CN103491203B - 一种虚拟化dhcp服务的方法、装置、系统及服务器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种虚拟DHCP服务的方法、装置、系统及服务器,所述方法包括:DHCP服务代理通过拦截方式获得宿主机上的虚拟机DHCP请求报文;所述DHCP服务代理根据所述虚拟机DHCP请求报文获得发出所述虚拟机DHCP请求报文的虚拟网卡对应的配置信息;所述DHCP服务代理将获得的配置信息携带服务器标识封装成响应报文发送给相应的虚拟网卡,以使所述虚拟网卡根据所述配置信息进行配置。本发明通过采用分布于每台宿主机上的虚拟DHCP服务代理处理报文,避免了IP地址的浪费,简化了网络部署,提高了系统的可靠性和可扩展性。
Description
技术领域
本发明涉及动态主机配置协议技术领域,尤其涉及一种虚拟化DHCP服务的方法、装置、系统及服务器。
背景技术
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)是目前普遍采用的对服务器进行自动网络配置的协议和服务软件,能够实现主机IP(InternetProtocol,网际协议)地址、域名服务器、静态路由等的自动配置。但如何应用DHCP在复杂的虚拟网络中实现自动网络配置是虚拟机网络管理的一个难题。
虚拟机网络管理中的虚拟网络不仅在网络拓扑结构方面与实际物理网络有所不同,而且在网络隔离性、连通性和安全性方面也有着独特的要求,在数量和规模上可以无限扩展。现有的技术方案一般是在每个虚拟子网上部署一个传统的DHCP服务软件,该DHCP服务软件可以部署在宿主机或虚拟机上,无论哪种辅助方案都需要给部署DHCP服务软件的主机分配一个相应子网的IP地址。DHCP服务软件负责监听相应子网的DHCP请求报文与该子网内IP地址的分配。
现有技术方案中的DHCP服务在为每台客户机分配IP地址时,自身也要占用客户机所在子网的一个IP地址,有的甚至是公网IP地址,这样造成了IP地址的严重浪费。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种虚拟化DHCP服务的方法、装置、系统和服务器,来解决以上背景技术部分提到的技术问题。
一方面,本发明实施例提供了一种虚拟化DHCP服务的方法所述方法包括:
DHCP服务代理通过拦截方式获得宿主机上的虚拟机DHCP请求报文,所述宿主机为所述DHCP服务代理所属的物理服务器,所述虚拟机DHCP请求报文为所述虚拟机的虚拟网卡发出的DHCP报文;
所述DHCP服务代理根据所述虚拟机DHCP请求报文获得发出所述虚拟机DHCP请求报文的虚拟网卡对应的配置信息;
所述DHCP服务代理将获得的配置信息携带服务器标识封装成响应报文发送给相应的虚拟网卡,以使所述虚拟网卡根据所述配置信息进行配置,所述服务器标识为所述虚拟网卡所在子网的网络地址。
进一步的,所述DHCP服务代理在每台宿主机上均有一个实例运行,并且服务所述宿主机内的所有虚拟机,所述DHCP服务代理与所述宿主机所在虚拟机管理系统中其他宿主机的DHCP服务代理的配置相同。
进一步的,所述DHCP服务代理通过拦截方式获得宿主机上的虚拟机DHCP请求报文包括:
DHCP服务代理监听本地端口,获取虚拟交换机转发的虚拟机DHCP请求报文;或者
DHCP服务代理接收Openflow控制器转发的虚拟机DHCP请求报文。
进一步的,所述DHCP服务代理将获得的配置信息携带服务器标识发送给相应的虚拟网卡包括:
DHCP服务代理根据虚拟网卡的DHCP请求报文向虚拟网卡发送相应的响应报文;
DHCP服务代理根据接收到虚拟网卡返回的确认报文,再次向虚拟网卡发送相应的响应报文。
进一步的,所述DHCP服务代理将获得的配置信息携带服务器标识封装成响应报文发送给相应的虚拟网卡包括:
通过虚拟交换机转发,将所述配置信息转发到相应的虚拟网卡;或者
通过Openflow控制器的转发,将所述配置信息转发到相应的虚拟网卡。
相应的,本发明还公开了一种虚拟化DHCP服务的装置,所述装置包括:
获取报文模块,用于通过拦截方式获得宿主机上的虚拟机DHCP请求报文,所述宿主机为所述DHCP服务代理所属的物理服务器,所述虚拟机DHCP请求报文为所述虚拟机的虚拟网卡发出的DHCP报文;
获取配置信息模块,用于根据所述虚拟机DHCP请求报文获得发出所述虚拟机DHCP请求报文的虚拟网卡对应的配置信息;
发送模块,用于将获得的配置信息携带服务器标识封装成响应报文发送给相应的虚拟网卡,以使所述虚拟网卡根据所述配置信息进行配置,所述服务器标识为所述虚拟网卡所在子网的网络地址。
进一步的,所述DHCP服务代理在每台宿主机上均有一个实例运行,并且服务所述宿主机内的所有虚拟机,所述DHCP服务代理与所述宿主机所在虚拟机管理系统中其他宿主机的DHCP服务代理的配置相同。
进一步的,所述获取报文模块包括:
DHCP服务代理监听本地端口,获取虚拟交换机转发的虚拟机DHCP请求报文;或者
DHCP服务代理接收Openflow控制器转发的虚拟机DHCP请求报文。
进一步的,所述发送模块包括:
第一发送子模块,用于根据虚拟网卡的DHCP报文向虚拟网卡发送相应的响应报文;
第二发送子模块,用于根据接收到虚拟网卡返回的确认报文,再次向虚拟网卡发送相应的响应报文。
进一步的,所述发送模块包括:
通过虚拟交换机转发,将所述配置信息转发到相应的虚拟网卡;或者
通过Openflow控制器的转发,将所述配置信息转发到相应的虚拟网卡。
相应的,本发明还公开了一种服务器,运行多个虚拟机,所述服务器包括:上述方法和装置任一所述的DHCP服务代理,所述DHCP服务代理用于通过拦截方式获得所述虚拟机的虚拟网卡发出的DHCP报文,根据所述DHCP报文获得发出所述DHCP报文的虚拟网卡的配置信息,并将获得的所述配置信息携带服务器标识封装成响应报文发送给发出所述DHCP报文的虚拟网卡的配置信息,以使发出所述DHCP报文的虚拟网卡根据所述配置信息进行配置。
相应的,本发明还公开了一种虚拟化DHCP服务的系统,所述系统包括:宿主机和虚拟机管理系统,所述宿主机为上述所述的服务器,用于从所述虚拟机管理系统查询并获得所述宿主机的虚拟机上发出所述DHCP报文的虚拟网卡对应的配置信息,并根据获得的所述配置信息对发出所述DHCP报文的虚拟网卡进行配置;所述虚拟机管理系统,用于与所述宿主机进行通信。
本发明在每台宿主机上运行DHCP服务代理装置,并通过拦截方式获取虚拟网卡发出的DHCP报文,从而避免了IP地址的浪费。
附图说明
图1是本发明中第一实施例的一种虚拟化DHCP服务方法的流程图;
图2是本发明中第二实施例的一种虚拟化DHCP服务装置的流程图;
图3是本发明中第三实施例的一种虚拟化DHCP服务系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
在图1中示出了本发明的第一实施例。
图1为根据本发明第一实施例的一种虚拟化DHCP服务的方法的实现流程,该流程详述如下:
在步骤101中,通过拦截方式获取虚拟机DHCP请求报文。
所述DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)是在TCP/IP网络上使客户机获得配置信息的协议,它是一种基于客户端/服务器模式的协议。DHCP服务代理是一种用于为客户机分配配置信息的装置。
本发明实施例中,DHCP服务代理在每台宿主机上均有一个实例运行,并且可以服务所述宿主机内的所有虚拟机,所述DHCP服务代理与所述宿主机所在虚拟机管理系统中其他宿主机的DHCP服务代理的配置相同。所述宿主机为DHCP服务代理所属的物理服务器。
一台宿主机可以运行多个虚拟机,所述虚拟机是一种特殊的软件,它可以在计算机平台和终端用户之间创建一种环境,而终端用户则是基于这个软件所创建的环境来操作软件。在计算机科学中,虚拟机是指可以像真实机器一样运行程序的计算机的软件实现。每个虚拟机包括至少一个虚拟网卡。在计算机开机或虚拟网卡重新启动时,虚拟机的虚拟网卡会以广播的形式自动向每台宿主机的DHCP服务代理发出虚拟机DHCP请求报文,所述DHCP服务代理通过拦截的方式获取所述虚拟机DHCP请求报文。在本发明中,虚拟机DHCP请求报文首先会被宿主机内的虚拟交换机拦截,然后再由虚拟交换机以广播的形式转发给DHCP服务代理,拦截和转发的方式取决于虚拟交换机的配置。
在本实施例的一个优选实施方式中,虚拟交换机支持转发规则配置。首先需要配置虚拟交换机的转发规则,然后由该虚拟交换机监听并拦截虚拟网卡发出的DHCP请求报文,将符合条件的DHCP请求报文发送到宿主机的本地服务端口,DHCP服务代理通过该服务端口监听并获取所述DHCP请求报文,例如使用Linux Bridge作为虚拟交换机,则需要在Linux Bridge设置过滤规则,将虚拟网卡发出的DHCP请求报文发送到DHCP服务代理监听的服务端口。
在本实施例的另一个优选实施方式中,虚拟交换机支持Openflow协议,例如OpenvSwitch。首先配置虚拟交换机的流表规则,然后监听并拦截虚拟网卡发出的DHCP请求报文,将符合条件的DHCP请求报文转发到Openflow控制器,此时,DHCP服务代理可以作为Openflow控制器的客户端,由Openflow控制器将获取到的DHCP请求报文进一步转发到DHCP服务代理监听的服务端口,DHCP服务代理通过该端口获取虚拟网卡发出的DHCP请求报文。
所述DHCP服务代理可以服务宿主机上的所有虚拟机,这些虚拟机的虚拟网卡可以相同的子网,也可以处于不同的虚拟子网。对于每个子网来说,一个DHCP服务代理出现故障并不会影响其配置。
在步骤102中,获取发出虚拟机DHCP请求报文的虚拟网卡对应的配置信息。
DHCP服务代理接收到虚拟交换机转发的虚拟机DHCP请求报文后,连接并查询虚拟机管理系统,获取与所述虚拟机DHCP请求报文对应的配置信息,所述配置信息为虚拟网卡请求的所有配置信息,包括发送所述虚拟机DHCP请求报文的虚拟网卡对应的IP地址、子网掩码、缺省网关、域名服务器地址、租期等信息,不同的虚拟网卡对应的配置信息不同。
在步骤103中,将配置信息携带服务器标识封装成响应报文发送到相应的虚拟网卡。
DHCP服务代理获取发出虚拟机DHCP请求报文的虚拟网卡对应的配置信息后,将所述配置信息携带服务器标识封装成DHCP响应报文,并通过虚拟交换机将所述DHCP响应报文转发到相应的虚拟网卡。
DHCP服务代理向虚拟网卡发送DHCP响应报文的方式同样取决于虚拟交换机的配置。
如果虚拟交换机支持转发规则配置,首先配置虚拟交换机的转发规则,然后由DHCP服务代理通过宿主机的服务端口将DHCP响应报文发送到虚拟交换机,再由虚拟交换机将所述DHCP响应报文转发到相应的虚拟网卡。
如果虚拟交换机支持Openflow协议,首先配置虚拟交换机的流表规则,然后由DHCP服务代理通过宿主机的服务端口将DHCP报文发送Openflow控制器,再由Openflow控制器进一步将所述报文转发到相应的虚拟网卡。
在本发明实施例中,所述服务器标识为虚拟网卡所在子网的网络地址,例如192.168.0.0是子网192.168.0.0/255.255.255.0的网络地址。
按照DHCP协议,虚拟网卡接收到所述DHCP响应报文后,可能再次向DHCP服务代理发送一个确认请求报文,所述确认请求报文包括发送确认报文的虚拟网卡的MAC地址和DHCP服务代理为其提供的IP地址。DHCP服务代理接收到所述确认请求报文后,再次发送封装后的响应报文到虚拟网卡,虚拟网卡接收所述响应报文,自动完成配置。例如,一台宿主机上运行了若干虚拟机,一台虚拟机配置有两个网卡。该虚拟机启动后,两个虚拟网卡分别发出DHCP请求报文,请求网络配置信息。虚拟DHCP服务代理拦截到这两个报文后通过查询,得到如表1中所示的信息。
虚拟DHCP服务代理针对不同网卡发出的DHCP请求,将相关信息封装在对应的DHCP响应报文,以指定的服务器标识地址为源地址返回报文,从而完成该虚拟机的两个虚拟网卡的自动配置。
表1网卡1和网卡2的配置信息
网卡1 | 网卡2 | |
IP地址 | 10.168.44.21 | 106.100.46.36 |
子网掩码 | 255.255.255.0 | 255.255.255.0 |
缺省网关 | N/A | 106.100.46.1 |
服务器标识 | 10.168.44.0 | 106.100.46.0 |
租期 | 1小时 | 24小时 |
本领域技术人员可以理解,本发明中虚拟交换机的配置包括但不限于本实施例提到的两种配置方式。
本发明在每台宿主机上运行相同的DHCP服务代理,并通过拦截方式获取虚拟网卡发出的DHCP报文,从而避免了IP地址的浪费和由单个DHCP服务器出现故障带来的影响,提高了系统的可靠性和可扩展性。
在图2中示出了本发明的第二实施例。
图2为根据本发明第二实施例的一种虚拟化动态主机配置服务的装置的示意图,所述装置包括:获取报文模块201、获取配置信息模块202和发送模块203。所述获取报文模块201,用于通过拦截方式获得宿主机上的虚拟机DHCP请求报文,其中,所述宿主机为所述DHCP服务代理所属的物理服务器,所述虚拟机DHCP请求报文为所述虚拟机的虚拟网卡发出的DHCP请求报文;所述获取配置信息模块202,用于根据所述虚拟机DHCP请求报文获得发出所述虚拟机DHCP请求报文的虚拟网卡对应的配置信息;所述发送模块203,用于将获得的配置信息携带服务器标识封装成响应报文发送给相应的虚拟网卡,以使所述虚拟网卡根据所述配置信息进行配置,其中,所述服务器标识为所述虚拟网卡所在子网的网络地址。
本发明中每台宿主机上运行一个DHCP服务代理,有效避免了由于单个DHCP服务而造成的性能瓶颈和故障,提高了系统的可扩展性和可靠性,另外,所有宿主机上的DHCP服务代理的配置都相同,无需特殊配置,从而降低了网络部署的复杂度。
所述获取报文模块201包括:DHCP服务代理监听本地端口,获取虚拟交换机转发的虚拟机DHCP请求报文;或者DHCP服务代理接收Openflow控制器转发的虚拟机DHCP请求报文。
所述发送模块203包括第一发送子模块2031和第二发送子模块2032。所述第一发送子模块2031,用于根据虚拟网卡的DHCP请求报文向虚拟网卡发送相应的响应报文;所述第二发送子模块2032,用于根据接收到虚拟网卡返回的确认报文,再次向虚拟网卡发送相应的响应报文。
所述发送模块203的发送响应报文的方式为通过虚拟交换机转发,将所述配置信息转发到相应的虚拟网卡;或者通过Openflow控制器的转发,将所述配置信息转发到相应的虚拟网卡。
本领域技术人员可以理解,本发明中虚拟交换机的配置包括但不限于本实施例提到的两种配置方式。
本发明实施例通过虚拟DHCP服务代理以拦截的方式来处理虚拟机的任意网卡发出的DHCP请求报文,并以虚拟网卡所在子网的网络地址作为服务器标识来发送DHCP响应报文,从而避免了IP地址的浪费,另外,每台宿主机上运行了一个相同配置的虚拟DHCP服务代理,使得网络配置得到简化,并且有效地提高了系统的可扩展性和可靠性。
在图3中示出了本发明的第三实施例。
图3为根据本发明第三实施例的一种虚拟化动态主机配置服务系统的示意图,所述系统包括:宿主机301和虚拟机管理系统302。所述宿主机301为一种服务器,所述服务器运行多个虚拟机3011,所述服务器包括了虚拟化DHCP服务的方法和装置任一种所述的DHCP服务代理3012,所述DHCP服务代理3012用于通过拦截方式获得所述虚拟机的虚拟网卡发出的DHCP报文,根据所述DHCP报文获得发出所述DHCP报文的虚拟网卡的配置信息,并将所述配置信息携带服务器标识封装成响应报文发送给发出所述DHCP报文的虚拟网卡,以使发出所述DHCP报文的虚拟网卡根据所述配置信息进行配置。所述宿主机301用于从所述虚拟机管理系统301查询并获得所述宿主机的虚拟机上发出所述DHCP报文的虚拟网卡对应的配置信息,并根据获得的所述配置信息对发出所述DHCP报文的虚拟网卡进行配置;所述虚拟机管理系统302,用于与所述宿主机301进行通信。
本实施例通过采用配置相同的虚拟DHCP服务代理来处理虚拟网卡发出的DHCP报文,避免了IP地址的浪费,简化了网络配置,有效地提高了系统的可扩展性和可靠性。
显然,本领域技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,他们可以用计算机装置可执行的程序代码来实现,从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域技术人员而言,本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种虚拟化动态主机配置协议DHCP服务的方法,其特征在于,包括:
DHCP服务代理通过拦截方式获得宿主机上的虚拟机DHCP请求报文,所述宿主机为所述DHCP服务代理所属的物理服务器,所述虚拟机DHCP请求报文为虚拟机的虚拟网卡发出的DHCP报文;
所述DHCP服务代理连接并查询虚拟机管理系统,根据所述虚拟机DHCP请求报文获得发出所述虚拟机DHCP请求报文的虚拟网卡对应的配置信息;
所述DHCP服务代理将获得的配置信息携带服务器标识封装成响应报文发送给相应的虚拟网卡,以使所述虚拟网卡根据所述配置信息进行配置,所述服务器标识为所述虚拟网卡所在子网的网络地址。
2.根据权利要求1所述的虚拟化DHCP服务的方法,其特征在于,所述DHCP服务代理在每台宿主机上均有一个实例运行,并且服务所述宿主机内的所有虚拟机,所述DHCP服务代理与所述宿主机所在虚拟机管理系统中其他宿主机的DHCP服务代理的配置相同。
3.根据权利要求1所述的虚拟化DHCP服务的方法,其特征在于,所述DHCP服务代理通过拦截方式获得宿主机上的虚拟机DHCP请求报文包括:
DHCP服务代理监听本地端口,获取虚拟交换机转发的虚拟机DHCP请求报文;或者
DHCP服务代理接收Openflow控制器转发的虚拟机DHCP请求报文。
4.根据权利要求1所述的虚拟化DHCP服务的方法,其特征在于,所述DHCP服务代理将获得的配置信息携带服务器标识发送给相应的虚拟网卡包括:
DHCP服务代理根据虚拟网卡的DHCP报文向虚拟网卡发送相应的响应报文;
DHCP服务代理根据接收到虚拟网卡返回的确认报文,再次向虚拟网卡发送相应的响应报文。
5.根据权利要求1所述的虚拟化DHCP服务的方法,其特征在于,所述DHCP服务代理将获得的配置信息携带服务器标识封装成响应报文发送给相应的虚拟网卡包括:
通过虚拟交换机转发,将所述配置信息转发到相应的虚拟网卡;或者
通过Openflow控制器的转发,将所述配置信息转发到相应的虚拟网卡。
6.一种DHCP服务代理,其特征在于,所述DHCP服务代理包括:
获取报文模块,用于通过拦截方式获得宿主机上的虚拟机DHCP请求报文,所述宿主机为所述DHCP服务代理所属的物理服务器,所述虚拟机DHCP请求报文为虚拟机的虚拟网卡发出的DHCP报文;
获取配置信息模块,用于连接并查询虚拟机管理系统,根据所述虚拟机DHCP请求报文获得发出所述虚拟机DHCP请求报文的虚拟网卡对应的配置信息;
发送模块,用于将获得的配置信息携带服务器标识封装成响应报文发送给相应的虚拟网卡,以使所述虚拟网卡根据所述配置信息进行配置,所述服务器标识为所述虚拟网卡所在子网的网络地址。
7.根据权利要求6所述的DHCP服务代理,其特征在于,所述DHCP服务代理在每台宿主机上均有一个实例运行,并且服务所述宿主机内的所有虚拟机,所述DHCP服务代理与所述宿主机所在虚拟机管理系统中其他宿主机的DHCP服务代理的配置相同。
8.根据权利要求6所述的DHCP服务代理,其特征在于,所述获取报文模块通过拦截方式获得宿主机上的虚拟机DHCP请求报文包括:
DHCP服务代理监听本地端口,获取虚拟交换机转发的虚拟机DHCP请求报文;或者
DHCP服务代理接收Openflow控制器转发的虚拟机DHCP请求报文。
9.根据权利要求6所述的DHCP服务代理,其特征在于,所述发送模块包括:
第一发送子模块,用于根据虚拟网卡的DHCP报文向虚拟网卡发送相应的响应报文;
第二发送子模块,用于根据接收到虚拟网卡返回的确认报文,再次向虚拟网卡发送相应的响应报文。
10.根据权利要求6所述的DHCP服务代理,其特征在于,所述发送模块将获得的配置信息携带服务器标识封装成响应报文发送给相应的虚拟网卡包括:
通过虚拟交换机转发,将所述配置信息转发到相应的虚拟网卡;或者
通过Openflow控制器的转发,将所述配置信息转发到相应的虚拟网卡。
11.一种服务器,运行多个虚拟机,其特征在于,所述服务器包括:上述权利要求6-10任一种所述的DHCP服务代理。
12.一种虚拟化DHCP服务的系统,其特征在于,所述系统包括:宿主机和虚拟机管理系统,所述宿主机为权利要求11所述的服务器;所述虚拟机管理系统,用于与所述宿主机进行通信。
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