CN107104852A - 监控云平台虚拟网络环境的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种监控云平台虚拟网络环境的方法及装置，以实现云平台虚拟网络环境的可视化，实时监控虚拟网络的运行状态，达到及时发现问题、及时定位问题的目的，为预防故障、解决故障提供依据。本发明方法通过网络服务器实现，包括：接收云平台上的虚拟机产生的上网流量；读取所述上网流量包含的流量信息；将读取到的所述流量信息进行数据库查询匹配；输出最终结果。

Description

监控云平台虚拟网络环境的方法及装置
技术领域
本发明涉及云计算技术领域，特别涉及一种监控云平台虚拟网络环境的方法及装置。
背景技术
系统网络流量监控一直是对系统网络进行管理的重要手段，它通过对系统中各个主机的网络流量进行全方位的监控和分析，发现网络安全问题，从而为系统信息安全提供有力的保障。在云环境中，由于虚拟化技术可支持多个虚拟机同时运行在一个物理服务器上，而传统的主机级网络监控系统无法对虚拟机的网络流量进行全面、精确和有效的监控，导致许多网络安全问题难以被发现。
然而目前针对虚拟机开发的虚拟网络监控系统主要是通过云平台服务器本身的网络组件来实现，网络组件只能针对云平台服务器的物理网卡做简单的流量监控功能，如物理网卡的实时流量大小，对于内部的虚拟网络状态无从知晓，比如虚拟机1对虚拟机2发起攻击流量，攻击流量只在内部虚拟网络转发，虚拟机用户能感觉到虚拟机运行卡顿，但云平台管理员对此一无所知，导致不能及时发现问题、定位问题，这将大大延长解决问题的时间周期；因无法做到对每台虚拟机进行明细的网络流量监控，比如实时查看某台虚拟机网络流量大小、访问的目的主机以及流量所属类型等，管理员无法对云平台虚拟网络进行明细监控，从而无法及时发现问题、快速定位问题并解决问题，导致用户体验大打折扣，因此实现云平台虚拟网络监控迫在眉睫。
发明内容
本发明可以对每台虚拟机进行实时、高效和明细的网络监控，可实现云平台虚拟网络环境的可视化，实时掌握虚拟网络的运行状态，可及时发现问题、定位问题，大大缩短解决问题的周期，保证虚拟网络的正常运行，提供一种安全有效的监控云平台虚拟网络环境的方法及装置。
为解决上述技术问题，一方面本发明提供一种监控云平台虚拟网络环境的方法，通过网络服务器执行如下操作，包括：接收所述云平台上的虚拟机产生的上网流量；读取所述上网流量包含的流量信息；将读取到的所述流量信息进行数据库查询匹配；输出最终结果，其中，所述最终结果至少包括所述数据库的查询结果。
优选地，所述读取所述上网流量包含的流量信息还具体包括：在网络服务器将上网流量转发到外部物理网络过程中读取所述流量信息；进一步优选地，在读取所述流量信息的同时将流量信息记录到硬盘中。
优选地，所述方法还包括：当TCP会话请求从网络服务器转发出去时，启动计时器，当所述网络服务器接收到所述TCP会话回复时，停止计时；其中，所述计时器记录的该段时间即为TCP会话延迟。所述TCP会话延迟可以反映出服务器的负载状态。
优选地，所述流量信息包括下述至少之一：源主机和目的主机的MAC地址、源主机和目的主机的VLAN号、源主机和目的主机的IP地址、源主机和目的主机的TCP或UDP端口号、源主机和目的主机的进出物理网口号、TCP会话状态、TCP会话延迟、TCP会话开始时间和结束时间以及TCP会话传输总字节数(例如当TCP会话结束时统计出该会话总传输字节数)等。优选地，所述流量信息都将实时记录。
优选地，所述TCP会话状态包括：实时记录TCP会话的状态变化；优选地，所述TCP会话状态包括：SYN、EST、FIN三种状态。
优选地，所述将读取到的流量信息进行数据库查询匹配包括执行下述至少之一的操作：
分别根据所述流量信息中的MAC地址查询出产出该流量的虚拟机名称；
根据所述流量信息中的IP地址查询出所述IP地址所在的地理位置信息及归属运行商；
根据所述流量信息中的TCP或UDP端口号信息匹配出所述虚拟机处理的业务类型。
优选地，所述数据库中已保存并实时更新每台虚拟机的MAC地址和IP地址的地理位置。优选地，所述网络服务器根据读取的流量信息进行数据库查询匹配的结果即为查询结果，对于查询结果与原始读取的流量信息进行相对应并记录；进一步优选地，所述查询结果包括但不限于流量的虚拟机归属、源IP和目的IP归属运营商、业务类型、IP地理位置等。
优选地，在输出最终结果前，网络服务器可以根据读取的流量信息和数据库查询的结果生成网络拓扑图。优选地，所述的网络拓扑图是可清晰看出云平台虚拟网络分布情况，包括但不限于虚拟机分布、虚拟机IP地址、虚拟交换机分布、虚拟路由器分布等信息。
优选地，所述最终结果还包括读取的流量信息和网络拓扑图。
另一方面，本发明还提供一种监控云平台虚拟网络环境的装置，所述装置包括：
交换单元，用于接收所述云平台上的虚拟机产生的上网流量，并读取所述上网流量包含的流量信息；
处理分析单元，用于将读取到的流量信息进行数据库查询匹配；
发送单元，用于将最终结果发送至云平台服务器，其中所述最终结果至少包括查询结果。
优选地，所述交换单元具体用于：接收并转发所述云平台上的虚拟机产生的上网流量，并在转发过程中读取所述上网流量包含的流量信息。进一步优选地，当网络服务器接收所述云平台上的虚拟机产生的上网流量时，网络服务器读取出流量的MAC地址和IP地址，根据MAC地址表或路由表进行上网流量转发，并在转发过程中读取流量的其它相关信息；进一步包括，当TCP会话请求从网络服务器转发出去时，启动计时器，当网络服务器接收到该TCP会话回复时，停止计时；其中，所述计时器记录的该段时间即为TCP会话延迟。所述TCP会话延迟可以反映出服务器的负载状态。
优选地，所述处理分析单元还包括：根据读取的流量信息和数据库查询的结果生成网络拓扑图。
优选地，所述读取的流量信息包括下述至少之一：源主机和目的主机的MAC地址、源主机和目的主机的VLAN号、源主机和目的主机的IP地址、源主机和目的主机的TCP或UDP端口号、源主机和目的主机的进出物理网口号、TCP会话状态、TCP会话延迟、TCP会话开始时间和结束时间、TCP会话传输总字节数等。优选地，所述流量信息都将实时记录。
优选地，所述TCP会话状态包括：实时记录TCP会话的状态变化；优选地，所述TCP会话状态有SYN、EST、FIN三种状态。
优选地，所述将读取到的流量信息进行数据库查询匹配包括执行下述至少之一的操作：
分别根据所述流量信息中的MAC地址查询出产出该流量的虚拟机名称；
根据所述流量信息中的IP地址查询出所述IP地址所在的地理位置信息及归属运行商；
根据所述流量信息中的TCP或UDP端口号信息匹配出所述虚拟机处理的业务类型。
优选地，所述查询结果包括但不限于流量的虚拟机归属、源IP和目的IP归属运营商、业务类型、IP地理位置等。
优选地，所述的网络拓扑图是根据读取的流量信息和查询结果自动生成。通过网络拓扑图可清晰看出云平台虚拟网络分布情况，包括但不限于虚拟机分布、虚拟机IP地址、虚拟交换机分布、虚拟路由器分布等信息。
优选地，所述最终结果还包括读取的流量信息和网络拓扑图。
优选地，所述装置还包括记录单元，用于记录所述交换单元读取的流量信息和所述处理分析单元得到的数据库的查询结果。
在本发明中涉及到的SYN(synchronous)表示TCP会话建立之前的同步状态；EST(established)表示TCP会话已经建立的状态；FIN(finished)表示TCP会话已完成的状态。
本发明涉及的TCP会话回复是指源主机向目标主机发起TCP会话请求，目标主机向源主机的回复。
本发明所述的网络服务器是独立于云平台的设备，通过网络服务器可以实现对每台虚拟机进行实时、高效和精确的网络监控，以及云平台虚拟网络环境的可视化，实时监控虚拟网络的运行状态，达到及时发现问题、及时定位问题的目的，为预防故障、解决故障提供依据。
附图说明
图1示出了本发明提供的一种监控云平台虚拟网络环境方法实施例流程图；
图2示出了本发明提供的一种监控云平台虚拟网络环境装置实施例的结构组
成示意图；
图3示出了本发明提供的另一种监控云平台虚拟网络环境装置实施例的结构
组成示意图；
图4示出了本发明提供的一种监控云平台虚拟网络环境系统结构图；
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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅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做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。
以下基于图1，对本发明提供的一种监控云平台虚拟网络环境的方法实施例作进一步说明，如图1所示，所述方法主要通过网络服务器来实现虚拟化网络流量的全程精确监控，包括：
步骤101：接收所述云平台上的虚拟机产生的上网流量
云平台与网络服务器互联，当用户使用虚拟机访问外网，虚拟机产生上网流量时，会将上网流量发送到网络服务器。
步骤102：读取所述上网流量包含的流量信息
在网络服务器将上网流量转发到外部物理网络过程中，读取所述上网流量所包含的流量信息。进一步还包括：当TCP会话请求从网络服务器转发出去时，启动计时器，当网络服务器接收到该TCP会话回复时，停止计时；其中所述计时器记录的该段时间即为TCP会话延迟。所述TCP会话延迟可以反映出服务器的负载状态。
进一步地，在读取所述流量信息的同时将流量信息记录到硬盘中。
进一步地，所述读取流量的相关信息包括源主机和目的主机的MAC地址、源主机和目的主机的VLAN号、源主机和目的主机的IP地址、源主机和目的主机的TCP或UDP端口号、源主机和目的主机的进出物理网口号、TCP会话状态、TCP会话延迟、TCP会话开始时间和结束时间、TCP会话传输总字节数等。进一步地，所述流量信息都将实时记录。其中所述TCP会话状态包括：实时记录TCP会话的状态变化；进一步地，所述TCP会话状态包括SYN、EST、FIN三种状态。
步骤103：将读取到的流量信息进行数据库查询匹配
网络服务器将步骤102中所读取的流量信息进行数据库查询匹配。在数据库中已保存并实时更新每台虚拟机的MAC地址和IP地址的地理位置，通过查询MAC地址可分析出该流量是出自哪台虚拟机(通过MAC地址匹配出虚拟机名称)，通过查询IP地址可分析出该流量从何地发出、目的地在何处(例如通过该流量的公网源IP和目的IP可匹配出源IP的地理位置和目的IP的地理位置，以及公网IP归属运行商)，根据TCP或UDP端口号信息匹配出业务类型。进一步地，所述网络服务器根据读取的流量信息进行数据库查询匹配的结果即查询结果，对于查询结果与原始读取的流量信息进行相对应并记录到硬盘中。进一步地，所述查询结果包括但不限于流量的虚拟机归属、源IP和目的IP归属运营商、业务类型、IP地理位置等。
步骤104：输出最终结果；其中，所述最终结果至少包括所述数据库的查询结果。
网络服务器查询数据库完成后，将读取的流量信息、查询结果和网络拓扑图发送至云平台服务器。管理员根据以上信息可清晰看出该流量来自何处、去往何方，在什么时间发起流量，流量业务类型等，实现对云平台虚拟网络的可视化。进一步地，通过虚拟网络环境拓扑图可清晰看出虚拟网络的构成，如虚拟机分布、虚拟机IP地址、虚拟交换机分布、虚拟路由器分布等信息，可帮助管理员实现虚拟网络的快速管理。
进一步地，所述方法还包括：在输出最终结果前，网络服务器可以根据读取的流量信息和数据库查询的结果自动生成网络拓扑图。通过网络拓扑图可清晰看出云平台虚拟网络分布情况，包括但不限于虚拟机分布、虚拟机IP地址、虚拟交换机分布、虚拟路由器分布等信息。
图2是本发明提供一种监控云平台虚拟网络环境的装置实施例的结构组成示意图，图2所述装置可实现上述方法，包括：交换单元111、处理分析单元113和发送单元114，其中：
交换单元111，用于接收所述云平台上的虚拟机产生的上网流量，并读取所述上网流量包含的流量信息；进一步地，所述交换单元111具体用于，当虚拟机产生的上网流量发送到网络服务器时，网络服务器读取出流量的MAC地址和IP地址，根据MAC地址表或路由表进行流量转发，并在转发过程中读取流量的其它相关信息。进一步地，当TCP会话请求从网络服务器转发出去时，启动计时器，当网络服务器接收到该TCP会话回复时，停止计时；其中所述计时器记录的该段时间即为TCP会话延迟。所述TCP会话延迟可以反映出服务器的负载状态。
进一步地，所述流量信息包括但不限于源主机和目的主机的MAC地址、源主机和目的主机的VLAN号、源主机和目的主机的IP地址、源主机和目的主机的TCP或UDP端口号、源主机和目的主机的进出物理网口号、TCP会话状态、TCP会话延迟、TCP会话开始时间和结束时间、TCP会话传输总字节数等。
进一步地，所述读取的流量信息都将实时记录。其中所述TCP会话状态包括：实时记录TCP会话的状态变化；进一步地，所述TCP会话状态包括SYN、EST、FIN三种状态。
处理分析单元113，用于将所述读取的流量信息进行数据库查询匹配；进一步地，所述数据库中已保存并实时更新每台虚拟机的MAC地址和IP地址的地理位置，通过查询MAC地址可分析出该流量是出自哪台虚拟机(通过MAC地址匹配出虚拟机名称)，通过查询IP地址可分析出该流量从何地发出、目的地在何处(例如通过该流量的公网源IP和目的IP可匹配出源IP的地理位置和目的IP的地理位置，以及公网IP归属运行商)，根据TCP或UDP端口号信息匹配出业务类型。所述查询结果包括但不限于流量的虚拟机归属、源IP和目的IP归属运营商、IP地理位置等。
进一步地，所述处理分析单元113还包括：根据读取的流量信息和数据库查询的结果自动生成网络拓扑图。
发送单元114，用于将最终结果发送至云平台服务器，其中所述最终结果至少包括处理分析单元113得到的查询结果；进一步地，所述最终结果还包括，交换单元111所读取的流量信息以及处理分析单元113自动生成的网络拓扑图。
如图3所示，所述装置进一步包括记录单元112，用于记录所述交换单元读取的流量信息和所述处理分析单元得到的数据库的查询结果。
图4为本发明提供的一种监控云平台虚拟网络环境系统结构图，参见图4，该系统包括：云平台服务器、网络服务器以及外部物理网络。云平台服务器和网络服务器是互为独立的物理设备，其中云平台服务器上可同时运行虚拟机1、虚拟机2等多台虚拟机；虚拟路由器和虚拟交换机是运行在网络服务器上的；外部物理网络由传统物理路由器组成，物理路由器用于实现互联网通信；云平台服务器与外部物理网络之间通过网络服务器联通，通过网络服务器对每台虚拟机进行明细的网络流量监控(具体监控方法的实施同前所述)，可以实时查看某台虚拟机网络流量大小、访问的目的主机以及流量所属类型等，以实现云平台虚拟网络环境的可视化，并对每台虚拟机进行实时、高效和精确的网络监控。除此之外，还可以达到及时发现问题、定位问题的目的，为预防故障、解决故障提供依据。
例如在实际应用中，交换单元111可读取出流量的每一个TCP连接的状态，当某个时刻大量的TCP会话处于SYN状态时，网络服务器则判断出发生了网络攻击(即网络服务器根据SYN状态的会话数量来判断是否发生攻击，触发告警值由管理员手动设定，如设置告警值为10000，则当处于SYN状态的TCP会话数量超过10000时会触发告警通知，该行为仅是触发告警通知，而无后续的对攻击行为的实施动作)，之后进行数据库查询匹配，匹配出该TCP会话的源IP地址、目的IP地址，再结合生成的虚拟网络拓扑图即可定位出发起攻击的主机。因此通过本发明可以达到及时发现问题、定位问题的目的，同时还为预防故障、解决故障提供依据，大大缩短了解决问题的周期，保证虚拟网络的正常运行。
在本申请所提供的实施例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解；另外应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。本领域技术人员可以理解，可以对实施例中的各模块进行适应性的改变并且把它设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。

Claims (10)

1.一种监控云平台虚拟网络环境的方法，其特征在于，通过网络服务器执行如下操作，包括：
接收所述云平台上的虚拟机产生的上网流量；读取所述上网流量包含的流量信息；将读取到的所述流量信息进行数据库查询匹配；输出最终结果，其中，所述最终结果至少包括所述数据库的查询结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流量信息包括下述至少之一：源主机和目的主机的MAC地址、源主机和目的主机的IP地址、源主机和目的主机的VLAN号、源主机和目的主机的TCP或UDP端口号、源主机和目的主机的进出物理网口号、TCP会话状态、TCP会话延迟、TCP会话的开始时间和结束时间以及TCP会话传输总字节数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将读取到的流量信息进行数据库查询匹配包括执行下述至少之一的操作：
分别根据所述流量信息中的MAC地址查询出产出该流量的虚拟机名称；
根据所述流量信息中的IP地址查询出所述IP地址所在的地理位置信息及归属运行商；
根据所述流量信息中的TCP或UDP端口号信息匹配出所述虚拟机处理的业务类型。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述TCP会话状态包括：SYN、EST、FIN三种状态。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当TCP会话请求从所述网络服务器转发出去时，启动计时器，当所述网络服务器接收到所述TCP会话回复时，控制所述计时器停止计时；其中，所述计时器记录的该段时间即为所述TCP会话延迟。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在输出最终结果前，所述网络服务器根据读取到的所述流量信息和所述数据库查询的结果生成网络拓扑图。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最终结果还包括所述流量信息和网络拓扑图。
8.一种监控云平台虚拟网络环境的装置，其特征在于，所述装置包括：
交换单元，用于接收所述云平台上的虚拟机产生的上网流量，并读取所述上网流量包含的流量信息；
处理分析单元，用于将读取到的流量信息进行数据库查询匹配；
发送单元，用于将最终结果发送至云平台服务器，其中所述最终结果至少包括查询结果。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述流量信息包括下述至少之一：源主机和目的主机的MAC地址、源主机和目的主机的IP地址、源主机和目的主机的VLAN号、源主机和目的主机的TCP或UDP端口号、源主机和目的主机的进出物理网口号、TCP会话状态、TCP会话延迟、TCP会话开始时间和结束时间以及TCP会话传输总字节数。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述处理分析单元具体还包括：根据读取的流量信息和数据库查询的结果生成网络拓扑图。
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