CN103731514A - 一种虚拟网络管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及云计算领域，特别是一种虚拟网络管理方法。本发明首先在网卡资源池中添加新网卡，设置该网卡的网络、IP、绑定关系等基本信息；系统根据规则给该网卡分配一个唯一的MAC地址；网卡添加后自动放入网卡资源池中统一管理维护，此时网卡处于可用状态；当虚拟机使用网卡时，首先从网卡资源池中选取一个可用状态的网卡，将该网卡配置给虚拟机；虚拟机网卡配置完成后，虚拟机网络即可正常使用。本发明的方法解决了虚拟网卡MAC地址定位标识、MAC地址分配管理、MAC地址与IP地址绑定管理、ARP网络攻击预防等复杂的问题；可以用于虚拟网络管理。

Description

一种虚拟网络管理方法

技术领域

本发明涉及云计算领域，特别是一种虚拟网络管理方法。

背景技术

云计算时代，虚拟主机取代物理主机成为了网络的主体，从网络角度看，虚拟机网络和物理机网络是一致的，都拥有IP地址、MAC地址等标识信息。随着私有云在各机构内部署，虚拟机的数量远远多于比物理机的数量，虚拟机上有虚拟网络，虚拟网络与物理网络一样拥有自己的IP地址、MAC地址等，虚拟网卡的MAC地址与物理网卡的MAC地址所不同的是，虚拟网卡的MAC地址一般都是随机生成或由用户随意指定的，一般虚拟网卡的生命周期是这样的：

1、创建虚拟机时附带创建一张新的虚拟网卡，网卡的MAC地址由系统按照随机算法生成；

2、虚拟机通信时使用此MAC地址进行数据包的交换；

3、虚拟机被删除时，虚拟网卡也被一并删除，MAC地址不再被使用。

虚拟网卡的这种管理模式会带来如下的问题：

一是MAC地址是随意生成的，因此其不具备标识的作用。物理网卡在出厂时被分配一个固定的全球唯一的地址，由IEEE组织分配，通过网卡被分配到的MAC地址就能查找到生产厂商、生产日期等信息，甚至能定位到服务器，在服务器被劫持当成“肉机”的情况下，能定位到服务器就能迅速解决问题；然而，虚拟网卡不具备这种功用。

二是由用户随意指定虚拟网卡的MAC地址容易导致MAC地址重复的冲突，影响虚拟机的通信，而且这种冲突一般难以发现和定位，长时间不被发现甚至会影响虚拟机上运行业务的连续性。

三是由用户随意指定的虚拟网卡IP地址容易导致IP地址重复的冲突，影响虚拟机的通信，且这种冲突难以定位，立刻会对虚拟机上运行的业务产生影响。

四是由用户随意指定的虚拟网卡IP地址容易导致局域网内ARP网络攻击，影响多台虚拟机通讯，且难以快速定位，影响辐射面会迅速增大。

五是由用户随意指定的虚拟网卡IP地址和MAC地址，增大虚拟机通信时交换机查询MAC地址表时间。

为了避免MAC地址重复冲突、IP地址冲突，提高虚拟网络安全，增强虚拟网络管理便利性，预防局域网内ARP网络攻击，需要一种统一规划分配虚拟网卡MAC地址，绑定MAC地址和IP地址，配置给虚拟机使用的虚拟网络管理方法。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种在云计算中虚拟网络管理的方法，解决虚拟网卡MAC地址定位标识、MAC地址分配管理、MAC地址与IP地址绑定管理、ARP网络攻击预防等复杂的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

包括如下步骤：

步骤1：用户配置该网卡的IP、连接的物理网络、IP地址与MAC地址绑定等基本信息；

步骤2：系统根据规则分配一个唯一MAC地址；

步骤3：网卡添加到网卡资源池中统一管理，该网卡处于可用状态；

步骤4：用户从网卡资源池中选取一张可用状态的网卡；

步骤5：用户将此网卡配置给虚拟机；

步骤6：系统更新虚拟机配置文件，完成虚拟机网卡配置；

步骤7：系统更新网卡资源池中该网卡的状态为已用。

所述物理机网络是云计算环境中，物理机多网卡模式下物理机配置给云环境使用的网络；在虚拟网卡配置网络时，指定该网卡从物理机上哪个网络通信。

所述IP和MAC绑定关系是分配给网卡的MAC地址和IP建立捆绑关系，绑定后该网卡只能通过绑定的IP才能正常连通网络，该网卡使用其他IP将无法连通网络，包括局域网和公共网。

所述网卡资源池是云计算环境所有网卡的统称，包括处于可用状态和已用状态的网卡。

所述的更新虚拟机配置文件是系统将虚拟网卡的MAC地址、型号、IP等信息写入到虚拟机配置文件。

本发明通过系统统一分配管理MAC地址，可以从根本上杜绝MAC地址冲突，避免虚拟机通信故障，同时网卡纳入网卡资源池统一管理，用户添加网卡时可以直接获取一张网卡配置给虚拟机即可，而不需要完全重新开始配置网卡，本发明在网卡添加和使用过程中提供了很大的便利性。本发明的IP地址和MAC地址绑定，能够限制用户随意修改IP后无法联网，避免不合法IP和MAC对的出现，用户可以根据此绑定关系在交换机、防火墙上配置额外的网络通信机制，严格限制虚拟机网络进出，极大的增强了虚拟网络安全性，而且用户从网卡资源池中选择此类配置了额外安全机制的网卡时，也更加便利。本发明中提供的网卡资源池中网卡可直接热插到虚拟机上使用，不需要用户对虚拟机做额外的操作，且虚拟机不会在添加网卡过程中有任何中断服务现象，区别于一般的物理服务器拆机插网卡的过程。本发明的网卡在添加到虚拟机后支持热拔，能够在不需要的时候网卡时直接从虚拟机上热拔，该网卡回归到网卡资源池中统一管理，该网卡能够继续被其他虚拟机使用，不受原虚拟机任何影响。本发明方法中提供的虚拟网卡型号为virtio，它提供了比较全面的驱动，能够自动适应主流操作系统。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明：

图1为本发明方法虚拟网卡添加和使用流程图；

图2为本发明方法虚拟网卡移除和删除流程图。

具体实施方式

如图1所示，首先在网卡资源池中添加网卡，配置该网卡的基本网络信息、选取连通的物理网络、设置IP地址与MAC地址的绑定，系统自动给该网卡分配一个唯一的MAC地址，管理端代码如下：

如图1所示，网卡资源池中添加网卡，配置该网卡的基本网络信息、选取连通的物理网络、设置IP地址与MAC地址的绑定，系统自动给该网卡分配一个唯一的MAC地址，实现端代码如下：

如图1所示，用户从网卡资源池中选取一张可用状态的网卡配置给虚拟机使用，该网卡状态从可用变为已用，管理端代码如下：

如图1所示，从网卡资源池中选取一张可用状态的网卡配置给虚拟机，网卡状态从可用变为已用，实现端代码如下：

如图1所示，给虚拟机配置网卡后，系统更新配置该虚拟机的配置文件，

XEN虚拟机配置文件更新代码如下：

如图2所示，当虚拟机上网卡已不再需要使用时，可将该网卡从虚拟机上移除，移除后的网卡回归网卡资源池管理，网卡状态从已用变为可用，管理端代码如下：

从虚拟机上移除网卡，网卡状态从已用状态变为可用状态，实现端代码如下：

如图2所示，从虚拟机上移除网卡，该网卡状态从已用变为可用，实现端代码如下：

如图2所示，当网卡从虚拟机上移除，状态从变为可用后，从网卡资源池中删除该网卡即可，系统自动释放该网卡占用的MAC地址，代码如下：

网下从网卡资源池中删除后，该网卡所占用的MAC地址自动释放，该MAC地址可以被系统分配给其他网卡使用。

Claims (7)

1.一种虚拟网络管理方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：用户配置该网卡的IP、连接的物理网络、IP地址与MAC地址绑定等基本信息；

步骤2：系统根据规则分配一个唯一MAC地址；

步骤3：网卡添加到网卡资源池中统一管理，该网卡处于可用状态；

步骤4：用户从网卡资源池中选取一张可用状态的网卡；

步骤5：用户将此网卡配置给虚拟机；

步骤6：系统更新虚拟机配置文件，完成虚拟机网卡配置；

步骤7：系统更新网卡资源池中该网卡的状态为已用。

2.根据权利1所述的虚拟网络管理方法，其特征在于：所述物理机网络是云计算环境中，物理机多网卡模式下物理机配置给云环境使用的网络；在虚拟网卡配置网络时，指定该网卡从物理机上哪个网络通信。

3.根据权利1所述的虚拟网络管理方法，其特征在于：所述IP和MAC绑定关系是分配给网卡的MAC地址和IP建立捆绑关系，绑定后该网卡只能通过绑定的IP才能正常连通网络，该网卡使用其他IP将无法连通网络，包括局域网和公共网。

4.根据权利2所述的虚拟网络管理方法，其特征在于：所述IP和MAC绑定关系是分配给网卡的MAC地址和IP建立捆绑关系，绑定后该网卡只能通过绑定的IP才能正常连通网络，该网卡使用其他IP将无法连通网络，包括局域网和公共网。

5.根据权利1至4任一项所述的虚拟网络管理方法，其特征在于：所述网卡资源池是云计算环境所有网卡的统称，包括处于可用状态和已用状态的网卡。

6.根据权利1至4任一项所述的虚拟网络管理方法，其特征在于：所述的更新虚拟机配置文件是系统将虚拟网卡的MAC地址、型号、IP等信息写入到虚拟机配置文件。

7.根据权利5所述的虚拟网络管理方法，其特征在于：所述的更新虚拟机配置文件是系统将虚拟网卡的MAC地址、型号、IP等信息写入到虚拟机配置文件。

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