CN107613044B - 一种sdn网络中更新虚拟机ip地址的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种SDN网络中更新虚拟机IP地址的方法及设备，涉及云计算领域。本发明公开的SDN中更新虚拟机IP地址的方法，包括：当网络侧对虚拟机的IP地址发起更新时，控制器向待更新IP地址的虚拟机下发通知，以触发该虚拟机进行重新获取IP地址的操作；所述控制器收到所述虚拟机发送的动态主机配置协议DHCP报文时，将更新后该虚拟机对应的IP地址封装成对应的DHCP报文并发送给所述虚拟机。本申请技术方案使得SDN网络中的虚拟机IP分配更加灵活可控。

Description

一种SDN网络中更新虚拟机IP地址的方法及设备
技术领域
本发明涉及云计算领域，具体涉及一种SDN网络中更新虚拟机IP地址的方法及设备。
背景技术
近些年，云计算开始在越来越多的方面应用到人们的工作生活当中，软件定义网络(SDN)是近几年提出的一种新型的网络概念，作为云计算网络的核心技术，得到了迅猛的发展。这种网络完全颠覆了传统网络的流量转发方式，而将控制网络流量流向的控制面与网络流量的实际载体转发面相分离开来。控制面只对网络流量的流向进行决策，不具有实际的转发功能；转发面只是根据控制面的决策进行转发，不对流量的流向进行决策；而这种流量流向的控制，我们是可以通过编程方式实现的，从而实现网络流量的更加灵活地控制。
发明内容
本文提供一种SDN网络中更新虚拟机IP地址的方法及设备，可以解决现有IP地址分配不灵活不可靠的问题。
本文公开了一种软件定义网络(SDN)中更新虚拟机IP地址的方法，包括：
当网络侧对虚拟机的IP地址发起更新时，控制器向待更新IP地址的虚拟机下发通知，以触发该虚拟机进行重新获取IP地址的操作；
所述控制器收到所述虚拟机发送的动态主机配置协议DHCP报文时，将更新后该虚拟机对应的IP地址封装成对应的DHCP报文并发送给所述虚拟机。
可选地，上述方法还包括：
所述控制器将SDN网络中与虚拟机的虚拟端口与待分配的IP地址进行一一绑定。
可选地，上述方法中，所述网络侧对虚拟机的IP地址发起更新，包括：
所述控制器接收到管理员为某台虚拟机重新分配IP地址的操作指令时，控制器按照管理员操作修改与该虚拟机虚拟端口绑定的IP地址。
可选地，上述方法中，所述控制器收到所述虚拟机发送的动态主机配置协议DHCP报文时，将更新后该虚拟机对应的IP地址封装成对应的DHCP报文并发送给所述虚拟机，包括：
所述控制器接收所述虚拟机发送DHCP DISCOVER发现广播包；
所述控制器将更新后该虚拟机对应的IP地址封装成DHCP OFFER报告报文，发送给所述虚拟机。
本文还公开了一种软件定义网络(SDN)中更新虚拟机IP地址的设备，包括：
触发单元，在网络侧对虚拟机的IP地址发起更新时，向待更新IP地址的虚拟机下发通知，以触发该虚拟机进行重新获取IP地址的操作；
处理单元，在收到所述虚拟机发送的动态主机配置协议DHCP报文时，将更新后该虚拟机对应的IP地址封装成对应的DHCP报文并发送给所述虚拟机。
可选地，上述设备，还包括：
配置单元，将SDN网络中与虚拟机的虚拟端口与待分配的IP地址进行一一绑定。
可选地，上述设备中，所述配置单元，在接收到管理员为某台虚拟机重新分配IP地址的操作指令时，按照管理员操作修改与该虚拟机虚拟端口绑定的IP地址。
可选地，上述设备中，所述处理单元，接收所述虚拟机发送DHCP DISCOVER发现广播包，将更新后该虚拟机对应的IP地址封装成DHCP OFFER报告报文，发送给所述虚拟机。
本申请技术方案基于控制器和DHCP的原理，由管理者通过控制器，对SDN网络中的虚拟机下达命令，以实现网络侧(包括管理员)主动的修改SDN网络中的虚拟机的IP，即修改与端口绑定的IP地址，实现对虚拟机DHCP获取的IP进行主动的控制，而不用等待客户机的租约到期，使得SDN网络中的虚拟机IP分配更加灵活可控。可选实施例中，还将虚拟机虚拟端口与IP地址一一绑定，避免了多主机抢占同一IP地址的情况，同时也减轻了管理者的工作负担。
附图说明
图1为本发明实施例中更新虚拟机IP地址的整体流程图；
图2为本发明实施实例实现SDN网络中强制更新虚拟机IP的原理示意图；
图3为本发明实施例实现SDN网络中强制更新虚拟机IP中虚拟机获取IP的过程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文将结合具体实施方式对本发明技术方案作进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
动态主机配置协议(DHCP)是传统网络是一种重要的协议，通过这个协议，子网中的每台主机(称为客户机)都可以向DHCP服务器请求一个IP地址。一个正常的DHCP过程如下所述：
S1.客户机在本子网内发一个DHCP DISCOVER广播包，表示客户机的地址(MAC地址)，请求一个IP地址。
S2.子网内的DHCP服务器收到这个广播包后，会从自己的IP地址池中取出一个IP地址，然后将这个地址封装成DHCP OFFER报文，发送给客户端，表示本DHCP服务器为客户机提供一个X.X.X.X的IP地址。
S3.当客户机收到DHCP服务器发来的DHCP OFFER报文，会从这个报文中取出IP地址，然后向服务器发送DHCP REQUEST报文请求这个IP地址，表示请求DHCP OFFER报文的IP地址。
S4.当DHCP服务器收到DHCP REQUEST报文后，如果合适(即此IP地址没有在步骤2到步骤4过程中被其他主机占用)，就会发送一个DHCP ACK报文给客户机，确认此IP地址可以使用。
S5.当这个IP地址的租约到期时，客户机会再次向DHCP服务器发送DHCP REQUEST报文，请求续约。
S6.当客户机，不想再使用此IP地址时，会让发送一个DHCP RELEASE报文给DHCP服务器，DHCP服务器会收回此IP地址。
上述6个步骤是一个典型的DHCP服务器给客户机分配IP地址、续约、释放的过程。
本申请发明人发现这个过程中有几个问题是需要注意的：第一，DHCP服务器不会主动的收回或者改变客户机的IP地址；第二，客户机释放IP后再重新申请时，DHCP服务器会根据之前分配IP的记录，优先分配给客户机之前使用过的IP地址；第三，客户机续约时，会主动请求目前正在使用的IP地址；这三点问题，就使得在网络中出现虚拟机(客户机)得到的IP地址不太固定，也不容易改变的问题。
本申请发明人针对上述三点问题，提出一种SDN网络中更新虚拟机IP地址的方法，其包括如下操作步骤：
当网络侧对虚拟机的IP地址发起更新时，控制器向待更新IP地址的虚拟机下发通知，以触发该虚拟机进行重新获取IP地址的操作；
控制器收到上述虚拟机发起的DHCP相关报文时，将更新后该虚拟机对应的IP地址封装成对应的DHCP报文并发送给该虚拟机。
本文中，网络侧对虚拟机的IP地址发起更新的操作，可以是管理员针对任一虚拟机虚拟端口的IP地址发起的更新操作，即控制器收到管理员发起的为某台虚拟机重新分配IP地址的操作指令时，按照管理员操作修改与该虚拟机虚拟端口绑定的IP地址。
而控制器向待更新IP地址的虚拟机下发的通知，可以复用现有任一条指令来实现，也可以新增一条信令进行通知。
另外，为了避免多主机抢占同一IP地址的情况，也为了简化网络侧操作，还可以预先将网络中的各虚拟机虚拟端口与待分配的IP地址一一绑定，而考虑到各虚拟机上可能配置有多个虚拟端口，因此，可以为各虚拟机虚拟端口一一绑定一个IP地址。注意，本文中的绑定是一一对应的关系，不能为不同的虚拟端口绑定同一IP地址。
而上述控制器收到虚拟机发起的DHCP相关报文时，将更新后该虚拟机对应的IP地址封装成对应的DHCP报文并发送给该虚拟机的过程，可参考一些现有式。例如，按照前文中描述的DHCP过程，虚拟机向控制器发送一个DHCP DISCOVER广播包。而控制器收到该广播包后，将更新后的虚拟机对应的IP地址封装成DHCP OFFER报文，发送给虚拟机即可。
本实施例还提供一种SDN中更新虚拟机IP地址的设备，例如SDN网络中的控制器，主要包括触发单元和处理单元。
触发单元，在网络侧对虚拟机的IP地址发起更新时，向待更新IP地址的虚拟机下发通知，以触发该虚拟机进行重新获取IP地址的操作；
处理单元，在收到所述虚拟机发送的动态主机配置协议DHCP报文时，将更新后该虚拟机对应的IP地址封装成对应的DHCP报文并发送给所述虚拟机。
可选地，在上述架构基础上，上述设备还可以包括配置单元，主要将SDN网络中与虚拟机的虚拟端口与待分配的IP地址进行一一绑定。
增加的配置单元，还可以在接收到管理员为某台虚拟机重新分配IP地址的操作指令时，按照管理员操作修改与该虚拟机虚拟端口绑定的IP地址。
具体地，处理单元，向虚拟机下发更新后的IP地址的过程可以是，接收虚拟机发送DHCP DISCOVER发现广播包，将更新后该虚拟机对应的IP地址封装成DHCP OFFER报告报文，发送给虚拟机。
下面结合附图说明上述技术方案的一种具体实施方式。该实施方式中，更新虚拟机IP地址的整个详细过程中图1所示，包括如下操作步骤101至103：
步骤101，将SDN网络中与虚拟机相连的虚拟端口与待分配的IP地址分别进行绑定；
其中，考虑到虚拟机中的每张虚拟网卡都有一个虚拟端口对应，因此该步骤可以为每个虚拟端口分别绑定一个待分配的IP地址，其原理如图2所示。
步骤102，控制器建立一个机制，当管理员需要给某台虚拟机重新分配IP地址时，控制器会修改与该虚拟机虚拟端口绑定的IP地址，然后控制器给虚拟机发送一个通知命令，以触发虚拟机发起重新获取IP地址的操作；
具体地，如图3所示，虚拟机内部可以发起一个进程，监控本机是否收到控制器下发的通知命令，一旦收到此通知命令，虚拟机执行内部网络重启，从而会重新发起上述DHCP过程的S1-S4步骤，即虚拟机发起重新获取IP地址的操作。
步骤103，当控制器收到上述虚拟机发来的DHCP相关的报文(例如，DHCP DISCOVER广播包)后，将与该虚拟机虚拟端口所绑定的对应的IP地址(即步骤102中修改的与该虚拟机虚拟端口绑定的IP地址)，将这个IP地址封装成相应的DHCP报文后，再发送给虚拟机。
其中，对于虚拟机而言，其收到的报文与现有技术中的DHCP服务器下发的报文并无差别。而虚拟机收到控制器发来的DHCP报文后的操作可以参照现有技术进行，即按照上述DHCP过程的S3-S4步骤操作即可。当然，从本实施例中的步骤101中看到，SDN网络中的各虚拟机虚拟端口与待分配的IP地址已经进行了一一绑定，因此，控制器向虚拟机发送的DHCP报文中的IP地址不会发生被其他主机占用的情况。还要说明的是，本申请技术方案除了采用上述方法实现网络侧主动更新IP地址以外，针对虚拟机侧要求修改IP地址的场景(例如IP地址的租约到期时，客户机向控制器发送DHCP REQUEST报文，请求续约)，可以采用现有技术手段(例如上述DHCP过程的S5-S6步骤)来实现。
从上述实施例可以看出，本申请技术方案中控制器通过建立一个新的机制，实时通知虚拟机重新获取IP，而不用再等待客户机的租约到期，从而实现对虚拟机IP的主动控制；控制器对DHCP服务器回应客户机报文的模拟，充当DHCP服务器的功能，从而完成客户机与控制器之间的DHCP过程，完成报文交互。可选地，控制器中实现了端口与IP地址的一一绑定，实现每个IP地址与虚拟机的虚拟网卡精准可控的一一对应。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种软件定义网络SDN中更新虚拟机IP地址的方法，包括：
控制器将SDN网络中与虚拟机的虚拟端口与待分配的IP地址进行一一绑定；
当网络侧对虚拟机的IP地址发起更新时，控制器向待更新IP地址的虚拟机下发通知，以触发该虚拟机进行重新获取IP地址的操作；
所述控制器收到所述虚拟机发送的动态主机配置协议DHCP报文时，将更新后该虚拟机对应的IP地址封装成对应的DHCP报文并发送给所述虚拟机；
其中，所述网络侧对虚拟机的IP地址发起更新，包括：
所述控制器接收到管理员为某台虚拟机重新分配IP地址的操作指令时，控制器按照管理员操作修改与该虚拟机虚拟端口绑定的IP地址。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器收到所述虚拟机发送的动态主机配置协议DHCP报文时，将更新后该虚拟机对应的IP地址封装成对应的DHCP报文并发送给所述虚拟机，包括：
所述控制器接收所述虚拟机发送DHCP DISCOVER发现广播包；
所述控制器将更新后该虚拟机对应的IP地址封装成DHCP OFFER报告报文，发送给所述虚拟机。
3.一种软件定义网络SDN中更新虚拟机IP地址的设备，包括：
配置单元，将SDN网络中与虚拟机的虚拟端口与待分配的IP地址进行一一绑定；
触发单元，在网络侧对虚拟机的IP地址发起更新时，向待更新IP地址的虚拟机下发通知，以触发该虚拟机进行重新获取IP地址的操作；
处理单元，在收到所述虚拟机发送的动态主机配置协议DHCP报文时，将更新后该虚拟机对应的IP地址封装成对应的DHCP报文并发送给所述虚拟机；
其中，所述配置单元，在接收到管理员为某台虚拟机重新分配IP地址的操作指令时，按照管理员操作修改与该虚拟机虚拟端口绑定的IP地址。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，
所述处理单元，接收所述虚拟机发送DHCP DISCOVER发现广播包，将更新后该虚拟机对应的IP地址封装成DHCP OFFER报告报文，发送给所述虚拟机。
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