CN105812222A - 基于虚拟机和容器的多租户虚拟网络及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于虚拟机和容器的多租户虚拟网络及实现方法。所述网络包括多个节点，每个节点包括多个虚拟机、多个容器、第一网桥、第二网桥与第三网桥；每个虚拟机通过Tap虚拟网卡与第一网桥相连；每个容器通过Linux patch‑pair连接到所述第一网桥；同一个节点内的多个虚拟机与多个容器通过所述第一网桥通信连接；每个节点通过所述第二网桥与同一个虚拟网络的其他节点通信连接；每个虚拟网络通过所述第三网桥与其他虚拟网络通信连接。本发明结合了虚拟机与容器，以及考虑了多租户的情况，且网络配置时不需要修改硬件参数。

Description

基于虚拟机和容器的多租户虚拟网络及实现方法

技术领域

本发明涉及网络技术领域，具体涉及一种基于虚拟机和容器的多租户虚拟网络及实现方法。

背景技术

目前，虚拟机和容器技术是云计算领域的基础，例如OpenStack的开源项目。企业利用这些开源项目可以快速方便构建自己的云平台，这些云平台一般都较好地实现了虚拟机与容器管理功能。但是，企业在利用上述技术时也存在一些问题：

在构建云平台时只采用虚拟机或者容器；

企业自己建设，未考虑多租户的问题；

在与其他云平台进行连接时需要修改物理交换机。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于虚拟机和容器的多租户虚拟网络及实现方法，用于解决现有技术中全部或者部分问题，以实现虚拟机与容器网络相统一，且在网络配置时无需修改硬件参数。

第一方面，本发明提供了一种基于虚拟机和容器的多租户虚拟网络，所述网络包括多个节点，每个节点包括多个虚拟机、多个容器、第一网桥、第二网桥与第三网桥；每个虚拟机通过Tap虚拟网卡与第一网桥相连；每个容器通过Linuxpatch-pair连接到所述第一网桥；同一个节点内的多个虚拟机与多个容器通过所述第一网桥通信连接；

每个节点通过所述第二网桥与同一个虚拟网络的其他节点通信连接；

每个虚拟网络通过所述第三网桥与其他虚拟网络通信连接。

可选地，所述第三网桥设置有全局唯一VLANID。

可选地，每个租户分配有至少一个虚拟机与至少一个容器；分配给同一个租户的虚拟机与容器之间相互通信。

可选地，不同租户采用不同的命令空间namespace。

可选地，不同租户采用不同的IP。

可选地，不同租户采用相同的IP。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于虚拟机和容器的多租户虚拟网络实现方法，所述网络包括多个节点，每个节点包括多个虚拟机、多个容器、第一网桥、第二网桥与第三网桥；所述方法包括：

同一节点内的租户通过第一网桥与其他租户进行通信；

不同节点的租户通过第二网桥建立Vxlan隧道与同一虚拟网络的租户进行通信；

每个节点的租户通过第三网桥获取VLANID与其他网络进行通信以获取南北流量。

可选地，所述不同节点的租户通过第二网桥建立Vxlan隧道与同一虚拟网络的租户进行通信的步骤包括：

所述第二网桥获取对应节点内租户发送的数据信息；

对所述数据信息添加Vxlan信息并发送到对应的Vxlan隧道。

可选地，所述每个节点的租户通过第三网桥获取VLANID与其他网络进行通信以获取南北流量的步骤包括：

所述第三网桥获取任意一个租户发送的数据信息；

所述第三网桥对上述数据信息转换成添加VLANID后发送到对应的网络。

由上述技术方案可知，本发明通过在每个节点内设置第一网桥，实现同一节点内不同租户之间的数据传输；通过将虚拟机与容器挂载到第一网桥桥上，且同一租户之间的虚拟机与容器相互通信，从而实现虚拟机与容器统一；由于将不同的虚拟机与容器分配为不同的租户，且采用不同的命名空间进行隔离，从而使不同租户之间可以具有相同的IP。通过在每个节点内设置第二网桥，实现同一个虚拟网络内不同节点之间通信连接。通过在每个节点内设置第三网桥，且该第三网格设置全局唯一的VLANID，可以使每个租户其他网络连接获取南北流量。由于第二网桥与第三网桥不配置内部虚拟网络，从而可以在集群之间的虚拟机迁移时无需配置网络硬件参数。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种基于虚拟机和容器的多租户虚拟网络结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于虚拟机和容器的多租户虚拟网络，如图1所示，包括：所述网络包括多个节点Node，每个节点Node包括多个虚拟机VM、多个容器Docker、第一网桥br-int、第二网桥br-tun与第三网桥br-vlan；每个虚拟机VM通过Tap虚拟网卡与第一网桥br-int相连；每个容器Docker通过Linuxpatch-pair连接到所述第一网桥br-int；同一个节点Node内的多个虚拟机VM与多个容器Docker通过所述第一网桥br-int通信连接；

每个节点Node通过所述第二网桥br-tun与同一个虚拟网络的其他节点Node通信连接；

每个虚拟网络通过所述第三网桥br-vlan与其他虚拟网络通信连接。

如图1所示，本发明一实施例中为每个租户分配一个路由实例(即路由器)。第一节点Node1包括租户A和租户B。其中，租户A的路由实例中包括实例vGW和GW，其中实例vGW通过tag100可以与挂载在tag100上的虚拟机VM(IP:192.168.100.10)以及Docker(IP:192.168.100.11)连接，同时tag100连接第一网桥br-int。实例GW通过tag101可以与挂载在tag101上的虚拟机VM(IP:192.168.101.10)以及Docker(IP:192.168.101.11)连接，同时tag101连接第一网桥br-int。租户B的路由实例中包括2个实例GW。其中第一个实例GW通过tag102与挂载在tag102上的虚拟机VM(IP:192.168.100.10)连接，同时tag102连接第一网桥br-int。实例GW通过tag103与挂载在tag103上的虚拟机VM(IP:192.168.103.10)连接，同时tag103连接第一网桥br-int。第一网桥br-int分别与第二网桥br-tun、第三网桥br-vlan相连接。

如图1所示，第二节点Node内包括一个租户B。该租户B的路由实例中包括2个实例GW。其中，第一个实例GW通过tag102与挂载在tag202上的虚拟机VM(IP:192.168.100.11)连接，第二个实例GW通过tag103与挂载在tag203上的虚拟机VM(IP:192.168.103.11)连接。同时，tag202与tag203分别与第一网桥相连接。

例如，当租户A与同一个节点Node1内的租户B进行通信时，租户A通过第一网桥br-int与租户B相连接，由第一网桥br-int负责租户A与租户B之间的数据转发。

例如，当租户A与节点Node2内的租户B进行通信时，租户A与租户B通过第二网桥br-tun建立连接，由第二网桥br-tun负责租户A与租户B之间的数据转发。该第二网桥br-tun将所接收的数据信息添加Vxlan信息后发送到对应的Vxlan隧道，然后由对方的Node内的第二网桥br-tun对所接收的信息去掉Vxlan信息后发送到对应的租户，从而实现跨Node数据传输。

例如，当租户A希望获取南北流量(即访问外网)时，租户A所发送的数据通过第三网桥br-vlan获取VLANID后与其他网络进行通信以获取南北流量。

需要说明的是，本发明实施例中每个租户采用不同的命名空间namespace进行隔离，以保护租户网络安全。由于采用不同的namespace，因此对于不同的租户可以采用相同的IP，例如图1中节点Node1中tag100(IP:192.168.100.10)与tag102(IP:192.168.100.10)具有相同的IP。

需要说明的是，本发明实施例中对于每个多租户虚拟网络设置全局唯一VLANID。该VLANID由每个节点的第三网桥进行获取并添加到每个租户所发送的数据中。这样每个虚拟网络仅需分配一个VLANID即可。可以看出，本发明实施例中，第一网桥、第二网桥以及第三网桥无需要对虚拟网络内的路由实例进行学习与配置，从而可以在集群间的虚拟机迁移时，无需重新配置边界网络设备的参数，为虚拟网络的迁移提供了便利。本发明实施例提供的多租户虚拟网络中所有节点的第三网桥共用一个VLANID，即可以共用一个IP。当然本领域技术人员也可以为每个节点分配不同的IP，本发明不作限定。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于虚拟机和容器的多租户虚拟网络实现方法，所述网络包括多个节点，每个节点包括多个虚拟机、多个容器、第一网桥、第二网桥与第三网桥；所述方法包括：

同一节点内的租户通过第一网桥与其他租户进行通信；

不同节点的租户通过第二网桥建立Vxlan隧道与同一虚拟网络的租户进行通信；

每个节点的租户通过第三网桥获取VLANID与其他网络进行通信以获取南北流量。

可选地，所述不同节点的租户通过第二网桥建立Vxlan隧道与同一虚拟网络的租户进行通信的步骤包括：

所述第二网桥获取对应节点内租户发送的数据信息；

对所述数据信息添加Vxlan信息并发送到对应的Vxlan隧道。

可选地，所述每个节点的租户通过第三网桥获取VLANID与其他网络进行通信以获取南北流量的步骤包括：

所述第三网桥获取任意一个租户发送的数据信息；

所述第三网桥对上述数据信息转换成添加VLANID后发送到对应的网络。

由上可以看出，本发明实施例提供的多租户虚拟网络实现方法基于上文所述的多租户虚拟网络实现，因而可以解决同样的技术问题，并取得相同的技术效果，在此不再一一赘述。

综上所述，本发明实施例提供的多租户虚拟网络及实现方法，通过在每个节点内设置第一网桥，实现同一节点内不同租户之间的数据传输；通过将虚拟机与容器挂载到第一网桥桥上，且同一租户之间的虚拟机与容器相互通信，从而实现虚拟机与容器统一；由于将不同的虚拟机与容器分配为不同的租户，且采用不同的命名空间进行隔离，从而使不同租户之间可以具有相同的IP。通过在每个节点内设置第二网桥，实现同一个虚拟网络内不同节点之间通信连接。通过在每个节点内设置第三网桥，且该第三网格设置全局唯一的VLANID，可以使每个租户其他网络连接获取南北流量。由于第二网桥与第三网桥不配置内部虚拟网络，从而可以在集群之间的虚拟机迁移时无需配置网络硬件参数。

应当注意的是，在本实施例公开的装置的各个部件中，根据其要实现的功能而对其中的部件进行了逻辑划分，但是，本发明不受限于此，可以根据需要对各个部件进行重新划分或者组合，例如，可以将一些部件组合为单个部件，或者可以将一些部件进一步分解为更多的子部件。

本发明提供的虚拟网络的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上实施方式仅适于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (9)

1.一种基于虚拟机和容器的多租户虚拟网络，其特征在于，所述网络包括多个节点，每个节点包括多个虚拟机、多个容器、第一网桥、第二网桥与第三网桥；每个虚拟机通过Tap虚拟网卡与第一网桥相连；每个容器通过Linuxpatch-pair连接到所述第一网桥；同一个节点内的多个虚拟机与多个容器通过所述第一网桥通信连接；

每个节点通过所述第二网桥与同一个虚拟网络的其他节点通信连接；

每个虚拟网络通过所述第三网桥与其他虚拟网络通信连接。

2.根据权利要求1所述的多租户虚拟网络，其特征在于，所述第三网桥设置有全局唯一VLANID。

3.根据权利要求1或2所述的多租户虚拟网络，其特征在于，每个租户分配有至少一个虚拟机与至少一个容器；分配给同一个租户的虚拟机与容器之间相互通信。

4.根据权利要求3所述的多租户虚拟网络，其特征在于，不同租户采用不同的命令空间namespace。

5.根据权利要求4所述的多租户虚拟网络，其特征在于，不同租户采用不同的IP。

6.根据权利要求4所述的多租户虚拟网络，其特征在于，不同租户采用相同的IP。

7.一种基于虚拟机和容器的多租户虚拟网络实现方法，其特征在于，所述网络包括多个节点，每个节点包括多个虚拟机、多个容器、第一网桥、第二网桥与第三网桥；所述方法包括：

同一节点内的租户通过第一网桥与其他租户进行通信；

不同节点的租户通过第二网桥建立Vxlan隧道与同一虚拟网络的租户进行通信；

每个节点的租户通过第三网桥获取VLANID与其他网络进行通信以获取南北流量。

8.根据权利要求7所述的多租户虚拟网络实现方法，其特征在于，所述不同节点的租户通过第二网桥建立Vxlan隧道与同一虚拟网络的租户进行通信的步骤包括：

所述第二网桥获取对应节点内租户发送的数据信息；

对所述数据信息添加Vxlan信息并发送到对应的Vxlan隧道。

9.根据权利要求7所述的多租户虚拟网络实现方法，其特征在于，所述每个节点的租户通过第三网桥获取VLANID与其他网络进行通信以获取南北流量的步骤包括：

所述第三网桥获取任意一个租户发送的数据信息；

所述第三网桥对上述数据信息转换成添加VLANID后发送到对应的网络。