CN109039913A - 虚拟路由装置和虚拟机通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚拟路由装置和虚拟机通信系统。所述虚拟机通信系统包括虚拟机环境中的第一路由器和云计算操作系统中的第二路由器；其中：所述第一路由器，与所述第一网络相连，且配置有第一网卡，其中第一网卡的IP地址为第一网络的网关地址；所述第二路由器，与所述第一网络和第二网络相连，且配置有第二网卡，其中所述第二网卡的IP地址为第二网络的网关地址；其中所述第一网络和所述第二网络属于不同网段；处理模块，用于在检测到第一网络和第二网络的虚拟机进行通信时，利用所述第一路由器进行数据传输。

Description

虚拟路由装置和虚拟机通信系统

技术领域

本发明涉及信息处理领域，尤指一种虚拟路由装置和虚拟机通信系统。

背景技术

云计算(Cloud Computing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网，后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。因此，云计算甚至可以让你体验每秒10万亿次的运算能力，拥有这么强大的计算能力可以模拟核爆炸、预测气候变化和市场发展趋势。用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心，按自己的需求进行运算。

随着云计算的日益成熟，越来越多的企业开始部署云计算管理平台，用云管平台管理自己的服务器，将公司业务迁移上云。VMware、Xenserver、InCloud Sphere等都是被广泛使用的成熟的虚拟化产品。浪潮公司的云管理平台云海OS，是一个兼容异构虚拟化的平台，即它集成了VMware、Xenserver、InCloud Sphere等不同厂家的虚拟化产品，用统一的界面风格和操作为用户提供了一个大而全的云管理平台。

虚拟化平台需要提供计算、存储、网络、流程审批等功能。然而，在网络功能方面，现有技术中，通信传输仅支持网络的二层功能，即只能为虚拟机提供通过虚拟交换机的二层通信,而其它的网络服务却不能支持，比如DHCP(Dynamic Host ConfigurationProtocol，动态主机配置协议)、路由器、防火墙等等。这就需要云海OS在虚拟化基础上，研发或集成其它网络功能。

目前，不同网段的虚拟机直接通信，需要通过路由器。路由器是网络功能中非常基本的元素，由于VMware没有路由器功能，不同网段的虚拟机间的数据传输带来了不便。

鉴于此，如何实现不同网段的虚拟机的通信是亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种虚拟路由装置和虚拟机通信系统，能够实现不同网段的虚拟机的通信。

为了达到本发明目的，本发明提供了一种虚拟机通信系统，包括虚拟机环境中的第一路由器和云计算操作系统中的第二路由器；其中：

所述第一路由器，与所述第一网络相连，且配置有第一网卡，其中第一网卡的IP地址为第一网络的网关地址；

所述第二路由器，与所述第一网络和第二网络相连，且配置有第二网卡，其中所述第二网卡的IP地址为第二网络的网关地址；其中所述第一网络和所述第二网络属于不同网段；

处理模块，用于在检测到第一网络和第二网络的虚拟机进行通信时，利用所述第一路由器进行数据传输。

其中，所述系统还具有如下特点：所述第一路由器为Linux系统下的名称空间namespace模块。

其中，所述系统还具有如下特点：

所述第一路由器配置有所述第一网络的路由表；

所述第一路由器还用于在接收到的从所述第二网络发送的数据后，根据所述第一网络的路由器，将接收的数据进行发送。

其中，所述系统还具有如下特点：

所述第二路由器配置有所述第一网络和所述第二网络的路由表；

所述第二路由器还用于在接收到的从第二网络发送的数据后，根据所述第一网络的路由表，将接收的数据发送给所述第一路由器；和/或，在接收到从第一网络发送的数据后，根据所述第二网络的路由表，将数据发送给所述第一网络中对应的虚拟机。

其中，所述系统还具有如下特点：

所述第一路由器和所述第二路由器均按照预先设置的更新周期，对各自保存的路由表进行更新。

其中，所述系统还具有如下特点：所述处理模块具体用于：

在接收到第一网络的第一虚拟机向第二网络的第二虚拟机发送数据时，控制所述第一虚拟机按照如下传输顺序进行数据传输，分别为第一网卡、第二路由器、第二网卡和第二虚拟机；

在接收到第二网络的第二虚拟机向第以网络的第一虚拟机发送数据时，控制所述第二虚拟机按照如下传输顺序进行数据传输，分别为第二网卡、第二路由器、第一网卡和第一虚拟机。

为了达到上述本发明目的，本发明还提供一种虚拟路由装置，包括；

保存模块，用于存储第一网络的路由表；

网卡模块，其中所述网卡的IP地址为所述第一网络的网关地址；

控制模块，用于在接收到的从第二网络发送的数据后，根据所述第一网络的路由器，将接收的数据进行发送，其中所述第一网络和所述第二网络属于不同网段。

其中，所述装置还具有如下特点：所述虚拟机路由器为Linux系统下的名称空间namespace模块。

其中，所述装置还具有如下特点：

所述控制模块，用于在接收到的从所述第一网络发送的目标地址为所述第二网络的虚拟机的数据后，将所述数据发送给第二路由器，其中所述第二路由器与所述第一网络和第二网络相连，且配置有第二网卡，其中所述第二网卡的IP地址为第二网络的网关地址。

其中，所述装置还具有如下特点：所述装置还包括：

更新模块，用于按照预先设置的更新周期，对保存模块中的第一网络的路由表进行更新。

本发明提供的实施例，通过为第一网络的虚拟机配置专用的虚拟路由，通过该虚拟路由与第二路由器进行通信，实现将第一网络中的数据传输到不同网段的虚拟机的目的，实现不同网段间虚拟机的正常通信，实现了云海OS中网络的三层路由器，增强了云海OS的功能，提升数据传输效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明提供的虚拟机通信系统的结构图；

图2为本发明提供的虚拟路由装置的结构图。

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，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1为本发明提供的虚拟机通信系统的结构图。图1所示系统包括虚拟机环境中的第一路由器和云计算操作系统中的第二路由器；其中：

所述第一路由器，与所述第一网络相连，且配置有第一网卡，其中第一网卡的IP地址为第一网络的网关地址；

所述第二路由器，与所述第一网络和第二网络相连，且配置有第二网卡，其中所述第二网卡的IP地址为第二网络的网关地址；其中所述第一网络和所述第二网络属于不同网段；

处理模块，用于在检测到第一网络和第二网络的虚拟机进行通信时，利用所述第一路由器进行数据传输。

具体的，在云海OS创建两个网络net1和net2，net1的网段和网关分别是100.1.1.0/24及100.1.1.1，net2的网段和网关分别是100.2.2.0/24及100.2.2.1；其中，net1中包括虚拟机VM1，net2中包括虚拟机VM2，两个虚拟机均配置有对应的IP地址，但由于二者不属于相同的网段，二者是不通的；

在VMware环境上，创建一个虚拟路由器，即第一路由器，为该第一路由器添加网卡1，其IP地址为net1的网关地址100.1.1.1；在云海OS创建第二路由器，配置该第二路由器选择连接的网络为net1和net2；添加网卡2，其IP地址为net2的网关地址100.2.2.1；

最后，为第一路由器和第二路由器添加两个网络对应的路由表。

借助第一路由器和第二路由器便连通了net1和net2，作用和物理路由器一样。这时vm1和vm2就能够进行通信。

本发明提供的系统实施例，通过为第一网络的虚拟机配置专用的虚拟路由，通过该虚拟路由与第二路由器进行通信，实现将第一网络中的数据传输到不同网段的虚拟机的目的，实现不同网段间虚拟机的正常通信，实现了云海OS中网络的三层路由器，增强了云海OS的功能，提升数据传输效率。

下面对本发明提供的系统实施例作进一步说明：

本发明提出了一种虚拟化平台下集成路由器的解决思路，其中所述第一路由器为Linux系统下的名称空间namespace模块。

具体的，Linux network namespace是Linux内核的一个功能。它具备物理路由器所具备的元素，能够实现路由器功能，因此在虚拟化中，可以将namespace作为虚拟路由器的载体。

Linux network namespace是一个独立的网络命名空间，它是Linux内核的一个功 能。Linux下有很多全局系统资源，在一个主机中创建多个namespace，可隔离全局系统资 源。从网络的视角来看，一个namespace提供了一份独立的网络协议栈(网络设备接口、 IProute、iptables、sockets等)。一个路由器要完成路由转发功能，需要三个元素：可以增 删网卡、可以保存路由表、可以转发IP报文。而namespace天然支持这三个功能，所以可以将 namespace作为虚拟化网络里路由器的载体。

VMware里，二层网络的功能是通过虚拟交换机实现的。虚拟交换机和物理交换机类似，上面有很多端口(组)，虚拟机通过连接端口组连到虚拟交换机上。一个虚拟交换机上的虚拟机可以进行二层通信。但这仅仅是二层通信，如果虚拟机网段不同，就无法直接通信，必须借助路由器。

本发明在VMware虚拟化二层网络的基础上，集成namespace，实现虚拟路由器的功能。

具体的发明思路如下：

1.在云海OS创建一个路由器后，我们会在VMware环境上创建一个namespace；

2.为路由器添加一个网络net1，后台在namespace中创建一个网卡并连接到虚拟交换机上；

3.为路由器添加另一个网络net2，后台在namespace中创建另一个网卡也连接到虚拟交换机上，实现net1和net2就可以通过路由器通信了。

为实现两个不同网段的虚拟机的正常通信，还需要路由器配置对应的路由表，借助路由表将数据发送给对应的虚拟机，具体说明如下：

所述第一路由器，负责对第一网络的虚拟机进行数据传输；

具体的，所述第一路由器配置有所述第一网络的路由表；

所述第一路由器还用于在接收到的从所述第二网络发送的数据后，根据所述第一网络的路由器，将接收的数据进行发送。

所述第二路由器，负责对第一网络中的第一路由器进行通信以及将与第二网络的虚拟机进行数据传输；

具体的，所述第二路由器配置有所述第一网络和所述第二网络的路由表；

所述第二路由器还用于在接收到的从第二网络发送的数据后，根据所述第一网络的路由表，将接收的数据发送给所述第一路由器；和/或，在接收到从第一网络发送的数据后，根据所述第二网络的路由表，将数据发送给所述第一网络中对应的虚拟机。

由上可以看出，路由器间的传输方式，以及各路由器在传输过程中的角色，通过上述分工，能够有效保障数据的顺畅传输，实现不同网段间虚拟机的数据传输。

进一步的，为节省硬件成本，提升系统的高集成性，采用Linux系统内核的namespace作为虚拟化路由器的载体，将namespace模块集成与第二路由器上，在基于VMware的二层网络实现虚拟路由器的功能的前提下，将第一路由器的功能与第二路由器集成在一起，节省硬件成本，提升系统的高集成性，且，实现简单且传输效率高。

当然，为了保证路由器数据传输的准确性，需要对本地记录的路由器进行更新，以保证数据传输的准确性，因此，本发明提供的系统中还提出如下方案：

所述第一路由器和所述第二路由器均按照预先设置的更新周期，对各自保存的路由表进行更新。

通过第一路由器和第二路由器对路由表的更新，可以保证各自记录的路由信息的准确性，在依照上述路由表进行数据转发时，能够准确有效的将数据进行转发。

在得到路由表后，在具体实现数据传输时，上述网络的传输路径的管理是通过处理模块实现的，所述处理模块具体用于：

在接收到第一网络的第一虚拟机向第二网络的第二虚拟机发送数据时，控制所述第一虚拟机按照如下传输顺序进行数据传输，分别为第一网卡、第二路由器、第二网卡和第二虚拟机；

在接收到第二网络的第二虚拟机向第以网络的第一虚拟机发送数据时，控制所述第二虚拟机按照如下传输顺序进行数据传输，分别为第二网卡、第二路由器、第一网卡和第一虚拟机。

举例来说，参照图1所示系统，其中net1和net2中的虚拟机以及网卡1和2都连接在虚拟交换机上，如果net1和net2的网段不通，二者想通信，就必须经过路由器。比如vm1给vm2发消息，数据流的流向是：vm1->网卡1->路由器转发->网卡2->vm2。

下面以本发明提供的应用实例对系统的构建过程进行说明：

本应用实例提供一种虚拟化平台下集成路由器的系统，使用namespace作为虚拟路由器的载体；在云海OS中创建路由器，相应的，在VMware环境创建namespace，并根据要连通的网络的信息，为namespace添加网卡和路由表。其中具体的包括如下几个步骤：

(1)在云海OS创建两个网络net1和net2，net1的网段和网关分别是100.1.1.0/24及100.1.1.1，net2的网段和网关分别是100.2.2.0/24及100.2.2.1；

(2)在两个网络内分别创建虚拟机vm1和vm2，配置IP地址，此时二者是不通的；

(3)在云海OS创建一个路由器，并选择连接的网络为net1和net2；

(4)在VMware环境上，创建一个namespace作为虚拟路由器，为路由器添加网卡1，其IP地址为net1的网关地址100.1.1.1；为路由器添加网卡2，其IP地址为net2的网关地址100.2.2.1；再添加两个网络对应的路由表。

(5)这样，namespace便连通了net1和net2，作用和物理路由器一样。这时vm1和vm2就可以通信了。

本发明应用实例，提出了一种虚拟化平台下集成路由器的技术方案，借助namespace，通过在VMware平台创建namespace作为虚拟路由器的方法，实现了云海OS中网络的三层路由器，，实现不同网段的网络互通功能，增强了云海OS的功能。

图2为本发明提供的虚拟路由装置的结构图。图2所示装置包括：

保存模块201，用于存储第一网络的路由表；

网卡模块202，其中所述网卡的IP地址为所述第一网络的网关地址；

控制模块203，用于在接收到的从第二网络发送的数据后，根据所述第一网络的路由器，将接收的数据进行发送，其中所述第一网络和所述第二网络属于不同网段。

在本发明提供的装置实施例中，所述虚拟机路由器为Linux系统下的名称空间namespace模块。

其中，Linux network namespace是一个独立的网络命名空间，它是Linux内核的 一个功能。Linux下有很多全局系统资源，在一个主机中创建多个namespace，可隔离全局系 统资源。从网络的视角来看，一个namespace提供了一份独立的网络协议栈(网络设备接口、 IProute、iptables、sockets等)。一个路由器要完成路由转发功能，需要三个元素：可以增 删网卡、可以保存路由表、可以转发IP报文。而namespace天然支持这三个功能，所以可以将 namespace作为虚拟化网络里路由器的载体。

在本发明提供的装置实施例中，所述控制模块203，用于在接收到的从所述第一网络发送的目标地址为所述第二网络的虚拟机的数据后，将所述数据发送给第二路由器，其中所述第二路由器与所述第一网络和第二网络相连，且配置有第二网卡，其中所述第二网卡的IP地址为第二网络的网关地址。

在本发明提供的装置实施例中，所述装置还包括：

更新模块，用于按照预先设置的更新周期，对保存模块中的第一网络的路由表进行更新。

本发明提供的装置实施例，通过为第一网络的虚拟机配置专用的虚拟路由，通过该虚拟路由与第二路由器进行通信，实现将第一网络中的数据传输到不同网段的虚拟机的目的，实现不同网段间虚拟机的正常通信，提升数据传输效率。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的全部或部分步骤可以使用计算机程序流程来实现，所述计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在相应的硬件平台上(如系统、设备、装置、器件等)执行，在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用集成电路来实现，这些步骤可以被分别制作成一个个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元可以采用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，也可以分布在多个计算装置所组成的网络上。

上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的计算机可读取存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种虚拟机通信系统，其特征在于，包括虚拟机环境中的第一路由器和云计算操作系统中的第二路由器；其中：

所述第一路由器，与所述第一网络相连，且配置有第一网卡，其中第一网卡的IP地址为第一网络的网关地址；

所述第二路由器，与所述第一网络和第二网络相连，且配置有第二网卡，其中所述第二网卡的IP地址为第二网络的网关地址；其中所述第一网络和所述第二网络属于不同网段；

处理模块，用于在检测到第一网络和第二网络的虚拟机进行通信时，利用所述第一路由器进行数据传输。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一路由器为Linux系统下的名称空间namespace模块。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：

所述第一路由器配置有所述第一网络的路由表；

所述第一路由器还用于在接收到的从所述第二网络发送的数据后，根据所述第一网络的路由器，将接收的数据进行发送。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述第二路由器配置有所述第一网络和所述第二网络的路由表；

所述第二路由器还用于在接收到的从第二网络发送的数据后，根据所述第一网络的路由表，将接收的数据发送给所述第一路由器；和/或，在接收到从第一网络发送的数据后，根据所述第二网络的路由表，将数据发送给所述第一网络中对应的虚拟机。

5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于：

所述第一路由器和所述第二路由器均按照预先设置的更新周期，对各自保存的路由表进行更新。

6.根据权利要求1或4所述的系统，其特征在于，所述处理模块具体用于：

在接收到第一网络的第一虚拟机向第二网络的第二虚拟机发送数据时，控制所述第一虚拟机按照如下传输顺序进行数据传输，分别为第一网卡、第二路由器、第二网卡和第二虚拟机；

在接收到第二网络的第二虚拟机向第以网络的第一虚拟机发送数据时，控制所述第二虚拟机按照如下传输顺序进行数据传输，分别为第二网卡、第二路由器、第一网卡和第一虚拟机。

7.一种虚拟路由装置，其特征在于，包括；

保存模块，用于存储第一网络的路由表；

网卡模块，其中所述网卡的IP地址为所述第一网络的网关地址；

控制模块，用于在接收到的从第二网络发送的数据后，根据所述第一网络的路由器，将接收的数据进行发送，其中所述第一网络和所述第二网络属于不同网段。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述虚拟机路由器为Linux系统下的名称空间namespace模块。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：

所述控制模块，用于在接收到的从所述第一网络发送的目标地址为所述第二网络的虚拟机的数据后，将所述数据发送给第二路由器，其中所述第二路由器与所述第一网络和第二网络相连，且配置有第二网卡，其中所述第二网卡的IP地址为第二网络的网关地址。

10.根据权利要求7至10任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

更新模块，用于按照预先设置的更新周期，对保存模块中的第一网络的路由表进行更新。