是足够大以保存必要程序和数据结构以操作客户端计算机的随机访问存储器。虽然存储器112作为单个实体示出，然而应当理解，存储器112实际上可以包括多个模块，并且存储器112可以存在于多个层次，从高速寄存器和高速缓存到较低速度但是较大的DRAM芯片。

说明性地，存储器112包含操作系统118。优选的示例性操作系统包含Linux和Microsoft的Windows

。(Linux是Linus Torvalds在美国、其它国家或两者中的商标。)更通常地，可以使用支持这里公开的功能的任何操作系统。

存储器112也示出为包含客户端应用程序117。在CPU执行客户端应用程序117时，客户端应用程序117可以被配置为与服务器102通信。例如，客户端应用程序117可以包含从服务器102检索Web页面的内容的Web浏览器程序。浏览器程序的例子包含MicrosoftInternet Explorer和Netscape Navigator。客户端应用程序117的其它例子包含被配置为从服务器102检索电子消息的电子邮件程序，被配置为查询包含在服务器102中的一或多个数据库的查询程序等等。客户端应用程序117可以包含基于Web的图形用户接口(GUI)，其允许用户显示超文本标记语言(HTML)信息。然而更通常地，客户端应用程序117可以是能够呈现在客户端计算机101和服务器102之间传送的信息的基于GUI的程序。

服务器102可以以类似于客户端计算机101的方式被物理布置。因此，服务器102通常示出为包括通过总线192彼此连接的一或多个CPU 121，存储器122，存储设备126以及虚拟网络适配器128。存储器122可以足够大以保存本发明的必要程序和数据结构的随机访问存储器。

服务器102通常受所示驻留在存储器122中的一或多个操作系统123的控制。操作系统123的例子包含IBM i5/OS

，UNIX，Microsoft的Windows

等等。更通常地，可以使用能够支持这里描述的功能的任何操作系统。操作系统123可以包含相同操作系统或可选地不同操作系统的多个实例。

存储器122还包含一或多个服务器应用程序124。服务器应用程序124是包括在不同时刻驻留在计算机系统100中的各种存储器和存储设备中的多个指令的软件产品。应用程序124可以包含对来自客户端计算机101的请求提供服务的一或多个程序。例如，服务器应用程序124(以及更通常地，包含操作系统123的任何请求实体)可以被配置为响应从客户端101或其它服务器接收查询而发出针对数据库127(在存储设备126中示出)的查询。

数据库127代表任何数据集合，而不考虑具体物理表示。通过图解，数据库127可以基于关系模式(通过SQL查询访问)或基于XML模式(通过XML查询访问)进行组织。然而，本发明不局限于特定模式，并且考虑扩展到当前未知的模式。这里所使用的术语″模式″一般地是指数据的具体排列。

服务器102可以是逻辑分区的服务器，因而允许服务器102作为两个或更多独立服务器运行。服务器的资源可以被分成称作逻辑分区的子集。例如，CPU 121，存储器122，应用程序124，数据库127，IO设备等等可以被分割并且被分配给一或多个特定分区。然而，在某些实施例中，一或多个服务器资源可以在分区之间共享。例如，分区可以共享输入端口或部分存储器。

每个分区通常受操作系统123中的一个的控制。例如，第一分区可以通过IBM i5/OS

操作系统控制，第二分区通过UNIX操作系统控制，第三分区通过Microsoft Windows

操作系统控制，等等。然而，本领域的技术人员明白，相同操作系统的多个实例可以在服务器上运行，其中每个实例控制服务器的相应分区。例如，第一分区和第二分区均可以通过UNIX操作系统的两个实例中的一个控制。

下面例子图解了服务器102的分区。服务器102可以包含10个CPU(CPU1，CPU2，…，CPU10)，10个操作系统(OS1，OS2，…，OS10)，10个应用程序(APP1，APP2，…APP10)以及10个数据库(DB1，DB2，…DB10)。在分区期间，CPU1和DB1可以被分配给第一分区(分区1)。分区1可以受OS1控制并且被配置为运行APP1。类似地，第二分区(分区2)可以被分配由OS2控制的CPU2和DB2，并且被配置为运行APP2，等等。

分区可以在服务器的操作期间动态地创建。例如，服务器102可以从客户端101接收使用应用程序124的请求。响应于来自客户的请求，可以创建分区并且服务器的资源被分配给分区以运行应用程序。此外，本发明的实施例不受分区数目的限制。因此，服务器可以被分成任何合理数目的分区。

虚拟网络(以太网)适配器128可以允许在服务器102和客户端101或其它服务器之间通过网络190进行通信。每个虚拟网络适配器128可以具有永久地烧录进适配器的唯一MAC地址。虚拟网络适配器128可以提供多个逻辑适配器129，每个逻辑适配器为指定分区提供网络连接。逻辑适配器129可以被分配来自预定可用MAC地址集合的MAC地址。虚拟网络适配器128通常受存储器122中示出的管理程序125的控制。此外，虽然图1中示出一个虚拟网络适配器128，然而本领域的技术人员明白，多个虚拟网络适配器128可以被包含在服务器102中。

管理程序125通常管理服务器102的逻辑分区。管理程序可以在服务器102的操作期间在后台运行，以管理一或多个分区以及防止服务器发生故障。例如，管理程序125可以防止分区彼此访问资源和彼此破坏数据。管理程序的管理功能也可以包含创建分区，向分区分配服务器资源，向分区分配虚拟适配器，向虚拟适配器分配来自预定MAC地址集合的MAC地址，等等。

MAC地址分配

本发明的实施例为服务器102的每个分区提供逻辑适配器。当创建分区时，向分区提供虚拟适配器，从而为分区提供对网络的访问。每个虚拟适配器也可以被分配MAC地址。MAC地址是标识连接到例如网络190的网络的设备的唯一标识符。

预定范围的MAC地址可由多个逻辑适配器共享。如前面描述的，每个虚拟以太网适配器128可以包含唯一永久地址。唯一永久地址可以被用于与其它对等虚拟以太网适配器通信，以从预定范围获得逻辑适配器的MAC地址。

在本发明的一个实施例中，MAC地址可以在特定子网内唯一。子网或子网络可以是较大网络的一部分。例如，网络可以包括通过因特网连接的多个局域网(LAN)。每个LAN可以是网络的子网。本领域的技术人员会明白，任何合理的准则可被用于定义较大网络的子网。例如，企业可以拥有连接到网络的多个设备。企业网络可以被分成多个子网。子网可以基于企业位置、部门等等被划分。

图2图解了包括多个子网的示例性网络。子网可以通过一或多个路由器彼此连接。例如，示出路由器1，2和3连接网络的子网。本领域的技术人员明白，由于子网被路由器分隔，所以可以只需要MAC地址在指定子网内是唯一的。这是由于寻址到子网外部的设备的任何数据业务被寻的到路由器的MAC地址，而不是在另一个子网中具有相同MAC地址的另一个设备的MAC地址。此外，子网地址可被用来区分具有相同MAC地址的两个设备。

因此，在图2示出了具有相同MAC地址的在不同子网中的设备。例如，子网1包含设备210，211和212。如图所示，设备210被分成四个分区。每个分区被分配由字母表字母表示的MAC地址。例如，设备210的分区被分配MAC地址A，B，C和D。类似地，设备211中的分区被分配MAC地址E，F，G和H，并且设备212中的分区被分配MAC地址I，J和K。

如图2所示，子网2包含具有也在子网1中使用的MAC地址的设备。例如，子网2的设备220的分区被分配MAC地址A，其也被分配给子网1的设备210。

通过允许向不同子网中的设备分配相同MAC地址，本发明的实施例明显地降低了必须购买以操作网络上的设备的MAC地址的总数。如先前所述，现有技术所需的MAC地址的总数是可能逻辑分区的最大数目。相对比地，基于本发明的实施例，所需的MAC地址的数目只是任何指定子网上的逻辑分区的最大数目。

图3图解了由本发明的实施例实现的MAC地址的数目的显著降低。在图3的表300中，列310列出了网络中使用的虚拟以太网适配器的总数。列320列出了系统中由每个虚拟以太网适配器提供的逻辑适配器的总数。列330列出了在网络的每个子网中使用的分区的总数。

列340列出了现有技术所需的MAC地址的数目。由于每个可能分区均需要MAC地址，所以所需的MAC地址数目由列310中的适配器的总数乘以列320中的每个适配器支持的分区的总数来得出。因此，基于现有技术，由表300的第一行表示的网络需要10,000x256＝2,560,000个MAC地址。

列350列出了本发明的实施例可能需要的MAC地址的数目。本发明的实施例所需的MAC地址的数目由特定子网中可能使用的分区的数目确定。然而，如前面所描述的，每个虚拟以太网适配器需要永久MAC地址以帮助进行通信，从而获得虚拟适配器的MAC地址。因此，本发明的实施例所需的MAC地址的总数通过把列310中的虚拟以太网适配器的总数与列330中可以在子网中操作的分区的总数相加而得出。因此，在第一行中示出的网络所需的MAC地址的总数是10,000+100,000＝110,000个MAC地址。

如表300的列360所示，与现有技术相比较，这导致行1中的网络需要的MAC地址的总数降低了95.7％。表300的其它行图解了本发明的实施例在其它网络中实现MAC地址所需的数目的类似缩减。

动态访问解决方案

当创建分区时，管理程序125可以向分区分配逻辑适配器。作为逻辑适配器的分配的一部分，管理程序125可以启动与相应子网内其它虚拟以太网适配器的通信，以获得逻辑适配器的MAC地址。例如，通信可以保证所获得的MAC地址在子网内是唯一的。

针对获得所选择的MAC地址可能取决于虚拟以太网适配器提供的逻辑适配器对该地址的先前使用。例如，第一MAC地址可能已经被分配给第一逻辑适配器。随后，分区可能变得不活动，并且第一MAC地址被释放以供其它适配器使用。如果第一逻辑适配器以后重新激活，则管理程序125可以尝试获得第一逻辑适配器的第一MAC地址。通过每当分区启动时尝试获得相同MAC地址，可以实现网络的静态配置，因而减少了MAC地址获得的通信和网络管理。

如前所述，每个虚拟以太网适配器可以包含永久地烧录进适配器的MAC地址。因此，在通信期间，管理程序125可以向众所周知的组播地址发送消息以表示期望获得所选择的MAC地址。消息可以在子网内被其它虚拟以太网适配器接收。除了所期望的MAC地址之外，消息可以包含发送消息的虚拟以太网适配器的永久MAC地址。

子网中的每个虚拟以太网适配器可以存储关于其逻辑适配器对MAC地址的使用的数据。例如，所存储的数据可以包含其逻辑适配器当前使用的MAC地址，其逻辑适配器先前使用的MAC地址等等。在某些实施例中，所存储的数据也可以包含其它虚拟以太网适配器曾查询或拥有的MAC地址。

因此，响应于从虚拟以太网适配器接收获得MAC地址的消息，子网中的一或多个虚拟以太网适配器可以基于其相应非易失存储器中存储的数据响应进行查询的虚拟以太网适配器。本领域的技术人员明白，由于适配器中存储的数据之间可能存在差别，所以只有虚拟以太网适配器的子集可以提供响应。例如，子网中的一或多个虚拟以太网适配器可能不包含关于正被查询的MAC地址的任何数据。这种虚拟以太网适配器可以不响应该消息。

具有涉及在消息中指示的MAC地址的数据的每个虚拟以太网适配器可以用单播消息响应进行查询的虚拟以太网适配器的永久地址。若干可能的响应可以由虚拟适配器发送。例如，第一类型的响应可以表示虚拟以太网适配器中逻辑适配器当前正使用该MAC地址。第一类型的响应可以包含拥有该MAC地址的虚拟以太网适配器的身份，例如拥有方虚拟以太网适配器的永久地址。

第二类型的响应可以表示进行响应的虚拟以太网适配器包含表示该MAC地址已经被声明为由另一个虚拟以太网适配器拥有的数据。第二类型的响应可以包含拥有MAC地址的虚拟以太网适配器的身份，例如拥有方虚拟以太网适配器的永久地址。例如，第二类型的响应可以表示在子网中正使用或最近使用过的MAC地址。

第三类型的响应可以表示子网中存在获得MAC地址的当前或最近的尝试。例如，第一虚拟以太网适配器可以尝试通过在子网中向虚拟以太网适配器发送组播消息来获得MAC地址。子网的虚拟以太网适配器可以更新其存储器以表示MAC地址被第一虚拟以太网适配器查询过。随后，第二虚拟以太网适配器可以尝试通过向子网的虚拟以太网适配器发送组播消息来获得MAC地址。响应于从第二虚拟以太网适配器接收组播消息，子网的一或多个虚拟以太网适配器可以用表示第一虚拟以太网适配器正尝试或最近曾尝试获得MAC地址的消息来响应第二虚拟以太网适配器。

第四类型的响应可以表示最近在虚拟以太网适配器中使用过MAC地址。然而，MAC地址可能当前未在适配器上使用。例如，MAC地址可以被与第一虚拟以太网适配器相关的虚拟适配器获得。随后，例如，由于与虚拟适配器相关的分区变得不活动，所以MAC地址可以被释放。如果第一虚拟以太网适配器从第二虚拟以太网适配器接收查询MAC地址的可用性的消息，则第一虚拟以太网适配器可以用表示MAC地址最近使用过但是当前在第一虚拟以太网适配器中不活动的消息来响应第二虚拟以太网适配器。

如果虚拟以太网适配器具有表示多于一个的可能类型的响应可以有效的数据，则适配器可以用任何一个有效响应来作出响应。例如，虚拟以太网适配器中的数据可以表示所查询的MAC地址被另一个适配器拥有，从而表示第二类型的响应是合适的。数据也可以表示MAC地址在适配器内使用过，但是MAC地址当前不在使用中，从而表示第四类型的响应是合适的。因此，适配器可以用两个合适的响应中的任何一个进行响应。

任何合理的准则可以被用来从多个有效响应中选择响应。例如，基于最近更新数据的响应可以被选择作为响应。可选地，可以为每种响应设置优先级，具有最高优先权的响应被选择作为响应。在一个实施例中，可以使用最限制性的响应，因此允许请求方进行最优判定。

尝试获得MAC地址的虚拟以太网适配器可以检查响应其关于所选择的MAC地址的查询而接收的所有响应，并且确定MAC地址是否在子网内可用。例如，来自子网中的一或多个虚拟以太网适配器的响应可以表示MAC地址当前未被使用。因此，MAC地址可以被进行查询的适配器获得。在某些实施例中，响应可以表示拥有方适配器是进行查询的适配器。例如，在系统重新启动期间，管理程序可以重新启动所有分区和适配器。对适配器的查询的响应可以表示进行查询的适配器是MAC地址的所有者，因此，表示MAC地址可以被适配器获得。

如果MAC地址可以被进行查询的适配器获得，则适配器可以向子网中的其它虚拟以太网适配器发送另一个组播消息，其声明MAC地址的所有权。响应接收声明所有权的组播地址，子网的虚拟以太网适配器可以更新其相应存储器以反映MAC地址的所有权。

在一个实施例中，虚拟以太网适配器可以定期地声明适配器当前正使用的MAC地址。例如，每个虚拟以太网适配器可以向其它虚拟以太网适配器发送表示它当前正使用的MAC地址的组播消息。进行接收的虚拟以太网适配器可以基于周期组播消息更新其存储器，因而允许适配器进行更明智的地址选择。

另一方面，如果对查询的响应表示MAC地址不可用，则进行查询的虚拟以太网适配器可以选择另一个MAC地址，并且尝试通过重复上述相同过程来获得替代MAC地址。

在本发明的一个实施例中，替代MAC地址的选择可以取决于建立MAC地址序列的散列方案。该序列可以建立一个顺序，将按照该顺序来尝试MAC地址以便被适配器获得。在一个实施例中，散列方案可以建立每个虚拟以太网适配器的获得顺序。图4图解了可以用于为每个虚拟以太网适配器分配获得顺序的简单示例性散列方案。

散列方案可以最小化两个或更多虚拟以太网适配器尝试获得相同地址的风险。例如，参考图4，散列方案确保在每个虚拟以太网适配器之间地址获得顺序的不同，以降低两个或更多适配器尝试获得相同MAC地址的概率。因此，如图4所示，适配器A被配置为在它第一次尝试获得MAC地址时选择地址1，适配器B被配置为选择地址10，以及适配器C被配置为访问适配器5。

由于适配器尝试按不同顺序获得MAC地址，所以大大降低了两个或更多虚拟以太网适配器尝试获得相同MAC地址而导致的失败的概率。本领域的技术人员明白，图4的简单散列方案仅用于示例说明的目的，并且确定下一个选择的地址的实际散列方案可以比所图解的方案更高级。

在某些实施例中，在为获得而选择MAC地址之后，虚拟以太网适配器可以检查本地存储器以确定本地存储器中的数据是否表示所选择的MAC地址的可用性。如果本地数据表示MAC地址不可用，则可以推迟获得MAC地址的尝试，并且选择不同MAC地址。因此，可以避免可能失败的获得MAC地址的尝试。在没有找到更多有希望的MAC地址的情况下，可以在以后再次选择所推迟的MAC地址。

图5是可以由与虚拟网络适配器相关的管理程序执行以获得逻辑适配器的MAC地址的示例性操作的流程图。操作在步骤501开始，其中向子网中的其它虚拟以太网适配器发送查询逻辑适配器先前使用的MAC地址的状态的组播消息。在步骤502，管理程序可以检查对消息的响应以确定MAC地址是否可用。

如果MAC地址可用，则在步骤503，管理程序可以向逻辑适配器分配MAC地址。在步骤504，管理程序可以向子网的虚拟以太网适配器发送声明的MAC地址的获得的组播消息。

另一方面，如果响应表示MAC地址不可用，则在步骤505，管理程序可以选择另一个MAC地址。例如，MAC地址的选择可以基于上述散列方案执行。可以使用所选择的MAC地址重复上面提及的步骤，以确定MAC地址是否可用，直到可用MAC地址被找到。

单地址服务器解决方案

在本发明的一个实施例中，中央MAC地址服务器可以维护子网中共享MAC地址的状态，并且管理对虚拟以太网适配器的MAC地址的分配。例如，回到图2，服务器211可以是子网1的中央MAC地址服务器。因此，服务器211可以被配置成维护共享MAC地址的状态，并且向子网1内其它服务器分配MAC地址。例如，中央MAC地址服务器可以存储表示MAC地址的可用性以及使用中的MAC地址被分配到的虚拟以太网适配器的数据。因此，子网中的虚拟以太网适配器可以与中央MAC地址服务器通信以获得MAC地址。

中央MAC地址服务器可以接收由尝试获得MAC地址的虚拟以太网适配器发送的组播消息。中央MAC地址服务器可以驻留在子网内的包含请求方虚拟以太网适配器的任何节点上。在一个实施例中，中央MAC地址服务器可以被包含在用于管理一或多个系统的硬件管理控制(HMC)内。中央MAC地址服务器可以确定对请求方虚拟以太网适配器的MAC地址分配。

在一个实施例中，由中央MAC地址服务器接收的组播消息可以不指定优选MAC地址。响应于接收到针对MAC地址的请求但没有特定优选MAC地址，中央MAC地址服务器可以执行图6中描述的操作。操作在步骤601开始接收请求。响应于接收到请求，在步骤602，中央MAC地址服务器可以确定是否有任何未使用的MAC地址可用于分配。如果找到未使用的MAC地址，则该MAC地址可以在步骤603被分配给请求方虚拟以太网适配器。然而，如果在步骤602未找到可用MAC地址，则在步骤604，中央MAC地址服务器可以对MAC地址执行无用地址收集操作。

无用地址收集可以涉及选择MAC地址以确定它是否不再被虚拟以太网适配器使用。MAC地址可以被随机选择，或通过任何其它合理手段选择，例如使用上述散列方案。在无用地址收集期间，中央MAC地址服务器可以向拥有MAC地址的虚拟以太网适配器的永久MAC地址发送消息，以请求MAC地址的状态。虚拟以太网适配器可以通过表示MAC地址在使用中，MAC地址准备将来使用，或MAC地址未准备将来使用来响应该请求。可以对共享MAC地址执行无用地址收集操作，直到未使用MAC地址，或可选地，不准备将来使用的MAC地址被找到。在本发明的一个实施例中，如果虚拟以太网适配器在子网中不再活动，则由去激活的虚拟以太网适配器拥有的所有MAC地址变得可供中央MAC地址服务器分配。

在某些实施例中，为了减少找到可用MAC地址所需的请求的数目，可以用MAC地址的状态持续更新中央MAC地址服务器。例如，在一个实施例中，每当MAC地址的使用变化时，拥有MAC地址的虚拟以太网适配器可以用状态变化更新中央MAC地址服务器。例如，虚拟以太网适配器可以在MAC地址的状态从在使用变化到不再期望的情况下，或在MAC地址变得不活动的情况下通知中央MAC地址服务器。

在另一个实施例中，中央MAC地址服务器可以定期向子网中的虚拟以太网适配器发送状态信息的请求。消息可以是子网中所有虚拟以太网适配器接收的组播消息。子网中的虚拟以太网适配器可以响应于接收到组播消息而用其相应MAC地址的状态信息来进行响应。例如，请求状态信息的消息可以定期地在预定时间段结束时，或可选地，在发生预定事件(例如当阈值数目的MAC地址在使用中)时进行发送。在其它实施例中，中央MAC地址服务器可以向特定虚拟以太网适配器发送请求所标识的MAC地址的状态的周期性消息。

在一个实施例中，由中央MAC地址服务器接收的组播消息可以指定所期望的MAC地址。如果指定MAC地址，则中央MAC地址服务器可以执行图7中描述的操作。操作在步骤701开始接收来自请求特定MAC地址的虚拟以太网适配器的组播消息。在步骤702，中央MAC地址服务器可以确定MAC地址是否在共享MAC地址的范围内。如果指定MAC地址不在共享MAC地址的范围内，则在步骤703，中央MAC地址服务器可以执行图6中描述的非指定MAC地址算法并且分配除了指定MAC地址之外的可用MAC地址。

如果指定MAC地址在共享MAC地址的范围内，则在步骤704，中央MAC地址服务器可以确定指定MAC地址是否可用。如果指定的MAC地址可用，则指定的MAC地址可以在步骤705被分配给请求方虚拟以太网适配器。另一方面，如果MAC地址不可用，则在步骤706，中央MAC地址服务器可以确定MAC地址是否被请求方虚拟以太网适配器标记为″使用中″。如果MAC地址被请求方虚拟以太网适配器标记为使用中，则MAC地址可以在步骤705被分配给适配器。

另一方面，如果MAC地址被不同虚拟以太网适配器标记为使用中，则在步骤707，中央MAC地址服务器可以确定MAC地址是否仍然被该不同虚拟以太网适配器使用。例如，中央MAC地址服务器可以向拥有MAC地址的该不同虚拟以太网适配器的永久MAC地址发送消息，以请求MAC地址的状态。虚拟以太网适配器可以通过表示MAC地址在使用中，MAC地址准备将来使用，或MAC地址未准备将来使用来响应该请求。

如果该不同虚拟以太网适配器的响应表示MAC地址可用，即MAC地址不准备将来使用，则MAC地址可以在步骤705被分配给请求方虚拟以太网适配器。另一方面，如果该不同虚拟以太网适配器的响应表示MAC地址不可用，则在图6中描述的非指定MAC地址算法可以在步骤703执行以分配除了指定MAC地址之外的可用MAC地址。

如果中央MAC地址服务器需要被替代，则替换服务器可能需要知道当前的MAC地址分配。在一个实施例中，MAC地址分配的拷贝可以从初始服务器传送到替换服务器。如果不能拷贝数据到替换服务器，则在某些实施例中，中央MAC地址服务器可以向众所周知的组播地址发送请求虚拟以太网适配器拥有的MAC地址的状态信息的消息。接收组播消息的虚拟以太网适配器可以用状态信息进行响应，因而提供必要数据给替换服务器。在某些实施例中，替换中央MAC地址服务器可以推迟MAC地址的任何请求，直到接收来自所有虚拟以太网适配器的响应，以防止相同MAC地址被分配给两个不同虚拟以太网适配器。

由于中央MAC地址服务器和虚拟以太网适配器之间的所有通信被寻址到组播地址而不是中央MAC地址服务器的非永久MAC地址，所以中央MAC地址服务器的替换可以以对子网中的虚拟以太网适配器透明的方式执行。

多个地址服务器解决方案

在一个实施例中，可以使用多个中央MAC地址服务器以防止中央MAC地址服务器变成故障点。在这种实施例中，共享地址范围可以在服务器之间分割，每个服务器提供来自其相应范围的MAC地址。本领域的技术人员明白，多个中央MAC地址服务器可以被实现，其中服务器具有一或多个公共MAC地址，或部分重叠的、该服务器负责的共享地址范围。

使用提供MAC地址的多个中央MAC地址服务器，请求方虚拟以太网适配器可以在中央MAC地址服务器请求时被分配多个MAC地址。因此，虚拟以太网适配器可以选择所接收的任何一个MAC地址。虚拟以太网适配器可以向中央MAC地址服务器通知所选择的MAC地址。

在某些实施例中，中央MAC地址服务器可以被动态创建。中央MAC地址服务器可以随时或根据预定事件或条件创建。例如，可以创建中央MAC地址服务器以提供附加冗余，准备清除另一个中央MAC地址服务器，增加可用MAC地址范围，等等。

在一个实施例中，多个MAC地址服务器可以包含主服务器和一或多个后备服务器。例如，回到图2，服务器211可以是主服务器，并且服务器212可以是后备服务器。因此，服务器211可以维护子网可用的共享MAC地址的状态，并且管理MAC地址的分配。服务器211也可以被配置为使用状态信息更新后备服务器212。在主服务器211出现故障的情况下，后备服务器212可以作为主服务器接手，并且管理MAC地址的分配。

当激活新中央MAC地址服务器时，它可以通过发送到众所周知的组播地址的查询来尝试找到其它服务器。如果找到现有主地址服务器，则新中央MAC地址服务器可以变成后备地址服务器。主地址服务器可以通过一或多个消息的交换使用当前配置信息更新后备服务器。消息可以包含当前使用中的共享MAC地址的范围。如果范围只部分地重叠，则每个地址服务器可以更新其能力以包含所有范围。在未找到其它MAC地址服务器的情况下，新地址服务器可以变成主服务器。

在正常操作期间，主服务器可以在响应来自虚拟以太网适配器的请求之前更新每个后备服务器中的配置信息。后备服务器可以被配置为接收针对众所周知的组播地址的消息以接收来自主服务器的更新。

在某些实施例中，如果从虚拟以太网适配器接收到请求并且主服务器不能响应，则后备服务器可以选作新主服务器。新选择的主服务器可以承担主服务器的角色并且服务于请求。然而，在服务于请求之前，新选择的主服务器可以如上所述检索状态信息。

当主服务器分配MAC地址时，它可以在响应虚拟以太网适配器之前更新后备服务器。例如，通过向第一个众所周知的组播地址发送更新数据来执行此更新。第一个众所周知的组播地址可以包含序列化数据，使得接收的后备服务器可以按其发送的顺序正确地更新状态信息。响应于接收到更新数据，后备服务器可以把确认消息发送回到主服务器。

本发明的实施例仅在必要时使用MAC地址，因而使MAC地址可用于子网内的其它分区。如上所述，仅在创建分区时获得MAC地址。在某些实施例中，当分区变得不活动时，MAC地址可以被释放以供其它适配器使用。释放MAC地址可以涉及由进行释放的虚拟以太网适配器发送标识释放的MAC地址的组播消息。

本领域的技术人员明白，虽然这里使用术语虚拟以太网适配器，然而本发明的实施例不局限于以太网适配器。本发明可以使用任何类型的网络适配器实现。

结论

通过提供可以在网络的逻辑适配器间共享并且可以动态分配给所述逻辑适配器的预定范围的MAC地址，本发明的实施例明显降低与获得和管理MAC地址相关的成本。

虽然前面的说明涉及本发明的实施例，然而可以在不偏离本发明基本范围的情况下设计出本发明的其它和进一步的实施例，并且本发明的范围由随后的权利要求确定。

Claims (13)

1.一种通过虚拟网络适配器动态地获得介质访问控制MAC地址的方法，包括：

从第一虚拟网络适配器向一或多个中央MAC地址服务器发送请求MAC地址分配的组播消息，所述组播消息包括由所述第一虚拟网络适配器选择的期望MAC地址，其中所述一或多个中央MAC地址服务器在包含所述第一虚拟网络适配器的子网内；以及

由所述一或多个中央MAC地址服务器分配预定地址范围的MAC地址以供与所述第一虚拟网络适配器相关的逻辑适配器使用，

其中，响应于接收到所述消息，每个中央MAC地址服务器执行下述步骤：

确定所述期望MAC地址是否在所述预定MAC地址范围内；

确定所述期望MAC地址是否是可用于分配；以及

如果所述期望MAC地址在所述预定MAC地址范围内并且

可用于分配，则向所述第一虚拟网络适配器分配所述期望MAC地址。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述期望MAC地址以前被所述第一虚拟网络适配器选择过。

3.如权利要求1所述的方法，还包括在所述期望MAC地址不在所述预定MAC地址范围内的情况下，选择不同MAC地址。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：

如果所述期望MAC地址不可用于分配，则执行下述步骤：

确定所述期望MAC地址是否正被所述第一虚拟网络适配器使用；

确定所述期望MAC地址是否正被不同于所述第一虚拟网络适配器的第二虚拟网络适配器使用；以及

在所述期望MAC地址正被所述第一虚拟网络适配器使用的情况下，或在所述期望MAC地址未正被所述第二虚拟网络适配器使用的情况下，向所述第一虚拟网络适配器分配所述期望MAC地址。

5.如权利要求1所述的方法，其中由所述一或多个中央MAC地址服务器分配预定MAC地址范围内的MAC地址包括步骤：

确定所述预定MAC地址范围是否包括未分配的MAC地址；

如果所述预定MAC地址范围包括未分配的MAC地址，则向所述第一虚拟网络适配器分配所述未分配的MAC地址。

6.如权利要求5所述的方法，还包括：

如果所述预定MAC地址范围不包括未分配的MAC地址，则执行下述步骤：

从所述预定MAC地址范围中选择第一MAC地址；

确定第一MAC地址是否正被其所分配到的虚拟网络适配器使用；以及

在第一MAC地址未正被其所分配到的虚拟网络适配器使用并且不准备被其所分配到的虚拟网络适配器使用的情况下，向所述第一虚拟网络适配器分配第一MAC地址。

7.一种包括连接到网络的多个计算机以及一或多个中央MAC地址服务器的系统，计算机中的一或多个包括至少一个虚拟网络适配器，其中为了动态地获得与第一虚拟网络适配器相关的一或多个逻辑适配器中的一个的MAC地址，所述第一虚拟网络适配器被配置为向一或多个中央MAC地址服务器发送请求MAC地址分配的组播消息，所述组播消息包括由所述第一虚拟网络适配器选择的期望MAC地址，其中所述一或多个中央MAC地址服务器在包含所述第一虚拟网络适配器的子网内，并且所述一或多个中央MAC地址服务器被配置为分配预定地址范围的MAC地址以供与所述第一虚拟网络适配器相关的逻辑适配器使用，其中每个中央MAC地址服务器被配置为响应于接收到所述消息，执行下述操作：

确定所述期望MAC地址是否在预定MAC地址范围内；

确定所述期望MAC地址是否可用于分配；以及

如果所述期望MAC地址在所述预定MAC地址范围内并且可用于分配，则向所述第一虚拟网络适配器分配所述期望MAC地址。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述期望MAC地址以前被所述第一虚拟网络适配器选择过。

9.如权利要求7所述的系统，其中中央MAC地址服务器被配置为在所述期望MAC地址不在所述预定MAC地址范围内的情况下，选择不同MAC地址。

10.如权利要求7所述的系统，其中所述中央MAC地址服务器被配置为：

如果所述期望MAC地址不可用于分配，则执行下述操作：

确定所述期望MAC地址是否正被所述第一虚拟网络适配器使用；

确定所述期望MAC地址是否正被不同于所述第一虚拟网络适配器的第二虚拟网络适配器使用；以及

在所述期望MAC地址正被所述第一虚拟网络适配器使用的情况下，或在所述期望MAC地址未正被所述第二虚拟网络适配器使用的情况下，向所述第一虚拟网络适配器分配所述期望MAC地址。

11.如权利要求7所述的系统，其中为分配预定地址范围的地址，每个中央MAC地址服务器被配置为：

确定所述预定MAC地址范围是否包括未分配的MAC地址；

如果所述预定MAC地址范围包括未分配的MAC地址，则向所述第一虚拟网络适配器分配未分配的MAC地址。

12.如权利要求7所述的系统，其中所述中央MAC地址服务器被配置为：

如果所述预定MAC地址范围不包括未分配的MAC地址，则执行下述操作：

从所述预定MAC地址范围中选择第一MAC地址；

确定第一MAC地址是否正被其所分配到的虚拟网络适配器使用；以及

在第一MAC地址未正被其所分配到的虚拟网络适配器使用并且不准备被其所分配到的虚拟网络适配器使用的情况下，向所述第一虚拟网络适配器分配第一MAC地址。

13.如权利要求7所述的系统，其中所述一或多个中央MAC地址服务器中的一个是主服务器，并且其余服务器是后备服务器，其中主服务器被配置为使用涉及预定MAC地址范围中的MAC地址的状态的信息更新后备服务器，并且后备服务器被配置为在主服务器不响应所述消息的情况下响应所述消息。

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