CN101098348B - 动态获取媒体访问控制地址的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了在虚拟化网络环境下动态地获取MAC地址的方法和系统。服务器可以被分区成多个逻辑分区。每个逻辑分区可以与逻辑适配器相关联，以便提供对分区的网络访问。在预定范围的MAC地址中，可以动态地将MAC地址分配给逻辑适配器。此外，MAC地址在特定子网内可以是唯一的，因此，可以将相同的MAC地址指定给不同子网中的适配器。

Description

动态获取媒体访问控制地址的方法和系统

技术领域

本发明一般涉及网络上数据通信，尤其涉及虚拟化以太网环境下动态媒体访问控制(MAC)地址的使用。

背景技术

随着业务不断发展和提供给其各自顾客的服务的类型多样化，为顾客服务所需的服务器和应用程序的数量也不断增加。传统上，每个服务器盒提供单种服务。因此，服务数量的增长意味着提供服务所需的服务器数量的增加。

随着服务器分区的出现，可以使单个服务器工作起来就像两个或更多个服务器似的。服务器分区为不断增长业务的信息技术(IT)部分提供了许多有利之处。例如，系统管理部分可以将多个应用程序合并成单个服务器盒，从而使管理集中化、节约了空间、并潜在地降低了IT成本。

随着虚拟化和服务分区越来越普及，虚拟化的水平，即，同时存在于每个服务器中的逻辑系统的数量也不断增加。每个逻辑分区通常需要它自己的网络连接。网络连接通常通过网络接口设备，例如，网络接口卡(NIC)或网络适配器建立起来。但是，由于网络适配器卡的成本，每个分区配有它自己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)空间可能占据服务器上的有价值空间。

一种解决方案是开发出能够支持多个分区的虚拟化以太网适配器。单个虚拟化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之一。每个逻辑适配器需要唯一媒体访问控制(MAC)地址。传统上，以太网适配器拥有永久烧制在适配器上的MAC地址，为适配器的每个物理端口提供了唯一MAC地址。虚拟化以太网适配器需要供每个逻辑适配器使用的唯一(MAC)地址。但是，由于服务器的分区数量可能动态地随时间变化，所需的MAC地址的实际数量可能是未知的。

将MAC地址提供给逻辑适配器的现有技术解决方案包括将足够数量的MAC地址分配给每个虚拟化以太网适配器，以支持适配器可能服务的最大数量逻辑分区。每个MAC地址必须从电气和电子工程师学会(IEEE)那里购买。现有技术带来的一个问题是，由于大多数服务器占有比支持的最大数量分区少得多的分区，许多MAC地址将留在那里没有使用。随着服务器支持的分区的数量从每个服务器几十个到几百个再到几千个分区，为每个分区获得MAC地址的成本将变得十分昂贵。

另一种现有技术解决方案是应用用户定义MAC地址来取代IEEE提供的唯一MAC地址。这种手段的优点是，虚拟化以太网适配器可以支持任何数量的分区。但是，这种手段也存在严重缺陷。例如，由于用户定义MAC地址不是唯一的，可能将同一MAC地址分配给一个或多个适配器，导致网络发生故障。此外，必须在使用之前人工配置虚拟化以太网适配器，以保证MAC地址的唯一性，从而使网络通信更慢和效率更低。而且，可能需要富有经验的网络管理者进行这样的复杂配置，从而提高了IT成本。

于是，需要的是在虚拟化以太网环境下获取MAC地址的方法、系统、和制品。

发明内容

本发明一般性地提供在虚拟化以太网环境下动态地分配MAC地址的方法、系统、和计算机可读存储媒体。

本发明的一个实施例提供了通过虚拟化以太网适配器动态地获取媒体访问控制(MAC)地址的方法。该方法一般包含：从预定范围的MAC地址中选择MAC地址；将多播消息从虚拟化以太网适配器发送到对等虚拟化以太网适配器，该多播消息标识虚拟化以太网适配器的永久MAC地址和MAC地址，其中，对等虚拟化以太网适配器是包含虚拟化以太网适配器的子网内的虚拟化以太网适配器；和由虚拟化以太网适配器接收来自一个或多个对等虚拟化以太网适配器的对消息的一个或多个响应，其中，该响应指示MAC地址的可用性。如果该响应指示MAC地址可用，该方法进一步包含将MAC地址分配给与虚拟化以太网适配器相关联的逻辑适配器。

本发明的另一个实施例提供了包含为虚拟化以太网适配器动态地获取MAC地址的程序的计算机可读存储媒体。当被执行时，该程序一般执行包含如下的操作：从预定范围的MAC地址中选择MAC地址；将多播消息从虚拟化以太网适配器发送到对等虚拟化以太网适配器，该多播消息标识虚拟化以太网适配器的永久MAC地址和MAC地址，其中，对等虚拟化以太网适配器是包含虚拟化以太网适配器的子网内的虚拟化以太网适配器；和由虚拟化以太网适配器接收来自一个或多个对等虚拟化以太网适配器的对消息的一个或多个响应，其中，该响应指示MAC地址的可用性。如果该响应指示MAC地址可用，该操作进一步包含将MAC地址分配给与虚拟化以太网适配器相关联的逻辑适配器。

本发明的又一个实施例提供了一般包含与网络连接的多个计算机的系统，一个或多个计算机包含至少一个虚拟化以太网适配器，其中，为了动态地为与虚拟化以太网适配器相关联的一个或多个逻辑适配器获取MAC地址，虚拟化以太网适配器被配置成：从预定范围的MAC地址中选择MAC地址；将多播消息发送到对等虚拟化以太网适配器，该多播消息标识虚拟化以太网适配器的永久MAC地址和MAC地址，其中，对等虚拟化以太网适配器是包含虚拟化以太网适配器的网络子网内的虚拟化以太网适配器。虚拟化以太网适配器被进一步配置成接收来自一个或多个对等虚拟化以太网适配器的对消息的一个或多个响应，其中，该响应指示MAC地址的可用性，和如果该响应指示MAC地址可用，将MAC地址分配给与虚拟化以太网适配器相关联的逻辑适配器。

本发明的再一个实施例提供了通过虚拟化以太网适配器动态地获取媒体访问控制(MAC)地址的方法。该方法一般包含：从预定范围的MAC地址中选择MAC地址；将一个请求从虚拟化以太网适配器发送到一个或多个MAC地址服务器以获取MAC地址；由一个或多个MAC地址服务器确定MAC地址是否可用；和如果MAC地址可用，将MAC地址分配给虚拟化以太网适配器。

附图说明

通过结合附图对本发明的优选实施例进行如下描述，本发明的这些和/或其它特征、优点和目的将更加清楚。

但是，应该注意到，这些附图只例示了本发明的典型实施例，因此，不应该认为限制了本发明的范围，对于本发明，可以接纳其它同样有效的实施例。

图1例示了根据本发明一个实施例的示范性系统；

图2例示了根据本发明一个实施例的包含多个子网的示范性网络；

图3是比较通过本发明实施例和现有技术获得的MAC地址的表；

图4例示了根据本发明一个实施例的示范性散列方案；

图5是管理程序为适配器获取MAC地址而进行的示范性操作的流程图；

图6是中央MAC地址服务器将非特定MAC地址分配给请求适配器而进行的示范性操作的流程图；和

图7是中央MAC地址服务器将特定MAC地址分配给请求适配器而进行的示范性操作的流程图。

具体实施方式

本发明的实施例一般性地提供了在虚拟化以太网环境下动态地获取MAC地址的方法和系统。服务器可以被分区成多个逻辑分区。每个逻辑分区可以与逻辑适配器相关联，以便提供对分区的网络访问。在预定范围的MAC地址中，可以动态地将MAC地址分配给逻辑适配器。此外，MAC地址可以只在特定子网内是唯一的；因此，可以将相同的MAC地址指定给不同子网中的适配器。

下文将介绍本发明的实施例。但是，应该明白，本发明不局限于所述特定实施例。相反，无论与不同实施例有关与否，可以认为如下特征和要素的任何组合都可以实现和实践本发明。此外，在各种实施例中，本发明提供了超过现有技术的各种优点。但是，尽管本发明的实施例可以取得超过其它可能解决方案和/或超过现有技术的优点，但特定优点是否由给定实施例取得不对本发明构成限制。因此，如下的各个方面、特征、实施例和优点只是例示性的，和除了在权利要求书中明确阐述之外，不应该认为是所附权利要求书的要素或限制。同样，引用“本发明”也不应该理解为对这里公开的任何本发明主题的推广，和除了在权利要求书中明确阐述之外，也不应该认为是所附权利要求书的要素或限制。

本发明的一个实施例是作为供诸如，例如，如图1所示和如下所述的网络环境100之类的计算机系统使用的程序产品实现的。程序产品的程序定义实施例(包括这里所述的方法)的功能并可以包含在各种计算机可读媒体中。例示性的计算机可读媒体包括(但不局限于)：(i)永久存储在非可写存储媒体(例如，计算机内像CD-ROM(只读光盘存储器)驱动器可读的CD-ROM盘那样的只读存储器)上的信息；(ii)存储在可写存储媒体(例如，软盘驱动器内的软盘或硬盘驱动器)上的可变更信息；和(iii)通过包括无线通信、像计算机或电话网络那样的通信媒体传送到计算机的信息。后一个实施例具体包括从因特网和其它网络下载的信息。当携带指示本发明的功能的计算机可读指令时，这样的计算机可读媒体代表本发明的实施例。

一般说来，为实现本发明的实施例而执行的例程可以是操作系统或特定应用程序的一部分、部件、程序、模块、对象、或指令序列。本发明的计算机程序通常包含由本机计算机翻译成机器可读格式，因此，翻译成可执行指令的众多指令。此外，程序包含局部驻留在程序中或在存储器中或在存储设备上找到的变量和数据结构。另外，下文描述的各种程序可以根据在本发明的特定实施例中实现它们的应用来标识。但是，应当理解，使用如下的任何具体程序命名法只是为了方便，因此，本发明不应该局限于只使用在通过这样的命名法标识和/或暗示的任何特定应用中。

示范性系统

图1描绘了可以实现本发明实施例的联网系统100的方块图。一般说来，联网系统100包括客户(例如，用户)计算机101(示出了三个这样的客户计算机101)和至少一个服务器102。客户计算机101和服务器102通过网络190连接。一般说来，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140是因特网。

客户计算机101包括经由总线191与存储器112、存储设备113、输入设备114、输出设备115、和网络接口设备116连接的中央处理单元(CPU)111。输入设备114可以是将输入给予客户计算机101的任何设备。例如，可以使用键盘、小键盘、光笔、触摸屏、跟踪球，或语音识别单元、视频/音频播放器等。输出设备115可以是将输出给予用户的任何设备，例如，任何传统显示屏。尽管与输入设备114分开显示，但也可以组合输出设备115和输入设备114。例如，可以使用带有一体化触摸屏的显示屏、带有一体化键盘的显示器、或带有文本语音转换器的语音识别单元。

网络接口设备116可以是配置成允许经由网络190在客户计算机101与服务器102之间进行网络通信的任何进入/退出设备。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)。尽管被显示成单个单元，但也可以是诸如固定盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、可移除存储卡、或光存储设备的固定和/或可移除存储设备的组合。存储器112和存储设备113可以是横跨多个主和次存储设备的一个虚拟地址空间的一部分。

存储器112最好是大到足以容纳必要编程和数据结构以便操作客户计算机的随机访问存储器。虽然存储器112被显示成单个实体，但应该明白，存储器112实际上可以包含多个模块，并且存储器112可以存在于从高速寄存器和高速缓冲存储器到低速大型DRAM芯片的多个层面上。

如所示，存储器112包含操作系统117。可以优先使用的例示性操作系统包括Linux和Microsoft′s

(Linux是LinusTorvalds公司在美国、其它国家、或两者注册的商标)。更一般地说，可以使用支持这里公开的功能的任何操作系统。

存储器112还被显示成包含客户机应用程序118。客户机应用程序118当被CPU执行时可以配置成与服务器102通信。例如，客户机应用程序118可以包括可以从服务器102中检索网页内容的web浏览器程序。浏览器程序的例子包括Microsoft Internet Explorer和Netscape Navigator。客户机应用程序118的其它例子包括配置成从服务器102中检索电子消息的电子邮件程序、配置成查询包含在服务器102中的一个或多个数据库的查询程序等。客户机应用程序118可以包括允许用户显示超文本标记语言(HTML)信息的基于web的图形用户界面(GUI)。但是，更一般地说，客户机应用程序118可以是能够呈现在客户计算机101和服务器102之间传送的信息的基于GUI的程序。

服务器102可以与客户计算机101相似的方式在物理上被配置。于是，服务器102一般被显示成包含通过总线192相互耦合的一个或多个CPU 121、存储器122、存储设备126、和虚拟化网络适配器128。存储器122可以是大到足以容纳本发明的必要编程和数据结构的随机访问存储器。

服务器102一般受所示的驻留在存储器122中的一个或多个操作系统123控制。操作系统123的例子包括IBM

UNIX、Microsoft

等。更一般地说，可以使用能够支持这里所述的功能的任何操作系统。操作系统123可以包括相同操作系统，或可替代地，不同操作系统的多个实例。

存储器122进一步包括一个或多个服务器应用程序124。服务器应用程序124是包含在各个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许多指令的软件产品。应用程序124可以包含一个或多个为来自客户计算机101的请求服务的程序。例如，服务器应用程序124(和更一般地说，包括操作系统123的任何请求实体)可以被配置成响应从客户机101或其它服务器接收到询问，发出针对数据库127(显示在存储设备126中)的询问。

数据库127代表与具体物理表示无关的任何数据集合。举例来说，可以根据关系模式(可通过SQL询问访问)或根据XML模式(可通过XML询问访问)组织数据库127。但是，本发明不局限于特定模式和可以推广到当前未知的模式。正如这里所使用的那样，术语“模式”一般指数据的特定安排。

服务器102可以是逻辑分区服务器，从而使服务器102可以像两个或更多个独立服务器那样工作。服务器的资源可以划分成称为逻辑分区的子组。例如，可以将CPU 121、存储器122、应用程序124、数据库127、IO设备等划分和指定给一个或多个特定分区。但是，在一些实施例中，在分区之间可以共享一个或多个服务器资源。例如，分区可以共享输入端口或存储器的一部分。

每个分区一般可以受一个操作系统123控制。例如，第一分区可以受IBM

操作系统控制，第二分区可以受UNIX操作系统控制，第三分区可以受Microsoft操作系统等。但是，本领域的普通技术人员应该认识到，在服务器上可以运行相同操作系统的多个实例，其中，每个实例控制服务器的各个分区。例如，第一分区和第二分区的每一个可以受UNIX操作系统的两个实例之一控制。

如下的例子例示了服务器102的分区。服务器102可以包含十个CPU(CPU1、CPU2......CPU10)、十个操作系统(OS1、OS2......OS10)、十个应用程序(APP1、APP2......APP10)、和十个数据库(DB1、DB......DB10)。在分区期间，可以将CPU1和DB1指定给第一分区(分区1)。分区1可以受OS1控制和被配置成运行APP1。类似地，可以将CPU2和DB2指定给第二分区(分区2)，分区2可以受OS2控制和被配置成运行APP2，等等。

分区可以在服务器工作期间动态地创建。例如，服务器102可以从客户机101接收到使用应用程序124的请求。响应来自客户机的请求，可以创建分区和将服务器的资源分配给运行应用程序的分区。此外，本发明的实施例不受分区数量限制。于是，可以将服务器划分成任何合理数量的分区。

通过网络190虚拟化网络(以太网)适配器128使服务器102与客户机101或其它服务器之间的通信成为可能。每个虚拟化网络适配器128可以拥有永久烧制在适配器上的唯一MAC地址。虚拟化网络适配器128可以提供多个逻辑适配器129，每个逻辑适配器为给定分区提供网络连接。可以将预定的一组可用MAC地址当中的MAC地址指定给逻辑适配器129。虚拟化网络适配器128一般可以受显示在存储器122中的管理程序125控制。此外，虽然在图1中示出了一个虚拟化网络适配器128，但本领域的普通技术人员应该认识到，在服务器102中可以包括多个虚拟化网络适配器128。

管理程序125一般管理服务器102的逻辑分区。管理程序可以在服务器102工作期间在后台运行，以便管理一个或多个分区并防止服务器发生故障。例如，管理程序125可以防止分区访问彼此的资源和计算彼此的数据。管理程序的管理功能还可以包括创建分区、将服务器资源分配给分区、将虚拟适配器分配给分区、将预定的一组MAC地址当中的MAC地址分配给虚拟适配器等。

MAC地址分配

本发明的实施例将逻辑适配器提供给服务器102的每个分区。当创建了分区时，将虚拟适配器提供给分区，从而向网络提供分区访问。还可以将MAC地址指定给每个虚拟适配器。MAC地址是标识与网络，例如，网络190连接的设备的唯一标识符。

预定范围的MAC地址可以被多个逻辑适配器共享。如前所述，每个虚拟化以太网适配器128可以包含唯一永久地址。唯一永久地址可以用于与其它对等虚拟化以太网适配器通信，以便从预定范围中为逻辑适配器获取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是唯一的。子网或子网络可以是较大网络的一部分。例如，网络可以由经由因特网连接的多个局域网(LAN)组成。每个LAN可以是该网络的子网。本领域的普通技术人员应该认识到，可以使用任何合理的准则来定义较大网络当中的子网。例如，一种业务可能拥有与网络连接的多个设备。可以将业务网络划分成多个子网。这些子网可以根据业务位置、部分等来划分。

图2例示了由多个子网组成的示范性网络200。这些子网可以通过一个或多个路由器相互连接。例如，路由器1、2和3被显示成连接网络200的子网。本领域的普通技术人员应该认识到，由于这些子网被路由器分开，可以只要求MAC地址在给定子网内是唯一的。这是因为寻址到子网外的设备的任何数据业务针对路由器的MAC地址而非另一个子网中MAC地址相同的另一个设备。此外，子网地址可以用于区分具有相同MAC地址的两个设备。

于是，在图2中不同子网中的设备被显示成含有相同的MAC地址。例如，子网1包含设备210、211、和212。如图所示，设备210被划分成四个分区。将用字母表示的MAC地址指定给每个分区。例如，将MAC地址A、B、C和D指定给设备210的分区。类似地，将MAC地址E、F、G和H指定给设备211中的分区，并将MAC地址I、J和K指定给设备212中的分区。

如图2所示，子网2包含具有也用在子网1中的MAC地址的设备。例如，将也指定给子网1的设备210的MAC地址指定给子网2的设备220的分区。

通过允许将相同的MAC地址指定给不同子网中的设备，本发明的实施例显著地减少了为了操作网络上的设备而必须购买的MAC地址的总量。如前所述，现有技术所需的MAC地址的总量是可能逻辑分区的最大数量。相比之下，根据本发明的实施例，所需的MAC地址的数量只是任何给定子网上的逻辑分区的最大数量。

图3例示了本发明的实施例实现的MAC地址数量的显著减少。在图3的表格300中，列310列出了用在网络中的虚拟化以太网适配器的总量。列320列出了系统中的每个虚拟化以太网适配器提供的逻辑适配器的总量。列330列出了用在网络的每个子网中的分区的总量。

列340列出了现有技术所需的MAC地址的数量。由于每个可能分区都需要MAC地址，将列310中的适配器的总量乘以列320中的每个适配器支持的分区的总量可以求出所需的MAC地址的数量。于是，根据现有技术，表300的第1行所代表的网络需要10,000×256＝2,560,000个MAC地址。

列350列出了本发明的实施例所需的MAC地址的数量。本发明的实施例所需的MAC地址的数量由可以用在特定子网中的分区的数量决定。但是，如前所述，每个虚拟化以太网适配器需要永久MAC地址，以便于进行为虚拟适配器获取MAC地址的通信。因此，将列310中的虚拟化以太网适配器的总量与列330中可以在子网中工作的分区的总量相加可以求出本发明的实施例所需的MAC地址的总量。于是，第1行所代表的网络所需的MAC地址的总量是10,000+100,000＝110,000个MAC地址。

如表300的列360所示，这导致了行1中的网络所需的MAC地址的总量与现有技术相比减少了95.7％。表300的其它行示出在其它网络中本发明的实施例实现的所需MAC地址数量的类似的减小。

动态访问解决方案

当创建了分区时，管理程序125可以将逻辑适配器分配给分区。作为分配逻辑适配器的部分，管理程序125可以启动与各个子网内的其它虚拟化以太网适配器的通信，以便为逻辑适配器获取MAC地址。该通信例如可以保证，获得的MAC地址在子网内是唯一的。

为获取选择的MAC地址可能依赖于虚拟化以太网适配器提供的逻辑适配器以前对地址的使用。例如，第一MAC地址可能已指定给第一逻辑适配器。随后，分区可能已变成无效，并且第一MAC地址被释放出来供其它适配器使用。如果以后重新激活第一逻辑适配器，管理程序125可能试图为第一逻辑适配器获取第一MAC地址。通过试图每次启动分区时获取相同的MAC地址，可以实现网络的静态配置，从而减少MAC地址获取和网络管理所需的通信。

如前所述，每个虚拟化以太网适配器可以包含永久烧制在适配器中的MAC地址。因此，在通信期间，管理程序125可以将消息发送给众所周知的多播地址，以指示获取所选MAC地址的愿望。该消息可以被子网内的其它虚拟化以太网适配器接收。除了所需MAC地址之外，该消息还可以包括发送消息的虚拟化以太网适配器的永久MAC地址。

子网中的每个虚拟化以太网适配器可以存储与其逻辑适配器使用MAC地址有关的数据。例如，存储的数据可以包括其逻辑适配器当前使用的MAC地址、其逻辑适配器以前使用过的MAC地址等。在一些实施例中，存储的数据还可以包括其它虚拟化以太网适配器查询或拥有过的MAC地址。

因此，响应从虚拟化以太网适配器接收到获取MAC地址的请求，子网中的一个或多个虚拟化以太网适配器可以根据存储在其各自非易失性存储器中的数据对查询虚拟化以太网适配器作出响应。本领域的普通技术人员应该认识到，由于存储在适配器中的数据之间可能存在差异，可能只有一个子组的虚拟化以太网适配器提供响应。例如，子网中的一个或多个虚拟化以太网适配器可能不包含与正在查询的MAC地址有关的任何数据。这样的虚拟化以太网适配器可以不对消息作出响应。

含有与在消息中指出的MAC地址有关的数据的每个虚拟化以太网适配器可以利用单播消息对查询虚拟化以太网适配器的永久地址作出响应。虚拟化适配器可以发送许多可能响应。例如，第一种响应可以指示虚拟化以太网适配器中的逻辑适配器当前正在使用MAC地址。第一种响应可以包括拥有MAC地址的虚拟化以太网适配器的标识，例如，拥有虚拟化以太网适配器的永久地址。

第二种响应可以指示响应虚拟化以太网适配器包含指示另一个虚拟化以太网适配器已宣布拥有MAC地址的数据。第二种响应可以包括拥有MAC地址的虚拟化以太网适配器的标识，例如，拥有虚拟化以太网适配器的永久地址。第二种响应可以指示，例如，在子网中正在使用或最近使用过MAC地址。

第三种响应可以指示当前正在试图或最近试图获取子网中的MAC地址。例如，第一虚拟化以太网适配器可能通过将多播消息发送给子网中的虚拟化以太网适配器试图获取MAC地址。子网的虚拟化以太网适配器可以更新它们的存储器，以指示第一虚拟化以太网适配器查询过MAC地址。随后，第二虚拟化以太网适配器可能通过将多播消息发送给子网的虚拟化以太网适配器试图获取MAC地址。响应从虚拟化以太网适配器接收到多播消息，子网的一个或多个虚拟化以太网适配器可以利用指示第一虚拟化以太网适配器正在试图或最近试图获取MAC地址的消息对第二虚拟化以太网适配器作出响应。

第四种响应可以指示MAC地址最近用在虚拟化以太网适配器中。但是，MAC地址当前可能未用在适配器上。例如，与第一虚拟化以太网适配器相关联的虚拟适配器可能获得MAC地址。随后，例如，由于与虚拟适配器相关联的分区变成无效，可能将MAC地址释放出来。如果第一虚拟化以太网适配器接收到来自第二虚拟化以太网适配器的查询MAC地址可用性的消息，第一虚拟化以太网适配器可以利用指示MAC地址最近被使用过，但当前在第一虚拟化以太网适配器中无效的消息对第二虚拟化以太网适配器作出响应。

如果虚拟化以太网适配器含有指示不止一种可能响应可能有效的数据，适配器可以利用任何一种有效响应作出响应。例如，虚拟化以太网适配器中的数据可能指示另一个适配器拥有查询的MAC地址，即，指示第二种响应适用。该数据也可以指示MAC地址曾用在适配器中，但MAC地址当前未被使用，即，指示第四种响应适用。因此，适配器可以利用两种适用响应的任何一种作出响应。

可以使用任何合理准则从多个有效响应中选择一个响应。例如，可以将基于最近更新数据的响应选为响应。可替代地，可以为每种响应设置优先级，将优先级最高的响应选为响应。在一个实施例中，可以使用最严格的响应，因此，使请求者可以作出最佳判决。

试图获取MAC地址的虚拟化以太网适配器可以检查响应其与所选MAC地址有关的询问接收的所有响应，并确定MAC地址在子网内是否可用。例如，来自子网中的一个或多个虚拟化以太网适配器的响应可能指示MAC地址未被使用。因此，查询适配器可以获得MAC地址。在一些实施例中，响应可能指示拥有适配器是查询适配器。例如，在系统重新启动期间，管理程序可能重新启动所有分区和适配器。适配器对询问的响应可能指示查询适配器是MAC地址的拥有者，因此，指示适配器可以获得MAC地址。

如果查询适配器可以获得MAC地址，适配器可以将另一个多播消息发送给子网中其它虚拟化以太网适配器宣布拥有MAC地址。响应接收到宣布拥有的多播地址，子网的虚拟化以太网适配器可以更新它们各自的存储器，以反映MAC地址的拥有。

在一个实施例中，虚拟化以太网适配器可以周期性宣布适配器当前正在使用的MAC地址。例如，每个虚拟化以太网适配器可以将多播消息发送给其它虚拟化以太网适配器，指示当前正在使用的MAC地址。接收虚拟化以太网适配器可以根据周期性多播消息更新它们的存储器，从而使适配器作出更有见识的地址选择。

另一方面，如果对询问的响应指示MAC地址不可用，查询虚拟化以太网适配器可以选择另一个MAC地址并重复上面概括的相同过程，试图获取可替代MAC地址。

在本发明的一个实施例中，可替代MAC地址的选择可能依赖于建立MAC地址序列的散列方案。该序列可以建立适配器试图获取MAC地址的顺序。在一个实施例中，散列方案可以建立每个虚拟化以太网适配器的获取顺序。图4例示了可以用于指定每个虚拟化以太网适配器的获取顺序的简单示范性散列方案。

散列方案可以使两个或更多个虚拟化以太网适配器试图获取相同地址的风险最小化。例如，参照图4，散列方案保证了各虚拟化以太网适配器之间的地址获取顺序的变化，从而降低了两个或更多个适配器试图获取相同MAC地址的概率。于是，如图4所示，适配器A被配置成在它第一次试图获取MAC地址时选择地址1，适配器B被配置成选择地址10，适配器C被配置成访问适配器5。

由于适配器以不同的顺序试图获取MAC地址，由两个或更多个适配器试图获取相同MAC地址引起的失效的概率大大降低了。本领域的普通技术人员应该认识到，图4中的简单散列方案只是例示性的，确定接下来选择哪个地址的实际散列方案可能比所例示的那个高级。

在一些实施例中，在为获取选择了MAC地址之后，虚拟化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指示所得MAC地址可用。如果本地数据指示MAC地址不可用，可以推迟获取MAC地址的尝试，并选择不同的MAC地址。因此，可以避免有可能失败的获取MAC地址尝试。如果未找到更有希望的MAC地址，稍后可以再次选择推迟的MAC地址。

图5是与虚拟化以太网适配器相关联的管理程序为逻辑适配器获取MAC地址而进行的示范性操作的流程图。该操作从步骤501开始，在步骤501中，将多播消息发送给子网中的其它虚拟化以太网适配器，查询逻辑适配器以前使用过的MAC地址的状态。在步骤502中，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，在步骤503中，管理程序可以将MAC地址分配给逻辑适配器。在步骤504中，管理程序可以将多播消息发送给子网的虚拟化以太网适配器，宣布获得了MAC地址。

另一方面，如果响应指示MAC地址不可用，在步骤505中，管理程序可以选择另一个MAC地址。例如，MAC地址的选择可以根据上述的散列方案进行。可以利用所选MAC地址重复上述步骤，以确定MAC地址是否可用，直到找到可用MAC地址为止。

单地址服务器解决方案

在本发明的一个实施例中，中央MAC地址服务器可以保持子网中共享MAC地址的状态和管理对虚拟化以太网适配器的MAC地址分配。例如，再参照图2，服务器211可以是子网1的中央MAC地址服务器。于是，服务器211可以被配置成保持共享MAC地址的状态，并将MAC地址分配给子网1内的其它服务器。例如，中央MAC地址服务器可以存储指示MAC地址的可用性和对其指定使用的MAC地址的虚拟化以太网适配器的数据。因此，子网中的虚拟化以太网适配器可以与中央MAC地址服务器通信，以获取MAC地址。

中央MAC地址服务器可以接收试图获取MAC地址的虚拟化以太网适配器发送的多播消息。中央MAC地址服务器可以驻留在包含请求虚拟化以太网适配器的子网内的任何节点上。在一个实施例中，中央MAC地址服务器可以包含在用于管理一个或更多个系统的硬件管理控制(HMC)中。中央MAC地址服务器可以确定对请求虚拟化以太网适配器的MAC地址分配。

在一个实施例中，中央MAC地址服务器接收的多播消息可能未指定优选MAC地址。响应接收到没有指定优选MAC地址的MAC地址请求，中央MAC地址服务器可以进行概括在图6中的操作。该操作可以从接收请求的步骤601开始。响应接收到请求，在步骤602中，中央MAC地址服务器可以确定任何未用MAC地址是否可用于分配。如果找到未用MAC地址，在步骤603中，可以将MAC地址分配给请求虚拟化以太网适配器。但是，如果在步骤602中未找到可用MAC地址，在步骤604中，中央MAC地址服务器可以对MAC地址进行垃圾收集操作。

垃圾收集可涉及选择MAC地址，以确定虚拟化以太网适配器是否不再使用该MAC地址。MAC地址可以随机地，或通过任何其它合理手段，例如，利用上述的散列方案选择。在垃圾收集期间，中央MAC地址服务器可以将消息发送到拥有MAC地址的虚拟化以太网适配器的永久MAC地址，请求MAC地址的状态。虚拟化以太网适配器可以通过指示MAC地址正在使用之中，希望未来使用MAC地址，或不希望未来使用MAC地址，对请求作出响应。可以对共享MAC地址进行垃圾收集操作，直到找到未用MAC地址，或可替代地，不希望未来使用的MAC地址。在本发明的一个实施例中，如果虚拟化以太网适配器在子网中不再有效，去激虚拟化以太网适配器拥有的所有MAC地址变成可供中央MAC地址服务器分配。

在一些实施例中，为了减少找出可用MAC地址所需的请求的数量，可以利用MAC地址的状态连续地更新中央MAC地址服务器。例如，在一个实施例中，每当MAC地址的使用发生变化时，拥有MAC地址的虚拟化以太网适配器可以利用状态变化更新中央MAC地址服务器。例如，如果MAC地址的状态从正在使用变成不再需要，或如果MAC地址变成无效，虚拟化以太网适配器可以通知中央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将状态信息请求发送给子网中的虚拟化以太网适配器。该消息可以是子网中的所有虚拟化以太网适配器接收的多播消息。响应接收到多播消息，子网中的虚拟化以太网适配器可以利用它们各自MAC地址的状态信息作出响应。请求状态信息的消息可以，例如，在预定时间结束时定期发送，或可替代地，在发生预定事件时，例如，当阈值个MAC地址正在使用时发送。在其它实施例中，中央MAC地址服务器可以将周期性消息发送给请求识别MAC地址的状态的特定虚拟化以太网适配器。

在一个实施例中，中央MAC地址服务器接收的多播消息可以指定所需MAC地址。如果指定了MAC地址，中央MAC地址服务器可以进行概括在图7中的操作。该操作可以从从请求特定MAC地址的虚拟化以太网适配器接收多播消息的步骤701开始。在步骤702中，中央MAC地址服务器可以确定MAC地址是否在共享MAC地址的范围之内。如果特定MAC地址未在共享MAC地址的范围之内，在步骤703中，中央MAC地址服务器可以执行概括在图6中的非特定MAC地址算法和分配除了特定MAC地址之外的其它可用MAC地址。

如果特定MAC地址在共享MAC地址的范围之内，在步骤704中，中央MAC地址服务器可以确定特定MAC地址是否可用。如果特定MAC地址可用，在步骤705中可以将特定MAC地址分配给请求虚拟化以太网适配器。另一方面，如果特定MAC地址不可用，在步骤706中，中央MAC地址服务器可以确定MAC地址是否被标记成请求虚拟化以太网适配器“正在使用”。如果MAC地址被标记成请求虚拟化以太网适配器“正在使用”，在步骤705中，可以将MAC地址分配给适配器。

另一方面，如果MAC地址未被标记成不同虚拟化以太网适配器正在使用，在步骤708中，中央MAC地址服务器可以确定MAC地址是否仍然被不同虚拟化以太网适配器使用。例如，例如，中央MAC地址服务器可以将消息发送到拥有MAC地址的不同虚拟化以太网适配器的永久MAC地址，请求MAC地址的状态。虚拟化以太网适配器可以通过指示MAC地址正在使用，希望未来使用MAC地址，或不希望未来使用MAC地址，对请求作出响应。

如果不同虚拟化以太网适配器的响应指示MAC地址可用，即，不希望未来使用MAC地址，在步骤705中，可以将MAC地址分配给请求虚拟化以太网适配器。另一方面，如果不同虚拟化以太网适配器的响应指示MAC地址不可用，在步骤703中，可以执行概括在图6中的非特定MAC地址算法，分配除了特定MAC地址之外的其它可用MAC地址。

如果需要替代中央MAC地址服务器，那么，替代服务器可能需要知道当前MAC地址分配。在一个实施例中，可以将MAC地址分配的副本从原来服务器传送到替代服务器。如果不可能将数据复制到替代服务器，在一些实施例中，中央MAC地址服务器可以将消息发送到众所周知的多播地址，请求有关虚拟化以太网适配器拥有的MAC地址的状态信息。接收到多播消息的虚拟化以太网适配器可以利用状态信息作出响应，从而将必要数据提供给替代服务器。在一些实施例中，替代中央MAC地址服务器可以推迟MAC地址的任何请求，直到接收到来自所有虚拟化以太网适配器的响应，以防止将同一MAC地址分配给两个不同虚拟化以太网适配器。

由于中央MAC地址服务器和虚拟化以太网适配器之间的所有通信都寻址到多播地址，而不寻址到中央MAC地址服务器的永久MAC地址，可以以对于子网中的虚拟化以太网适配器来说透明的方式进行中央MAC地址服务器的替代。

多地址服务器解决方案

在一个实施例中，为了防止中央MAC地址服务器变成故障点，可以应用多个中央MAC地址服务器。在这样的实施例中，可以在服务器之间划分共享地址范围，每个服务器提供其各自范围当中的MAC地址。本领域的普通技术人员应该认识到，可以实现多个中央MAC地址服务器，其中服务器具有共同的一个或更多个MAC地址或服务器负责的部分重叠共享地址范围。

对于提供MAC地址的多个中央MAC地址服务器，根据来自中央MAC地址服务器的请求，将多个MAC地址分配给请求虚拟化以太网适配器。因此，虚拟化以太网适配器可以选择接收的MAC地址的任何一个。虚拟化以太网适配器可以将所选MAC地址通知中央MAC地址服务器。

在一些实施例中，可以动态地创建中央MAC地址服务器。中央MAC地址服务器可以在任何时候或响应预定事件或条件创建。例如，可以为了提供附加冗余度、为去除另一个中央MAC地址服务器作准备，为了增加可用MAC地址的规模等创建中央MAC地址服务器。

在一个实施例中，多个中央MAC地址服务器可以包括主服务器和一个或多个备用服务器。例如，再参照图2，服务器211可以是主服务器，服务器212可以是备用服务器。于是，服务器211可以保持可用于子网的共享MAC地址的状态，和管理MAC地址的分配。服务器211也可以被配置成利用状态信息更新备用服务器212。在主服务器211中出现故障的情况下，备用服务器212可以接替主服务器和管理MAC地址的分配。

当激活新中央MAC地址服务器时，可以试图通过发送到众所周知多播地址的询问找到其它服务器。如果找到现有主地址服务器，那么，新中央MAC地址服务器可以变成备用地址服务器。主地址服务器可以通过交换一个或多个消息，利用当前配置信息更新备用服务器。该消息可以包括当前使用的共享MAC地址的范围。如果该范围只部分重叠，那么，每个地址服务器可以将它的能力更新成包括所有范围。如果未找到其它MAC地址服务器，那么，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化以太网适配器的请求之前，更新每个备用服务器中的配置信息。备用服务器可以被配置成接收到众所周知多播地址的消息，以便接收来自主服务器的更新。

在一些实施例中，如果从虚拟化以太网适配器接收到请求并且主服务器无法作出响应，备用服务器可以选择新主服务器。新选的主服务器可以担当主服务器的角色和为请求服务。但是，在为请求服务之前，新选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，它可以在对虚拟化以太网适配器作出响应之前，更新备用服务器。这可以通过，例如，将更新数据发送到第一众所周知多播地址完成。第一众所周知多播地址可以包含定序数据，以便接收备用服务器可以以发送它们的顺序适当地更新状态信息。响应接收到更新数据，备用服务器可以将确认消息发送回到主服务器。

本发明的实施例只有在必要时才利用MAC地址，从而使MAC地址可用于子网内的其它分区。如上所述，只有在创建了分区时才获取MAC地址。在一些实施例中，当分区变成无效时，可以将MAC地址释放出来供其它适配器使用。释放MAC地址可能涉及由自由虚拟化以太网适配器发送多播消息，以识别释放的MAC地址。

本领域的普通技术人员应该认识到，虽然这里使用了术语“虚拟化以太网适配器”，但本发明的实施例不局限于以太网适配器。更确切地说，本发明可以利用任何类型的网络适配器实现。

结论

通过提供可以在网格的逻辑适配器之间共享并动态地分配给网络的逻辑适配器的预定范围MAC地址，本发明的实施例显著地降低了与获取和管理MAC地址有关的成本。

虽然上文针对本发明的一些实施例，但可以不脱离本发明基本范围地设计出本发明的其它和进一步实施例，本发明的范围由所附权利要求书确定。

Claims (17)

1.一种通过虚拟化网络适配器动态地获取媒体访问控制(MAC)地址的方法，包含：

从预定范围的MAC地址中选择MAC地址；

将多播消息从虚拟化网络适配器发送到对等虚拟化网络适配器，该多播消息标识虚拟化网络适配器的永久MAC地址和MAC地址，其中，对等虚拟化网络适配器是包含虚拟化网络适配器的子网内的虚拟化网络适配器；

由虚拟化网络适配器接收来自一个或多个对等虚拟化网络适配器的对该消息的一个或多个响应，其中，该响应指示MAC地址的可用性；和

如果该响应指示MAC地址可用，将MAC地址分配给与虚拟化网络适配器相关联的逻辑适配器。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，选择的MAC地址是虚拟化网络适配器以前获取的MAC地址。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，选择MAC地址包含检查数据结构，其中，数据结构为访问预定范围MAC地址中的MAC地址建立预定顺序。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，来自一个或多个对等虚拟化网络适配器的响应包含如下之一：

第一种响应，包含：

响应对等虚拟化网络适配器正在使用MAC地址的指示；和

响应对等虚拟化网络适配器的永久MAC地址；

第二种响应，包含：

除了响应对等虚拟化网络适配器之外的其它虚拟化网络适配器已宣布拥有MAC地址的指示；和

拥有虚拟化网络适配器的永久MAC地址；

第三种响应，包含：

除了响应对等虚拟化网络适配器之外的其它虚拟化网络适配器已试图获取MAC地址的指示；和

试图获取MAC地址的虚拟化网络适配器的永久MAC地址；和

第四种响应，包含：

MAC地址存储在与响应对等虚拟化网络适配器相关联的存储器中，但未被响应对等虚拟化网络适配器使用的指示；和

响应对等虚拟化网络适配器的永久MAC地址。

5.根据权利要求1所述的方法，来自一个或多个对等虚拟化网络适配器的响应是单播消息，其中，单播消息寻址到虚拟化网络适配器的永久MAC地址。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包含检查与虚拟化网络适配器相关联的存储器，以确定MAC地址是否可用，其中，该存储器包含一个或多个对等虚拟化网络适配器拥有的MAC地址和一个或多个对等虚拟化网络适配器查询的MAC地址。

7.根据权利要求1所述的方法，预定范围的MAC地址包含足以支持子网中的最大数量逻辑适配器的MAC地址。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包含如果获得MAC地址，由虚拟化网络适配器周期性地将多播消息发送到对等虚拟化网络适配器，指示拥有MAC地址。

9.一种包含与网络连接的多个计算机的系统，一个或多个计算机包含至少一个虚拟化网络适配器，其中，为了动态地为与虚拟化网络适配器相关联的一个或多个逻辑适配器获取MAC地址，虚拟化网络适配器被配置成：

从预定范围的MAC地址中选择MAC地址；

将多播消息发送到对等虚拟化网络适配器，该多播消息标识虚拟化网络适配器的永久MAC地址和MAC地址，其中，对等虚拟化网络适配器是包含虚拟化网络适配器的网络子网内的虚拟化网络适配器；

接收来自一个或多个对等虚拟化网络适配器的该消息的一个或多个响应，其中，该响应指示MAC地址的可用性；和

如果该响应指示MAC地址可用，将MAC地址分配给与虚拟化网络适配器相关联的逻辑适配器。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，虚拟化网络适配器被配置成首先选择虚拟化网络适配器以前获取的MAC地址。

11.根据权利要求9所述的系统，其中，一个或多个计算机是服务器。

12.根据权利要求9所述的系统，其中，为了选择MAC地址，虚拟化网络适配器被配置成检查数据结构，其中，数据结构为访问预定范围MAC地址中的MAC地址建立预定顺序。

13.根据权利要求9所述的系统，其中，来自一个或多个对等虚拟化网络适配器的响应包含如下之一：

第一种响应，其中，第一种响应包含：

响应对等虚拟化网络适配器正在使用MAC地址的指示；和

响应对等虚拟化网络适配器的永久MAC地址；

第二种响应，其中，第二种响应包含：

除了响应对等虚拟化网络适配器之外的其它虚拟化网络适配器已宣布拥有MAC地址的指示；和

拥有虚拟化网络适配器的永久MAC地址；

第三种响应，其中，第三种响应包含：

除了响应对等虚拟化网络适配器之外的其它虚拟化网络适配器已试图获取MAC地址的指示；和

试图获取MAC地址的虚拟化网络适配器的永久MAC地址；和

第四种响应，其中，第四种响应包含：

MAC地址存储在与响应对等虚拟化网络适配器相关联的存储器中，但未被响应对等虚拟化网络适配器使用的指示；和

响应对等虚拟化网络适配器的永久MAC地址。

14.根据权利要求9所述的系统，其中，来自一个或多个对等虚拟化网络适配器的响应是单播消息，其中，单播消息寻址到虚拟化网络适配器的永久MAC地址。

15.根据权利要求9所述的系统，其中，虚拟化网络适配器被进一步配置成检查与虚拟化网络适配器相关联的存储器，以确定MAC地址是否可用，其中，该存储器包含一个或多个对等虚拟化网络适配器拥有的MAC地址和一个或多个对等虚拟化网络适配器查询的MAC地址。

16.根据权利要求9所述的系统，其中，预定范围的MAC地址包含足以支持子网中的最大数量逻辑适配器的MAC地址。

17.根据权利要求9所述的系统，其中，虚拟化网络适配器被进一步配置成如果获得MAC地址，周期性地将多播消息发送到对等虚拟化网络适配器，指示拥有MAC地址。

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