CN103873338A

CN103873338A - 一种利用绑定和vlan实现网络虚拟化的方法

Info

Publication number: CN103873338A
Application number: CN201410086325.6A
Authority: CN
Inventors: 陈浩
Original assignee: Shanghai Eisoo Software Co Ltd
Current assignee: Shanghai Eisoo Software Co Ltd
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2014-06-18

Abstract

本发明涉及一种利用绑定和VLAN实现网络虚拟化的方法，该方法包括以下步骤：A)安装Linux系统并启动；B)链接交换机，并对交换机进行VLAN配置；C)绑定网卡；D)绑定网卡VLAN划分。与现有技术相比，本发明具有增大单个节点的网络带宽，提高网络的使用率，一定程度上降低集群网络带宽的瓶颈问题，进而提高集群处理并发大数据的能力。

Description

一种利用绑定和VLAN实现网络虚拟化的方法

技术领域

本发明涉及一种实现网络虚拟化的方法，尤其是涉及一种利用绑定和VLAN实现网络虚拟化的方法。

背景技术

当前，随着信息化技术的推进，无论是企业还是其他组织都越来越依赖于计算机系统。而由于数据量的急剧膨胀，单个计算机已经无法满足其需要，若使用超级计算机又极大的增大了计算机的成本，在这种情况下，集群技术应运而生。

集群是一种计算机系统，它由一组松散集成的计算机软件或硬件连接起来，高度紧密地协作完成计算工作。在某种意义上，他们可以被看作是一台计算机。集群中的单个计算机通常称为节点，集群通过局域网连接，也支持其它的连接方式。集群通常用来改进单个计算机的计算速度和数据流的负载均衡。集群以其极快的计算速度和低廉的价格，受到企业的青睐，并在企业中普及开来。

由于集群是由多台节点组成的一个庞大的系统，其节点数量从几台到几百台甚至上千台不等，因此如果集群中的节点网卡设备不够或者网卡的带宽过小，将会造成集群的网络带宽瓶颈，使得集群的并发能力，数据处理能力都大幅下降。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用绑定和VLAN实现网络虚拟化的方法，增大单个节点的网络带宽，提高网络的使用率，一定程度上降低集群网络带宽的瓶颈问题，进而提高集群处理并发大数据的能力。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种利用绑定和VLAN实现网络虚拟化的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A)安装Linux系统并启动；

B)链接交换机，并对交换机进行VLAN配置；

C)绑定网卡；

D)绑定网卡VLAN划分。

所述步骤B包括子步骤：

B1)创建VLAN；

B2)配置端口到VLAN，并将端口与ADSL相连；

B3)配置端口为trunk类型；

B4)配置管理域VTP；

B5)VLAN间通信；

B6)对配置后的链路聚合。

所述VLAN每个只有一个端口，一个端口与一根ADSL相连，且VLAN通过VID来识别。

所述VID插入到标准的以太帧中时被称为tag。

所述tag只有在数据帧无法被区分属于哪个VLAN时才会打上，

所述tag使用方法包括以下步骤：

B01)以太帧在上行路上的第一个VLAN交换机被打上tag；

B02)在下行链路的最后一个VLANN交换机去除tag。

所述步骤C具体为：采用linux内核中的bonding技术将多张网卡绑定为一张虚拟网卡，将具有相同IP地址的多张网卡并行链接聚合成一个逻辑链路。

所述网卡绑定模式为Adaptive load balancing适配器适应性负载均衡模式。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)通过将四张网卡绑定为一张虚拟网卡，加强了网络负载均衡的能力，提高了网络冗余，频闭了单网卡故障率，提高了服务器的可靠性和安全性。

2)通过在绑定网卡上设置VLAN，加强了网络利用率，减少了外部网络干扰，确保集群内部网络不跟外部网络冲突，通知也确保集群在设置对外服务时，可以通过VLAN配置来决定对外的服务IP。

附图说明

图1为本发明的主要步骤示意图；

图2为本发明配置交换机示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本发明主要利用绑定和VLAN的方式实现集群网络的虚拟化，目标节点有4张网卡，目标交换机能够支持VLAN。

1.安装Linux系统并启动

在集群中的所有节点上正确安装好所需要的Linux系统，并确认网卡以及网线连线状态

2.配置交换机

如图2所示，有多少条ADSL需要接入，就需要在二层交换机上划分对应数量的VLAN，每个VLAN中只包括一个端口，每个端口与一根ADSL相连，在我们的集群中使用了2-4093个tag，这样就可以划分为4000多个VLAN，完全可以满足各种网络需求。

VLAN隔离了广播域。单独的一个VLAN模拟了一个常规的交换以太网，因此VLAN将一个物理交换机分割成了一个或多个逻辑交换机。不同VLAN之间通信需要三层参与，当多台交换机级联时，VLAN通过VID来识别，该ID插入到标准的以太帧中，被称作tag大多数的tag都不是端到端的，一般在上行路上第一个VLAN交换机打tag，下行链路的最后一个VLAN交换机去除tag。只有在一个数据帧不打tag就不能区分属于哪个VLAN时才会打上tag，能去掉时尽早要去掉tag。最终，IEEE802.1q解决了VLAN的tag问题。除了IEEE802.1q，其余的都是和实现相关的，虽然Cisco和H3C的实现很类似，Linux可以和它们有大不同。

通过链接交换机对交换机进行VLAN配置，以下是相关配置说明：创建VLAN：

配置端口到VLAN：

Switch#configure terminal

Switch(config)#interface f0／1

Switch(config-if)#switchport mode access／／定义二层口，接入模式

Switch(config-if)#switchport access VLAN10／／端口分配给VLAN10

Switch(config-if)#end

配置Trunk：

配置VTP：

客户端模式的交换机无法再新增、修改、删除任何VLAN，只能由核心交换机来做，然后再同步。

VLAN间通信：

至此10网段与20网段可相互通信。

链路聚合：

通过上述配置可以配置相应的VLAN网络，还可以配置需要的对外VLAN，以及屏蔽某些内部VLAN。

3.绑定网卡

由于节点有四张网卡，我们利用linuxn内核中的bonding技术将4张网卡绑定为一张虚拟网卡，这个聚合起来的设备看起来是一个单独的以太网接口设备，通俗点讲就是四块网卡具有相同的IP地址而并行链接聚合成一个逻辑链路工作。网卡绑定有7种模式，本发明使用了mode6，即Adaptive load balancing适配器适应性负载均衡。该模式包含了balance-tlb模式，同时加上针对IPV4流量的接收负载均衡(receive load balance，rlb)，而且不需要任何switch(交换机)的支持。通过绑定网卡，将所有物理网卡绑定为一张虚拟网卡，达到网络负载均衡和网络冗余的目的。

由于集群中的节点有四张网卡，需要对四张网卡进行对应的配置，以下是对四张网卡分别进行配置：

网卡eml：

DEVICE＝"eml″

ONBOOT＝"yes″

BOOTPROTO＝"static″

MASTER＝"bond0″

SLAVE＝″yes"

HWADDR＝"00：25：90：2b：49：0e″

网卡em2：

DEVICE＝"em2"

NBOOT＝″yes″

BOOTPROTO＝"static"

MASTER＝″bond0″

SLAVE＝"yes"

HWADDR＝″00：25：90：2b：49：0f″

网卡em3：

DEVICE＝″em3″

ONBOOT＝"yes″

BOOTPROTO＝"none″

MASTER＝″bond0"

SLAVE＝″yes″

HWADDR＝″00：25：90：2b：49：10"

网卡em4：

DEVICE＝″em4"

ONBOOT＝″yes"

BOOTPROTO＝"none″

MASTER＝″bond0"

SLAVE＝″yes″

HWADDR＝″00：25：90：2b：49：11"

绑定网卡bond0：

DEVICE＝″bond0″

ONBOOT＝″yes″

BONDING_OPTS＝"mode＝6miimon＝100″

BOOTPROTO＝"static″

配置完上述配置后，重启网络服务即可，此时节点网络环境变为了四张网卡绑定为一张bond0网卡.

4.划分绑定网卡VLAN。

通过以上两点的配置，此时节点具有一张虚拟网卡bond0，同时交换机也支持VLAN配置，此时针对bond0可以设置多达4093个VLAN地址，例如bond0.10，只需要在网卡的配置中加入VLAN＝"yes″就可以在bond0上划分出一个VLAN网络，提高了网络的利用率，而且由于VLAN终结在二层交换机，各个VLAN之间互不影响，更不会影响外部局域网。

创建一个VLANID为10的VLAN网络：

ViIfcfg-bond0.10：

DEVICE＝"bond0.10"

VLAN＝″yes"

ONBOOT＝″yes"

BOOTPROTO＝″static"

IPADDR＝"xxx.xxx.xxx.xxx″

NETMASK＝"xxx.xxx.xxx.xxx″

只需要上述简单的一步，就可以创建一个VLANID为10的VLAN网络，此时再配置交换机的设置，就可以成功利用VLAN10作为一个内部封闭局域网来使用了，要创建其他的VLAN，使用类似的配置即可。

至此，在绑定网络上创建VLAN网络实现网络虚拟化的工作全部完成，各个应用可以使用想要的网络来实现对应的功能，比如mysql、rabbitmq数据传输等等。

Claims

1.一种利用绑定和VLAN实现网络虚拟化的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A)安装Linux系统并启动；

B)链接交换机，并对交换机进行VLAN配置；

C)绑定网卡；

D)绑定网卡VLAN划分。

2.根据权利要求1所述的一种利用绑定和VLAN实现网络虚拟化的方法，其特征在于，所述步骤B包括子步骤：

B1)创建VLAN；

B2)配置端口到VLAN，并将端口与ADSL相连；

B3)配置端口为trunk类型；

B4)配置管理域VTP；

B5)VLAN间通信；

B6)对配置后的链路聚合。

3.根据权利要求2所述的一种利用绑定和VLAN实现网络虚拟化的方法，其特征在于，所述VLAN每个只有一个端口，一个端口与一根ADSL相连，且VLAN通过VID来识别。

4.根据权利要求3所述的一种利用绑定和VLAN实现网络虚拟化的方法，其特征在于，所述VID插入到标准的以太帧中时被称为tag。

5.根据权利要求4所述的一种利用绑定和VLAN实现网络虚拟化的方法，其特征在于，所述tag只有在数据帧无法被区分属于哪个VLAN时才会打上。

6.根据权利要求4所述的一种利用绑定和VLAN实现网络虚拟化的方法，其特征在于，所述tag使用方法包括以下步骤：

B01)以太帧在上行路上的第一个VLAN交换机被打上tag；

B02)在下行链路的最后一个VLANN交换机去除tag。

7.根据权利要求1所述的一种利用绑定和VLAN实现网络虚拟化的方法，其特征在于，所述步骤C具体为：采用linux内核中的bonding技术将多张网卡绑定为一张虚拟网卡，将具有相同IP地址的多张网卡并行链接聚合成一个逻辑链路。

8.根据权利要求7所述的一种利用绑定和VLAN实现网络虚拟化的方法，其特征在于，所述网卡绑定模式为Adaptive load balancing适配器适应性负载均衡模式。