CN105530112A

CN105530112A - 一种数据交换方法及系统

Info

Publication number: CN105530112A
Application number: CN201410566386.2A
Authority: CN
Inventors: 赵恒正; 王璐璐
Original assignee: Shenzhen ZTE Microelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen ZTE Microelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2016-04-27
Also published as: WO2016061945A1

Abstract

本发明公开了一种数据交换方法，根据用户需求实时配置网络管理控制信息，该方法还包括：确定源主机需要传输数据时，获取目标主机的地址信息；根据获取的地址信息及所述网络管理控制信息，经由服务器中预设的数据交换硬件子系统进行数据传输。本发明还同时公开了一种数据交换系统。

Description

一种数据交换方法及系统

技术领域

本发明涉及数据处理技术，尤其涉及一种数据交换方法及系统。

背景技术

系统虚拟化技术的核心思想是使用虚拟化软件在一台物理机上虚拟出一台或多台虚拟机(VirtualMachine，VM)，所谓虚拟机是指使用系统虚拟化技术运行在一个隔离环境中，且具有完整硬件功能的逻辑计算机系统；系统虚拟化技术因具有提高服务器的资源利用率、且提高系统的可靠性的优势，被广泛应用于计算机网络中的服务器。

目前，服务器采用系统虚拟化技术能够配置多个虚拟机，虚拟机之间需要通过具有数据交换功能的网络进行通信，但由于各个虚拟机的网络接口是虚拟的，因此，不能直接通过具有数据交换功能的硬件实体设备进行互联。

现有服务器中的虚拟机之间进行数据交换，通常采用如下两种方式实现：

方式一、参考虚拟机的实现方式，将具有数据交换功能的硬件实体设备也虚拟化，即：在服务器中配置虚拟交换机，这样，虚拟机之间进行通信时，虚拟机的网络接口可以不需要经过硬件实体设备，直接在服务器内部通过虚拟交换机进行互联，如图1所示，虚拟机11和虚拟机12之间的通信就直接通过服务器中配置的虚拟交换机13完成。

方式二、电气和电子工程师协会(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，IEEE)提出了一种新的技术标准(EdgeVirtualBridging，EVB)，如图3所示，EVB技术的基本思路是：所有来自于虚拟机的流量都会被转发到邻近的物理接入交换机23，即使同一服务器内各个虚拟机之间的流量，如虚拟机21和虚拟机22之间的流量，也要交给物理接入交换机23查表处理，之后再掉头返回给服务器20，流量做了一个180度的转向，形成了所谓的“发卡弯”模式。这种方式通过物理接入交换机23实现以虚拟机为目标的感知、控制和数据交换，可以支持大规模虚拟计算服务的自动化运营。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有虚拟机之间的数据交换方案至少存在以下缺陷：

方式一、采用虚拟交换机实现虚拟机之间的数据交换，模糊了主机和网络管理界限，占用了服务器的处理器和内存资源，网络规模管理的可扩展性较低；

方式二、采用边缘网络设备实现虚拟机之间的数据交换，由于网络流量被从服务器上引入到外部网络，因此，随着服务器上虚拟机规模的增长，边缘网络设备需要处理的网络流量会成倍的增加，对边缘网络设备的交换能力和查找表容量造成很大的压力。

另外，上述方式一与方式二中，用户均无法对服务器中的虚拟机网络进行控制与管理。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种数据交换方法及系统，不仅能对数据交换进行实时且动态地控制与管理，还能满足大规模虚拟机网络中的数据交换性能需求。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种数据交换方法，根据用户需求实时配置网络管理控制信息；该方法还包括：

确定源主机需要传输数据时，获取目标主机的地址信息；

根据获取的地址信息及所述网络管理控制信息，经由服务器中预设的数据交换硬件子系统进行数据传输。

上述方案中，所述根据用户需求实时配置网络管理控制信息，包括：

通过预设的应用获取用户根据需求输入的网络管理控制信息；

将所述网络管理控制信息转换为机器可执行代码，得到转换后的网络管理控制信息。

上述方案中，所述根据获取的地址信息及所述网络管理控制信息，经由服务器中预设的数据交换硬件子系统进行数据传输，包括：

根据获取的地址信息确定源主机与目标主机是否处于相同硬件平台；

确定处于相同硬件平台时，根据获取的地址信息及所述网络管理控制信息，经由服务器中预设的数据交换硬件子系统直接将数据传输到服务器内部的目标主机；

确定处于不同硬件平台时，根据获取的地址信息及所述网络管理控制信息，经由服务器中预设的数据交换硬件子系统和邻接网桥将数据传输到服务器外部的目标主机。

上述方案中，所述网络管理控制信息包括虚拟机的数据交换方式、网络管理参数。

基于上述方法，本发明实施例还提供了一种数据交换系统，该系统包括：管理控制子系统、数据交换硬件子系统；其中，

所述管理控制子系统，用于根据用户需求实时配置网络管理控制信息，并在确定源主机需要传输数据时，获取目标主机的地址信息；

所述数据交换硬件子系统，用于根据获取的地址信息及所述网络管理控制信息，进行数据传输。

上述方案中，所述管理控制子系统具体用于：

上述方案中，所述数据交换硬件子系统具体用于：

确定处于相同硬件平台时，根据获取的地址信息及所述网络管理控制信息，直接将数据传输到服务器内部的目标主机；

确定处于不同硬件平台时，根据所述地址信息及所述网络管理控制信息，并通过邻接网桥将数据传输到服务器外部的目标主机。

上述方案中，所述数据交换硬件子系统为具备数据交换功能的硬件实体设备。

上述方案中，所述数据交换子系统为现场可编程门阵列FPGA或复杂可编程逻辑器件CPLD。

本发明实施例所提供的数据交换方法及系统，与现有技术相比，取得了如下进步：

1)本发明实施例根据用户需求实时配置网络管理控制信息，能够对数据交换进行实时且动态地控制与管理，从而提高用户使用的灵活性。

2)本发明实施例采用具备数据交换功能的硬件实体设备实现数据交换，能够将网络流量限制在服务器中，方便用户控制与管理，并能够满足大规模虚拟机网络中的数据交换性能需求。

附图说明

图1为现有技术中采用方式一实现的服务器的组成结构示意图；

图2为现有技术中采用方式二实现的服务器的组成结构示意图；

图3为本发明实施例数据交换系统的组成结构示意图；

图4为本发明实施例数据交换方法实现流程示意图；

图5为本发明实施例一中的服务器的组成结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供的数据交换系统应用于服务器中，所述服务器通常配置多个虚拟机，每个VM可以如真实主机一般运行，所述服务器中配置的所有虚拟机均处于同一硬件平台，可以使用或共享同一硬件平台资源，从而提高所述服务器的资源利用率；所述服务器可以采用所述数据交换系统作为辅助平台，控制所述服务器中虚拟机之间进行数据传输或所述服务器中的虚拟机与外部网络之间进行数据传输。

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

图3为本发明实施例中提供的数据交换系统的组成结构示意图，如图3所示，该系统包括：管理控制子系统300、数据交换硬件子系统301；其中，

所述管理控制子系统300，用于根据用户需求实时配置网络管理控制信息，并在确定源主机需要传输数据时，获取目标主机的地址信息；

这里，所述源主机发送的数据报文中可以携带目的主机的地址信息，相应的，所述获取目标主机的地址信息可以从源主机发送的数据报文中获取；

所述数据交换硬件子系统301，用于根据获取的地址信息及所述网络管理控制信息进行数据传输。

这里，所述源主机为服务器中的虚拟机；所述目的主机可以为与所述源主机处于相同硬件平台的虚拟机，也可以为与所述源主机处于不同硬件平台的真实主机或虚拟机。

在实际应用中，所述管理控制子系统300相当于服务器中的解释器；所述数据交换硬件子系统301由具备数据交换功能的硬件实体设备实现，例如，现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray，FPGA)、复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammableLogicDevice，CPLD)、可编程逻辑器件(ProgrammableLogicDevice，PLD)等硬件实体设备实现；在本发明具体实施例中，所述数据交换硬件子系统可采用FPGA或CPLD实现。

基于上述系统架构，本发明实施例提供的数据交换过程如下所述：

所述管理控制子系统300先通过预设的应用获取用户根据需求输入的网络管理控制信息，将所述网络管理控制信息转换为机器可执行代码，得到转换后的网络管理控制信息；在确定源主机需要传输数据时，获取目标主机的地址信息；所述数据交换硬件子系统301根据获取的地址信息确定源主机与目标主机是否处于相同硬件平台；确定处于相同硬件平台时，根据获取的地址信息及所述网络管理控制信息，直接将数据传输到服务器内部的目标主机；确定处于不同硬件平台时，根据所述地址信息及所述网络管理控制信息，并通过邻接网桥302将数据传输到服务器外部的目标主机；如此，能对所述服务器中的数据交换进行实时且动态地控制与管理，从而提高用户使用的灵活性；另外，采用具备数据交换功能的硬件实体设备实现数据交换，能够将网络流量限制在服务器中，方便用户控制与管理，并能够满足大规模虚拟机网络中的数据交换性能需求。

这里，如何将所述网络管理控制信息转换为机器可执行代码属于现有技术，重复之处不再赘述。

如图4所示，本发明实施例提供的数据交换流程，具体实现步骤包括：

步骤S400、根据用户需求实时配置网络管理控制信息；

具体的，首先预设应用，以方便用户能够通过预设的应用实时且动态地对虚拟机网络进行流量管理及数据交换控制，通过预设的应用获取用户根据需求输入的网络管理控制信息；

然后，将所述网络管理控制信息转换为机器可执行代码，得到转换后的网络管理控制信息，上述操作相当于用于将高级编程代码转换为机器可执行代码的解释器所做的操作。

这里，用户可以按照网络规模和/或厂商类型动态地选择虚拟机的数据交换方式，例如，全软件、全硬件或部分硬件承载的数据交换方式；用户还可以按照需求设置网络管理参数，例如，流量监控参数、负载均衡参数、安全等级参数等，因此，所述网络管理控制信息可以包括虚拟机的数据交换方式、网络管理参数等信息。

步骤S401、确定源主机需要传输数据时，获取目标主机的地址信息。

这里，源主机发送的数据报文中携带有目标主机的地址信息，因此，可以从源主机发送的数据报文中获取所述源主机对应的目标主机的地址信息。

这里，所述源主机为服务器中的虚拟机；所述目的主机可以为与所述源主机处于相同硬件平台的虚拟机，也可以为与所述源主机处于不同硬件平台的真实主机。

步骤S402、根据获取的所述地址信息及所述网络管理控制信息，经由服务器中预设的数据交换硬件子系统进行数据传输。

这里，所述服务器中预设的数据交换硬件子系统为具备数据交换功能的硬件实体设备；所述目标主机可以是与所述源主机处于相同硬件平台的虚拟机，也可以是与所述源主机处于不同硬件平台的真实主机；

相应的，根据获取的所述地址信息及所述网络管理控制信息，进行数据传输的具体实现方式如下：

根据获取的所述地址信息查询预设的数据交换表，确定源主机与目标主机是否处于相同硬件平台；

确定处于相同硬件平台时，根据获取的所述地址信息及所述网络管理控制信息，经由服务器中预设的数据交换硬件子系统直接将数据传输到服务器内部的目标主机；

确定处于不同硬件平台时，根据获取的所述地址信息及所述网络管理控制信息，经由服务器中预设的数据交换硬件子系统和邻接网桥将数据传输到服务器外部的目标主机。

这里，所述数据交换表中包括：目标主机地址及所属的网段；具体如何根据所述地址信息查询预设的数据交换表，确定源主机与目标主机是否处于相同硬件平台属于现有技术，重复之处不再赘述。

为了更清楚地对本发明实施例进行说明，下面以具体实施例对本发明实施例中的数据交换流程进行详细描述。

实施例一

如图5所示，本实施例的数据交换系统应用于服务器500中，所述数据交换系统中的管理控制子系统501根据用户需求实时配置网络管理控制信息；在所述服务器500中配置有两个虚拟机：虚拟机VM1及虚拟机VM2，在所述服务器500的外部网络中配置一个真实主机504；

当VM1需要与VM2进行通信时，所述管理控制子系统501从VM1发送的数据报文中获取VM2的地址信息，根据VM2的地址信息查询预设的数据交换表确定VM1与VM2处于相同硬件平台；所述数据交换硬件子系统502根据获取的VM2的地址信息及所述网络管理控制信息直接将数据传输到VM2；

当VM1需要与外部网络中的真实主机504进行通信时，所述管理控制子系统501从VM1发送的数据报文中获取真实主机504的地址信息，根据真实主机504的地址信息查询预设的数据交换表，确定VM1与真实主机504处于不同硬件平台；所述数据交换硬件子系统502根据获取的真实主机504的地址信息及所述网络管理控制信息，并通过邻接网桥503将数据传输到真实主机504。

本发明所述的方法并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其它的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种数据交换方法，其特征在于，根据用户需求实时配置网络管理控制信息；所述方法还包括：

确定源主机需要传输数据时，获取目标主机的地址信息；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据用户需求实时配置网络管理控制信息，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据获取的地址信息及所述网络管理控制信息，经由服务器中预设的数据交换硬件子系统进行数据传输，包括：

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述网络管理控制信息包括虚拟机的数据交换方式、网络管理参数。

5.一种数据交换系统，其特征在于，所述系统包括：管理控制子系统、数据交换硬件子系统；其中，

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述管理控制子系统具体用于：

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数据交换硬件子系统具体用于：

8.根据权利要求5至7任一项所述的系统，其特征在于，所述网络管理控制信息包括虚拟机的数据交换方式、网络管理参数。

9.根据权利要求5至7任一项所述的系统，其特征在于，所述数据交换硬件子系统为具备数据交换功能的硬件实体设备。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述数据交换子系统为现场可编程门阵列FPGA或复杂可编程逻辑器件CPLD。