CN103051592A - 一种虚拟化网络环境构建方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚拟化网络环境构建方法和系统：获取实际网络环境中的每台主机的主机信息，所述主机信息至少包括需要安装的软件信息；根据获取到的主机信息对各主机进行分组，同属于一个分组中的各主机需要满足以下条件：存在共同需要安装的软件；针对每个分组，分别采用半克隆方式创建虚拟主机并完成部署。应用本发明所述方案，能够提高虚拟化网络环境的构建效率和扩大适用范围。

Description

一种虚拟化网络环境构建方法和系统

技术领域

本发明涉及网络测试技术，特别涉及一种虚拟化网络环境构建方法和系统。

背景技术

随着计算机和通信技术的不断发展以及人们对生产生活需求的不断增长，计算机的数量正在快速增长，与此同时计算机网络的规模也随之而迅速扩大。

在这种环境下，网络安全逐渐成为越来越多人关注的焦点，对网络安全的测试也随之变得越来越重要。显然，在实际的网络环境中直接进行测试是不现实的，因为这不仅会影响到实际网络的正常使用，而且可能会引入安全隐患，从而造成不必要的损失。

为此，需要构建独立于实际网络环境的虚拟化网络环境，在虚拟化网络环境中进行测试。

现有技术中，在构建虚拟化网络环境时，针对所创建的各虚拟主机，可分别安装其所需的软件，即各虚拟主机在软件安装过程中相互独立，分别进行部署，或者，采用完全克隆方式，即首先将所需软件安装到一台虚拟主机上，然后将该虚拟主机克隆成若干台虚拟主机(要克隆出多少台虚拟主机视实际需要而定)。

但是，上述两种方式在实际应用中均会存在一定的问题：对于前一种方式，由于需要针对每台虚拟主机分别进行部署，因此降低了虚拟化网络环境的构建效率，对于后一种方式，虽然能够在一定程度上提高构建效率，但这种方式只适用于各虚拟主机的部署需求完全相同的情况，适用范围有限。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种虚拟化网络环境构建方法和系统，能够提高构建效率和扩大适用范围。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种虚拟化网络环境构建方法，包括：

获取实际网络环境中的每台主机的主机信息，所述主机信息至少包括需要安装的软件信息；

根据获取到的主机信息对各主机进行分组，同属于一个分组中的各主机需要满足以下条件：存在共同需要安装的软件；

针对每个分组，分别采用半克隆方式创建虚拟主机并完成部署。

一种虚拟化网络环境构建系统，包括：主控端和服务器，其中，主控端中包括预处理模块和分组模块；

所述预处理模块，用于获取实际网络环境中的每台主机的主机信息，所述主机信息至少包括需要安装的软件信息；

所述分组模块，用于根据获取到的主机信息对各主机进行分组，同属于一个分组中的各主机需要满足以下条件：存在共同需要安装的软件；

所述服务器，用于针对每个分组，分别采用半克隆方式创建虚拟主机并完成部署。

可见，采用本发明所述方案，对实际网络环境中的各主机进行分组，每个分组中的主机均存在共同需要安装的软件，针对每个分组，分别采用半克隆方式创建虚拟主机并完成部署；与现有第一种方式相比，由于以组为单位采用半克隆方式进行部署，而不是针对每台虚拟主机分别进行部署，因此提高了虚拟化网络环境的构建效率，与现有第二种方式相比，由于采用了半克隆方式，因此不必局限于各虚拟主机的部署需求完全相同的情况，扩大了适用范围。

附图说明

图1为本发明虚拟化网络环境构建方法实施例的流程图。

图2为本发明虚拟化网络环境构建系统实施例的组成结构示意图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的问题，本发明中提出一种改进后的虚拟化网络环境构建方案，能够提高构建效率和扩大适用范围。

为使本发明的技术方案更加清楚、明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步地详细说明。

图1为本发明虚拟化网络环境构建方法实施例的流程图。如图1所示，包括以下步骤：

步骤11：获取实际网络环境中的每台主机的主机信息，所述主机信息至少包括需要安装的软件信息。

如上所述，所述主机信息至少包括需要安装的软件信息，另外还可包括主机名称等信息。

主机信息可直接从实际网络环境中获取，也可以由用户自行配置。

步骤12：根据获取到的主机信息对各主机进行分组，同属于一个分组中的各主机需要满足以下条件：存在共同需要安装的软件。

本步骤中，首先计算软件库中部署时间最长的软件的部署时间与软件库中的各软件的平均部署时间之比，将计算结果作为时间熵，软件库中保存有供安装的所有软件。

时间熵

其中，max(T)表示部署时间最长的软件的部署时间，

表示平均部署时间。

之后，将计算出的时间熵与预先设定的阈值进行比较，如果时间熵大于阈值，则采用优先级分组算法对各主机进行分组，否则，采用非优先级分组算法对各主机进行分组。

下面分别对优先级分组算法和非优先级分组算法的具体实现进行介绍。

1)优先级分组算法

优先级是针对软件库中的软件而言的，优先级的高低由软件的部署时间决定，部署时间越长则优先级越高。

该算法的具体实现如下：

A1、分别将每台主机需要安装的软件信息表示成一个主机向量s＝(s₁，s₂，...，s_n)；其中，n表示软件库中保存的软件数，为便于表述，将软件库中的软件分别编号为1～n，针对任一软件i，1≤i≤n，如果一主机需要安装软件i，则对应的s_i取值为1，反之为0，或者，如果一主机需要安装软件i，则对应的s_i取值为0，反之为1。

A2、利用所有主机向量组成一个主机向量集合X，并利用软件库中的各软件的部署时间组成一个时间集合T，T＝{T₁，T₂，...，T_n}。

主机向量集合X＝{S₁，S₂，...}，S₁和S₂分别表示一个主机向量。

A3、从时间集合T中找出取值最大的部署时间，并从主机向量集合X中找出对应的主机需要安装取值最大的部署时间对应的软件的主机向量，将找出的主机向量对应的主机作为一个分组，并将找出的主机向量从主机向量集合X中删除，同时，将取值最大的部署时间从时间集合T中删除；之后，重复执行步骤A3，直至完成分组。

举例说明：

假设时间集合T中共包括3个部署时间，分别为T₁、T₂和T₃，T₁＞T₃＞T₂，主机向量集合X中共包括6个主机向量，分别为主机向量1～主机向量6；

首先，取出T₁，假设主机向量1和主机向量2对应的主机均需要安装其对应的软件，那么，将主机向量1和主机向量2作为一组，并将主机向量1和主机向量2从主机向量集合X中删除，将T₁从时间集合T中删除；

之后，取出T₃，假设主机向量5和主机向量6对应的主机均需要安装其对应的软件，那么，将主机向量5和主机向量6作为一组，并将主机向量5和主机向量6从主机向量集合X中删除，将T₃从时间集合T中删除；

再之后，取出T₂，假设主机向量3和主机向量4对应的主机均需要安装其对应的软件，因此，将主机向量3和主机向量4作为一组，并将主机向量3和主机向量4从主机向量集合X中删除，将T₂从时间集合T中删除；

主机向量集合X和时间集合T均为空，分组结束。

2)非优先级分组算法

该算法主要利用了二分思想和贪心思想来实现。

该算法的具体实现如下：

B1、分别将每台主机需要安装的软件信息表示成一个主机向量s＝(s₁，s₂，...，s_n)，其中，n表示软件库中保存的软件数，将软件库中的软件分别编号为1～n，针对任一软件i，1≤i≤n，如果一主机需要安装软件i，则对应的s_i取值为1，反之为0，或者，如果一主机需要安装软件i，则对应的s_i取值为0，反之为1。

B2、利用所有主机向量组成一个主机向量集合X。

主机向量集合X＝{S₁，S₂，...}，S₁和S₂分别表示一个主机向量。

B3、对主机向量集合X中的各主机向量进行排序，排序的原则是使得需要安装越多相同软件的主机向量距离越近。

可采用现有的sort(X)函数来对主机向量集合X中的各主机向量进行排序。

B4、确定排序后的主机向量集合X中是否存在符合要求的分组点，如果是，则执行步骤B5，否则，将所有主机作为一个分组，结束处理。

B5、将分组点及其之前的主机向量以及分组点之后的主机向量分别组成一个主机向量集合，针对每个主机向量集合，分别确定其中是否存在符合要求的分组点，如果是，则重复执行步骤B5，否则，将该主机向量集合对应的各主机作为一个分组。

步骤B4～B5中，可采用partition函数来寻找分组点。

符合要求的分组点是指：分组点及其之前的主机向量组成的主机向量集合的组节省时间与分组点之后的主机向量组成的主机向量集合的组节省时间之和大于将两个主机向量集合进行合并后组成的主机向量集合的组节省时间。

组节省时间是指主机向量集合内的所有主机向量对应的主机以组为单位进行部署比以单个主机为单位进行部署所节省的时间。

组节省时间其中，T_i表示软件库中的软件i的部署时间，如果对应的主机向量集合中的每个主机向量对应的主机均需要安装软件i，则

的取值为1，否则为0，|G|表示对应的主机向量集合中的主机向量数。

举例说明：

假设主机向量集合X中共包括12个主机向量，分别为主机向量1～主机向量12；

首先，通过在主机向量集合X中寻找分组点，得到由主机向量1～主机向量8以及主机向量9～主机向量12组成的两个主机向量集合，分别称为主机向量集合X1和主机向量集合X2；

假设主机向量集合X2中无法找到符合要求的分组点，那么则将主机向量集合X2对应的主机作为一组；

假设主机向量集合X1中能够找到符合要求的分组点，从而得到由主机向量1～主机向量4以及主机向量5～主机向量8组成的两个主机向量集合，分别称为主机向量集合X11和主机向量集合X12；

假设主机向量集合X11和X13中均无法找到符合要求的分组点，那么则将主机向量集合X11和X12对应的主机分别作为一组；

最终，共得到三个分组，分别由主机向量集合X2、X11和X12对应的主机组成。

步骤13：针对每个分组，分别采用半克隆方式创建虚拟主机并完成部署。

本步骤中，针对每个分组Y，分别进行以下处理：创建一台虚拟主机，并将分组Y中所有主机均需要安装的软件安装到该虚拟主机上；将该虚拟主机克隆成M台虚拟主机，M为正整数，其取值等于分组Y中的主机数，并删除最初创建的虚拟主机；针对克隆出的M台虚拟主机，分别为其安装所需的其它软件。

举例说明：

假设分组Y中共包括3台主机，其需要安装的软件分别为软件1和软件2、软件1和软件3、软件1和软件4；

首先，创建一台虚拟主机，并从软件库中下载软件1安装到该虚拟主机上；

之后，将该虚拟主机克隆成3台虚拟主机，并删除之前创建的虚拟主机；

再之后，针对克隆出的3台主机，分别为其各自安装软件2、软件3、软件4。

如何创建虚拟主机以及如何安装软件均为现有技术。

至此，即完成了关于本发明方法实施例的介绍。

基于上述介绍，图2为本发明虚拟化网络环境构建系统实施例的组成结构示意图。如图2所示，包括：主控端和服务器，其中，主控端中包括预处理模块和分组模块。

预处理模块，用于获取实际网络环境中的每台主机的主机信息，所述主机信息至少包括需要安装的软件信息；

分组模块，用于根据获取到的主机信息对各主机进行分组，同属于一个分组中的各主机需要满足以下条件：存在共同需要安装的软件；

服务器，用于针对每个分组，分别采用半克隆方式创建虚拟主机并完成部署。

其中，分组模块中可具体包括：

确定单元，用于计算软件库中部署时间最长的软件的部署时间与软件库中的各软件的平均部署时间之比，将计算结果作为时间熵，软件库中保存有供安装的所有软件；并将该时间熵与预先设定的阈值进行比较，如果该时间熵大于阈值，则通知第一分组单元执行自身功能，否则，通知第二分组单元执行自身功能；

第一分组单元，用于采用优先级分组算法对各主机进行分组；

第二分组单元，用于采用非优先级分组算法对各主机进行分组。

第一分组单元中又可进一步包括(为简化附图，未图示)：

第一处理子单元，用于分别将每台主机需要安装的软件信息表示成一个主机向量s＝(s₁，s₂，...，s_n)，其中，n表示软件库中保存的软件数，将软件库中的软件分别编号为1～n，针对任一软件i，1≤i≤n，如果一主机需要安装软件i，则对应的s_i取值为1，反之为0，或者，如果一主机需要安装软件i，则对应的s_i取值为0，反之为1；利用所有主机向量组成一个主机向量集合X，并利用软件库中的各软件的部署时间组成一个时间集合T，T＝{T₁，T₂，...，T_n}；

第二处理子单元，用于从时间集合T中找出取值最大的部署时间，并从主机向量集合X中找出对应的主机需要安装取值最大的部署时间对应的软件的主机向量，将找出的主机向量对应的主机作为一个分组，并将找出的主机向量从主机向量集合X中删除，同时，将取值最大的部署时间从时间集合T中删除；之后，重复执行自身功能，直至完成分组。

第二分组单元中又可进一步包括(为简化附图，未图示)：

第三处理子单元，用于分别将每台主机需要安装的软件信息表示成一个主机向量s＝(s₁，s₂，...，s_n)，其中，n表示软件库中保存的软件数，将软件库中的软件分别编号为1～n，针对任一软件i，1≤i≤n，如果一主机需要安装软件i，则对应的s_i取值为1，反之为0，或者，如果一主机需要安装软件i，则对应的s_i取值为0，反之为1；利用所有主机向量组成一个主机向量集合X；对主机向量集合X中的各主机向量进行排序，排序的原则是使得需要安装越多相同软件的主机向量距离越近；确定排序后的主机向量集合X中是否存在符合要求的分组点，如果是，则通知第四处理子单元执行自身功能，否则，将所有主机作为一个分组，结束处理；

第四处理子单元，用于将分组点及其之前的主机向量以及分组点之后的主机向量分别组成一个主机向量集合，针对每个主机向量集合，分别确定其中是否存在符合要求的分组点，如果是，则重复执行自身功能，否则，将该主机向量集合对应的各主机作为一个分组。

符合要求的分组点是指：分组点及其之前的主机向量组成的主机向量集合的组节省时间与分组点之后的主机向量组成的主机向量集合的组节省时间之和大于将两个主机向量集合进行合并后组成的主机向量集合的组节省时间；组节省时间是指主机向量集合内的所有主机向量对应的主机以组为单位进行部署比以单个主机为单位进行部署所节省的时间。

另外，服务器针对每个分组Y，分别进行以下处理：创建一台虚拟主机，并将分组Y中所有主机均需要安装的软件安装到该虚拟主机上；将该虚拟主机克隆成M台虚拟主机，M为正整数，其取值等于分组Y中的主机数，并删除最初创建的虚拟主机；针对克隆出的M台虚拟主机，分别为其安装所需的其它软件。

图2所示系统实施例的具体工作流程请参照图1所示方法实施例中的相应说明，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种虚拟化网络环境构建方法，其特征在于，包括：

获取实际网络环境中的每台主机的主机信息，所述主机信息至少包括需要安装的软件信息；

根据获取到的主机信息对各主机进行分组，同属于一个分组中的各主机需要满足以下条件：存在共同需要安装的软件；

针对每个分组，分别采用半克隆方式创建虚拟主机并完成部署。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据获取到的主机信息对各主机进行分组包括：

计算软件库中部署时间最长的软件的部署时间与所述软件库中的各软件的平均部署时间之比，将计算结果作为时间熵；所述软件库中保存有供安装的所有软件；

将所述时间熵与预先设定的阈值进行比较，如果所述时间熵大于所述阈值，则采用优先级分组算法对各主机进行分组，否则，采用非优先级分组算法对各主机进行分组。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用优先级分组算法对各主机进行分组包括：

A1、分别将每台主机需要安装的软件信息表示成一个主机向量s＝(s₁，s₂，...，s_n)，其中，n表示所述软件库中保存的软件数，将所述软件库中的软件分别编号为1～n，针对任一软件i，1≤i≤n，如果一主机需要安装软件i，则对应的s_i取值为1，反之为0，或者，如果一主机需要安装软件i，则对应的s_i取值为0，反之为1；

A2、利用所有主机向量组成一个主机向量集合X，并利用所述软件库中的各软件的部署时间组成一个时间集合T，T＝{T₁，T₂，...，T_n}；

A3、从所述时间集合T中找出取值最大的部署时间，并从所述主机向量集合X中找出对应的主机需要安装所述取值最大的部署时间对应的软件的主机向量，将找出的主机向量对应的主机作为一个分组，并将找出的主机向量从所述主机向量集合X中删除，同时，将所述取值最大的部署时间从所述时间集合T中删除；之后，重复执行步骤A3，直至完成分组。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用非优先级分组算法对各主机进行分组包括：

B1、分别将每台主机需要安装的软件信息表示成一个主机向量s＝(s₁，s₂，...，s_n)，其中，n表示所述软件库中保存的软件数，将所述软件库中的软件分别编号为1～n，针对任一软件i，1≤i≤n，如果一主机需要安装软件i，则对应的s_i取值为1，反之为0，或者，如果一主机需要安装软件i，则对应的s_i取值为0，反之为1；

B2、利用所有主机向量组成一个主机向量集合X；

B3、对所述主机向量集合X中的各主机向量进行排序，排序的原则是使得需要安装越多相同软件的主机向量距离越近；

B4、确定排序后的主机向量集合X中是否存在符合要求的分组点，如果是，则执行步骤B5，否则，将所有主机作为一个分组，结束处理；

B5、将分组点及其之前的主机向量以及分组点之后的主机向量分别组成一个主机向量集合，针对每个主机向量集合，分别确定其中是否存在符合要求的分组点，如果是，则重复执行步骤B5，否则，将该主机向量集合对应的各主机作为一个分组。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述符合要求的分组点为：

分组点及其之前的主机向量组成的主机向量集合的组节省时间与分组点之后的主机向量组成的主机向量集合的组节省时间之和大于将两个主机向量集合进行合并后组成的主机向量集合的组节省时间；

所述组节省时间是指主机向量集合内的所有主机向量对应的主机以组为单位进行部署比以单个主机为单位进行部署所节省的时间。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述针对每个分组，分别采用半克隆方式创建虚拟主机并完成部署包括：

针对每个分组Y，分别进行以下处理：

创建一台虚拟主机，并将所述分组Y中所有主机均需要安装的软件安装到所述虚拟主机上；

将所述虚拟主机克隆成M台虚拟主机，所述M为正整数，其取值等于所述分组Y中的主机数，并删除最初创建的虚拟主机；

针对克隆出的M台虚拟主机，分别为其安装所需的其它软件。

7.一种虚拟化网络环境构建系统，其特征在于，包括：主控端和服务器，其中，主控端中包括预处理模块和分组模块；

所述预处理模块，用于获取实际网络环境中的每台主机的主机信息，所述主机信息至少包括需要安装的软件信息；

所述分组模块，用于根据获取到的主机信息对各主机进行分组，同属于一个分组中的各主机需要满足以下条件：存在共同需要安装的软件；

所述服务器，用于针对每个分组，分别采用半克隆方式创建虚拟主机并完成部署。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述分组模块包括：

确定单元，用于计算软件库中部署时间最长的软件的部署时间与所述软件库中的各软件的平均部署时间之比，将计算结果作为时间熵，所述软件库中保存有供安装的所有软件；并将所述时间熵与预先设定的阈值进行比较，如果所述时间熵大于所述阈值，则通知第一分组单元执行自身功能，否则，通知第二分组单元执行自身功能；

所述第一分组单元，用于采用优先级分组算法对各主机进行分组；

所述第二分组单元，用于采用非优先级分组算法对各主机进行分组。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一分组单元包括：

第一处理子单元，用于分别将每台主机需要安装的软件信息表示成一个主机向量s＝(s₁，s₂，...，s_n)，其中，n表示所述软件库中保存的软件数，将所述软件库中的软件分别编号为1～n，针对任一软件i，1≤i≤n，如果一主机需要安装软件i，则对应的s_i取值为1，反之为0，或者，如果一主机需要安装软件i，则对应的s_i取值为0，反之为1；利用所有主机向量组成一个主机向量集合X，并利用所述软件库中的各软件的部署时间组成一个时间集合T，T＝{T₁，T₂，...，T_n}；

第二处理子单元，用于从所述时间集合T中找出取值最大的部署时间，并从所述主机向量集合X中找出对应的主机需要安装所述取值最大的部署时间对应的软件的主机向量，将找出的主机向量对应的主机作为一个分组，并将找出的主机向量从所述主机向量集合X中删除，同时，将所述取值最大的部署时间从所述时间集合T中删除；之后，重复执行自身功能，直至完成分组。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第二分组单元包括：

第三处理子单元，用于分别将每台主机需要安装的软件信息表示成一个主机向量s＝(s₁，s₂，...，s_n)，其中，n表示所述软件库中保存的软件数，将所述软件库中的软件分别编号为1～n，针对任一软件i，1≤i≤n，如果一主机需要安装软件i，则对应的s_i取值为1，反之为0，或者，如果一主机需要安装软件i，则对应的s_i取值为0，反之为1；利用所有主机向量组成一个主机向量集合X；对所述主机向量集合X中的各主机向量进行排序，排序的原则是使得需要安装越多相同软件的主机向量距离越近；确定排序后的主机向量集合X中是否存在符合要求的分组点，如果是，则通知第四处理子单元执行自身功能，否则，将所有主机作为一个分组，结束处理；

所述第四处理子单元，用于将分组点及其之前的主机向量以及分组点之后的主机向量分别组成一个主机向量集合，针对每个主机向量集合，分别确定其中是否存在符合要求的分组点，如果是，则重复执行自身功能，否则，将该主机向量集合对应的各主机作为一个分组。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述符合要求的分组点为：

分组点及其之前的主机向量组成的主机向量集合的组节省时间与分组点之后的主机向量组成的主机向量集合的组节省时间之和大于将两个主机向量集合进行合并后组成的主机向量集合的组节省时间；

所述组节省时间是指主机向量集合内的所有主机向量对应的主机以组为单位进行部署比以单个主机为单位进行部署所节省的时间。

12.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，

所述服务器针对每个分组Y，分别进行以下处理：创建一台虚拟主机，并将所述分组Y中所有主机均需要安装的软件安装到所述虚拟主机上；将所述虚拟主机克隆成M台虚拟主机，所述M为正整数，其取值等于所述分组Y中的主机数，并删除最初创建的虚拟主机；针对克隆出的M台虚拟主机，分别为其安装所需的其它软件。

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