CN103986662B - 一种跨虚拟化平台的虚拟路由器实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种跨虚拟化平台的虚拟路由器实现方法，其具体实现过程如下：设置路由模板；设置分层化架构，定义虚拟化层、支撑层和业务层三层架构；将适配器虚拟化，通过向下适配虚拟化类型、向上暴露统一接口的方式，对各种虚拟化平台无缝兼容；统一配置网络服务，统一管理系统中的虚拟路由。该一种跨虚拟化平台的虚拟路由器实现方法和现有技术相比，一方面通过向虚拟路由器发送SSH命令控制底层网络服务配置，高效、方便、快捷；另一方面，将整个系统的所有网络服务统一以Rest API接口的形式暴露给第三方，使第三方用户在不必知道底层网络连接情况的前提下，通过调用接口即可实现复杂网络的配置，简单、通用、科学、实用。

Description

一种跨虚拟化平台的虚拟路由器实现方法

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体的说是一种成本低廉、兼容性强、跨虚拟化平台的虚拟路由器实现方法。

背景技术

随着信息科技的发展，云计算逐步成为业界的发展热点，国内外各大厂商的云计算服务平台也开始纷纷投入到科学、教育、文化、卫生、政府、高性能计算、电子商务、物联网等多个领域进行使用。

云计算的一大重要特点，即是通过网络技术，将分布在各地的数据中心中的服务器、存储、网络设备通过管理软件集合起来协同工作，共同对外提供计算与存储等服务。鉴于云计算具有数据量大、地域分布广、物理设备多的特点，云数据中心普遍需要一套功能强大、跨地域性良好、节约成本、安全性强的网络架构解决方案。

在云计算的竞争大潮中，VMware、Xen、微软等厂家逐渐崭露头角，它们的产品由于具有稳定性高、性能好等优势，逐步发展成为云计算的主流虚拟化产品。然而，由于云计算缺乏统一的设计标准，不同厂家开发的虚拟化产品大相径庭，很难被统一管理起来。

一个成熟的云计算数据中心，必然不只是单个厂商的IaaS层虚拟化平台。传统的云数据中心一般通过在物理设备（物理交换机、路由器等）上进行各种网络服务配置，来满足各厂商虚拟化产品的使用需求，配置步骤繁琐复杂、不易操作，很难做到同时兼容各种虚拟化厂商的产品，更不要说统一管理。

为了有效的管理多虚拟化平台的网络环境、降低网络成本、增强网络性能、保证网络环境的安全、减轻网络管理员在管理物理网络时的繁琐配置工作，现提供一种易扩展、易开发、易维护的跨虚拟化平台的虚拟路由器实现方法。

发明内容

本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种管理简单、实用性强、跨虚拟化平台的虚拟路由器实现方法。

本发明的技术方案是按以下方式实现的，该一种跨虚拟化平台的虚拟路由器实现方法，其具体实现过程如下：

一、设置路由模板，在各种虚拟化环境下安装路由虚拟机，并在虚拟机中配置自动初始化脚本，制作成虚拟路由模板；

二、设置分层化架构，定义虚拟化层、支撑层和业务层三层架构，将系统的功能职责进行层层划分；

三、将适配器虚拟化，通过向下适配虚拟化类型、向上暴露统一接口的方式，对各种虚拟化平台无缝兼容；

四、统一配置网络服务，统一管理系统中的虚拟路由：一方面，业务层通过向虚拟路由器发送SSH命令，对系统网络服务进行统一配置管理；另一方面，业务层为第三方厂商提供网络服务的Rest API接口，以实现对网络服务的简单配置调用。

在上述技术方案中，该方法对于不同的虚拟化平台，分别安装路由虚拟机，并制作成模板，便于后台系统统一快速部署，具备高效、自动的特点；通过定义虚拟化层、支撑层、业务层，层层分工协作，将整个复杂网络的配置流程拆分成若干个分层化子模块，结构清晰、布局完整、设计科学；通过引入虚拟化适配器，统一适配管理VMware vSphere，Microsoft Hyper-V，Citrix Xen/XenServer，Red Hat KVM等多个厂商的虚拟化产品，对下层虚拟化层进行差异适配，对上层业务层提供统一的调用接口，具有较高的兼容性。

也就是说，所述步骤一中的各种虚拟化环境是指VMware vSphere、Xen、KVM模板环境。

所述步骤一的详细操作过程为：

单独创建一个Linux虚拟机，在其中添加路由核心服务、管理服务、防火墙服务与SSH交互服务，统一封装成虚拟路由器的形式，为虚拟路由器设置三个网卡，分别连接私网、公网和管理网，自定义设置网卡个数与网卡连接方式；

编写初始化Shell脚本，拷贝到路由虚拟机中，设置成开机自启动，该Shell脚本自动挂载并解析光驱中的文件，将其中的管理IP地址与网关IP读取并配置到系统中；

在虚拟化环境下安装路由虚拟机，将其转换为虚拟机模板，供系统使用，每创建一个新的虚拟交换机，即为其部署一个管理用的虚拟路由器。

所述步骤二的三层构架中的虚拟化层负责调用各种虚拟化厂商的API；支撑层一方面对下层的各种虚拟化厂商类型进行差异化适配，另一方面，通过封装，对上层业务层暴露统一的管理接口；业务层通过调用支撑层提供的接口，对系统中各虚拟化平台的网络资源进行统一管理，并对外提供Rest API，方便第三方厂商调用。

所述步骤三中向下适配虚拟化类型、向上暴露统一接口过程为：

设计虚拟化适配器，对下层的虚拟化层的二层虚拟网络进行统一封装，通过调用底层各虚拟化厂商的二层虚拟交换机API，为上层业务层提供统一的控制接口；

通过适配不同的虚拟化类型，找到对应的虚拟路由模板，将其部署为虚拟机并适配底层虚拟机API，为其配置网卡连接方式，并将设置好管理IP与网关的ISO挂载到虚拟机的光驱中，通过自启动脚本，将管理IP与网关设置到虚拟路由器内部，将该步骤统一对上层业务层暴露为初始化虚拟路由器的接口，屏蔽虚拟化平台的差异。

所述二层网络具体为：VMware vSphere的vSphere分布式交换机，Xen/XenServer和KVM的Open vSwitch虚拟交换机，Hyper-V的Hyper-V vSwitch虚拟交换机。

所述步骤四的具体步骤为：

业务层通过发送SSH命令，为每个虚拟路由器发送配置命令；

业务层的Rest API server，对外统一暴露网络服务配置的Rest API，接受第三方厂商的Rest API调用，Rest API server接收Rest API后，解析命令并发送相应的SSH配置命令到底层虚拟路由器中。

本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：

本发明的一种跨虚拟化平台的虚拟路由器实现方法一方面通过向虚拟路由器发送SSH命令控制底层网络服务配置，高效、方便、快捷；另一方面，将整个系统的所有网络服务统一以Rest API接口的形式暴露给第三方，使第三方用户在不必知道底层网络连接情况的前提下，通过调用接口即可实现复杂网络的配置，简单、通用、科学、实用；成本更加低廉，通过引入虚拟路由器，将底层网络的管理功能统一转交给虚拟路由器，直接通过管理虚拟路由器即可管理整个系统网络的配置与服务，管理更加简便快捷；对客户透明，客户只需配置虚拟机的网卡，即可实现虚拟机网络的自动连接，不必关心底层虚拟网络设备的连接情况；自动化跨平台部署，因为虚拟路由器以虚拟机模板（ovf格式）的形式提供，因此对于各种虚拟化平台，均可以确保虚拟路由的快速自动部署；通过设计虚拟化适配器，统一适配管理VMware vSphere，Microsoft Hyper-V，Citrix Xen/XenServer，Red Hat KVM等多个厂商的虚拟化产品，具有较高的兼容性；通过对外暴露统一的Rest API，实现第三方厂商的简单调用，实用性强，适用范围广泛，易于推广。

附图说明

附图1为本发明的实现流程示意图。

附图2为本发明中虚拟路由器连接示意图。

附图3为本发明中系统层次结构图。

附图4为本发明中系统网络连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种跨虚拟化平台的虚拟路由器实现方法作以下详细说明。

针对现有的云数据中心网络配置复杂、难于管理、虚拟化平台兼容性差的弊端，现如附图1所示，提供一种跨虚拟化平台的虚拟路由器实现方法。其具体实现过程如下：

一、设置路由模板，在各种虚拟化环境下安装路由虚拟机，并在虚拟机中配置自动初始化脚本，制作成虚拟路由模板。

二、设置分层化架构，定义虚拟化层、支撑层和业务层三层架构，将系统的功能职责进行层层划分。

三、将适配器虚拟化，通过向下适配虚拟化类型、向上暴露统一接口的方式，对各种虚拟化平台无缝兼容。

四、统一配置网络服务，统一管理系统中的虚拟路由：一方面，业务层通过向虚拟路由器发送SSH命令，对系统网络服务进行统一配置管理；另一方面，业务层为第三方厂商提供网络服务的Rest API接口，以实现对网络服务的简单配置调用。

所述步骤一中的各种虚拟化环境是指VMware vSphere、Xen、KVM模板环境。

如附图2所示，所述步骤一的详细操作过程为：

单独创建一个Linux虚拟机vRouter，在其中添加路由核心服务、管理服务、防火墙服务与SSH交互服务，统一封装成虚拟路由器的形式。为虚拟路由器设置三个网卡，分别连接私网、公网和管理网（按照不同的网络环境，可以自定义设置网卡个数与网卡连接方式）；

编写初始化Shell脚本，拷贝到路由虚拟机中，设置成开机自启动。该Shell脚本实现如下功能：自动挂载并解析光驱中的文件，将其中的管理IP地址与网关IP读取并配置到系统中；

分别在各种虚拟化环境下安装路由虚拟机，将其转换为虚拟机模板，供系统使用。每创建一个新的虚拟交换机，即为其部署一个管理用的虚拟路由器。

所述步骤二的三层构架中各层次的功能职责如附图3所示：

虚拟化层：负责调用各种虚拟化厂商的API，包含VMware vSphere、Xen与KVM等。

支撑层：一方面对下层的各种虚拟化厂商类型进行差异化适配，另一方面，通过封装，对上层业务层暴露统一的管理接口。

业务层：通过调用支撑层提供的接口，对系统中各虚拟化平台的网络资源进行统一管理，并对外提供Rest API，方便第三方厂商调用。

所述步骤三中向下适配虚拟化类型、向上暴露统一接口过程为：

对下层（虚拟化层）的二层虚拟网络进行统一封装。通过调用底层各虚拟化厂商的二层虚拟交换机API，为上层业务层提供统一的控制接口。二层网络具体为：VMwarevSphere的vSphere分布式交换机，Xen/XenServer和KVM的Open vSwitch虚拟交换机，Hyper-V的Hyper-V vSwitch虚拟交换机；

通过适配不同的虚拟化类型，找到对应的虚拟路由模板，将其部署为虚拟机并适配底层虚拟机API，为其配置网卡连接方式，并将设置好管理IP与网关的ISO挂载到虚拟机的光驱中，通过自启动脚本，将管理IP与网关设置到虚拟路由器内部。将整个步骤统一对上层业务层暴露为初始化虚拟路由器的接口，屏蔽虚拟化平台的差异。

如附图4所示，所述步骤四的具体步骤为：

业务层通过发送SSH命令，为每个虚拟路由器发送配置命令；

业务层的Rest API server，对外统一暴露网络服务配置的Rest API，接受第三方厂商的Rest API调用。第三方用户不必了解底层的网络架构，只需要调用API即可实现复杂网络的网络配置。Rest API server接收Rest API后，解析命令并发送相应的SSH配置命令到底层虚拟路由器中，如上面的步骤。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管该具体实施方式部分对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种跨虚拟化平台的虚拟路由器实现方法，其特征在于其具体实现步骤如下：

一、设置路由模板，在各种虚拟化环境下安装路由虚拟机，并在虚拟机中配置自动初始化脚本，制作成虚拟路由模板；

二、设置分层化架构，定义虚拟化层、支撑层和业务层三层架构，将系统的功能职责进行层层划分；

三、将适配器虚拟化，通过向下适配虚拟化类型、向上暴露统一接口的方式，对各种虚拟化平台无缝兼容；

所述向下适配虚拟化类型、向上暴露统一接口过程为：

设计虚拟化适配器，对下层的虚拟化层的二层虚拟网络进行统一封装，通过调用底层各虚拟化厂商的二层虚拟交换机API，为上层业务层提供统一的控制接口；

通过适配不同的虚拟化类型，找到对应的虚拟路由模板，将其部署为虚拟机并适配底层虚拟机API，为其配置网卡连接方式，并将设置好管理IP与网关的ISO挂载到虚拟机的光驱中，通过自启动脚本，将管理IP与网关设置到虚拟路由器内部，将该步骤统一对上层业务层暴露为初始化虚拟路由器的接口，屏蔽虚拟化平台的差异；

四、统一配置网络服务，统一管理系统中的虚拟路由：一方面，业务层通过向虚拟路由器发送SSH命令，对系统网络服务进行统一配置管理；另一方面，业务层为第三方厂商提供网络服务的Rest API接口，以实现对网络服务的简单配置调用。

2.根据权利要求1所述的一种跨虚拟化平台的虚拟路由器实现方法，其特征在于：所述步骤一中的各种虚拟化环境是指VMware vSphere、Xen、KVM模板环境。

3.根据权利要求2所述的一种跨虚拟化平台的虚拟路由器实现方法，其特征在于：所述步骤一的详细操作过程为：

单独创建一个Linux虚拟机，在其中添加路由核心服务、管理服务、防火墙服务与SSH交互服务，统一封装成虚拟路由器的形式，为虚拟路由器设置三个网卡，分别连接私网、公网和管理网，自定义设置网卡个数与网卡连接方式；

编写初始化Shell脚本，拷贝到路由虚拟机中，设置成开机自启动，该Shell脚本自动挂载并解析光驱中的文件，将其中的管理IP地址与网关IP读取并配置到系统中；

在虚拟化环境下安装路由虚拟机，将其转换为虚拟机模板，供系统使用，每创建一个新的虚拟交换机，即为其部署一个管理用的虚拟路由器。

4.根据权利要求2所述的一种跨虚拟化平台的虚拟路由器实现方法，其特征在于：所述步骤二的三层构架中的虚拟化层负责调用各种虚拟化厂商的API；支撑层一方面对下层的各种虚拟化厂商类型进行差异化适配，另一方面，通过封装，对上层业务层暴露统一的管理接口；业务层通过调用支撑层提供的接口，对系统中各虚拟化平台的网络资源进行统一管理，并对外提供Rest API，方便第三方厂商调用。

5.根据权利要求2所述的一种跨虚拟化平台的虚拟路由器实现方法，其特征在于：二层虚拟网络具体为：VMware vSphere的vSphere分布式交换机，Xen/XenServer和KVM的OpenvSwitch虚拟交换机，Hyper-V的Hyper-V vSwitch虚拟交换机。

6.根据权利要求5所述的一种跨虚拟化平台的虚拟路由器实现方法，其特征在于：所述步骤四的具体步骤为：

业务层通过发送SSH命令，为每个虚拟路由器发送配置命令；

业务层的Rest API server，对外统一暴露网络服务配置的Rest API，接受第三方厂商的Rest API调用，Rest API server接收Rest API后，解析命令并发送相应的SSH配置命令到底层虚拟路由器中。