CN107992352A - 用于虚拟化场景的数据交互方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请的目的是提供一种用于虚拟化场景的数据交互方案,用以解决现有技术无法同时实现网络性能较高、能够对数据的流量进行控制以及适用于大规模部署的问题,该方案中利用第二网卡的sr‑iov功能实现虚拟机与物理网络之间的数据交互,网络性能较高,同时基于第一网卡中可编程的网络处理器实现虚拟交换机的业务逻辑功能,以实现对数据的流量进行控制,同时与虚拟机进行通信的第二网卡可以采用具备sr‑iov功能的普通网卡来具体实现其相应的功能,由于此类网卡的驱动较为成熟,在各类成熟操作系统的内核中均有集成,因此在大规模部署虚拟机时,无需单独在虚拟机内部另外安装驱动,并维护自身的驱动版本,能够适用于大规模部署的场景。
Description
技术领域
本申请涉及信息技术领域,尤其涉及一种用于虚拟化场景的数据交互方法及设备。
背景技术
在虚拟化场景下,一台物理机上会同时运行多台虚拟机,针对虚拟化场景下虚拟机与物理网络之间的数据交互的方案主要包括以下几种:
VirtIO技术是KVM(Kernel-based Virtual Machine,基于内核的虚拟机)虚拟化场景下针对I/O(Input/Output,输入输出)虚拟化的一种通用框架。该方案的交互原理如图1所示,使用一块网卡NIC进行数据交互处理,数据通过虚拟机Guest的前端驱动模块Virtiodriver和物理机Host的后端功能模块Virtio backend实现前后端协商与通讯,该协商通讯的过程由物理机通过软件方式实现,由此物理机能够截获虚拟机的数据,并将其交付给虚拟交换机Vswitch进行业务逻辑处理,而虚拟交换机与所述物理网络LAN之间,由物理机的物理功能驱动模块PF driver和网卡的物理功能模块PF实现数据交互。由于后端功能模块实现的通讯功能需要由物理机通过软件方式实现相应的逻辑功能,因此会在处理过程中带来很大的性能损耗。
sr-iov(Single Root I/O Virtualization,单根I/O虚拟化)技术的原理如图2所示,该方案同样采用一块网卡NIC,能够将网卡虚拟出多个虚拟功能模块VF实例,并将虚拟功能模块直接交付给虚拟机Guest使用,虚拟机的数据由虚拟机的虚拟功能驱动模块VFdriver与网卡上对应的虚拟功能模块VF实现直接通讯,而物理机的数据则由物理机的物理功能驱动模块PF driver与网卡的物理功能模块PF实现通讯,由此在处理虚拟机数据的通讯时避免了物理机上软件栈的开销,可以达到很高的网络处理性能。但是从图中可以看出,使用sr-iov技术后,虚拟机的数据直接通过网卡的二层交换模块l2-switch发送到了物理网络,对物理机完全不可见,运行在物理机上面的虚拟机交换机无法对虚拟机的数据进行业务逻辑处理。因此,常规的sr-iov方案无法实现对虚拟机与物理网络之间所交互的数据进行业务逻辑处理,例如数据流量控制、转发、修改等业务逻辑。
目前业界广泛使用的普通网卡(Simple NIC),基本都可以实现sr-iov的相应功能,其相应的网卡驱动也非常成熟,一般会内置于各类成熟操作系统的内核中,因此大规模配置虚拟机时可以直接使用这类网卡,而无需在虚拟机中单独安装网卡驱动。所述普通网卡是指使用硬件集成电路实现相应功能的网卡,由于其实现方式并非可编程设备,因此无法在普通网卡中实现虚拟交换的业务逻辑,解决常规的sr-iov方案无法实现对虚拟机与物理网络之间所交互的数据进行业务逻辑处理的问题。
此外,业界还存在另一种智能网卡(Smart NIC),该种网卡上集成由网络处理器(NP,Network Processor),具有可编程能力以及实现数据高速转发的能力。但是,目前大部分的智能网卡不具备sr-iov功能,因此无法高效地与虚拟机进行通讯。而少数具备sr-iov功能的智能网卡,由于由于其网卡驱动尚未成熟,并未集成至各类成熟操作系统的内核中,在大规模部署虚拟机时需要在各个虚拟机内部单独安装网卡驱动,并独立维护驱动的版本,因此实现成本较高,不适用于大规模部署的场景。
综上所述,现有技术在实现虚拟化场景的数据交互时,无法同时具备网络性能较高、能够对数据的流量进行控制以及适用于大规模部署的特点。
申请内容
本申请的一个目的是提供一种用于虚拟化场景的数据交互方法及设备,用以解决现有技术无法同时实现网络性能较高、能够对数据的流量进行控制以及适用于大规模部署的问题。
为实现上述目的,本申请提供了一种用于虚拟化场景的数据发送方法,所述方法应用于包含第一网卡和第二网卡的设备,所述第一网卡连接物理网络以及物理机,所述第一网卡包括虚拟交换机,所述第二网卡连接所述第一网卡以及所述物理机,所述第二网卡包括虚拟功能模块和二层交换模块,所述物理机运行有虚拟机,所述方法包括:
所述虚拟功能模块从对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据,并发送至所述二层交换模块;
所述二层交换模块将所述虚拟功能模块获取的数据发送至所述虚拟交换机;
所述虚拟交换机对所述数据进行业务逻辑处理,并在完成所述业务逻辑处理之后将所述数据发送至物理网络。
进一步地,所述虚拟功能模块从对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据,包括:
所述虚拟功能模块通过内存直接存取的方式从对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据。
进一步地,所述虚拟功能模块从对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据,并发送至所述二层交换模块,包括:
所述虚拟功能模块从对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据;
所述虚拟功能模块为所述数据添加虚拟局域网标识,其中,所述虚拟局域网标识用于确定发送所述数据的虚拟机的身份信息;
所述虚拟功能模块将添加有虚拟局域网标识的数据送给所述二层交换模块。
所述虚拟交换机对所述数据进行业务逻辑处理,包括:
所述虚拟交换机基于所述数据的虚拟局域网标识确定发送所述数据的虚拟机的身份信息;
所述虚拟交换机根据所述身份信息对所述数据进行业务逻辑处理。
相应地,本申请实施例还提供了一种用于虚拟化场景的数据接收方法,所述方法应用于包含第一网卡和第二网卡的设备,所述第一网卡连接物理网络以及物理机,所述第一网卡包括虚拟交换机,所述第二网卡连接所述第一网卡以及所述物理机,所述第二网卡包括虚拟功能模块和二层交换模块,所述物理机运行有虚拟机,所述方法包括:
所述虚拟交换机从所述物理网络接收向虚拟机发送的数据;
所述虚拟交换机对所述数据进行业务逻辑处理,并在完成业务逻辑处理之后将所述数据发送至所述二层交换模块;
所述二层交换模块将所述数据发送至对应的虚拟功能模块;
所述虚拟功能模块将所述数据发送至对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块。
进一步地,所述虚拟功能模块将所述数据发送至对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块,包括:
所述虚拟功能模块通过内存直接存取的方式将所述数据发送至对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块。
进一步地,所述虚拟交换机对所述数据进行业务逻辑处理,包括:
所述虚拟交换机确定接收所述数据的虚拟机的身份信息,并为所述数据添加虚拟局域网标识,其中,所述虚拟局域网标识用于确定接收所述数据的虚拟机的身份信息;
所述虚拟交换机根据所述身份信息对所述数据进行业务逻辑处理;
所述二层交换模块将所述数据发送至对应的虚拟功能模块,包括:
所述二层交换模块根据所述身份信息将所述数据发送至对应的虚拟功能模块。
基于本申请的另一方面,还提供了一种用于虚拟化场景的数据发送设备,所述设备包括第一网卡和第二网卡,所述第一网卡连接物理网络以及物理机,所述第一网卡包括虚拟交换机,所述第二网卡连接所述第一网卡以及所述物理机,所述第二网卡包括虚拟功能模块和二层交换模块,所述物理机运行有虚拟机;
所述虚拟功能模块,用于从对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据,并发送至所述二层交换模块;
所述二层交换模块,用于将所述虚拟功能模块获取的数据发送至所述虚拟交换机;
所述虚拟交换机,用于对所述数据进行业务逻辑处理,并在完成所述业务逻辑处理之后将所述数据发送至物理网络。
进一步地,所述虚拟功能模块,用于通过内存直接存取的方式从虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据。
进一步地,所述虚拟功能模块,用于从对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据,以及为所述数据添加虚拟局域网标识,并将添加有虚拟局域网标识的数据送给所述二层交换模块,其中,所述虚拟局域网标识用于确定发送所述数据的虚拟机的身份信息;
所述虚拟交换机,用于基于所述数据的虚拟局域网标识确定发送所述数据的虚拟机的身份信息,以及根据所述身份信息对所述数据进行业务逻辑处理。
相应地,本申请实施例还提供了一种用于虚拟化场景的数据接收设备,所述设备包括第一网卡和第二网卡,所述第一网卡连接物理网络以及物理机,所述第一网卡包括虚拟交换机,所述第二网卡连接所述第一网卡以及所述物理机,所述第二网卡包括虚拟功能模块和二层交换模块,所述物理机运行有虚拟机;
所述虚拟交换机,用于从所述物理网络接收向虚拟机发送的数据,以及对所述数据进行业务逻辑处理,并在完成业务逻辑处理之后将所述数据发送至所述二层交换模块;
所述二层交换模块,用于将所述数据发送至对应的虚拟功能模块;
所述虚拟功能模块,用于将所述数据发送至对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块。
进一步地,所述虚拟功能模块,用于通过内存直接存取的方式将所述数据发送至对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块。
进一步地,所述虚拟交换机,用于确定接收所述数据的虚拟机的身份信息,并为所述数据添加虚拟局域网标识,并根据所述身份信息对所述数据进行业务逻辑处理,其中,所述虚拟局域网标识用于确定接收所述数据的虚拟机的身份信息;
所述二层交换模块,用于根据所述身份信息将所述数据发送至对应的虚拟功能模块。
此外,本申请实施例还提供了一种用于虚拟化场景的数据交互设备,所述设备与物理机连接,所述物理机运行有虚拟机,其中,所述设备包括:
第一网卡,与物理网络和物理机连接,且运行有虚拟交换机,所述虚拟交换机用于与所述物理网络进行数据交互,并对所述数据进行业务逻辑处理;
第二网卡,与所述第一网卡和所述物理机连接,包括虚拟功能模块和二层交换模块,所述虚拟功能模块用于与所述虚拟机的虚拟功能驱动模块进行数据交互,所述二层交换模块用于与所述虚拟交换机、以及所述虚拟功能模块进行数据交互。
与现有技术相比,本申请提供了方案中利用第二网卡的sr-iov功能实现虚拟机与物理网络之间的数据交互,网络性能较高,同时基于第一网卡中可编程的网络处理器实现虚拟交换机的业务逻辑功能,以实现对数据的流量进行控制,同时与虚拟机进行通信的第二网卡可以采用具备sr-iov功能的普通网卡来具体实现其相应的功能,由于此类网卡的驱动较为成熟,在各类成熟操作系统的内核中均有集成,因此在大规模部署虚拟机时,无需单独在虚拟机内部另外安装驱动,并维护自身的驱动版本,能够适用于大规模部署的场景。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为现有技术中采用VirtIO技术实现虚拟化场景下数据交互的原理示意图;
图2为现有技术中采用sr-iov技术实现虚拟化场景下数据交互的原理示意图;
图3为本申请实施例提供的用于虚拟化场景的数据交互设备的交互原理示意图;
图4为本申请实施例提供的一种用于虚拟化场景的数据发送方法的流程图;
图5为本申请实施例提供的一种用于虚拟化场景的数据接收方法的流程图;
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述。
在本申请一个典型的配置中,终端、服务网络的设备和可信方均包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
本申请实施例提供了一种用于虚拟化场景的数据交互设备,所述数据交互设备与物理机连接,具体的连接方式如图3所示。在该虚拟化场景下,所述物理机Host运行有至少一个虚拟机Guest,为简明起见,图中仅示出两个虚拟机来对方案的原理进行说明,其数量可能小于实际场景中物理机上运行的虚拟机的数量,但这种省略无疑是以不会影响对本发明进行清楚、充分的公开为前提的。
所述数据交互设备采用了双网卡的方案,包括第一网卡100和第二网卡200。所述第一网卡与物理网络和物理机连接,且运行有虚拟交换机Vswitch,所述虚拟交换机用于与所述物理网络进行数据交互,并对所述数据进行业务逻辑处理。所述第二网卡与所述第一网卡和所述物理机连接,包括虚拟功能模块VF和二层交换模块l2-switch,所述虚拟功能模块用于与所述虚拟机的虚拟功能驱动模块VF driver进行数据交互,所述二层交换模块用于与所述虚拟交换机、以及所述虚拟功能模块进行数据交互。
由于所述第一网卡的作用为实现虚拟交换机的相应功能,即对数据进行业务逻辑处理,以及常规的数据收发功能,因此所述第一网卡可以采用不具备sr-iov功能的智能网卡(Smart NIC),智能网卡上集成的网络处理器具有可编程的功能,能够实现对虚拟交换机的相应功能。
而所述第二网卡无需实现虚拟交换机的相应功能,其作用为在网卡上虚拟出至少一个虚拟功能模块(VF,Virtual Function),以实现与虚拟机中对应的虚拟功能驱动模块(VF driver,Virtual Function driver)进行数据交互,并且实现在数据链路层的转发,即二层交换模块的二层转发功能。因此,所述第二网卡可以采用具备sr-iov功能的普通网卡(Simple NIC)。
对于上述数据交互设备,利用其第二网卡的sr-iov功能实现虚拟机与物理网络之间的数据交互,网络性能较高,同时基于第一网卡中可编程的网络处理器实现虚拟交换机的业务逻辑功能,以实现对数据的流量进行控制,同时与虚拟机进行通信的第二网卡可以采用具备sr-iov功能的普通网卡来具体实现其相应的功能,由于此类网卡的驱动较为成熟,在各类成熟操作系统的内核中均有集成,因此在大规模部署虚拟机时,无需单独在虚拟机内部另外安装驱动,并维护自身的驱动版本,能够适用于大规模部署的场景。
在实际场景中,物理机自身的数据需要通过第一网卡和第二网卡与物理网络进行交互,基于第二网卡的sr-iov功能,所述物理机的数据通过物理功能驱动模块PF driver与第二网卡的物理功能模块PF,实现交互。同时,由于物理机上的无需运行虚拟交换机,仅保留控制命令的下发通道Controller即可,物理机能够通过所述控制命令的下发通道向第一网卡下发虚拟交换机的配置命令。
由此,作为一种可行的实施方式,上述虚拟化场景的数据交互方案的实际拓扑结构为:
a)物理机上的网卡接口插入一张普通网卡,作为第二网卡,应用其sr-iov功能,将虚拟机的数据直接转发到该第二网卡。
b)物理机上的另一网卡接口插入一张智能网卡,作为第一网卡,应用其网络处理器功的可编程功能,在其上实现虚拟交换机的业务逻辑。
c)智能网卡的一个网络接口和普通网卡的一个网络接口通过光纤串接。
d)将智能网卡的另一个网络接口(LAN)通过光纤和物理网络连接。
e)物理机不再运行虚拟交换机,只保留控制命令的下发通道,用于配置智能网卡上的虚拟交换机。
通过第二网卡的sr-iov功能以及二层转发能力,将虚拟机的数据经由第二网卡转发至第一网卡,由运行于第一网卡的虚拟交换机进行相应的业务逻辑处理,避免了采用VirtIO技术的性能消耗,消除了物理机进行数据转发时的性能开销,使得虚拟机数据交互时延迟降低,提高了虚拟机的吞吐量。
基于上述数据交互设备,可以分别实现由虚拟机至物理网络的数据发送方法、以及由物理网络至虚拟机的数据接收方法。
图4示出了本申请实施例提供的一种用于虚拟化场景的数据发送方法,所述方法基于图3所示的数据交互设备,该设备包含第一网卡和第二网卡,所述第一网卡连接物理网络以及物理机,所述第一网卡包括虚拟交换机,所述第二网卡连接所述第一网卡以及所述物理机,所述第二网卡包括虚拟功能模块和二层交换模块,所述物理机运行有虚拟机,所述数据发送方法的具体处理步骤如下:
步骤S401,第二网卡的所述虚拟功能模块从对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据,并发送至所述二层交换模块。由于第一网卡的虚拟交换机需要对来自特定虚拟机的数据进行业务逻辑处理,例如对来自虚拟机A的数据进行流量控制,或者对来自虚拟机B的数据进行修改等,因此虚拟交换机需要能够准确地确定每一个数据的来源。因此,所述步骤S401具体包括如下步骤:
步骤S401a,第二网卡的虚拟功能模块从对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据。该过程为虚拟机与第二网卡之间的通信过程,在该过程中,所述虚拟机所述虚拟功能模块通过DMA(Direct Memory Access,内存直接存取)的方式从虚拟机的虚拟功能驱动模块获取虚拟机的数据,由此使得第二网卡可以直接与虚拟机的内存交互数据,无需通过虚拟机的CPU来进行数据交互的处理,提高了数据交互的效率。
步骤S401b,第二网卡的所述虚拟功能模块为所述数据添加虚拟局域网标识,其中,所述虚拟局域网标识记为Vlan tag,用于确定发送所述数据的虚拟机的身份信息,即通过该Vlan tag,虚拟交换机能够识别该数据是由哪个虚拟机所发送。
步骤S401c,第二网卡的所述虚拟功能模块将添加有虚拟局域网标识的数据送给所述二层交换模块。
步骤S402,第二网卡的所述二层交换模块将所述虚拟功能模块获取的数据发送至所述虚拟交换机。其中,所述第二网卡的二层交换模块仅用于实现数据在二层(数据链路层)的转发功能,通过第二网卡上相应的硬件集成电路实现。
步骤S403,第一网卡的所述虚拟交换机对所述数据进行业务逻辑处理,并在完成业务逻辑处理之后将所述数据发送至物理网络。在进行业务逻辑处理时,所述虚拟交换机基于所述数据的虚拟局域网标识确定发送所述数据的虚拟机的身份信息,然后根据所述身份信息对所述数据进行业务逻辑处理。例如,在虚拟交换机预设的业务逻辑策略中,需要对来自虚拟机A的数据进行流量控制,同时需要对来自虚拟机B的数据进行转发,虚拟交换机在收到数据包时,首先对数据包中的Vlan tag进行解析,由此确定该数据包的来源是哪个虚拟机,若该数据包来自于虚拟机A或B,则执行相应的业务逻辑,以进行流量控制或者修改等。
对应地,图5示出了本申请实施例提供的一种用于虚拟化场景的数据接收方法,所述方法同样基于图3所示的数据交互设备,该设备包含第一网卡和第二网卡,所述第一网卡连接物理网络以及物理机,所述第一网卡包括虚拟交换机,所述第二网卡连接所述第一网卡以及所述物理机,所述第二网卡包括虚拟功能模块和二层交换模块,所述物理机运行有虚拟机,所述数据接收方法的具体处理步骤如下:
步骤S501,第一网卡的所述虚拟交换机从所述物理网络接收向虚拟机发送的数据。
步骤S502,第一网卡的所述虚拟交换机对所述数据进行业务逻辑处理,并在完成业务逻辑处理之后将所述数据发送至所述二层交换模块。在实际处理过程中,虚拟交换机中预先配置有对数据进行转发的控制策略,例如根据由物理网络接收到的数据中的相关信息(例如地址信息等),可以确定该数据是向哪个虚拟机所发送的,并基于业务逻辑策略,属于不同虚拟机的数据进行对应的业务逻辑处理。例如,对发送至虚拟机A的数据进行流量控制,对发送至虚拟机B的数据进行转发等。
由此,所述第一网卡的所述虚拟交换机对所述数据进行业务逻辑处理时,可以首先确定接收所述数据的虚拟机的身份信息,并为所述数据添加虚拟局域网标识,其中,所述虚拟局域网标识用于确定接收所述数据的虚拟机的身份信息。然后,再根据所述身份信息对所述数据进行业务逻辑处理。
步骤S503,第二网卡的所述二层交换模块将所述数据发送至对应的虚拟功能模块。在将所述数据发送至对应的虚拟功能模块时,可以结合在步骤S502中封装的虚拟局域网标识来实现,通过Vlan tag找到对应的虚拟功能模块。由此,该步骤具体为所述二层交换模块根据虚拟局域网标识确定的身份信息将所述数据发送至对应的虚拟功能模块。
步骤S504,第二网卡的所述虚拟功能模块将所述数据发送至对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块。与数据接收方法中类似,所述虚拟功能模块通过内存直接存取的方式将所述数据发送至对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块,以提高数据交互效率。
基于本申请的另一方面,还提供了一种用于虚拟化场景的数据发送设备,所述设备包括第一网卡和第二网卡,所述第一网卡连接物理网络以及物理机,所述第一网卡包括虚拟交换机,所述第二网卡连接所述第一网卡以及所述物理机,所述第二网卡包括虚拟功能模块和二层交换模块,所述物理机运行有虚拟机。
其中,所述虚拟功能模块,用于从对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据,并发送至所述二层交换模块。由于第一网卡的虚拟交换机需要对来自特定虚拟机的数据进行业务逻辑处理,例如对来自虚拟机A的数据进行流量控制,或者对来自虚拟机B的数据进行修改等,因此虚拟交换机需要能够准确地确定每一个数据的来源。
因此,所述虚拟功能模块,具体用于从对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据,以及为所述数据添加虚拟局域网标识,并将添加有虚拟局域网标识的数据送给所述二层交换模块,所述虚拟局域网标识用于确定发送所述数据的虚拟机的身份信息。
其中,获取虚拟机数据的过程为该过程为虚拟机与第二网卡之间的通信过程,在该过程中,所述虚拟机所述虚拟功能模块通过DMA的方式从虚拟机的虚拟功能驱动模块获取虚拟机的数据,由此使得第二网卡可以直接与虚拟机的内存交互数据,无需通过虚拟机的CPU来进行数据交互的处理,提高了数据交互的效率。
所述二层交换模块,用于将所述虚拟功能模块获取的数据发送至所述虚拟交换机。其中,所述第二网卡的二层交换模块仅用于实现数据在二层(数据链路层)的转发功能,通过第二网卡上相应的硬件集成电路实现。
所述虚拟交换机,用于对所述数据进行业务逻辑处理,并在完成所述业务逻辑处理之后将所述数据发送至物理网络。在进行业务逻辑处理时,所述虚拟交换机基于所述数据的虚拟局域网标识确定发送所述数据的虚拟机的身份信息,然后根据所述身份信息对所述数据进行业务逻辑处理。例如,在虚拟交换机预设的业务逻辑策略中,需要对来自虚拟机A的数据进行流量控制,同时需要对来自虚拟机B的数据进行转发,虚拟交换机在收到数据包时,首先对数据包中的Vlan tag进行解析,由此确定该数据包的来源是哪个虚拟机,若该数据包来自于虚拟机A或B,则执行相应的业务逻辑,以进行流量控制或者修改等。
相应地,本申请实施例还提供了一种用于虚拟化场景的数据接收设备,其中,所述设备包括第一网卡和第二网卡,所述第一网卡连接物理网络以及物理机,所述第一网卡包括虚拟交换机,所述第二网卡连接所述第一网卡以及所述物理机,所述第二网卡包括虚拟功能模块和二层交换模块,所述物理机运行有虚拟机。
所述虚拟交换机,用于从所述物理网络接收向虚拟机发送的数据,以及对所述数据进行业务逻辑处理,并在完成业务逻辑处理之后将所述数据发送至所述二层交换模块。
在实际处理过程中,虚拟交换机中预先配置有对数据进行转发的控制策略,例如根据由物理网络接收到的数据中的相关信息(例如地址信息等),可以确定该数据是向哪个虚拟机所发送的,并基于业务逻辑策略,属于不同虚拟机的数据进行对应的业务逻辑处理。例如,对发送至虚拟机A的数据进行流量控制,对发送至虚拟机B的数据进行转发等。
由此,所述第一网卡的所述虚拟交换机对所述数据进行业务逻辑处理时,可以首先确定接收所述数据的虚拟机的身份信息,并为所述数据添加虚拟局域网标识,其中,所述虚拟局域网标识用于确定接收所述数据的虚拟机的身份信息。然后,再根据所述身份信息对所述数据进行业务逻辑处理。
所述二层交换模块,用于将所述数据发送至对应的虚拟功能模块。在将所述数据发送至对应的虚拟功能模块时,可以结合在虚拟交换机中封装的虚拟局域网标识来实现,通过Vlan tag找到对应的虚拟功能模块。由此,所述二层交换模块根据虚拟局域网标识确定的身份信息将所述数据发送至对应的虚拟功能模块。
所述虚拟功能模块,用于将所述数据发送至对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块。与数据接收设备中类似,所述虚拟功能模块通过内存直接存取的方式将所述数据发送至对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块,以提高数据交互效率。
综上所述,本申请提供了方案中利用第二网卡的sr-iov功能实现虚拟机与物理网络之间的数据交互,网络性能较高,同时基于第一网卡中可编程的网络处理器实现虚拟交换机的业务逻辑功能,以实现对数据的流量进行控制,同时与虚拟机进行通信的第二网卡可以采用具备sr-iov功能的普通网卡来具体实现其相应的功能,由于此类网卡的驱动较为成熟,在各类成熟操作系统的内核中均有集成,因此在大规模部署虚拟机时,无需单独在虚拟机内部另外安装驱动,并维护自身的驱动版本,能够适用于大规模部署的场景。
需要注意的是,本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施,例如,可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中,本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地,本申请的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中,例如,RAM存储器,磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外,本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现,例如,作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
另外,本申请的一部分可被应用为计算机程序产品,例如计算机程序指令,当其被计算机执行时,通过该计算机的操作,可以调用或提供根据本申请的方法和/或技术方案。而调用本申请的方法的程序指令,可能被存储在固定的或可移动的记录介质中,和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输,和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此,根据本申请的一个实施例包括一个装置,该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器,其中,当该计算机程序指令被该处理器执行时,触发该装置运行基于前述根据本申请的多个实施例的方法和/或技术方案。
对于本领域技术人员而言,显然本申请不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本申请。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外,显然“包括”一词不排除其他单元或步骤,单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。
Claims (13)
1.一种用于虚拟化场景的数据发送方法,其中,所述方法应用于包含第一网卡和第二网卡的设备,所述第一网卡连接物理网络以及物理机,所述第一网卡包括虚拟交换机,所述第二网卡连接所述第一网卡以及所述物理机,所述第二网卡包括虚拟功能模块和二层交换模块,所述物理机运行有虚拟机,所述方法包括:
所述虚拟功能模块从对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据,并发送至所述二层交换模块;
所述二层交换模块将所述虚拟功能模块获取的数据发送至所述虚拟交换机;
所述虚拟交换机对所述数据进行业务逻辑处理,并在完成所述业务逻辑处理之后将所述数据发送至物理网络。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述虚拟功能模块从对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据,包括:
所述虚拟功能模块通过内存直接存取的方式从对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述虚拟功能模块从对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据,并发送至所述二层交换模块,包括:
所述虚拟功能模块从对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据;
所述虚拟功能模块为所述数据添加虚拟局域网标识,其中,所述虚拟局域网标识用于确定发送所述数据的虚拟机的身份信息;
所述虚拟功能模块将添加有虚拟局域网标识的数据送给所述二层交换模块。
所述虚拟交换机对所述数据进行业务逻辑处理,包括:
所述虚拟交换机基于所述数据的虚拟局域网标识确定发送所述数据的虚拟机的身份信息;
所述虚拟交换机根据所述身份信息对所述数据进行业务逻辑处理。
4.一种用于虚拟化场景的数据接收方法,其中,所述方法应用于包含第一网卡和第二网卡的设备,所述第一网卡连接物理网络以及物理机,所述第一网卡包括虚拟交换机,所述第二网卡连接所述第一网卡以及所述物理机,所述第二网卡包括虚拟功能模块和二层交换模块,所述物理机运行有虚拟机,所述方法包括:
所述虚拟交换机从所述物理网络接收向虚拟机发送的数据;
所述虚拟交换机对所述数据进行业务逻辑处理,并在完成业务逻辑处理之后将所述数据发送至所述二层交换模块;
所述二层交换模块将所述数据发送至对应的虚拟功能模块;
所述虚拟功能模块将所述数据发送至对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述虚拟功能模块将所述数据发送至对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块,包括:
所述虚拟功能模块通过内存直接存取的方式将所述数据发送至对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其中,所述虚拟交换机对所述数据进行业务逻辑处理,包括:
所述虚拟交换机确定接收所述数据的虚拟机的身份信息,并为所述数据添加虚拟局域网标识,其中,所述虚拟局域网标识用于确定接收所述数据的虚拟机的身份信息;
所述虚拟交换机根据所述身份信息对所述数据进行业务逻辑处理;
所述二层交换模块将所述数据发送至对应的虚拟功能模块,包括:
所述二层交换模块根据所述身份信息将所述数据发送至对应的虚拟功能模块。
7.一种用于虚拟化场景的数据发送设备,其中,所述设备包括第一网卡和第二网卡,所述第一网卡连接物理网络以及物理机,所述第一网卡包括虚拟交换机,所述第二网卡连接所述第一网卡以及所述物理机,所述第二网卡包括虚拟功能模块和二层交换模块,所述物理机运行有虚拟机;
所述虚拟功能模块,用于从对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据,并发送至所述二层交换模块;
所述二层交换模块,用于将所述虚拟功能模块获取的数据发送至所述虚拟交换机;
所述虚拟交换机,用于对所述数据进行业务逻辑处理,并在完成所述业务逻辑处理之后将所述数据发送至物理网络。
8.根据权利要求7所述的设备,其中,所述虚拟功能模块,用于通过内存直接存取的方式从虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据。
9.根据权利要求7或8所述的设备,其中,所述虚拟功能模块,用于从对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块获取所述虚拟机的数据,以及为所述数据添加虚拟局域网标识,并将添加有虚拟局域网标识的数据送给所述二层交换模块,其中,所述虚拟局域网标识用于确定发送所述数据的虚拟机的身份信息;
所述虚拟交换机,用于基于所述数据的虚拟局域网标识确定发送所述数据的虚拟机的身份信息,以及根据所述身份信息对所述数据进行业务逻辑处理。
10.一种用于虚拟化场景的数据接收设备,其中,所述设备包括第一网卡和第二网卡,所述第一网卡连接物理网络以及物理机,所述第一网卡包括虚拟交换机,所述第二网卡连接所述第一网卡以及所述物理机,所述第二网卡包括虚拟功能模块和二层交换模块,所述物理机运行有虚拟机;
所述虚拟交换机,用于从所述物理网络接收向虚拟机发送的数据,以及对所述数据进行业务逻辑处理,并在完成业务逻辑处理之后将所述数据发送至所述二层交换模块;
所述二层交换模块,用于将所述数据发送至对应的虚拟功能模块;
所述虚拟功能模块,用于将所述数据发送至对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块。
11.根据权利要求10所述的设备,其中,所述虚拟功能模块,用于通过内存直接存取的方式将所述数据发送至对应的虚拟机的虚拟功能驱动模块。
12.根据权利要求10或11所述的设备,其中,所述虚拟交换机,用于确定接收所述数据的虚拟机的身份信息,并为所述数据添加虚拟局域网标识,并根据所述身份信息对所述数据进行业务逻辑处理,其中,所述虚拟局域网标识用于确定接收所述数据的虚拟机的身份信息;
所述二层交换模块,用于根据所述身份信息将所述数据发送至对应的虚拟功能模块。
13.一种用于虚拟化场景的数据交互设备,所述设备与物理机连接,所述物理机运行有虚拟机,其中,所述设备包括:
第一网卡,与物理网络和物理机连接,且运行有虚拟交换机,所述虚拟交换机用于与所述物理网络进行数据交互,并对所述数据进行业务逻辑处理;
第二网卡,与所述第一网卡和所述物理机连接,包括虚拟功能模块和二层交换模块,所述虚拟功能模块用于与所述虚拟机的虚拟功能驱动模块进行数据交互,所述二层交换模块用于与所述虚拟交换机、以及所述虚拟功能模块进行数据交互。
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