CN110430112A - 一种实现虚拟机网络io优先级的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现虚拟机网络IO优先级的方法，包括以下步骤：对主机中的上行链路进行初始化；在所述上行链路中建立队列，所述队列包括对应不同带宽的多个类；以及启动虚拟机，根据用户预设的所述虚拟机的网络IO优先级将所述虚拟机的MAC地址加入到对应的上行链路的相应类中。通过本发明，可以对不同虚拟机设置网络IO优先级，从而保证带宽资源合理分配。

Description

一种实现虚拟机网络IO优先级的方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机领域，并且更具体地，涉及一种实现虚拟机网络IO优先级的方法和装置。

背景技术

随着云计算技术日益普及越来越多网络服务应用，人们对云计算平台提出了越来越高的要求，而在实际的虚拟化环境应用中，这些虚拟化环境中的虚拟机，业务重要程度一般不一样。有些虚拟机上没有重要业务，但却有可能占用了大部分的网络带宽资源；而有的虚拟机上运行了重要的业务，却没有与该业务重要程度相匹配带宽资源，从而对一些重要业务产生影响。

因此，亟需一种对不同虚拟机设置网络IO优先级的方法，从而保证带宽资源合理分配。

发明内容

鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种虚拟化环境中实现虚拟机网络IO优先级的方法。本发明针对虚拟化环境中虚拟网络架构，通过对虚拟机MAC地址对虚拟机的流量进行标识，并按照虚拟机MAC地址，在上行链路中进行对这些MAC地址相关数据包进行限流，从而实现网络IO优先级配置。

基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种实现虚拟机网络IO优先级的方法，包括以下步骤：

对主机中的上行链路进行初始化；

在所述上行链路中建立队列，所述队列包括对应不同带宽的多个类；以及

启动虚拟机，根据用户预设的所述虚拟机的网络IO优先级将所述虚拟机的MAC地址加入到对应的上行链路的相应类中。

在一些实施方式中，所述对主机中的上行链路进行初始化包括：对所有上行链路进行无参初始化。

在一些实施方式中，所述在所述上行链路中建立队列，所述队列包括对应不同带宽的多个类包括：

所述类有三个，分别对应高、中、低三个不同的优先级。

在一些实施方式中，所述在所述上行链路中建立队列，所述队列包括对应不同带宽的多个类还包括：

在每个所述类上设置相应的最大速率值，当所述三个类中流量产生竞争时，根据所述三个最大速率的比例进行流量分配。

在一些实施方式中，还包括：当所述主机内各虚拟机通信需求低于所述主机能提供的最大带宽时，各虚拟机正常通信。

在一些实施方式中，所述最大速率的具体数值根据网卡的协商速率确定。

在一些实施方式中，所述启动虚拟机，根据用户预设的所述虚拟机的网络IO优先级将所述虚拟机的MAC地址加入到对应的上行链路的相应类中包括：

将所述虚拟机与网络IO优先级的对应关系保存到数据库中。

在一些实施方式中，所述方法还包括：

当所述虚拟机的上行链路发生改变后，将新的上行链路进行初始化并查询所述数据库中保存的所述虚拟机与网络IO优先级的对应关系，重新将所述虚拟机的MAC地址加入到所述新的上行链路的相应类中。

在一些实施方式中，对所述新的上行链路进行有参初始化。

本发明实施例的另一方面提供了一种实现虚拟机网络IO优先级的装置，包括：

至少一个处理器；和

存储器，所述存储器存储有处理器可运行的程序代码，所述程序代码在被处理器运行时实施上述任一项所述的方法。

本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的一种实现虚拟机网络IO优先级的方法和装置，通过对虚拟机MAC地址对虚拟机的流量进行标识，并按照虚拟机MAC地址，在上行链路中进行对这些MAC地址相关数据包进行限流，从而实现虚拟机网络IO优先级配置，并且不受虚拟机状态、上行链路切换的影响，能够实时生效。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1是根据本发明的一种实现虚拟机网络IO优先级的方法的流程图；

图2是根据本发明的一种实现虚拟机网络IO优先级的方法的应用场景示意图；

图3是根据本发明的一种实现虚拟机网络IO优先级的方法的示意图；

图4是根据本发明的不同优先级队列与上行链路和虚拟机的关系示意图；

图5是根据本发明的上行链路变动后保证网络IO优先级不失效的示意图；以及

图6是根据本发明的一种实现虚拟机网络IO优先级的装置的硬件结构示意图。

具体实施方式

以下描述了本公开的实施例。然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种替代形式。附图不一定按比例绘制；某些功能可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图所示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征组合以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，与本公开的教导相一致的特征的各种组合和修改对于某些特定应用或实施方式可能是期望的。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

基于上述目的，本发明的实施例一方面提出了一种实现虚拟机网络IO优先级的方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤S101：对主机中的上行链路进行初始化；

步骤S102：在所述上行链路中建立队列，所述队列包括对应不同带宽的多个类；以及

步骤S103：启动虚拟机，根据用户预设的所述虚拟机的网络IO优先级将所述虚拟机的MAC地址加入到对应的上行链路的相应类中。

在一些实施例中，如图2所示，每台主机中有一个或者多个虚拟交换机，主机中的虚拟机连接到这些虚拟交换机上，虚拟交换机通过其上行链路，与主机之外的物理网络连接。本发明相关的配置最终是作用于上行链路上的。

如图3所示，当主机开机完成后，先对主机内所有上行链路进行初始化，这个时候的初始化是无参初始化，即，对所有的上行链路进行无差别的初始化。在初始化过程中，在上行链路上建立了一个队列，然后在这个队列上创建多个类，优选为三个，其中每个类对应配置不同的带宽，三个带宽的和与上行链路的总带宽相等。这三个类，还分别对应三个不同的优先级：高、中、低，如图4所示。在一些实施例中，这三个类，都需要设置相应的最大速率值，当三个类中流量产生竞争时，根据这三个最大速率的比例进行流量分配。最大速率的具体数值根据网卡的协商速率确定。

在一些实施例中，开机初始化完成后，当某个预先配置了网络IO优先级功能的虚拟机开机时，会对底层下发命令，命令依然是作用于上行链路。响应于该命令，根据用户预设的所述虚拟机的网络IO优先级将所述虚拟机的MAC地址加入到对应的上行链路的相应类中，如图4所示，同时虚拟机与网络IO优先级对应关系会被保存到数据库中。此时虚拟机就成功的配置完成网络IO优先级，如果有关于此虚拟机的报文通过此上行链路，就会受到配置的规则制约。当本主机内各虚拟机通信需求低于本主机能提供的最大带宽时，各虚拟机正常通信；而当虚拟机当发生资源竞争时，优先级低的虚拟机，就会受到创建类时设置的最大通信带宽规则限制。从而优先保证优先级高的虚拟网络通信。优先级高、中、低三个类的带宽规则，是在初始化时设置的。

在一些实施例中，一般情况下MAC地址不会发生变化，但在虚拟化环境中，上行链路却是可能由于用户的需求发生变动。比如本来上行链路A是虚拟交换机A的上行链路，但用户想要把虚拟交换机A的上行链路修改为上行链路B，这样，原来所有设置就无效了。为了应对这种变化，本发明还设计了一种策略，来保证即使上行链路进行了修改，原来已经被设置为高、中、低三种网络优先级的虚拟机依然不会失效。如图5所示，上行链路发生改变之后，虚拟机报文不再走原来的路径，需要对新的上行链路进行初始化，即只有发生变化的上行链路需要初始化，其他没有发生变化的上行链路并不需要初始化。所以这时候需要加一个参数，来标识哪个上行链路需要初始化。待初始化完成后，从上面保存的数据库中，读取虚拟机所设置的网络IO优先级，并再将下发到新的上行链路上，以保证有用户设置的网络IO优先级依然有效。

在技术上可行的情况下，以上针对不同实施例所列举的技术特征可以相互组合，或者改变、添加以及省略等等，从而形成本发明范围内的另外实施例。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的一种实现虚拟机网络IO优先级的方法，通过对虚拟机MAC地址对虚拟机的流量进行标识，并按照虚拟机MAC地址，在上行链路中进行对这些MAC地址相关数据包进行限流，从而实现虚拟机网络IO优先级配置，并且不受虚拟机状态、上行链路切换的影响，能够实时生效。

基于上述目的，本发明实施例的另一个方面，提出了一种实现虚拟机网络IO优先级的装置一个实施例。

所述实现虚拟机网络IO优先级的装置包括存储器、和至少一个处理器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时执行上述任意一种方法。

如图6所示，为本发明提供的实现虚拟机网络IO优先级的装置的一个实施例的硬件结构示意图。

以如图6所示的计算机设备为例，在该计算机设备中包括处理器601以及存储器602，并还可以包括：输入装置603和输出装置604。

处理器601、存储器602、输入装置603和输出装置604可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。

存储器602作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的所述实现虚拟机网络IO优先级的方法对应的程序指令/模块。处理器601通过运行存储在存储器602中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的实现虚拟机网络IO优先级的方法。

存储器602可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据实现虚拟机网络IO优先级的方法所创建的数据等。此外，存储器602可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器602可选包括相对于处理器601远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至本地模块。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置603可接收输入的数字或字符信息，以及产生与实现虚拟机网络IO优先级的方法的计算机设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置604可包括显示屏等显示设备。

所述一个或者多个实现虚拟机网络IO优先级的方法对应的程序指令/模块存储在所述存储器602中，当被所述处理器601执行时，执行上述任意方法实施例中的实现虚拟机网络IO优先级的方法。

所述执行所述实现虚拟机网络IO优先级的方法的计算机设备的任何一个实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。

最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。

此外，典型地，本发明实施例公开所述的装置、设备等可为各种电子终端设备，例如手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑(PAD)、智能电视等，也可以是大型终端设备，如服务器等，因此本发明实施例公开的保护范围不应限定为某种特定类型的装置、设备。本发明实施例公开所述的客户端可以是以电子硬件、计算机软件或两者的组合形式应用于上述任意一种电子终端设备中。

此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由CPU执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被CPU执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。

此外，上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。

此外，应该明白的是，本文所述的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，该RAM可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，RAM可以以多种形式获得，比如同步RAM(DRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、以及直接Rambus RAM(DRRAM)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。

本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现所述的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。

结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里所述功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。

结合这里的公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或这两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，使得处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中，所述存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在一个替换方案中，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性设计中，所述功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将所述功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器、磁盘或光盘等。

上述实施例是实施方式的可能示例，并且仅仅为了清楚理解本发明的原理而提出。所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实现虚拟机网络IO优先级的方法，其特征在于，包括以下步骤：

对主机中的上行链路进行初始化；

在所述上行链路中建立队列，所述队列包括对应不同带宽的多个类；以及

启动虚拟机，根据用户预设的所述虚拟机的网络IO优先级将所述虚拟机的MAC地址加入到对应的上行链路的相应类中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对主机中的上行链路进行初始化包括：对所有上行链路进行无参初始化。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述上行链路中建立队列，所述队列包括对应不同带宽的多个类包括：

所述类有三个，分别对应高、中、低三个不同的优先级。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述上行链路中建立队列，所述队列包括对应不同带宽的多个类还包括：

在每个所述类上设置相应的最大速率值，当所述三个类中流量产生竞争时，根据所述三个最大速率的比例进行流量分配。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：当所述主机内各虚拟机通信需求低于所述主机能提供的最大带宽时，各虚拟机正常通信。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述最大速率的具体数值根据网卡的协商速率确定。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述启动虚拟机，根据用户预设的所述虚拟机的网络IO优先级将所述虚拟机的MAC地址加入到对应的上行链路的相应类中包括：

将所述虚拟机与网络IO优先级的对应关系保存到数据库中。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述虚拟机的上行链路发生改变后，将新的上行链路进行初始化并查询所述数据库中保存的所述虚拟机与网络IO优先级的对应关系，重新将所述虚拟机的MAC地址加入到所述新的上行链路的相应类中。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对所述新的上行链路进行有参初始化。

10.一种实现虚拟机网络IO优先级的装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；和

存储器，所述存储器存储有处理器可运行的程序代码，所述程序代码在被处理器运行时实施如权利要求1-9中任一项所述的方法。