CN105429811B - 网络管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种网络管理系统，应用于云网络，云网络包括云管理平台、虚拟交换机、物理交换机，包括：第一控制器用于接收云管理平台对虚拟交换机的第一配置信息，并将第一配置信息下发至虚拟交换机使虚拟交换机执行所述第一配置信息，同时生成第一配置信息的描述信息；第二控制器用于接收用户输入的第二配置信息，并依据描述信息对第二配置信息进行处理；第二控制器还用于依据预设策略将处理后的第二配置信息发送至虚拟交换机或/和物理交换机使虚拟交换机或/和物理交换机执行处理后的第二配置信息。本发明还提供了网络方法。本发明可让云网络配置更加灵活均衡，提高系统的可用性。

Description

网络管理系统及方法

技术领域

本发明涉及网络通信领域，具体而言，涉及网络管理方法和系统。

背景技术

目前，云网络中通常有很多物理服务器，每台物理服务器上面会运行多个虚拟机，物理服务器上的虚拟机通常会用虚拟交换机连接起来，虚拟交换机使用物理服务器的一块或多块物理网卡作为上行链路网卡与物理交换机级联，从而形成物理交换机和虚拟交换机多级互联的网络拓扑结构。

而针对云网络中的各个虚拟机的管理，目前一种做法是通过云管理平台(如openstack)对各个虚拟交换机进行控制，使得“虚拟交换机”可以实现针对云平台中的虚拟机的网络功能，比如VLAN、VxLAN、L3路由、L2交换、访问控制和负载均衡等功能，但这种做法往往会因为虚拟交换机一般是以软件形态出现，所以性能不够好，不能承载较多、较复杂的网络功能，与“物理交换机”的相关功能无法很好的协同和分工。另一种做法是在前者基础上利用软件定义网络控制器(第二控制器)对物理交换机进行控制，使得“物理交换机”可以实现针对云平台中的虚拟机需要的网络功能，比如VLAN、VxLAN、L3路由、L2交换、QoS管理、访问控制、DHCP、NAT、GRE、MPLS、LACP、IPSEC、负载均衡和上网行为管理等功能。但此种做法可能使得物理交换机与“虚拟交换机”的相关功能无法很好的协同和分工，同时也因为有些虚拟机的流量直接通过虚拟交换机交换和处理，并未到达“物理交换机”，进而使得物理交换机对这些流量不可见也就是无法做任何处理，相当于相关功能失效。同时，软件定义网络和云网络一般都有对控制器高可用性(high available，HA)的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种网络管理系统及方法，使得云网络管理更加灵活均衡。

本发明实施方式中提供的网络管理系统，应用于云网络，所述云网络包括云管理平台、虚拟交换机、物理交换机，所述系统包括：第一控制器用于接收所述云管理平台对所述虚拟交换机的第一配置信息，并将所述第一配置信息下发至所述虚拟交换机使所述虚拟交换机执行所述第一配置信息，同时生成所述第一配置信息的描述信息；第二控制器用于接收用户输入的第二配置信息，并依据所述描述信息对所述第二配置信息进行处理；所述第二控制器还用于依据预设策略将所述处理后的第二配置信息发送至所述虚拟交换机或/和物理交换机使所述虚拟交换机或/和物理交换机执行所述处理后的第二配置信息。

优选地，所述预设策略为配置运行效率、配置使用通用性、服务器资源占有率、配置的应用环境需要，所述配置运行效率为配置执行的效率，所述配置使用通用性为所述配置在各个计算节点的使用上的通用性，所述服务器资源占有率是指所述云网络中服务器系统资源占有比例，所述配置应用环境是指所述配置适合的应用环境需要即需要虚拟交换机还是物理交换机。

优选地，所述第二控制器还包括合并处理模块，所述合并处理模块用于依据所述描述信息对所述第二配置信息进行修改以去除与所述第一配置信息重复的配置部分；也依据所述描述信息判断所述第二配置信息中与所述第一配置信息相冲突的部分以自动适应修正或通知上层应用或者用户进行修改。

优选地，所述第二控制器更进一步地用于依据所述预设策略将所述处理后的第二配置信息分发至所述第一控制器，所述第一控制器将接收的所述处理后的第二配置信息发送至所述虚拟交换机。

优选地，所述第二控制器还包括功能应用管理模块，所述功能应用管理模块用于在所述第二控制器处理所述处理后的第二配置信息时，启用相应于所述处理后的第二配置信息的应用。

优选地，所述第一控制器也包括所述功能应用管理模块。

优选地，所述网络管理系统还包括高可用性(high available，HA)管理中心模块，所述高可用性管理中心模块用于管理所述第一控制器和所述第二控制器的注册信息或状态信息，当存在多个所述第一控制器或者多个所述第二控制器时，所述高可用性管理中心模块根据各个控制器的状态，实现主控制器和备用控制器的自动设定，实现控制器的高可用性功能。

优选地，所述第一控制器为分布式控制器，所述第二控制器为软件定义网络控制器。

本发明又一实施方式中提供的网络管理方法，应用于云网络，所述云网络包括云管理平台、虚拟交换机、物理交换机，所述方法包括：接收所述云管理平台对所述虚拟交换机的第一配置信息；将所述第一配置信息下发至所述虚拟交换机使所述虚拟交换机执行所述第一配置信息；生成所述第一配置信息的描述信息；接收用户输入的第二配置信息；依据所述描述信息对所述第二配置信息进行处理；依据预设策略将处理后的所述第二配置信息发送至所述虚拟交换机或/和物理交换机使所述虚拟交换机或/和物理交换机执行所述处理后的第二配置信息。

优选地，所述预设策略为配置运行效率、配置使用通用性、服务器资源占有率、配置的应用环境需要，所述配置运行效率为配置执行的效率，所述配置使用通用性为所述配置在各个计算节点的使用上的通用性，所述服务器资源占有率是指所述云网络中服务器系统资源占有比例，所述配置应用环境是指所述配置适合的应用环境需要即需要虚拟交换机还是物理交换机。

优选地，所述依据所述描述信息对所述第二配置信息进行处理的步骤进一步包括：依据所述描述信息对所述第二配置信息进行修改以去除与所述第一配置信息重复的配置部分；依据所述描述信息判断所述第二配置信息中与所述第一配置信息相冲突的部分以自动适应修正或通知上层应用或者用户进行修改。

上述网络管理系统执行本网络管理方法，使得云网络中的虚拟交换机和物理交换机的配置更加协调，进而实现整个云网络的管理更加灵活，负载更加均衡，系统具有更高的可用性。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明网络管理系统一实施方式的应用环境示意图。

图2为本发明网络管理系统一实施方式的功能模块图。

图3为本发明网络管理方法一实施方式的流程图。

图4为本发明网络管理系统中高可用性管理中心模块的工作流程图

主要元件符号说明

网络管理系统 10

第一控制器 101

第二控制器 102

合并处理模块 1021

功能应用管理模块 1022

云管理平台 11

计算节点 12

虚拟交换机 121

虚拟机 122

物理交换机 13

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明网络管理系统10一实施方式的应用环境示意图。在图1所示的云网络环境中，包括网络管理系统10、云管理平台(如openstack)11、计算节点12、物理交换机13，在本实施方式中，计算节点12构成了云网络基本虚拟单元，其包括虚拟交换机121以及与之相连的虚拟机(VM)122。在本实施方式中，云网络通过网络管理系统10实现对云网络中的计算节点12中的虚拟交换机121以及物理交换机13进行控制管理，进而使得云网络的管理更加稳定高效。

图2为本发明网络管理系统10一实施方式的功能模块图。如图2所示，网络管理系统10包括第一控制器101、第二控制器102和高可用性(HA)管理中心模块103，其中，第二控制器102还包括合并处理模块1021和功能应用管理模块1022。

第一控制器101接收云管理平台11对虚拟交换机121的第一配置信息，并将所述第一配置信息下发至虚拟交换机121使虚拟交换机121执行所述第一配置信息，同时生成所述第一配置信息的描述信息。在本实施方式中，云管理平台11为一种现有的云网络管理平台，如openstack、vmware、citrix、hyperV等等，其可以针对云网络中的虚拟交换机121进行配置，如增加或减少vlan tag、配置vxlan封装和解封装、设置访问控制权限、设置三层路由等等。第一控制器101接收到云管理平台11下发的针对虚拟交换机121的配置信息后，会将该配置信息下发给虚拟交换机121，进而使虚拟交换机121执行所述配置，实现相应功能，同时，第一控制器101会生成对应第一配置信息的描述信息，该描述信息表明云管理平台11已经针对虚拟交换机121进行了哪些配置。

第二控制器102接收用户输入的第二配置信息，并依据第一控制器101生成的描述信息对第二配置信息进行处理。处理完成之后，第二控制器102还根据预设策略将处理后的第二配置信息下发至虚拟交换机121和/或物理交换机13使虚拟交换机121和/或物理交换机13执行处理后的第二配置信息。在本实施方式中，第二控制器102包括合并处理模块1021以及用户接口，第二控制器102通过其用户接口可以接收用户对云网络中虚拟交换机121或者物理交换机13输入的第二配置信息，同时根据第一控制器101生成的描述信息对第二配置信息进行处理，具体而言，即合并处理模块1021依据描述信息对所述第二配置信息进行修改以去除与所述第一配置信息重复的配置部分，同时依据描述信息判断所述第二配置信息中与第一配置信息相冲突的部分以自动适应修正或通知上层应用或者用户进行修改。举例而言，若第一配置信息针对源地址为0-50地址段的数据报文进行丢弃，而第二配置信息则是针对源地址为0-100地址段的数据报文进行丢弃，如此，第二配置信息中0-50地址段删除信息即与第一配置信息重复；又比如，若第一配置信息是针对源地址为0-50地址段的数据报文进行转发，第二配置信息是针对源地址为0-100地址段的数据报文进行丢弃，如此第二配置信息0-50地址段的配置即与第一配置信息0-50地址段的配置相互冲突，则需要对第二配置信息进行相应的修改。更进一步地，第二控制器102还可以根据预设策略将处理后的第二配置信息分发至第一控制器101，并由第一控制101将接收的处理后的第二配置信息发送至虚拟交换机121。

在本实施方式中，所述预设策略为配置运行效率、配置使用通用性、服务器资源占有率、配置的应用环境需要，其中配置运行效率为配置执行的效率，比如某些配置在虚拟交换机121上执行效率更高，而有些配置在物理交换机13上执行效率更高；配置使用通用性为所述配置在各个计算节点的使用上的通用性，比如如某些配置是大多数计算节点的通用配置，如果符合下面的“应用环境需要”则可以统一放在计算节点连接的物理交换机上，以避免在多个虚拟交换机上重复的配置且浪费宝贵的服务器资源；服务器资源占有率是指所述云网络中服务器系统资源占有比例，因为虚拟机122或者上述第一控制器101一般均位于服务器上，如果某服务器资源占有比例已然很高，再执行一些配置可能会增加其负担；配置应用环境是指所述配置适合的应用环境需要即需要虚拟交换机121还是物理交换机13，比如禁止同一计算节点12上的多个虚拟机122相互通信的配置只能应用在虚拟交换机121上，如应用于物理交换机13上则不会发挥其配置的作用。

更进一步地，第二控制器102包括功能应用管理模块1022，该功能应用管理模块1022用于在处理处理后的第二配置信息时，启动相应配置的应用以支撑所述配置，另外，在其他实施方式中，第一控制器101也可以如第二控制器102一样包括功能应用管理模块1022(其中第一控制器101中的功能应用管理模块1022未示出)，在处理接收第二控制器102传送的相关配置信息时，启动相应配置的应用以支撑所述配置。

在其他实施方式中，网络管理系统10可以与计算节点12并不呈逻辑上的完全独立状态，即网络管理系统10中的第一控制器101可以存在于计算节点12内，如此，利用第一控制器101实现对计算节点12内虚拟交换机121的高效率控制。

图3是本发明网络管理方法一实施方式的流程图。其中本方法通过图2所示的功能模块实现所述方法。

在步骤S300，第一控制器101接收云管理平台11对所述虚拟交换机121的第一配置信息。在本实施方式中，云管理平台11为一种现有的云网络管理平台，如openstack、vmware、citrix、hyperV等等，其可以针对云网络中的虚拟交换机121进行配置，如增加或减少vlan tag、配置vxlan封装和解封装、设置访问控制权限、设置三层路由等等

在步骤S302，第一控制器101将第一配置信息下发至虚拟交换机121使虚拟交换机121执行第一配置信息。在本实施方式中，虚拟交换机121通过执行第一配置信息，进而实现相应功能。

在步骤S304，第一控制器101生成第一配置信息的描述信息。在本实施方式中，所述描述信息表明云管理平台11已经针对虚拟交换机121进行了哪些配置。

在步骤S306，第二控制器102接收用户输入的第二配置信息。在本实施方式中，第二控制器102通过其用户接口可以接收用户对云网络中虚拟交换机121或者物理交换机13的输入的第二配置信息。

在步骤S308，第二控制器102依据描述信息对第二配置信息进行处理。在本实施方式中，第二控制器包括合并处理模块1021，所述合并处理模块1021依据描述信息对所述第二配置信息进行修改以去除与所述第一配置信息重复的配置部分，同时依据描述信息判断所述第二配置信息中与第一配置信息相冲突的部分以自动适应修正或通知上层应用或者用户进行修改。举例而言，若第一配置信息针对源地址为0-50地址段的数据报文进行丢弃，而第二配置信息则是针对源地址为0-100地址段的数据报文进行丢弃，如此，第二配置信息中原地址为0-50地址段丢弃信息即与第一配置信息重复；又比如，若第一配置信息是针对源地址为0-50地址段的数据报文进行转发，第二配置信息是针对源地址为0-100地址段的数据报文进行丢弃，如此第二配置信息源地址为0-50地址段的配置即与第一配置信息源地址为0-50地址段的配置相互冲突，则需要对第二配置信息进行相应的修改。更进一步地，第二控制器102还根据预设策略将处理后的第二配置信息分发至第一控制器101，并由第一控制101将接收的处理后的第二配置信息发送至虚拟交换机121。

在步骤S310，第二控制器102依据预设策略将处理后的第二配置信息下发至对应交换机。在本实施方式中，所述预设策略为配置运行效率、配置使用通用性、服务器资源占有率、配置的应用环境需要，其中配置运行效率为配置执行的效率，比如某些配置在虚拟交换机121上执行效率更高，而有些配置在物理交换机13上执行效率更高；配置使用通用性为所述配置在各个计算节点的使用上的通用性，如某些配置是大多数计算节点的通用配置，如果符合下面的“应用环境需要”则可以统一放在计算节点连接的物理交换机上，以避免在多个虚拟交换机上重复的配置且浪费宝贵的服务器资源；服务器资源占有率是指所述云网络中服务器系统资源占有比例，因为虚拟机122或者上述第一控制器101一般均运行于服务器上，如果某服务器系统资源占有比例已然很高，再执行一些配置可能会增加其负担；配置应用环境是指所述配置适合的应用环境需要即需要虚拟交换机121还是物理交换机13，比如禁止同一计算节点12内的多个虚拟机122相互通信的配置只能应用在虚拟交换机121上，如应用于物理交换机13上则不会发挥其配置的作用。更进一步地，第二控制器102还根据预设策略将处理后的第二配置信息发送至第一控制器101，再由第一控制器101将接收的处理后的第二配置信息发送至虚拟交换机121。

更进一步地，第二控制器102包括功能应用管理模块1022，该功能应用管理模块1022用于在处理处理后的第二配置信息时，启动相应配置的应用以支撑所述配置，另外，在其他实施方式中，第一控制器101也可以如第二控制器102一样包括功能应用管理模块1022(其中第一控制器101中的功能应用管理模块1022未示出)，在处理接收的第二控制器102传送的相关配置信息时，启动相应配置的应用以支撑所述配置。

在本发明中，网络管理系统还包括高可用性(high available，HA)管理中心模块103。所述高可用性管理中心模块103用于管理第一控制器101和第二控制器102的注册信息或状态信息，当存在多个第一控制器101或者多个第二控制器102时，控制器根据所述高可用性管理中心模块103中各个控制器的状态自动设定主控制器和备用控制器，实现控制器的高可用性功能。图4为本发明网络管理系统中高可用性管理中心模块103的工作流程图，具体如下：

在步骤1.1，所有的第二控制器102定期向高可用性管理中心模块103注册、登记自身状态(状态可以包含配置信息)，同时查询高一级第二控制器102是否还正常。

在步骤2.1，高可用性管理中心模块103响应所有控制器，如图中的第二控制器102-1…第二控制器102-k.

在步骤1.2，发现第二控制器102-1宕机，无法正常向高可用性管理中心模块103注册、登记状态(状态可以包含配置信息)。

在步骤1.3，第二控制器102-2定期向高可用性管理中心模块103注册、登记自身状态(状态可以包含配置信息)，同时查询第二控制器102-1是否正常。

在步骤2.2，高可用性管理中心模块103响应所有控制器。

在步骤1.4，第二控制器102-2发现第二控制器102-1为不正常状态，经过一定的阈值的重复对比后确定第二控制器102-1已经无法工作。

在步骤1.5，第二控制器102-2将自己设置为主，同时将第二控制器102-1的相关配置数据导入，接管所有物理交换机13和虚拟交换机121。

在本实施方式中，上述方案包括如下两种情况：1.当第一控制器101发现所有的第二控制器102均无法工作，所有位于计算节点12上的第一控制器101将会将第二控制器102对其所在的计算节点12的虚拟交换机121的配置数据导入，并接管对应的虚拟交换机121的全部管理权，以使得计算节点12上的虚拟机122的网络功能可以最大限度的保持正常。2.当一个或多个第一控制器101无法工作，主用的第二控制器102发现后会将无法工作的第一控制器101对应的配置数据导入，并接管对应的虚拟交换机121的全部管理权，以使得计算节点12上的虚拟机122的网络功能可以最大限度的保持正常。

针对以上所述各个实施例，其中第一控制器101优选为云网络中的分布式控制器，第二控制器102为软件定义网络控制器，即SDN控制器。

综上所述，通过执行本发明网络管理系统执行本网络管理方法，使得云网络中的虚拟交换机和物理交换机的配置更加协调，进而实现整个云网络的管理更加灵活，负载更加均衡，系统具有更高的可用性。

需要说明的是，上文所述实施方式，并不构成对发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则内所作的修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种网络管理方法，应用于云网络，所述云网络包括云管理平台、虚拟交换机、物理交换机，其特征在于，所述方法包括：

接收所述云管理平台对所述虚拟交换机的第一配置信息；

将所述第一配置信息下发至所述虚拟交换机使所述虚拟交换机执行所述第一配置信息；

生成所述第一配置信息的描述信息；

接收用户输入的第二配置信息；

依据所述描述信息对所述第二配置信息进行处理；及

依据预设策略将处理后的所述第二配置信息发送至所述虚拟交换机或/和物理交换机使所述虚拟交换机或/和物理交换机执行所述处理后的第二配置信息。

2.如权利要求1所述的网络管理方法，其特征在于，所述预设策略为配置运行效率、配置使用通用性、服务器资源占有率、配置的应用环境需要，所述配置运行效率为配置执行的效率，所述配置使用通用性为所述配置在各个计算节点的使用上的通用性，所述服务器资源占有率是指所述云网络中服务器系统资源占有比例，所述配置应用环境是指所述配置适合的应用环境需要即需要虚拟交换机还是物理交换机。

3.如权利要求1所述的网络管理方法，其特征在于，所述依据所述描述信息对所述第二配置信息进行处理的步骤进一步包括：

依据所述描述信息对所述第二配置信息进行修改以去除与所述第一配置信息重复的配置部分；

依据所述描述信息判断所述第二配置信息中与所述第一配置信息相冲突的部分以自动适应修正或通知上层应用或者用户进行修改。

4.一种网络管理系统，应用于云网络，所述云网络包括云管理平台、虚拟交换机、物理交换机，其特征在于，所述系统包括：

第一控制器，用于接收所述云管理平台对所述虚拟交换机的第一配置信息，并将所述第一配置信息下发至所述虚拟交换机使所述虚拟交换机执行所述第一配置信息，同时生成所述第一配置信息的描述信息；

第二控制器，用于接收用户输入的第二配置信息，并依据所述描述信息对所述第二配置信息进行处理；

所述第二控制器还用于依据预设策略将所述处理后的第二配置信息发送至所述虚拟交换机或/和物理交换机使所述虚拟交换机或/和物理交换机执行所述处理后的第二配置信息。

5.如权利要求4所述的网络管理系统，其特征在于，所述预设策略为配置运行效率、配置使用通用性、服务器资源占有率、配置的应用环境需要，所述配置运行效率为配置执行的效率，所述配置使用通用性为所述配置在各个计算节点的使用上的通用性，所述服务器资源占有率是指所述云网络中服务器系统资源占有比例，所述配置应用环境是指所述配置适合的应用环境需要即需要虚拟交换机还是物理交换机。

6.如权利要求4所述的网络管理系统，其特征在于，所述第二控制器还包括合并处理模块，所述合并处理模块用于：

依据所述描述信息对所述第二配置信息进行修改以去除与所述第一配置信息重复的配置部分；

依据所述描述信息判断所述第二配置信息中与所述第一配置信息相冲突的部分以自动适应修正或通知上层应用或者用户进行修改。

7.如权利要求4所述的网络管理系统，其特征在于，所述第二控制器更进一步地用于依据所述预设策略将所述处理后的第二配置信息分发至所述第一控制器，所述第一控制器将接收的所述处理后的第二配置信息发送至所述虚拟交换机。

8.如权利要求4所述的网络管理系统，其特征在于，所述第二控制器还包括功能应用管理模块，所述功能应用管理模块用于在所述第二控制器处理所述处理后的第二配置信息时，启用相应于所述处理后的第二配置信息的应用。

9.如权利要求8所述的网络管理系统，其特征在于，所述第一控制器也包括所述功能应用管理模块。

10.如权利要求4所述的网络管理系统，其特征在于，所述网络管理系统还包括高可用性管理中心模块，所述高可用性管理中心模块用于管理所述第一控制器和所述第二控制器的注册信息或状态信息，当存在多个所述第一控制器或者多个所述第二控制器时，所述高可用性管理中心模块根据各个控制器的状态，实现主控制器和备用控制器的自动设定，实现控制器的高可用性功能。

11.如权利要求4所述的网络管理系统，其特征在于，所述第一控制器为分布式控制器，所述第二控制器为软件定义网络控制器。