CN102647288A - 一种vm数据访问保护方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种VM数据访问保护方法，所述方法包括：在检测到主用VM故障或不可达时，与主用VM连接的边缘以太网交换机查询到所述主用VM的备用VM，激活所述备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间的关联；在所述备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例关联后，与主用VM连接的边缘以太网交换机将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上。本发明还公开了一种VM数据访问保护系统，实现了主用数据访问的保护，这样，即使访问VM的用户终端不能感知VM的状态，也能够在VM发生故障或不可达时继续进行访问，有效防止访问服务的中断，确保VM上业务的正常进行。

Description

一种VM数据访问保护方法及系统
技术领域
本发明涉及边缘虚拟桥接(EVB，Edge Virtual Bridging)技术，尤其涉及一种VM数据访问保护方法及系统。
背景技术
随着数据通信网络的发展，网络带宽越来越大，终端设备越来越多，为了整合终端资源，降低成本，提出了终端虚拟机的概念。虚拟机是通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。一台物理的主计算机(Host)上可以运行多个操作系统，每个操作系统(OS，Operating System)都有自己独立的一个虚拟机，每个虚拟机就如同网络上一个独立的Host，可以作为不同类型的服务器使用。
为此，IEEE 802.1Qbg标准定义了终端虚拟机与边缘以太网交换机之间的交互技术，规范了使用虚拟化技术的终端、和与其相连的交换机之间的自动发现和配置流程。IEEE802.1Qbg标准名称为EVB，定义了EVB终端和支持EVB终端的边缘以太网交换机之间交互所采用的EVB技术。
图1为边缘以太网交换机(Edge Bridge)与支持EVB技术的终端(EVBStation)连接的示意图，其中，EVB Station包含了一组虚拟机(VM，VirtualMachine)，VM通过虚拟边缘交换机(VEB，Virtual Edge Bridge)或虚拟边缘端口聚合器(VEPA，Virtual Edge Port Aggregator)与边缘以太网交换机相连。VEB和VEPA均为可感知虚拟局域网(VLAN，Virtual LAN)的中继设备。在连接EVB终端与边缘以太网交换机的物理链路上使用虚拟通道技术(S-Channel)为每个VEB/VEPA建立独立的逻辑通道。VM与VEB/VEPA之间的接口称为虚拟站接口(VSI，Virtual Station Interface)。图2为包含VM的EVB终端与边缘以太网交换机交互的示意图，其中，边缘以太网交换机为与EVB终端连接的边缘以太网交换机(EVB Controlling Bridge)，用于控制EVB终端，EVB终端和与自身连接的边缘以太网交换机都支持边缘发现配置协议(EDCP，Edge Discovery and Configuration Protocol)、VSI发现配置协议(VDP，VSI Discovery Protocol)、边缘控制协议(ECP，Edge Control Protocol)和虚拟通道发现配置协议(CDCP，S-channel Discovery and Configuration Protocol)协议。实际应用中，首先包含VM的EVB终端与边缘以太网交换机之间通过EDCP交互和配置虚拟化技术的支持能力；如果EDCP交互后确认双方都支持VDP，则EVB终端和边缘以太网交换机之间可以通过VDP标签长度值(TLV，TagLength Value)报文为VM请求网络资源；VDP通过ECP提供可靠的二层传输；CDCP用于在连接EVB终端与边缘以太网交换机的物理链路上请求/配置虚拟通道(S-Channel)。
每个VM可以支持一个或多个VSI实例，VDP用于对VSI实例进行发现、配置和维护，对于每个VSI实例都会维护一个VDP状态机。图3为VDP的TLV格式，EVB终端通过与边缘以太网交换机交互VDP TLV，将VSI实例的VSI身份(VSIID)、VSI类型名称(VTID，VSI Type ID)、与VM的MAC地址、以及VLAN ID进行预关联、关联或去关联。对于已预关联或关联的VSI实例，由EVB终端的VDP状态机基于每个VSI实例定期发送KEEP Alive信息到边缘以太网交换机，用KEEP Alive机制维护VSI实例的状态，如果边缘以太网交换机在一定时间内没有收到某个VSI实例的KEEP Alive信息，则认为该VSI实例不再可用，将会对该VSI实例进行去关联操作，释放相应的资源。
现有EVB技术中，在VM发生故障或不可达时，访问该VM的用户终端并不知道，用户终端还会继续对该VM发起访问，但此时的访问没有响应，导致访问服务中断，以至于影响当前业务的正常进行。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种VM数据访问保护方法及系统，以解决由于VM发生故障或不可达而导致访问服务中断的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种VM数据访问保护方法，所述方法包括：
在检测到主用VM故障或不可达时，与主用VM连接的边缘以太网交换机查询到所述主用VM的备用VM，激活所述备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间的关联；
在所述备用VM与与备用VM连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例关联后，与主用VM连接的边缘以太网交换机将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上。
在上述方案中，所述与主用VM连接的边缘以太网交换机查询到所述主用VM的备用VM，包括：
所述与主用VM连接的边缘以太网交换机根据已保存的当前虚拟站接口(VSI)实例的VSI身份(VSIID)，在查询到自身保存有与所述VSIID绑定的、除所述主用VM的媒体接入控制层(MAC)地址以外的其他MAC地址时，则所查询到的其他MAC地址对应的VM即为所述主用VM的备用VM。
在上述方案中，所述与主用VM连接的边缘以太网交换机查询到所述主用VM的备用VM，还包括：
所述与主用VM连接的边缘以太网交换机在查询到自身未保存与所述VSIID绑定的、除所述主用VM的MAC地址以外的其他MAC地址时，则广播包含有当前VSI实例的VSIID的、用于测试所述主用VM是否存在备用VM的测试消息，在有VM返回测试响应消息时，则返回所述测试响应消息的VM即为与所述主用VM的备用VM。
在上述方案中，所述激活所述备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间的关联，具体为：
所述与主用VM连接的边缘以太网交换机根据所查询到的备用VM的MAC地址，向所述备用VM发送用于激活备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间关联的指示信息。
在上述方案中，在激活所述备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间的关联之后，所述方法还包括：
所述备用VM接收到所述用于激活备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间关联的指示信息后，备用VM与自身连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例进行关联，并在关联成功后，向所述与主用VM连接的边缘以太网交换机返回用于指示关联成功的应答。
在上述方案中，在所述备用VM与自身连接的边缘以太网交换机通过当前VSI实例进行关联之前，所述方法还包括：
所述备用VM判断自身与自身连接的边缘以太网交换机之间的预关联是否正常，如果是，则所述备用VM与自身连接的边缘以太网交换机进行关联；否则，所述备用VM不与自身连接的边缘以太网交换机进行关联。
在上述方案中，在所述备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例关联后，与主用VM连接的边缘以太网交换机将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上，具体为：在与主用VM连接的边缘以太网交换机接收到所述备用VM返回的用于指示关联成功的应答后，将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上。
在上述方案中，所述与主用VM连接的边缘以太网交换机将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上，具体为：
所述与主用VM连接的边缘以太网交换机接收到目的地址为所述主用VM的MAC地址的数据帧时，将所述数据帧的目的地址更改为所述备用VM的MAC地址，并将所述数据帧转发到所述备用VM上。
本发明还提供了一种VM数据访问保护系统，所述系统包括：主用VM，备用VM、与主用VM连接的边缘以太网交换机、以及与备用VM连接的边缘以太网交换机，所述与主用VM连接的边缘以太网交换机包括：检测单元、查询单元、激活单元、切换单元；其中，
检测单元，用于在检测到所述主用VM故障或不可达时，启动查询单元；
查询单元，用于查询到所述主用VM是否存在备用VM，如果是，则启动激活单元，否则，不启动激活单元；
激活单元，用于激活所述备用VM和所述与备用VM连接的边缘以太网交换机之间的关联；
切换单元，用于在所述备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例关联后，将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上。
在上述方案中，所述与主用VM连接的边缘以太网交换机还包括：存储单元，用于保存前VSI实例的VSIID、以及与所述VSIID绑定的所有MAC地址；
所述查询单元，用于根据所述存储单元保存的当前VSI实例的VSIID，在查询到所述存储单元中保存有与所述VSIID绑定的、除所述主用VM的MAC地址以外的其他MAC地址时，则所查询到的其他MAC地址对应的VM即为所述主用VM的备用VM。
在上述方案中，所述查询单元，还用于，在查询到所述存储单元未保存与所述VSIID绑定的、除所述主用VM的MAC地址以外的其他MAC地址时，广播包含有当前VSI实例的VSIID的、用于测试所述主用VM是否存在备用VM的测试消息，在有VM返回测试响应消息时，则返回所述测试响应消息的VM即为与所述主用VM的备用VM。
在上述方案中，所述激活单元，用于，根据所述查询单元查询到的备用VM的MAC地址，向所述备用VM发送用于激活备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间关联的指示信息。
在上述方案中，所述备用VM，用于接收所述与主用VM连接的边缘以太网交换机的激活单元发送的指示信息，并和所述与备用VM连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例进行关联，在关联成功后，向所述与主用VM连接的边缘以太网交换机的切换单元返回用于指示关联成功的应答。
在上述方案中，所述备用VM，还用于，判断自身和所述与备用VM连接的边缘以太网交换机之间的预关联是否正常，如果是，则和所述与备用VM连接的边缘以太网交换机进行关联；否则，不和所述与备用VM连接的边缘以太网交换机进行关联。
在上述方案中，所述切换单元，用于，在接收到所述备用VM返回的用于指示关联成功的应答后，将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上。
在上述方案中，所述切换单元，用于在接收到目的地址为所述主用VM的MAC地址的数据帧时，将所述数据帧的目的地址更改为所述备用VM的MAC地址，并将所述数据帧转发到所述备用VM上。
本发明提供的VM数据访问保护方案，能够在主用VM发生故障或不可达时，激活备用VM的关联，并将主用上的数据访问切换到备用VM上，使得在主用VM发生故障或不可达时，其数据访问能够转移到备用VM上进行，实现了主用数据访问的保护，这样，即使访问VM的用户终端不能感知VM的状态，也能够在VM发生故障或不可达时继续进行访问，有效防止访问服务的中断，确保VM上业务的正常进行。
附图说明
图1为EVB终端与边缘以太网交换机的连接示意图；
图2为EVB终端与边缘以太网交换机的交互示意图；
图3为VDP协议的TLV格式示意图；
图4为本发明VM数据访问保护方法的实现流程图；
图5为本发明实施例一中VM与边缘以太网交换机的连接示意图；
图6为本发明实施例一中主备VM与边缘以太网交换机的控制信息交互时序图；
图7为本发明实施例一中Switch_1执行VM_1上数据访问保护的具体流程示意图；
图8为本发明实施例一中VM_2执行VM_1上数据访问保护的具体流程示意图。
具体实施方式
在现有EVB技术中，在VM上数据较关键时，通常会在异地做冗余备份，即对于一个主用VM，会设置一个用于保护数据的备用VM。
本发明的基本思想是：在主用VM发生故障或不可达时，边缘以太网交换机利用备用VM对主用VM上的数据访问进行保护，使得在主用VM发生故障或不可达时，确保主用VM上的访问服务的正常进行。
本发明的VM数据访问保护方法，参照图4所示，主要包括以下步骤：主用VM与与主用VM连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例关联；
步骤401：在检测到主用VM故障或不可达时，与主用VM连接的边缘以太网交换机查询到所述主用VM的备用VM，激活所述备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间的关联；
步骤402：在所述备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例关联后，与主用VM连接的边缘以太网交换机将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上。
这里，在与主用VM连接的边缘以太网交换机查询到所述主用VM的备用VM之前，所述方法还包括：在检测到主用VM故障或不可达时，与主用VM连接的边缘以太网交换机解除自身与主用VM的关联。
具体地，在检测到主用VM故障或不可达时，与主用VM连接的边缘以太网交换机解除所述主用VM的媒体接入控制层(MAC，Media Access Control)地址/VLAN ID与当前VSI实例的VSIID之间的关联，从而解除所述主用VM与自身的关联状态，释放相应资源。
这里，步骤401中，与主用VM连接的边缘以太网交换机查询到所述主用VM的备用VM，具体为：与主用VM连接的边缘以太网交换机根据当前VSI实例的VSIID，查询所述主用VM的备用VM。
具体地，与主用VM连接的边缘以太网交换机根据当前VSI实例的VSIID，在查询到自身保存有与所述VSIID绑定的、除所述主用VM的MAC地址以外的其他MAC地址时，则所查询到的其他MAC地址对应的VM即为所述主用VM的备用VM。
这里，步骤401还可以包括：所述与主用VM连接的边缘以太网交换机在未查询到自身保存有与所述VSIID绑定的、除所述主用VM的MAC地址以外的其他MAC地址时，则广播包含有当前VSI实例的VSIID的、用于测试所述主用VM是否存在备用VM的测试消息，在有VM返回测试响应消息时，则返回所述测试响应消息的VM即为与所述主用VM的备用VM，与主用VM连接的边缘以太网交换机根据所接收到的测试响应消息，获取所述备用VM的MAC地址。
实际应用中，与主用VM连接的边缘以太网交换机根据当前VSI实例的VSIID，查询自身是否保存有与当前VSI实例的VSIID绑定的、除所述主用VM的MAC地址以外的其他MAC地址，如果是，则所查询到MAC地址对应的VM即为与所述主用VM的备用VM；否则，与主用VM连接的边缘以太网交换机广播包含有当前VSI实例的VSIID的、用于测试所述主用VM是否存在备用VM的测试消息，如果与主用VM连接的边缘以太网交换机接收到测试响应消息，则返回所述测试响应消息的VM，即为与所述主用VM的备用VM；如果与主用VM连接的边缘以太网交换机未接收到测试响应消息，则所述主用VM不存在备用VM，结束对主用VM的数据访问保护。
这里，与主用VM连接的边缘以太网交换机保存有当前VSI实例的VSIID、以及该VSIID绑定的所有MAC地址/VLAN ID信息。
实际应用中，VSI实例的相关信息保存在VSI数据库中，VSI数据库保存有所有VSI实例的相关信息，包括各VSI实例的VSIID和通过各VSI实例进行关联、以及预关联的所有VM的相关信息，并将各VSI实例的VSIID与通过各VSI实例进行关联、以及预关联的VM的相关信息绑定。这里，所述VM的相关信息主要包括VM的MAC地址/VLAN ID、网络状态、接入和QoS控制信息等。
边缘以太网交换机还会实时更新本地的VSI实例相关信息，与VSI数据库保持同步。具体地，边缘以太网交换机可以实时访问VSI数据库，获取本地VSI实例的相关信息，并根据所获取的VSI实例的相关信息，实时更新本地VSI实例的相关信息。由于主备VM的MAC地址/VLAN ID信息绑定相同的VSIID，一般，在通过所述VSIID所标识的VSI实例进行数据交互的边缘以太网交换机上会保存该VSIID所标识VSI实例的相关信息，包括主备VM的MAC地址/VLAN ID信息。
其中，步骤401中，激活所述备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间的关联，具体为：与主用VM连接的边缘以太网交换机根据所查询到的备用VM的MAC地址，向所述备用VM发送用于激活备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间关联的指示信息。
这里，在步骤402之后，步骤403之前，所述方法还包括：所述备用VM接收到所述用于激活备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间关联的指示信息后，备用VM与自身连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例进行关联，并在关联成功后，向所述与主用VM连接的边缘以太网交换机返回用于指示关联成功的应答。
其中，步骤402中，在所述备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例关联后，与主用VM连接的边缘以太网交换机将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上，具体为：在与主用VM连接的边缘以太网交换机接收到所述备用VM返回的用于指示关联成功的应答后，将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上。
这里，所述与主用VM连接的边缘以太网交换机将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上，具体为：与主用VM连接的边缘以太网交换机接收到目的地址为所述主用VM的MAC地址的数据帧时，将所述数据帧的目的地址更改为所述备用VM的MAC地址，并将所述数据帧转发到所述备用VM上。如此，备用VM在接收到所述数据帧后，便能够根据所述数据帧的源地址，与发送所述数据帧的终端之间进行数据交互，从而将所述主用VM上的数据访问切换到所述备用VM上。
这里，在所述备用VM与自身连接的边缘以太网交换机通过当前VSI实例进行关联之前，所述方法还可以包括：所述备用VM判断自身与自身连接的边缘以太网交换机之间的预关联是否正常，如果是，则所述备用VM与自身连接的边缘以太网交换机进行关联，并在关联成功后，向所述与主用VM连接的边缘以太网交换机返回用于指示关联成功的应答；否则，所述备用VM不能够与自身连接的边缘以太网交换机进行关联，不向所述与主用VM连接的边缘以太网交换机返回应答。
具体地，所述备用VM通过判断定时发送给自身连接的边缘以太网交换机的KEEP Alive的消息是否有正常的响应，来判断自身与当前VSI实例之间的预关联状态是否正常。如果有正常响应，则预关联状态正常，否则，预关联状态不正常。
所述备用VM与自身连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例进行关联的过程，具体包括：所述备用VM向自身连接的边缘以太网交换机发送包含有当前VSI实例的VSIID的关联请求；所述边缘以太网交换机接收到所述关联请求后，向所述备用VM返回关联确认，如此，所述备用VM与自身连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例关联成功。之后，备用VM会定时向自身连接的边缘以太网交换机发送KEEP Alive消息，来维持自身与自身连接的边缘以太网交换机之间的关联状态。
相应的，本发明还提供了一种VM数据访问保护系统，所述系统包括：主用VM，备用VM、与主用VM连接的边缘以太网交换机、以及与备用VM连接的边缘以太网交换机，所述与主用VM连接的边缘以太网交换机包括：检测单元、查询单元、激活单元、切换单元；其中，检测单元，用于在检测到所述主用VM故障或不可达时，启动查询单元；查询单元，用于查询到所述主用VM是否存在备用VM，如果是，则启动激活单元，否则，不启动激活单元；激活单元，用于激活所述备用VM和所述与备用VM连接的边缘以太网交换机之间的关联；切换单元，用于在所述备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例关联后，将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上。
这里，所述检测单元，还用于在检测到所述主用VM故障或不可达时，解除与主用VM连接的边缘以太网交换机与主用VM的关联。
其中，所述与主用VM连接的边缘以太网交换机还包括：存储单元，用于保存前VSI实例的VSIID、以及与所述VSIID绑定的所有MAC地址；
所述查询单元，用于根据所述存储单元保存的当前VSI实例的VSIID，在查询到所述存储单元中保存有与所述VSIID绑定的、除所述主用VM的MAC地址以外的其他MAC地址时，则所查询到的其他MAC地址对应的VM即为所述主用VM的备用VM。
这里，所述查询单元，还用于，在查询到所述存储单元未保存与所述VSIID绑定的、除所述主用VM的MAC地址以外的其他MAC地址时，广播包含有当前VSI实例的VSIID的、用于测试所述主用VM是否存在备用VM的测试消息，在有VM返回测试响应消息时，则返回所述测试响应消息的VM即为与所述主用VM的备用VM。
其中，所述激活单元，用于根据所述查询单元查询到的备用VM的MAC地址，向所述备用VM发送用于激活备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间关联的指示信息。
其中，所述备用VM，用于接收所述与主用VM连接的边缘以太网交换机的激活单元发送的指示信息，并和所述与备用VM连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例进行关联，在关联成功后，向所述与主用VM连接的边缘以太网交换机的切换单元返回用于指示关联成功的应答。
这里，所述备用VM还用于，判断自身和所述与备用VM连接的边缘以太网交换机之间的预关联是否正常，如果是，则和所述与备用VM连接的边缘以太网交换机进行关联；否则，不与自身连接的边缘以太网交换机进行关联。
这里，所述切换单元用于在接收到所述备用VM返回的用于指示关联成功的应答后，将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上。
具体地，所述切换单元用于在接收到目的地址为所述主用VM的MAC地址的数据帧时，将所述数据帧的目的地址更改为所述备用VM的MAC地址，并将所述数据帧转发到所述备用VM上。
实施例一
本实施例的网络架构如图5所示，VM_1为主用VM，VM_2为VM_1的备用VM，VM_1连接到边缘以太网交换机1(Switch_1)，VM_2连接到边缘以太网交换机2(Switch_2)，图6为本实施例的主备VM、以及边缘以太网交换机间控制信息交互时序图。
本实施例中，VM_1与Switch_1之间通过当前VSI实例建立关联。具体地，如图6所示，VM_1向Switch_1发送表示关联请求的VDP TLV，请求绑定当前VSI实例的VSIID和VTID、与VM_1的MAC地址/VLAN ID，Switch_1响应所述VM_1的关联请求，确认关联，VM_1与Switch_1之间当前VSI实例建立关联，如此，VM_1就可以收发数据，被访问。建立关联后，VM_1的VDP状态机会定时向Switch_1发送KEEP Alive消息，维护VM_1与Switch_1之间的关联状态。本实施例中，当前VSI实例的VSIID取值为111。
在VM_1与Switch_1之间通建立关联之后，VM_2与Switch_2之间通过当前VSI实例建立预关联。如图6所示，VM_2向Switch_2发送表示预关联请求的VDP TLV，请求采用相同的VSIID、VTID、与自身的MAC地址/VLAN ID绑定，Switch_2响应所述VM_2的预关联请求，确认预关联，VM_2与Switch_2之间当前VSI实例建立预关联，此时，VM_2不能收发数据。建立预关联后，VM_2的VDP状态机会定时向Switch_2发送KEEP Alive消息，维护VM_2与Switch_2之间的预关联状态。
这里，VM发出的KEEP Alive消息采用VDP TLV形式，VDP TLV里的Mode字段，会携带VM的关联状态信息。边缘以太网交换机可以根据该Mode字段，判断VM是处于关联状态还是预关联状态。只有处于关联状态的VM才能收发数据，处于关联状态的VM为主用VM。
如果Switch_1在预先设置的等待时间内未收到来自VM_1的KEEP Alive消息，则判定VM_1发生故障或不可达，不再适合收发数据，但此时，访问VM_1的用户终端不能获知VM_1发生故障或不可达，需要对VM_1上的数据访问进行保护。
如图6所示，对VM_1上的数据访问进行保护的过程如下：Switch_1解除自身与VM_1的关联，查询到VM_1的备用VM为VM_2，激活VM_2与Switch_2之间的关联，VM_2向Switch_2发送关联请求，Switch_2向VM_2返回关联确认，VM_2与Switch_2之间的关联成功，VM_2向Switch_1返回关联成功应答，Switch_2将VM_1上的数据访问切换到VM_1上。这里，VM_2向Switch_1返回关联成功应答后，进入关联状态，能够收发数据，定时向Switch_2发送KEEPAlive信息，维持自身的关联状态。
具体地，Switch_1执行VM_1上数据访问保护的流程，如图7所示，主要包括以下步骤：
步骤701：Switch_1在预先设置的等待时间内未收到来自VM_1的KEEPAlive消息，检测到VM_1发生故障或不可达；
步骤702：Switch_1解除当前VSI实例的VSSID与VM_1的MAC地址/VLAN ID的之间的绑定关系，解除自身与VM_1之间的关联，并释放相应的资源。
步骤703：Switch_1在自身所保存的当前VSI实例相关信息中，查询当前VSI实例的VSSID是否绑定有其他的MAC地址，如果否，则继续步骤704，如果是，则所查询到MAC地址对应的VM即为VM_I的备用VM，继续步骤705；
步骤704：Switch_1广播包含有当前VSI实例的VSSID的测试消息，测试VM_1是否存在备用VM，如果接收到测试响应消息，则VM_1存在备用VM，返回测试响应消息的VM即为VM_1的备用VM，并继续步骤705，否则，结束当前流程；
步骤705：Switch_1查询到VM_2为VM_1的备用VM，向VM_2发送用于激活VM_2与Switch_2之间关联的指示信息；
这里，如果Switch_1查询到VM_1的备用VM有多个，可以向其中任意一个VM发送用于激活VM_2与Switch_2之间关联的指示信息，利用任意一个VM，实时VM_1的数据访问保护。
这里，所述指示消息可以通过ECP协议来传递。所述指示消息中携带当前VSI实例的VSIID。
步骤706：Switch_1验证是否接收到VM_2返回的关联成功应答，如果是，则继续步骤707；否则，继续步骤703，继续查找VM_1的其他备用VM，如果查找到其他备用的VM，采用步骤705～707的步骤进行利用重新查找的VM，实现VM_1上数据访问的保护。
这里，如果Switch_1收到VM_2返回的关联成功应答，表示VM_2可收发数据，如果Switch_1目前还没有VM_2的地址信息，此时会从所述关联成功应答中学习到VM_2的地址。
这里，Switch_1验证是否接收到VM_2返回的关联成功应答，具体可以是：验证在预先设置的等待时间内是否接收到VM_2返回的关联成功应答。
步骤707：Switch_1接收到目的地址为VM_1的MAC地址的数据帧时，将所述数据帧的目的地址更改为VM_2的MAC地址，并转发到VM_2上，之后，VM_2接收到所述数据帧后，根据所述数据帧的源地址，与发送所述数据帧的终端之间进行数据交互，建立正常的数据转发交互，实现VM_1上数据访问的保护。
具体地，VM_2执行VM_1上数据访问保护的具体流程，如图8所示，主要包括以下步骤：
步骤801：VM_2接收Switch_1发送的用于激活自身与Switch_2之间关联的指示信息；
步骤802：VM_2判断定时发送给Switch_2的KEEP Alive的消息是否有正常的响应，如果是，则继续步骤803，否则，结束当前流程；
具体地，VDP协议中的对KEEP Alive信息的返回应答。
步骤803：VM_2向Switch_2发起关联请求，该关联请求中包含有当前VSI实例的VSIID；
步骤804：Switch_2收到所述关联请求后，向VM_2返回关联确认信息；
步骤805：VM_2接收到Switch_2返回的关联确认信息后，向Switch_1发送关联成功应答；
步骤806：VM_2进入关联状态，能够收发数据，并定时向Switch_2发送KEEPAlive信息，维持自身的关联状态。
步骤807：VM_2接收到Switch_1发送的数据帧后，根据所述数据帧的源地址，与发送所述数据帧的终端之间进行数据交互，建立正常的数据转发交互，实现VM_1上数据访问的保护。
进入关联状态，能够收发数据，并定时向Switch_2发送KEEP Alive信息，维持自身的关联状态。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种虚拟机(VM)数据访问保护方法，其特征在于，所述方法包括：
在检测到主用VM故障或不可达时，与主用VM连接的边缘以太网交换机查询到所述主用VM的备用VM，激活所述备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间的关联；
在所述备用VM与与备用VM连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例关联后，与主用VM连接的边缘以太网交换机将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上。
2.根据权利要求1所述的VM数据访问保护方法，其特征在于，所述与主用VM连接的边缘以太网交换机查询到所述主用VM的备用VM，包括：
所述与主用VM连接的边缘以太网交换机根据已保存的当前虚拟站接口(VSI)实例的VSI身份(VSIID)，在查询到自身保存有与所述VSIID绑定的、除所述主用VM的媒体接入控制层(MAC)地址以外的其他MAC地址时，则所查询到的其他MAC地址对应的VM即为所述主用VM的备用VM。
3.根据权利要求2所述的VM数据访问保护方法，其特征在于，所述与主用VM连接的边缘以太网交换机查询到所述主用VM的备用VM，还包括：
所述与主用VM连接的边缘以太网交换机在查询到自身未保存与所述VSIID绑定的、除所述主用VM的MAC地址以外的其他MAC地址时，则广播包含有当前VSI实例的VSIID的、用于测试所述主用VM是否存在备用VM的测试消息，在有VM返回测试响应消息时，则返回所述测试响应消息的VM即为与所述主用VM的备用VM。
4.根据权利要求1至3任一项所述的VM数据访问保护方法，其特征在于，所述激活所述备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间的关联，具体为：
所述与主用VM连接的边缘以太网交换机根据所查询到的备用VM的MAC地址，向所述备用VM发送用于激活备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间关联的指示信息。
5.根据权利要求4所述的VM数据访问保护方法，其特征在于，在激活所述备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间的关联之后，所述方法还包括：
所述备用VM接收到所述用于激活备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间关联的指示信息后，备用VM与自身连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例进行关联，并在关联成功后，向所述与主用VM连接的边缘以太网交换机返回用于指示关联成功的应答。
6.根据权利要求5所述的VM数据访问保护方法，其特征在于，在所述备用VM与自身连接的边缘以太网交换机通过当前VSI实例进行关联之前，所述方法还包括：
所述备用VM判断自身与自身连接的边缘以太网交换机之间的预关联是否正常，如果是，则所述备用VM与自身连接的边缘以太网交换机进行关联；否则，所述备用VM不与自身连接的边缘以太网交换机进行关联。
7.根据权利要求5所述的VM数据访问保护方法，其特征在于，在所述备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例关联后，与主用VM连接的边缘以太网交换机将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上，具体为：
在与主用VM连接的边缘以太网交换机接收到所述备用VM返回的用于指示关联成功的应答后，将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上。
8.根据权利要求1或7所述的VM数据访问保护方法，其特征在于，所述与主用VM连接的边缘以太网交换机将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上，具体为：
所述与主用VM连接的边缘以太网交换机接收到目的地址为所述主用VM的MAC地址的数据帧时，将所述数据帧的目的地址更改为所述备用VM的MAC地址，并将所述数据帧转发到所述备用VM上。
9.一种VM数据访问保护系统，其特征在于，所述系统包括：主用VM，备用VM、与主用VM连接的边缘以太网交换机、以及与备用VM连接的边缘以太网交换机，所述与主用VM连接的边缘以太网交换机包括：检测单元、查询单元、激活单元、切换单元；其中，
检测单元，用于在检测到所述主用VM故障或不可达时，启动查询单元；
查询单元，用于查询到所述主用VM是否存在备用VM，如果是，则启动激活单元，否则，不启动激活单元；
激活单元，用于激活所述备用VM和所述与备用VM连接的边缘以太网交换机之间的关联；
切换单元，用于在所述备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例关联后，将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上。
10.根据权利要求9所述的VM数据访问保护系统，其特征在于，所述与主用VM连接的边缘以太网交换机还包括：存储单元，用于保存前VSI实例的VSIID、以及与所述VSIID绑定的所有MAC地址；
所述查询单元，用于根据所述存储单元保存的当前VSI实例的VSIID，在查询到所述存储单元中保存有与所述VSIID绑定的、除所述主用VM的MAC地址以外的其他MAC地址时，则所查询到的其他MAC地址对应的VM即为所述主用VM的备用VM。
11.根据权利要求10所述的VM数据访问保护系统，其特征在于，所述查询单元，还用于，
在查询到所述存储单元未保存与所述VSIID绑定的、除所述主用VM的MAC地址以外的其他MAC地址时，广播包含有当前VSI实例的VSIID的、用于测试所述主用VM是否存在备用VM的测试消息，在有VM返回测试响应消息时，则返回所述测试响应消息的VM即为与所述主用VM的备用VM。
12.根据权利要求9所述的VM数据访问保护系统，其特征在于，所述激活单元，用于，根据所述查询单元查询到的备用VM的MAC地址，向所述备用VM发送用于激活备用VM和与备用VM连接的边缘以太网交换机之间关联的指示信息。
13.根据权利要求12所述的VM数据访问保护系统，其特征在于，所述备用VM，用于接收所述与主用VM连接的边缘以太网交换机的激活单元发送的指示信息，并和所述与备用VM连接的边缘以太网交换机之间通过当前VSI实例进行关联，在关联成功后，向所述与主用VM连接的边缘以太网交换机的切换单元返回用于指示关联成功的应答。
14.根据权利要求13所述的VM数据访问保护系统，其特征在于，所述备用VM，还用于，判断自身和所述与备用VM连接的边缘以太网交换机之间的预关联是否正常，如果是，则和所述与备用VM连接的边缘以太网交换机进行关联；否则，不和所述与备用VM连接的边缘以太网交换机进行关联。
15.根据权利要求13所述的VM数据访问保护系统，其特征在于，所述切换单元，用于，在接收到所述备用VM返回的用于指示关联成功的应答后，将所述主用VM的数据访问切换到所述备用VM上。
16.根据权利要求9或15所述的VM数据访问保护系统，其特征在于，所述切换单元，用于在接收到目的地址为所述主用VM的MAC地址的数据帧时，将所述数据帧的目的地址更改为所述备用VM的MAC地址，并将所述数据帧转发到所述备用VM上。
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