CN107608806A - 一种虚拟机间快速访问传输数据的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种虚拟机间快速访问传输数据的系统及方法，用于虚拟机间的快速访问传输数据，其结构包括虚拟接口模块，提供虚拟机间信号连接的虚拟接口及对应的物理接口；访问请求处理模块，接收虚拟机发送的访问另一虚拟机的数据访问请求；数据转发交换单元，根据访问请求处理模块接收的数据访问请求，在虚拟接口模块提供的虚拟接口中确定虚拟机到另一虚拟机的访问通道，从而完成虚拟机间的快速访问传输数据。本发明的一种虚拟机间快速访问传输数据的系统及方法与现有技术相比，不仅可以加快数据访问速度，还有利于虚拟机分配资源，提高扩展能力和资源利用率，大大超出了虚拟交换机的功能，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟机技术领域，具体地说是一种虚拟机间快速访问传输数据的系统及方法。
背景技术
虚拟机是通过软件模拟实现具有完整硬件系统功能并且运行在一个完全隔离环境中的计算机系统。通过虚拟机技术，在一台物理计算机上可以模拟出一台或多台虚拟的计算机。这些虚拟机完全就像真正的物理计算机那样进行工作，例如可以安装操作系统、安装应用程序、访问网络资源等。虽然虚拟机只是物理计算机上的一个应用程序，是虚拟出来的一个计算机，但是对于在虚拟机中运行的应用程序而言，它就像是在真正的物理计算机中进行工作一样。 通常，虚拟机的数据存储在虚拟磁盘中，而虚拟磁盘多以镜像文件、逻辑虚拟卷、逻辑磁盘或逻辑磁盘分区的形式存于本地的物理计算机的物理磁盘中，虚拟机通过访问所在物理计算机的物理磁盘来访问各种数据。
现有以太网接口的虚拟化实现方案中，通常网络设备( 如个人电脑，或者服务器)上的多个虚拟机会共享同一个物理接口，采用软件和特殊的以太网接口芯片完成从物理接口接收到的数据到各个虚拟机上虚拟接口的分发，使用软件的方式以太网的收发效率较低，随着虚拟接口数量的增加收发效率会急剧下降，且加大了CPU(CentralProcessingUnit，中央处理器) 的负载，使用特殊以太网接口芯片可以提高收发效率，但是虚拟接口数目受限，扩展能力较差，资源利用率也较低；虚拟机上虚拟接口之间采用软件的方式来组建网络，其中VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)的划分和数据包在不同VLAN之间的转发都由软件完成，导致VLAN划分和数据转发的效率较低，也会加大CPU的负载。虚拟交换机是构成虚拟平台网络的关键角色，相较于实体的交换机设备，整体而言，内置大量的虚拟网络端口，以及提供速度更快的联机接口，是交换机虚拟化之后所带来的最大好处，但虚拟交换机所具备的网络功能较为简单，扩展能力有限。
基于此，亟需一种新的能够快速完成虚拟机间数据传输的技术。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种虚拟机间快速访问传输数据的系统及方法。
一种虚拟机间快速访问传输数据的系统，用于虚拟机间的快速访问传输数据，其结构包括，
虚拟接口模块，提供虚拟机间信号连接的虚拟接口及对应的物理接口；
访问请求处理模块，接收虚拟机发送的访问另一虚拟机的数据访问请求；
数据转发交换单元，根据访问请求处理模块接收的数据访问请求，在虚拟接口模块提供的虚拟接口中确定虚拟机到另一虚拟机的访问通道，从而完成虚拟机间的快速访问传输数据。
所述的虚拟接口模块首先接收虚拟机发送的创建物理接口请求，然后再根据该请求提供虚拟接口及对应物理接口：当存在空闲的虚拟接口时，为发出请求的虚拟机分配虚拟接口，并将所述虚拟接口映射成网络设备总线上的物理接口，并提供给发出请求的虚拟机，这里的网络设备是指配置该虚拟机的设备；当不存在空闲的虚拟接口时，该虚拟接口模块首先创建虚拟接口并将创建的虚拟接口映射成网络设备总线上的物理接口，再将提供给发出请求的虚拟机。
所述虚拟接口模块包括虚拟接口映射单元、虚拟接口分配单元以及虚拟接口创建单元，其中：虚拟接口映射单元，用于接收网络设备上的虚拟机发送的创建物理接口的创建请求，确定是否存在空闲的虚拟接口；虚拟接口分配单元，用于在虚拟接口映射单元确定存在空闲的虚拟接口时，从空闲的虚拟接口中为虚拟机分配虚拟接口；虚拟接口创建单元，用于在虚拟接口映射单元确定不存在空闲的虚拟接口时，为虚拟机创建虚拟接口。
所述访问请求处理模块在接收到虚拟机发送的数据访问请求后，将所述数据访问请求放置在请求队列中，将该请求队列中的数据访问请求与发出请求的虚拟机的虚拟存储空间建立映射，虚拟存储空间与物理存储空间建立映射，该物理存储空间是指配置该虚拟机的网络设备；相对应的，在待访问的另一虚拟机中，虚拟存储空间与物理存储空间也对应建立映射。
所述的数据转发交换单元根据访问请求处理模块中建立的映射关系，确定一条从虚拟机到另一虚拟机的数据访问通道，根据该数据访问通道，将数据发送给虚拟接口，实现从虚拟机到另一虚拟机虚拟存储空间的数据访问。
还包括数据缓存模块，该数据缓存模块用于缓存数据转发交换单元发送出的数据，接收来自虚拟机的数据访问请求，并根据这些数据访问请求检索是否有已缓存的、数据访问请求指示的待读取数据，如果有，从此数据缓存模块中读取数据，否则将所述数据访问请求加入到访问请求处理模块的请求队列中。
一种虚拟机间快速访问传输数据的方法，基于上述系统，用于虚拟机到另一虚拟机的虚拟存储空间的访问传输数据，其实现步骤为，
一、首先虚拟机发出创建物理接口的请求，虚拟接口模块根据该请求提供虚拟机间信号连接的虚拟接口及对应的物理接口；
二、然后通过访问请求处理模块接收虚拟机发送的访问另一虚拟机的数据访问请求；
三、再通过数据转发交换单元，根据访问请求处理模块接收的数据访问请求，在虚拟接口模块提供的虚拟接口中确定虚拟机到另一虚拟机的虚拟存储空间的访问通道，开始数据传输，完成虚拟机间的快速访问传输数据。
所述步骤一中，虚拟接口模块提供虚拟接口及物理接口的过程为：当存在空闲的虚拟接口时，为发出请求的虚拟机分配虚拟接口，并将所述虚拟接口映射成网络设备总线上的物理接口，并提供给发出请求的虚拟机，这里的网络设备是指配置该虚拟机的设备；当不存在空闲的虚拟接口时，该虚拟接口模块首先创建虚拟接口并将创建的虚拟接口映射成网络设备总线上的物理接口，再将提供给发出请求的虚拟机。
所述步骤二中，访问请求处理模块将来自虚拟机的数据访问请求加入到请求队列中，从请求队列中获取数据访问请求，将获取的数据访问请求映射为对应的虚拟存储空间，再将映射得到的虚拟存储空间映射为对应的物理存储空间，然后根据映射关系确定数据访问通道，并将数据发送给数据访问通道中的虚拟接口，实现从虚拟机对另一虚拟机的虚拟存储空间的数据访问。
在步骤三中，数据转发交换单元建立数据访问通道后，来自待访问的虚拟机的虚拟存储空间的待访问数据还通过数据缓存模块进行缓存，并且接收来自虚拟机的数据访问请求，根据这些数据访问请求检索是否有已缓存的、数据访问请求指示的待读取数据，如果有，从此数据缓存模块中读取数据，否则将所述数据访问请求加入到访问请求处理模块的请求队列中。
本发明的一种虚拟机间快速访问传输数据的系统及方法和现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的一种虚拟机间快速访问传输数据的系统及方法，为虚拟机间的数据传输提供了一个畅通、高效的通道，不仅可以加快数据访问速度，还有利于虚拟机分配资源，提高扩展能力和资源利用率，大大超出了虚拟交换机的功能，实用性强，适用范围广泛，易于推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
附图1为本发明的虚拟机间快速访问传输数据的系统实现示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅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。
如附图1所示，本发明提供一种虚拟机间快速访问传输数据的系统，用于虚拟机间的快速访问传输数据，其结构包括，
虚拟接口模块，提供虚拟机间信号连接的虚拟接口及对应的物理接口；
访问请求处理模块，接收虚拟机发送的访问另一虚拟机的数据访问请求；
数据转发交换单元，根据访问请求处理模块接收的数据访问请求，在虚拟接口模块提供的虚拟接口中确定虚拟机到另一虚拟机的访问通道，从而完成虚拟机间的快速访问传输数据。
所述的虚拟接口模块首先接收虚拟机发送的创建物理接口请求，然后再根据该请求提供虚拟接口及对应物理接口：当存在空闲的虚拟接口时，为发出请求的虚拟机分配虚拟接口，并将所述虚拟接口映射成网络设备总线上的物理接口，并提供给发出请求的虚拟机，这里的网络设备是指配置该虚拟机的设备；当不存在空闲的虚拟接口时，该虚拟接口模块首先创建虚拟接口并将创建的虚拟接口映射成网络设备总线上的物理接口，再将提供给发出请求的虚拟机。
所述虚拟接口模块包括虚拟接口映射单元、虚拟接口分配单元以及虚拟接口创建单元，其中：虚拟接口映射单元，用于接收网络设备上的虚拟机发送的创建物理接口的创建请求，确定是否存在空闲的虚拟接口；虚拟接口分配单元，用于在虚拟接口映射单元确定存在空闲的虚拟接口时，从空闲的虚拟接口中为虚拟机分配虚拟接口；虚拟接口创建单元，用于在虚拟接口映射单元确定不存在空闲的虚拟接口时，为虚拟机创建虚拟接口。
所述访问请求处理模块在接收到虚拟机发送的数据访问请求后，将所述数据访问请求放置在请求队列中，将该请求队列中的数据访问请求与发出请求的虚拟机的虚拟存储空间建立映射，虚拟存储空间与物理存储空间建立映射，该物理存储空间是指配置该虚拟机的网络设备；相对应的，在待访问的另一虚拟机中，虚拟存储空间与物理存储空间也对应建立映射。
在虚拟机发送的数据访问请求中包括请求类型、数据起始地址、数据长度和地址空间.其中，
请求类型用于指示数据访问请求的类型，例如读取、写入或者删除等数据访问请求类型。
数据起始地址用于指示数据访问请求所要访问的数据在虚拟磁盘的虚拟存储空间中的起始地址。
根据数据起始地址和数据长度可以进一步获得每个数据访问请求所要访问的数据在虚拟磁盘的虚拟存储空间的存储空间。
地址空间用于指示当获得数据访问请求所要访问的数据后，该部分数据在虚拟机的物理计算机的内存中进行缓存时的存储空间。
访问请求处理模块从接收的数据访问请求中提取出上述请求信息后，将提取的请求信息加入到请求队列中，由于请求队列的每一个请求中都包含有的请求类型、数据起始地址、数据长度和地址空间这四个请求信息，由数据起始地址和数据长度可以确定每个数据访问请求所要访问的数据在虚拟磁盘的虚拟存储空间的存储空间，即每个数据访问请求都有其映射的虚拟磁盘的虚拟存储空间，由每个数据访问请求包含的数据起始地址和数据长度可以确定与数据访问请求映射的虚拟存储空间，该部分虚拟存储空间用于存储数据访问请求所要访问的数据。同时，虚拟存储空间与分物理存储空间之间映射，根据映射关系，可以进一步获得每个数据访问请求的待访问数据在的物理存储空间。
所述的数据转发交换单元根据访问请求处理模块中建立的映射关系，确定一条从虚拟机到另一虚拟机的数据访问通道，根据该数据访问通道，将数据发送给虚拟接口，实现从虚拟机到另一虚拟机虚拟存储空间的数据访问。
还包括数据缓存模块，该数据缓存模块用于缓存数据转发交换单元发送出的数据，接收来自虚拟机的数据访问请求，并根据这些数据访问请求检索是否有已缓存的、数据访问请求指示的待读取数据，如果有，从此数据缓存模块中读取数据，否则将所述数据访问请求加入到访问请求处理模块的请求队列中。
一种虚拟机间快速访问传输数据的方法，基于上述系统，用于虚拟机到另一虚拟机的虚拟存储空间的访问传输数据，其实现步骤为，
一、首先虚拟机发出创建物理接口的请求，虚拟接口模块根据该请求提供虚拟机间信号连接的虚拟接口及对应的物理接口；
二、然后通过访问请求处理模块接收虚拟机发送的访问另一虚拟机的数据访问请求；
三、再通过数据转发交换单元，根据访问请求处理模块接收的数据访问请求，在虚拟接口模块提供的虚拟接口中确定虚拟机到另一虚拟机的虚拟存储空间的访问通道，开始数据传输，完成虚拟机间的快速访问传输数据。
所述步骤一中，虚拟接口模块提供虚拟接口及物理接口的过程为：当存在空闲的虚拟接口时，为发出请求的虚拟机分配虚拟接口，并将所述虚拟接口映射成网络设备总线上的物理接口，并提供给发出请求的虚拟机，这里的网络设备是指配置该虚拟机的设备；当不存在空闲的虚拟接口时，该虚拟接口模块首先创建虚拟接口并将创建的虚拟接口映射成网络设备总线上的物理接口，再将提供给发出请求的虚拟机。
所述步骤二中，访问请求处理模块将来自虚拟机的数据访问请求加入到请求队列中，其中，请求队列中的数据访问请求与虚拟存储空间之间映射，所述虚拟存储空间与物理存储空间之间映射；从请求队列中获取数据访问请求，将获取的数据访问请求映射为对应的虚拟存储空间，再将映射得到的虚拟存储空间映射为对应的物理存储空间，然后根据映射关系确定数据访问通道，并将数据发送给数据访问通道中的虚拟接口，实现从虚拟机对另一虚拟机的虚拟存储空间的数据访问。
在步骤三中，数据转发交换单元建立数据访问通道后，来自待访问的虚拟机的虚拟存储空间的待访问数据还通过数据缓存模块进行缓存，并且接收来自虚拟机的数据访问请求，根据这些数据访问请求检索是否有已缓存的、数据访问请求指示的待读取数据，如果有，从此数据缓存模块中读取数据，否则将所述数据访问请求加入到访问请求处理模块的请求队列中。
本发明提供的一种虚拟机间快速访问传输数据的系统及方法，不仅可以加快数据访问速度，还有利于虚拟机分配资源，提高扩展能力和资源利用率。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种虚拟机间快速访问传输数据的系统，其特征在于，用于虚拟机间的快速访问传输数据，其结构包括，
虚拟接口模块，提供虚拟机间信号连接的虚拟接口及对应的物理接口；
访问请求处理模块，接收虚拟机发送的访问另一虚拟机的数据访问请求；
数据转发交换单元，根据访问请求处理模块接收的数据访问请求，在虚拟接口模块提供的虚拟接口中确定虚拟机到另一虚拟机的访问通道，从而完成虚拟机间的快速访问传输数据。
2.根据权利要求1所述的一种虚拟机间快速访问传输数据的系统，其特征在于，所述的虚拟接口模块首先接收虚拟机发送的创建物理接口请求，然后再根据该请求提供虚拟接口及对应物理接口：当存在空闲的虚拟接口时，为发出请求的虚拟机分配虚拟接口，并将所述虚拟接口映射成网络设备总线上的物理接口，并提供给发出请求的虚拟机，这里的网络设备是指配置该虚拟机的设备；当不存在空闲的虚拟接口时，该虚拟接口模块首先创建虚拟接口并将创建的虚拟接口映射成网络设备总线上的物理接口，再将提供给发出请求的虚拟机。
3.根据权利要求2所述的一种虚拟机间快速访问传输数据的系统，其特征在于，所述虚拟接口模块包括虚拟接口映射单元、虚拟接口分配单元以及虚拟接口创建单元，其中：虚拟接口映射单元，用于接收网络设备上的虚拟机发送的创建物理接口的创建请求，确定是否存在空闲的虚拟接口；虚拟接口分配单元，用于在虚拟接口映射单元确定存在空闲的虚拟接口时，从空闲的虚拟接口中为虚拟机分配虚拟接口；虚拟接口创建单元，用于在虚拟接口映射单元确定不存在空闲的虚拟接口时，为虚拟机创建虚拟接口。
4.根据权利要求1～3任一所述的一种虚拟机间快速访问传输数据的系统，其特征在于，所述访问请求处理模块在接收到虚拟机发送的数据访问请求后，将所述数据访问请求放置在请求队列中，将该请求队列中的数据访问请求与发出请求的虚拟机的虚拟存储空间建立映射，虚拟存储空间与物理存储空间建立映射，该物理存储空间是指配置该虚拟机的网络设备；相对应的，在待访问的另一虚拟机中，虚拟存储空间与物理存储空间也对应建立映射。
5.根据权利要求4所述的一种虚拟机间快速访问传输数据的系统，其特征在于，所述的数据转发交换单元根据访问请求处理模块中建立的映射关系，确定一条从虚拟机到另一虚拟机的数据访问通道，根据该数据访问通道，将数据发送给虚拟接口，实现从虚拟机到另一虚拟机虚拟存储空间的数据访问。
6.根据权利要求5所述的一种虚拟机间快速访问传输数据的系统，其特征在于，还包括数据缓存模块，该数据缓存模块用于缓存数据转发交换单元发送出的数据，接收来自虚拟机的数据访问请求，并根据这些数据访问请求检索是否有已缓存的、数据访问请求指示的待读取数据，如果有，从此数据缓存模块中读取数据，否则将所述数据访问请求加入到访问请求处理模块的请求队列中。
7.一种虚拟机间快速访问传输数据的方法，其特征在于，基于上述系统，用于虚拟机到另一虚拟机的虚拟存储空间的访问传输数据，其实现步骤为，
一、首先虚拟机发出创建物理接口的请求，虚拟接口模块根据该请求提供虚拟机间信号连接的虚拟接口及对应的物理接口；
二、然后通过访问请求处理模块接收虚拟机发送的访问另一虚拟机的数据访问请求；
三、再通过数据转发交换单元，根据访问请求处理模块接收的数据访问请求，在虚拟接口模块提供的虚拟接口中确定虚拟机到另一虚拟机的虚拟存储空间的访问通道，开始数据传输，完成虚拟机间的快速访问传输数据。
8.根据权利要求7所述的一种虚拟机间快速访问传输数据的方法，其特征在于，所述步骤一中，虚拟接口模块提供虚拟接口及物理接口的过程为：当存在空闲的虚拟接口时，为发出请求的虚拟机分配虚拟接口，并将所述虚拟接口映射成网络设备总线上的物理接口，并提供给发出请求的虚拟机，这里的网络设备是指配置该虚拟机的设备；当不存在空闲的虚拟接口时，该虚拟接口模块首先创建虚拟接口并将创建的虚拟接口映射成网络设备总线上的物理接口，再将提供给发出请求的虚拟机。
9.根据权利要求7或8所述的一种虚拟机间快速访问传输数据的方法，其特征在于，所述步骤二中，访问请求处理模块将来自虚拟机的数据访问请求加入到请求队列中，从请求队列中获取数据访问请求，将获取的数据访问请求映射为对应的虚拟存储空间，再将映射得到的虚拟存储空间映射为对应的物理存储空间，然后根据映射关系确定数据访问通道，并将数据发送给数据访问通道中的虚拟接口，实现从虚拟机对另一虚拟机的虚拟存储空间的数据访问。
10.根据权利要求9所述的一种虚拟机间快速访问传输数据的方法，其特征在于，在步骤三中，数据转发交换单元建立数据访问通道后，来自待访问的虚拟机的虚拟存储空间的待访问数据还通过数据缓存模块进行缓存，并且接收来自虚拟机的数据访问请求，根据这些数据访问请求检索是否有已缓存的、数据访问请求指示的待读取数据，如果有，从此数据缓存模块中读取数据，否则将所述数据访问请求加入到访问请求处理模块的请求队列中。
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