CN103534987B - 用于配置虚拟网络配置的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种硬件管理控制台（HMC）配置虚拟网络。HMC将内部排队直接I/O扩展至虚拟服务器群集内的全集内数据网络（IEDN）以定义单个信道路径标识符并且定义信道参数。HMC定义至少一个虚拟网络。HMC定义支持虚拟服务器中的至少一个虚拟服务器的每个CPC内的桥接端口。HMC为每个群集内的每个虚拟服务器定义网络接口。HMC针对每个虚拟服务器授权访问对应虚拟网络。

Description

用于配置虚拟网络配置的方法和系统
技术领域
本发明主要地涉及一种用于网络互联的由计算机实施的方法、数据处理系统和计算机程序产品。更具体而言，本发明涉及调配和/或配置对应虚拟网络上的虚拟机。
背景技术
数据中心的现代客户需要对业务气候做出响应，该业务气候允许新服务提供者(或者客户)在一年内是破坏者、然后在下一年变成被破坏。因而，随着客户寻求可缩放的数据处理资源，该客户可能需要跨越多于一个数据处理中心的计算能力。
在网格或者云计算环境中，数据中心运营者向客户端的任务指派多个虚拟服务器。由于虚拟服务器可以在地理上分散并且依赖于因特网在它们之间交换工作单元，所以建立系统完整性的网络的拓扑可能是复杂的。在现有技术解决方案中，数据中心运营者将使多个HMC(硬件管理控制台)专用于对每个数据中心内的每个虚拟服务器集合进行配置的操作。除了让不同的内部和外部虚拟和物理LAN段指派给客户的在每个数据中心中的虚拟服务器之外，客户还与多个监管域竞争。作为结果，建立的日复一日的监管管理和扩展至多个LAN段可能是耗费时间的并且延迟向用于客户的服务中部署额外容量。另外，传统地经常在一对一基础上向单个数据中心的运营指派管理员。因而，多个数据中心已经由多个管理员管理，并且将所有这些功能联系在一起的工作已经被指派给另一管理员。
因而需要改进和弥补。
发明内容
本发明提供一种用于通过使用硬件管理控制台(HMC)来配置虚拟网络的由计算机实施的方法、数据处理系统和计算机程序产品。HMC将内部排队直接I/O提供的多个中央处理联合体(CPC)的内部网络扩展至称为全集的虚拟服务器群集内的全集内数据网络(IEDN)的外部网络。通过用信道参数定义单个信道路径标识符将每个CPC内的内部排队直接I/O网络扩展至IEDN。HMC定义多个虚拟网络。HMC定义在每个CPC内有桥接端口的虚拟交换机。HMC为每个群集内的每个虚拟服务器定义网络接口。HMC定义和控制对用于每个虚拟服务器的对应虚拟网络的访问。
从第一方面来看，本发明提供一种用于配置虚拟网络的由计算机实施的方法，该由计算机实施的方法包括：将内部排队直接I/O扩展至虚拟服务器群集内的全集内数据网络(IEDN)以定义单个信道路径标识符并且定义信道参数；定义至少一个虚拟网络；在支持虚拟服务器中的至少一个虚拟服务器的每个CPC内定义至少一个桥接端口；为每个群集内的每个虚拟服务器定义网络接口；以及针对每个虚拟服务器授权访问对应虚拟网络。
从又一方面来看，本发明提供一种用于配置虚拟网络的计算机程序产品，该计算机程序产品包括：计算机可读存储介质，可由处理电路读取并且存储指令用于由处理电路执行一种用于执行本发明的步骤的方法。
从又一方面来看，本发明提供一种用于配置虚拟网络的数据处理系统，其中该处理系统包括：一个或者多个处理器、一个或者多个计算机可读存储器和一个或者多个计算机可读有形存储设备；用于将内部排队直接I/O扩展至虚拟服务器群集内的全集内数据网络(IEDN)以定义单个信道路径标识符并且定义信道参数的扩展装置；用于定义至少一个虚拟网络的定义装置；还可操作用于在支持虚拟服务器中的至少一个虚拟服务器的每个CPC内定义至少一个桥接端口的定义装置；还可操作用于为每个群集内的每个虚拟服务器定义网络接口的定义装置；以及还可操作用于针对每个虚拟服务器定义对对应虚拟网络的访问的定义装置。
从又一方面来看，本发明提供一种用于配置虚拟网络的数据处理系统，其中该处理系统包括：一个或者多个处理器、一个或者多个计算机可读存储器和一个或者多个计算机可读有形设备；程序指令，存储于一个或者多个存储设备中的至少一个存储设备上用于经由一个或者多个存储器中的至少一个存储器由一个或者多个处理器中的至少一个处理器执行用于将内部排队直接I/O扩展至虚拟服务器群集内的全集内数据网络(IEDN)以定义单个信道路径标识符并且定义信道参数；程序指令，存储于一个或者多个存储设备中的至少一个存储设备上用于经由一个或者多个存储器中的至少一个存储器由一个或者多个处理器中的至少一个处理器执行用于定义至少一个虚拟网络；程序指令，存储于一个或者多个存储设备中的至少一个存储设备上用于经由一个或者多个存储器中的至少一个存储器由一个或者多个处理器中的至少一个处理器执行用于在支持虚拟服务器中的至少一个虚拟服务器的每个CPC内定义至少一个桥接端口；程序指令，存储于一个或者多个存储设备中的至少一个存储设备上用于经由一个或者多个存储器中的至少一个存储器由一个或者多个处理器中的至少一个处理器执行用于为每个群集内的每个虚拟服务器定义网络接口；以及程序指令，存储于一个或者多个存储设备中的至少一个存储设备上用于经由一个或者多个存储器中的至少一个存储器由一个或者多个处理器中的至少一个处理器执行用于针对每个虚拟服务器定义对对应虚拟网络的访问。
从又一方面来看，本发明提供一种存储于计算机可读介质上并且向数字计算机的内部存储器中加载的计算机程序，包括软件代码部分，软件代码部分在程序在计算机上运行时用于执行根据权利要求1至8中的任一权利要求的方法。
附图说明
现在将参照以下附图中所示优选实施例仅通过示例描述本发明：
图1是根据本发明的一个示例实施例的数据处理系统的框图；
图2是根据本发明的一个示例实施例的中央处理器联合体；
图3A-图3D是根据本发明的一个示例实施例的分别用于信道路径标识符(CHPID)配置、虚拟服务器配置、虚拟网络配置和桥接端口配置的数据结构；
图4是根据本发明的一个示例实施例的虚拟交换机或者v交换机配置以及在中央处理联合体(CPC)内的虚拟化的框图；
图5是根据本发明的一个示例实施例的管理员的用于配置虚拟网络的动作的流程图；
图6是根据本发明的一个示例实施例的至少一个虚拟网络的逻辑配置；以及
图7是根据本发明的一个示例实施例的用于允许两个虚拟服务器进行通信的v交换机和其它配置的设施的逻辑布置。
具体实施方式
现在参照附图并且具体参照图1，示出其中可以实施一个示例实施例的方面的数据处理系统的框图。数据处理系统100是实施本发明的过程的代码或者指令可以位于其中的计算机的示例。在描绘的示例中，数据处理系统100运用中枢(hub)架构，该中枢架构包括北桥和存储器控制器中枢(NB/MCH)102以及南桥和输入/输出(I/O)控制器中枢(SB/ICH)104。处理器106、主存储器108和图形处理器110连接到北桥和存储器控制器中枢102。图形处理器110可以例如通过加速图形端口(AGP)连接到NB/MCH。
在描绘的示例中，网络适配器112连接到南桥和I/O控制器中枢104和音频适配器116、键盘和鼠标适配器120、HiperSocketsTM物理接口122、只读存储器(ROM)124、硬盘驱动(HDD)126、CD-ROM驱动130、通用串行总线(USB)和其它端口132以及PCI/PCIe设备134通过总线138和总线140连接到南桥和I/O控制器中枢104。IBM、z9、z/VM和HiperSockets是国际商业机器公司在全球许多管辖地注册的商标。HiperSockets这里等效称为内部排队直接输入/输出(IQDIO)。PCI/PCIe设备可以例如包括以太网适配器、附加卡和用于笔记本计算机的PC卡。PCI使用卡总线控制器而PCI未使用。ROM124可以例如是快速二进制输入/输出系统(BIOS)。硬盘驱动126和CD-ROM驱动130可以例如使用集成驱动电子装置(IDE)或者串行高级技术附着(SATA)接口。超级I/O(SIO)设备136可以例如通过总线138连接到南桥和I/O控制器中枢104。
操作系统在处理器106上运行并且协调图1中的数据处理系统100内的各种部件并且提供对这些部件的控制。操作系统可以是商用操作系统、比如XP。Microsoft和Windows是微软公司在美国、其它国家或者二者的商标。面向对象编程系统、比如JavaTM编程系统可以结合操作系统运行并且提供从在数据处理系统100上执行的JavaTM程序或者应用对操作系统的调用。Java和所有基于Java的商标和标志是Oracle和/或其子公司的商标或者注册商标。
用于操作系统、面向对象编程系统和应用或者程序的指令位于计算机可读有形存储设备、比如硬盘驱动126上并且可以向主存储器108中加载用于由处理器106执行。处理器106可以使用可以位于存储器、如例如主存储器108、只读存储器124中或者一个或者多个外围设备中的由计算机实施的指令来执行本发明的过程。
本领域普通技术人员将理解图1中的硬件可以根据实现方式而变化。除了图1中描绘的硬件之外还可以使用或者取代该硬件使用其它内部硬件或者外围设备、比如闪存、等效非易失性存储器等。此外，示例实施例的过程可以应用于多处理器数据处理系统。
在一些示例实施例中，数据处理系统100可以是个人数字助理(PDA)，向该PDA配置闪存以提供用于存储操作系统文件和/或由用户生成的数据的非易失性存储器。总线系统可以包括一个或者多个总线、比如系统总线、I/O总线和PCI总线。当然，可以使用任何类型的通信结构或者架构来实施总线系统，该通信结构或者架构提供在附着到该结构或者架构的不同部件或者设备之间的数据传送。通信单元可以包括用来传输和接收数据的一个或者多个设备、比如HiperSockets物理接口122或者网络适配器112。存储器可以例如是主存储器108或者比如在北桥和存储器控制器中枢102中发现的高速缓存。处理单元可以包括一个或者多个处理器或者CPU。图1中的描绘的示例未用于暗示架构限制。例如数据处理系统100除了采用PDA的形式之外也可以是平板计算机、膝上型计算机或者电话设备。
通信单元的操作可以形成信道的终端点。信道提供在I/O设备与存储器之间或者在I/O设备之间的路径。可以用信道路径标识符(CHPID)标识信道。使用信道的物理信道标识符(PCHID)来描述信道的物理位置。数据处理系统100可以完全在单个卡上，该卡可以放置于容纳许多数据处理系统的框架、如比如z9TM大型机的中央处理器联合体(CPC)中。应理解，一些功能、比如存储功能可以位于框架中的别处或者甚至数据中心中的别处。
这里所用术语仅为了描述具体实施例而未旨在于限制本发明。如这里所用，除非上下文另有明示，单数形式“一个”和“该”旨在于也包括复数形式。还将理解术语“包括”在说明书中使用时指定存在陈述的特征、整件、步骤、操作、单元和/或部件、但是未排除存在或者添加一个或者多个其它特征、整件、步骤、操作、单元、部件和/或其组合。
在所附权利要求中的所有装置或者步骤加上功能要素的对应结构、材料、动作和等效物旨在于包括用于与如具体要求保护的其它权利要求要素组合执行该功能的任何结构、材料或者动作。已经出于示例和描述的目的而呈现本发明的描述，但是该描述未旨在于穷举本发明或者使本发明限于公开的形式。许多修改和变化将为本领域普通技术人员所清楚而未脱离本发明的范围和精神实质。选择和描述实施例以便最好地说明本发明的原理和实际应用并且使本领域其他普通技术人员能够对于具有如与设想的特定使用相适应的各种修改的各种实施例理解公开内容。
所属技术领域的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、驻留软件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明的各个方面还可以实现为在任何一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可用的程序代码。
可以采用一个或多个计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置、器件或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的示例(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的计算机代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、有线、光缆、射频(RF)等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如JavaTM、SmalltalkTM、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
下面将参照根据本发明示例实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些计算机程序指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。
也可以把这些计算机程序指令存储在计算机可读介质中，这些指令使得计算机、其它可编程数据处理装置、或其他设备以特定方式工作，从而，存储在计算机可读介质中的指令就产生出包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的指令的制造品(articleofmanufacture)。
也可以把计算机程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机或其它可编程装置上执行的指令提供实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的过程。
示例实施例允许用户受益于使用两个物理接口，这两个物理接口以不同速度操作以在中央处理联合体(CPC)的服务器之间以及在超出CPC以外的依赖于耦合到物理接口的两个网络的服务器之间路由分组。虽然虚拟服务器可以具有两个物理接口，但是每个服务器如同仅使用单个接口一样工作，因此被指派单个IP地址，该IP地址可以是IPv4、IPv6或者IPv4和IPv6地址的组合。示例实施例可以允许管理员简化网络配置，尽管数据中心节点在地理上分离，但是仍然受益于用于在中央处理器联合体(CPC)内进行通信的虚拟服务器的高速通信。一旦处理完成，例如按照以下图5，在网络多个物理段上存在的虚拟服务器实际上具有使用公共数据链路第2层局域网段的逻辑连接。另外如将说明的那样，与现有技术的操作对照，可以从单个监管节点监管图5的操作。
数据链路第二(2)层局域网段是如下逻辑网络段，该逻辑网络段可以依赖于多个物理段以根据第二层开发系统互连(OSI)模型表现为单个虚拟网络段。因而，在第一物理段上发送的设备可以与物理地连接到第二物理段的设备透明地进行通信。
图2是根据本发明的一个示例实施例的中央处理器联合体。中央处理联合体(CPC)是机械支持和电连接器的框架，这些机械支持和电连接器提供硬性路径，数据处理系统的部件可以沿着这些硬性路径通信。例如，中央处理联合体1(CPC)211是架、底板、主电源等的框架，该框架在用存储器、非易失性存储装置、处理器等填充时支持一个或者多个逻辑分区或者虚拟服务器。在这一示例中，示出三个虚拟服务器为虚拟服务器(VS)A.1251、VSA.2253和VSC.1254。每个服务器可以根据图1的数据处理系统100。每个服务器可以例如使用以太网适配器通过以太网网络220使用全集内数据网络(IEDN)250来互连。此外，在相同CPC上的服务器可以通过HiperSockets接口使用HiperSockets网络210(该网络是IEDN的子集)来互连。
服务器与虚拟服务器可区别，在于服务器是组成数据处理系统的协作物理部分的汇集。在另一方面，虚拟服务器是逻辑定义的服务器并且以如下方式被分派一个或者多个数据处理系统的资源，该方式允许服务器的资源与多个虚拟服务器共享而又维持在虚拟服务器之间的隔离。因而，虚拟服务器中的逻辑操作失败可以出现而未影响其它虚拟服务器，这些其它虚拟服务器共享下层服务器的资源，该下层服务器是物理的。虚拟服务器的示例是逻辑分区。虚拟服务器有时称为加载有操作系统映像的客户虚拟机。逻辑分区可以支持单个操作系统映像或者支持多个虚拟机(服务器)的z/VM的实例。z/VM管理程序(或者z/VM)是虚拟化实际硬件环境的系统。这一功能允许为在计算机上运行的任何事物创建个别虚拟环境。在操作中，z/VM控制所有硬件、存储器和处理器，从而在它的“顾客”需要资源时向顾客发放资源。z/VM是基于计算机软件、硬件和固件的虚拟机管理程序。z/Architecture是国际商务机器公司的商标。
服务器、比如服务器C.1254可以使用以太网网络220或者HiperSockets网络210的不同介质来连接到其它服务器。服务器可以在两个网络之间选择，例如如果目标服务器存在于与源服务器相同的CPC中则选择HiperSockets网络210，而在目标服务器未存在于相同CPC中时选择以太网网络220。在任一情况下，服务器无论与以太网或者HiperSockets网络的物理接口如何都可以通过使用单个IP地址(IP地址217)来标识本身。目标服务器是分组被引向的目的地。源服务器是用于分组的始发点。全集内数据网络(IEDN)是使用以太网物理接口来连接的服务器的网络。全集内数据网络可以仅依赖于平面介质以在IEDN的节点之中分发分组。平面介质可以由未扭绞的物理导体构成。平面介质可以包括背板、连接器、带线缆和成束线缆。对照而言，以太网介质可以依赖于CPC的框架内的线缆或者平面介质的双绞线。双绞线介质是具有至少一对导体的任何线缆，该对导体沿着线缆的长度至少两次调换位置。因此，在两个HiperSockets物理接口存在于公共平面介质、如例如中央处理联合体(CPC)内的背板上时，可以产生益处。在这样的配置中，如果更高速HiperSockets的连通性在源服务器和目的地服务器二者处可用并且服务器依赖于公共平面介质，则本发明的实施例可以透明地使用该高速HiperSockets的连通性。对照而言，在将流从CPC内的服务器向位于CPC以外的服务器传送的方面而言，可以根据比如果流依赖于HiperSockets接口更小的MTU设置来经由IEDN250作为以太网分组传送流。
HiperSockets物理接口可以是如在Schmidt等人于2000年10月2日提交的第6,854,021号美国专利COMMUNICATIONSBETWEENPARTITIONSWITHINALOGICALLYPARTITIONEDCOMPUTER中说明的、依赖于对应服务器上的设备驱动器的总线连接器。HiperSockets物理接口在硬件I/O配置中由它的信道路径标识符(CHPID)标识。CHPID是标识信道的逻辑标识符的数据结构或者其它序列号。信道是到I/O设备的通信路径。在操作系统或者任何应用通过特定信道向设备执行I/O时，它使用信道的CHPID以对物理信道端口进行寻址。CHPID编号在从十六进制00到十六进制FF的范围中。物理层可以包括根据Cat-6标准802.3z标准、802.3ab标准或者相似标准的一个或者多个线缆。IEDN上的分组是TCP/IP分组。
通过全集内数据网络250，CPC1211的虚拟服务器可以与超出CPC以外、例如CPC3231中的虚拟服务器、即虚拟服务器C.2237和虚拟服务器C.3239交换数据。更多服务器存在于CPC4241、即虚拟服务器A.3.243中。在物理上，每个CPC可以互不相交。换而言之，CPC221的服务器可以使用平面背板或者公共以太网线缆来相互连接。然而为了对超出CPC221以外的服务器进行寻址，需要全集内数据网络250的设施。这些设施可以包括虚拟交换机或者v交换机。虚拟交换机是硬件局域网(LAN)交换机的虚拟化表示。虚拟交换机能够例如将z/Vm顾客LAN或者HiperSockets网络桥接到开放系统适配器-快速(OSA-快速)适配器连接的关联实际LAN。v交换机可以被配置用于处置1EDN流量。备选地，v交换机可以被配置用于处置客户的外部网络上的业务。如果被配置用于处置IEDN业务，则虚拟交换机称为全集内数据网络(IEDN)虚拟交换机。IEDN虚拟交换机是对IEDN介质、例如平面总线和/或以太网线缆进行互联的虚拟交换机。IEDN介质可以包括支持TCP/IP协议的其它介质。
每个CPC可以托管一个或者多个虚拟服务器。例如CPC1211托管虚拟服务器A.1251和虚拟服务器A.2253。可以向每个虚拟服务器指派一个IP地址。在以下给出的示例中，向每个虚拟服务器指派IPv4地址。然而可以理解，除了IPv4地址之外还可以或者取代IPv4地址向每个虚拟服务器指派IPv6地址。例如可以向虚拟服务器A.1251指派IP地址10.0.1.1，可以向虚拟服务器A.2253指派IP地址10.0.1.2，并且可以向虚拟服务器C.1254指派IP地址10.0.3.1。
图3A-图3D根据本发明的一个示例实施例的分别用于CHPID配置、虚拟服务器配置、虚拟网络配置和桥接端口配置的数据结构。虚拟网络是由内部排队直接I/O段和IEDNLAN段其二者构成的网络。
图3A是根据本发明的一个示例实施例的在CHPID与一个或者多个信道参数之间的关系。可以向非易失性存储器存储数据结构300的数据。向每个CPC指派CHPID。例如在定义CPC参数时，向行301中的CPC1指派IQDCHPIDxF1和信道参数IQDX。可以分别为行303、305和307中的CPC2、CPC3和CPC4进行相似指派。
图3B是根据本发明的一个示例实施例的在虚拟服务器与网际协议(IP)地址之间的关系。可以向非易失性存储器存储数据结构320的数据。作为示例，可以如行321、322和323中所示指派虚拟服务器。在那些行中，分别向服务器A.1、A.2和A.3指派IP地址10.0.1.1、10.0.1.2和10.0.1.11。在行324-329中进行相似指派。如可以理解的那样，所示指派是示例。可以用数据结构320进行许多附加指派。
图3C是根据本发明的一个示例实施例的在虚拟网络名称和向该虚拟网络指派的虚拟服务器之间的关系。可以向非易失性存储器存储数据结构330的数据。在行331中，虚拟网络A可以被指派IP子集10.0.1/24并且具有定义为“A.1，A.2，A.3-A.16”的服务器集合，这些服务器共同地是虚拟网络A的部分。可以在行333、335和337中进行用于虚拟网络B、C和D的相似指派。
图3D是根据本发明的一个示例实施例的在每个桥接端口与标识符之间的关系。可以向非易失性存储器存储数据结构340的数据。数据结构340的每行具有与虚拟交换机或者v交换机对应的桥接端口和上行端口。用户使用HMC来配置桥和上行端口。QDIO架构提供一种用于将桥接和上行连接标识为特殊连接或者特权连接的手段。例如向v交换机A指派在行341中用标识符“设备A1”标识的桥接端口和用标识符“设备A2”标识的上行端口。V交换机A可以是在虚拟网络A中使用的虚拟交换机。可以在行343、345和347中进行对于虚拟交换机B、C和D的相似指派。
图4是根据本发明的一个示例实施例的虚拟交换机或者v交换机配置以及在CPC内的虚拟化的框图。图2示出虚拟服务器交互的逻辑视图，而图4示出CPC中的一个虚拟服务器集合如何可以连接到局域网(LAN)的网络布置。虚拟交换机可以包括连接到在一个或者多个虚拟机中运行的操作系统的多个顾客端口。虚拟交换机、比如v交换机430可以是z/VM虚拟交换机。z/VM虚拟交换机是依赖于由z/VM管理程序管理的资源的虚拟交换机。换而言之，虚拟交换机可以是z/VM管理程序的部分。顾客端口通过仿真的网络接口卡(NIC)连接。顾客端口支持虚拟服务器、例如虚拟服务器401、403、405和407。除了顾客端口之外，(仿真的虚拟交换机NIC顾客端口)v交换机也可以具有一个或者多个上行端口、例如开放系统适配器(OSA)上行端口423。这些上行端口是虚拟交换机用来将它的仿真LAN435合并到外部LAN、例如LAN460的物理端口。客户和上行端口二者提供为了允许在仿真的顾客端口到外部LAN上的物理端口、如比如OSA409和OSA411之间的以太网连通性而必需的基础结构。
在z/VM以外，虚拟服务器A.1261和A.2263经由它们的相应OSANIC连接到外部OSA接口。另外，每个虚拟服务器A.1和A.2可以依赖于IQDNIC，以互连到HiperSocketsLAN450。虚拟服务器A.1261和A.2263可以分别是与图2中的虚拟服务器A.1261和A.2263相同的虚拟服务器。
桥接端口是混合端口，该混合端口用内部HiperSocketsLAN、例如HiperSocketsLAN450中的逻辑端口扩展v交换机的仿真LAN段。图4例如使用桥接端口421以连接到hipersockets上行端口425。桥接端口扩展v交换机430以包括等效称为IQDNIC的仿真顾客端口(vNIC)和实际端口(NIC)。顾客端口和实际端口中的每个端口可以相互通信并且通过虚拟交换机的一个或者多个上行端口与外部LAN目的地进行通信。
V交换机430维护哈希表或者其它数据结构，以用于记录在MAC地址与网际协议地址之间的对应关系。响应于v交换机接收到具有不匹配MAC地址(未存在于哈希表中)的分组，v交换机向OSA上行端口423或者v交换机hipersockets桥接端口421发送这样的分组。作为结果，向上行端口发送的分组被发送到物理网络上的物理端口，如比如IQDNIC402和IQDNIC404。
物理网络以两个形式(即HiperSockets处理器资源/系统管理器(PR/SM)440和LAN460(通过使用开放系统适配器(OSA)))的可用性通过本发明的至少一个实施例允许对虚拟网络435与两个物理网络进行桥接。在图4的示例中，两个物理网络是HipersocketsLAN450和LAN460。LAN460可以实施IEDN。在以下图6中在更大规模部署中示出桥接端口的操作。
具体而言，在一个CPC中的v交换机可以用来连接到LAN。LAN又可以向第二CPC中的又一v交换机中继通信。因而，v交换机在它们的相应CPC以及LAN中的组合操作可以用以下方式模拟第2层网络，该方式用于使一个CPC中的虚拟服务器直接可寻址到第二CPC中的虚拟服务器，就如同这些虚拟服务器在相同LAN段上。图4的块401-407、421、423、435和440可以在z/VM逻辑分区的控制之下。
图5是根据本发明的一个示例实施例的管理员的用于配置虚拟网络的动作的流程图。图5的步骤、配置过程500可以包括以在通过引用而结合于此、同日提交、序号为13155153的美国专利申请"TRANSPARENTHETEROGENOUSLINKPAIRING"(代理案号为AUS920110134US1)中描述的方式激活HiperSockets接口。管理员通过硬件维护控制台(HMC)操作，并且逻辑上管理员可以认为是硬件维护控制台的一部分。硬件维护控制台是向CPC中的处理器呈现正确凭证的数据处理系统。HMC可以在管理员的个人计算机或者其它工具上将系统控制台显示为视窗或者其它显示区。因而，HMC是用来关于一个或者多个CPC执行逻辑连接和其它监管功能的主要工具。
初始地，HMC扩展虚拟服务器群集内的全集内数据网络(IEDN)提供的多个CPC的内部网络(步骤501)。这样，通过用信道参数定义单个CHPID将每个CPC内的IQDIO网络扩展至IEDN。可以实施内部排队直接输入/输出(IQDIO)为以上说明的称为HiperSockets的开放系统适配器-快速(OSA-快速)排队直接I/O形式。OSA-快速是允许Systemz9TM平台和其它平台向LAN或者广域网上的客户端直接提供工业标准连通性的集成硬件特征。Systemz9是国际商业机器公司在全球许多管辖地注册的商标。
接着，HMC定义至少两个虚拟网络(步骤503)。首先，HMC可以定义用于虚拟网络的虚拟网络名称和虚拟LAN标识符(VLANID)。其次，HMC可以关联每个虚拟服务器与每个虚拟网络。第三，操作系统管理员可以用匹配VLNID向每个授权虚拟网络定义IP地址和IP接口。建立虚拟网络可以包括激活用于每个虚拟服务器的HiperSockets接口。此外，建立或者定义虚拟网络可以包括为对应的虚拟网络定义用于每个虚拟服务器的网络接口。建立网络接口可以包括在每个虚拟服务器的虚拟网络中向该虚拟服务器指派不多于一个网际协议地址。以下图6图示网际协议地址指派的一些示例。
接着，HMC可以定义每个CPC内的桥接端口(步骤505)。桥接端口可以包括向具体上行端口指派具体桥接端口。例如在(图4的)v交换机430中可以用“v交换机A”或者其它唯一标识符标识。可以向v交换机A指派具体端口、即设备A1为桥接端口421和设备A2为上行端口423。定义桥接端口可以包括定义虚拟交换机。因而，建立桥接端口可以包括通过链接图3D中的桥接端口数据结构340的每行中的v交换机、桥接端口和上行部分的标识符来建立v交换机对应部分的标识。
接着，HMC可以为每个群集内的每个虚拟服务器定义网络接口(步骤507)。群集或者全集是被指派用于在客户的控制之下在公共任务上一起协作的虚拟服务器的汇集。群集可以是与其它群集隔离、但是在公共LAN段上进行响应的虚拟服务器的集合。以下图6给出四个虚拟服务器群集、比如群集A的示例，这些群集包括虚拟服务器A1、A2和A3中的至少一个虚拟服务器。
接着，HMC可以授权每个虚拟服务器访问它的相应虚拟网络(步骤509)。授权访问包括基于HiperSockets物理接口或者以太网适配器设置虚拟服务器对逻辑适配器的许可。例如关于虚拟网络A，可以基于虚拟服务器A1、A2、A.3至A.16的逻辑适配器向这些虚拟服务器授权许可，从而它们各自可以访问存在于它们各自CPC中的虚拟交换机的设施。
处理可以随后终止。
在本发明的一个优选实施例中，一种用于激活HiperSockets接口的方法如下。TCP/IP栈在本发明的设备和应用框架内可以初始地配置逻辑以太网接口。接着，TCP/IP栈可以激活逻辑以太网接口。可以基于更早前与以太网接口关联的属性激活逻辑以太网接口。属性是逻辑以太网接口的参数，这些参数允许逻辑以太网接口是用于分组的源以及目的地，如比如指派给逻辑以太网接口的网际协议地址。在用有效数据填充用于逻辑以太网接口的数据结构中的字段时，属性是配置的属性。所有配置的属性是属性。激活可以包括TCP/IP栈与其它网络基础结构的路由器交换网际协议地址并且协商连接速度。此外，TCP/IP栈也可以向以太网适配器注册配置的虚拟局域网标识符(VLANID)。另外，TCP/IP栈可以检测HiperSocketsCHPID是否存在。CHPID可以由管理硬件I/O配置的技术员先前设置。因而，技术员可以设置配置属性以指明是否可以在IEDN上使用具体CHPID。正是这一CHPID属性可以由TCP/IP栈用来确定CHPID是否存在。如果未检测到CHPID，则处理可以终止。
在另一方面，如果肯定结果出现，则TCP/IP栈可以创建逻辑HiperSockets接口。接着，TCP/IP栈会聚接口可以将逻辑HiperSockets接口与逻辑以太网接口相关联。关联逻辑HiperSockets接口与逻辑以太网接口可以包括建立至少一个缓冲器，逻辑以太网接口和逻辑HiperSockets接口使用该至少一个缓冲器以填充传出分组或者组装传入数据净荷，以用于进一步处理。此外，逻辑上链接逻辑HiperSockets接口和逻辑以太网接口，以交换与单个网际协议地址相对应的业务。交换包括传输或者接收分组。单个IP地址是根据IPv4或者IPv6协议中的任一协议的IP地址。另外，单个IP地址是IPv4IP地址和IPv6IP地址或者IPv4IP地址与IPv6IP地址的组合。
接着，TCP/IP栈向逻辑HiperSockets接口复制逻辑以太接口的所配置的属性。所配置的属性例如包括从逻辑以太网接口复制的IP地址和虚拟局域网标识符(VLANID)。因而，逻辑上链接第一接口和第二接口以共享与单个网际协议地址对应的业务。接着，TCP/IP栈激活逻辑HiperSockets接口。在激活期间，TCP/IP栈可以向HiperSockets固件注册VLAN标识符(VLANID)。此外，TCP/IP栈可以从HiperSockets固件获得虚拟介质访问控制(VMAC)地址。另外，TCP/IP栈可以维护用于包括HiperSockets接口的每个物理接口的控制块。在成功激活逻辑HiperSockets接口时，TCP/IP栈可以更新该控制块中的状态字段以代表活跃(ACTIVE)。处理可以随后终止。
图6是根据本发明的一个示例实施例的至少一个虚拟网络的逻辑配置。图6包括更早参照图2描述的CPC——即CPC1211、CPC2221和CPC3231和CPC4241。
虚拟服务器A.1、A.2和C.1存在并且分别使用IP地址10.0.1.1、10.0.1.2和10.0.3.1。作为在以上步骤405中形成桥接端口的结果，跨越A群集的所有CPC形成统一LAN段。例如桥接器621将CPC1211链接到CPC2221。两个附加桥接器完成群集，从而虚拟服务器A.3可以跨越桥接端口透明地连接到虚拟服务器A.1和A.2。桥接端口可以由虚拟交换机操作。附加桥接端口可以支持网络B、C和D上的群集B、群集C和群集D。这些桥接端口分别是桥接端口622、桥接端口632和桥接端口642。HMC610可以向配置存储装置620写入和从配置存储装置进行读取。例如HMC610可以在配置存储装置620中分别存储图3A、3B、3C和3D的数据结构300、320、330和340。因而，HMC610可以执行图5的配置过程500，以配置整个桥接。
图7是根据本发明的一个示例实施例的用于允许两个虚拟服务器通信的v交换机和其它配置的设施的逻辑布置。CPC1701和CPC4741支持虚拟服务器VSA.1和VSA.3。CPC1701可以是图2和6的CPC1211。CPC4可以例如是图2和6的CPC4241。这些虚拟服务器与相应v交换机HiperSockets桥接端口705、745进行通信。每个v交换机HiperSockets桥接端口又与OSA上行端口707和747进行通信。对于每个CPC，可以用与图4所示v交换机HiperSockets桥接端口421的方式布置v交换器HiperSockets桥接端口。类似地，可以用图4所示OSA上行端口423的方式布置相应OSA上行端口。OSA上行端口707与局域网(LAN)750进行通信。类似地，OSA上行端口747与LAN750进行通信。
可以从硬件维护控制台(HMC)510协调对于桥接端口的创建及其维护和扩展。HMC可以例如是zManager，这国际商业机器公司制造的管理程序。HMC510也可以为每个虚拟服务器建立IP地址。可以向配置520存储配置信息。可以将配置细节分布于CPC中的相应节点。此外，可以向单个存储介质备份配置细节。
通过使用一个或者多个实施例，管理员可以控制本地和远程CPC上的虚拟服务器和虚拟网络的配置。此外，单个IP地址(使用IPv4、IPv6或者混合)被指派，而不是每个虚拟服务器配置多个IP地址。通过管理员将注意力聚焦于每个虚拟服务器的单个逻辑接口，管理员与现有技术方法比较可以实现多个CPC中的多个虚拟服务器的更迅速部署。另外，具有减少的监管负担的管理员可以通过使用HMC遵循改进的流程图以远程管理在地理上分散而通过操作HiperSocketsLAN和常规LAN在逻辑上连接的数据中心。这样，可以通过单个HMC直接执行操作、部署和维护。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本发明可以采用全硬件实施例、全软件实施例或者包含硬件与软件单元二者的实施例这样的形式。在一个优选实施例中，在包括但不限于固件、常驻软件、微代码等的软件中实施示例本发明。固件可以驻留于有形存储设备、如例如可编程逻辑阵列、只读存储器、闪存、固态盘等中。
另外，本发明可以采用从计算机可用或者计算机可读介质访问的计算机程序产品的形式，该计算机可用或者计算机可读介质提供用于由计算机或者任何指令执行系统使用或者与计算机或者任何指令执行系统结合使用的程序代码。出于本描述的目的，计算机可用或者计算机可读介质可以是任何如下有形装置，该有形装置可以包含、存储、传达、传播或者传送用于由指令执行系统、装置或者设备使用或者与指令执行系统、装置或者设备结合使用的程序。
适合于存储和/或执行程序代码的数据处理系统将包括通过系统总线直接或者间接耦合到存储器单元的至少一个处理器。存储器单元可以包括在实际执行程序代码期间运用的本地存储器、大容量存储装置和高速缓存存储器，这些高速缓存存储器提供至少一些程序代码的暂时存储，以便减少必须在执行期间从大容量存储装置取回代码的次数。
输入/输出或者I/O设备(包括但不限于键盘、显示器、指示设备等)可以直接或者通过居间I/O控制器耦合到系统。
网络适配器也可以耦合到系统，以使数据处理系统能够变成通过居间专用或者公共网络而耦合到其它数据处理系统或者远程打印机或者计算机可读有形存储设备。调制解调器、线缆调制解调器和以太网卡仅为当前可用网络适配器类型中的少数类型。
本发明的描述已经出于示例和描述的目的而加以呈现、但是非旨在于穷举本发明或者使本发明限于公开的形式。许多修改和变化将为本领域普通技术人员所清楚。选择和描述了实施例以便最佳地说明本发明的原理、实际应用，并且使本领域其他普通技术人员能够针对具有如与设想的特定使用相适合的各种修改的各种实施例来理解本发明。

Claims (26)

1.一种用于配置虚拟网络的由计算机实施的方法，所述由计算机实施的方法包括：
将内部排队直接I/O扩展至虚拟服务器群集内的全集内数据网络(IEDN)以定义单个信道路径标识符并且定义信道参数；
定义至少一个虚拟网络；
在支持所述虚拟服务器中的至少一个虚拟服务器的每个中央处理联合体CPC内定义至少一个桥接端口；
为每个群集内的每个虚拟服务器定义网络接口；以及
针对每个虚拟服务器授权访问对应虚拟网络。
2.根据权利要求1所述的由计算机实施的方法，其中定义桥接端口还包括定义虚拟交换机。
3.根据权利要求1或者2中的任一权利要求所述的由计算机实施的方法，其中所述虚拟交换机是全集内数据网络虚拟交换机。
4.根据权利要求1或者2中的任一权利要求所述的由计算机实施的方法，还包括：
在虚拟服务器基础上定义用于所述对应虚拟网络的网络接口。
5.根据权利要求3所述的由计算机实施的方法，还包括：
在虚拟服务器基础上定义用于所述对应虚拟网络的网络接口。
6.根据权利要求1或者2中的任一权利要求所述的由计算机实施的方法，其中所述虚拟服务器群集是公共虚拟网络中和公共CPC中的至少两个虚拟服务器。
7.根据权利要求3所述的由计算机实施的方法，其中所述虚拟服务器群集是公共虚拟网络中和公共CPC中的至少两个虚拟服务器。
8.根据权利要求1或者2中的任一权利要求所述的由计算机实施的方法，其中定义至少一个虚拟网络还包括：
在所述至少一个虚拟网络中向所述虚拟服务器群集的每个虚拟服务器指派不多于一个网际协议地址。
9.根据权利要求3所述的由计算机实施的方法，其中定义至少一个虚拟网络还包括：
在所述至少一个虚拟网络中向所述虚拟服务器群集的每个虚拟服务器指派不多于一个网际协议地址。
10.根据权利要求8所述的由计算机实施的方法，其中定义至少一个虚拟网络还包括：
激活用于每个虚拟服务器的HiperSockets接口。
11.根据权利要求9所述的由计算机实施的方法，其中定义至少一个虚拟网络还包括：
激活用于每个虚拟服务器的HiperSockets接口。
12.根据权利要求8所述的由计算机实施的方法，其中所述网际协议地址是IPv4和IPv6地址。
13.根据权利要求10所述的由计算机实施的方法，其中所述网际协议地址是IPv4和IPv6地址。
14.一种用于配置虚拟网络的数据处理系统，其中所述处理系统包括：一个或者多个处理器、一个或者多个计算机可读存储器和一个或者多个计算机可读有形存储设备；
用于将内部排队直接I/O扩展至虚拟服务器群集内的全集内数据网络(IEDN)以定义单个信道路径标识符并且定义信道参数的扩展装置；
用于定义至少一个虚拟网络的定义装置；
还可操作用于在支持所述虚拟服务器中的至少一个虚拟服务器的每个中央处理联合体CPC内定义至少一个桥接端口的定义装置；
还可操作用于为每个群集内的每个虚拟服务器定义网络接口的定义装置；以及
还可操作用于针对每个虚拟服务器定义对对应虚拟网络的访问的定义装置。
15.根据权利要求14所述的数据处理系统，所述还可操作用于在支持所述虚拟服务器中的至少一个虚拟服务器的每个CPC内定义至少一个桥接端口的定义装置还包括存储于所述一个或者多个存储设备中的至少一个设备上用于定义虚拟交换机的程序指令。
16.根据权利要求14或者15所述的数据处理系统，其中所述虚拟交换机是全集内数据网络虚拟交换机。
17.根据权利要求14或者15所述的数据处理系统，还包括：
还可操作用于在虚拟服务器基础上定义用于所述对应虚拟网络的网络接口的定义装置。
18.根据权利要求16所述的数据处理系统，还包括：
还可操作用于在虚拟服务器基础上定义用于所述对应虚拟网络的网络接口的定义装置。
19.根据权利要求14或者15所述的数据处理系统，其中至少所述虚拟服务器群集在公共虚拟网络中并且在公共CPC中。
20.根据权利要求16所述的数据处理系统，其中至少所述虚拟服务器群集在公共虚拟网络中并且在公共CPC中。
21.根据权利要求14或者15所述的数据处理系统，其中所述用于定义至少一个虚拟网络的定义装置还包括：
用于在所述至少一个虚拟网络中向所述虚拟服务器群集的每个虚拟服务器指派不多于一个网际协议地址的指派装置。
22.根据权利要求16所述的数据处理系统，其中所述用于定义至少一个虚拟网络的定义装置还包括：
用于在所述至少一个虚拟网络中向所述虚拟服务器群集的每个虚拟服务器指派不多于一个网际协议地址的指派装置。
23.根据权利要求21所述的数据处理系统，还可操作用于定义所述至少一个虚拟网络的所述定义装置还包括：
可操作用于激活用于每个虚拟服务器的HiperSockets接口的激活装置。
24.根据权利要求22所述的数据处理系统，还可操作用于定义所述至少一个虚拟网络的所述定义装置还包括：
可操作用于激活用于每个虚拟服务器的HiperSockets接口的激活装置。
25.根据权利要求21所述的数据处理系统，其中所述网际协议地址是IPv4和IPv6地址。
26.根据权利要求23所述的数据处理系统，其中所述网际协议地址是IPv4和IPv6地址。
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