CN110768862B - 一种云平台物理链路连通性检测装置、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种云平台物理链路连通性检测的计算节点装置、控制节点装置、方法及系统。该计算节点装置，包括Neutron‑ovs‑agent组件、Ovs组件和Ceilometer‑polling‑agent组件；所述Ovs组件根据待检测虚拟网络vlan范围发送icmp request报文来确定的方式来检测data网络vlan范围是否联通，所述Ceilometer‑polling‑agent组件从Ovs组件对应的数据库中获取检测结果信息，并将该检测结果信息发送给控制节点。本发明可以实现dpdk场景下计算节点之间数据网卡上的自动连通性检测，增强了网络的稳定性、安全性。

Description

一种云平台物理链路连通性检测装置、方法及系统

技术领域

本发明涉及云计算技术领域，尤其涉及一种云平台物理链路连通性检测装置、方法及系统。

背景技术

随着移动互联时代的到来，网络功能虚拟化是如今现阶段组网发展的一个趋势，各大运营商加大对网络功能虚拟化的投入，云计算技术被广泛应用在各技术领域。在大规模的部署计算节点的网络场景下，由于业务都是运行在各个计算节点中，虚拟机之间的东西向业务流量都是通过服务器上数据网卡交互的，因此需要在使用云计算服务前测试网络是否正常。在随着业务大规模云化的网络大背景下，如何检测计算节点业务网口之间的连通性，成为了运维人员比较困难的问题。

网络检测可以采用手动检测的方法。然而一般的商用云平台都是几十个计算节点，并且每个计算节点上都有很多个数据类型的物理网卡，通过手动检测每个计算节点之间的连通性，就非常损耗时间和精力。

网络检测还可以采用ping命令来检测网络连通性，Ping是Windows、Unix和Linux系统下的一个命令。ping也属于一个通信协议，是TCP/IP协议的一部分，利用“ping”命令可以检查网络是否连通，可以很好地帮助我们分析和判定网络故障。但是由于在一般情况下业务平面的数据网卡是不配置IP地址,并且在数据中心的云计算大多运用了数据平面开发套件(DPDK,Data Plane Development Kit)技术，DPDK技术提供的用户态驱动绑定数据网卡，该网卡未配置三层IP,只有本地的IPV6地址，这就导致了普通的链路ping命令检测方式不能检测连通性，并且还无法检测出可连通的虚拟局域网(VLAN，Virtual Local AreaNetwork)范围。如何自动检测计算节点上的每个数据网卡之间的连通性显得很有必要。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种云平台物理链路连通性检测装置、方法及系统，能够解决于dpdk场景下无法自动检测计算节点上的每个数据网卡之间连通性的问题。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种云平台物理链路连通性检测的计算节点装置，该装置包括Neutron-ovs-agent组件、Ovs组件和Ceilometer-polling-agent组件；

Neutron-ovs-agent组件，用来接收控制节点发送的检测命令及待检测data网络vlan范围，并将该检测命令及该data网络vlan范围发送给Ovs组件；

Ovs组件，用来向该data网络vlan范围发送icmp request报文，接收由该data网络vlan范围发送的icmp reply报文，确定该data网络vlan范围的检测结果信息，并将该检测结果信息存储在Ovs数据库中；

Ceilometer-polling-agent组件，用来从Ovs数据库中获取该检测结果信息，并将该检测结果信息发送给控制节点。

根据本发明的第二方面，本发明提供了一种云平台物理链路连通性检测的控制节点装置，该装置包括Horizon组件、Neutron组件、Ceilometers-collector组件和Aodh-alarm-notifier组件；

Horizon组件，用来接收用户发出的检测指令后，将该检测指令发送给Neutron组件；

Neutron组件，用来根据该检测指令获取待检测data网络vlan范围，并将该检测指令及该检测data网络vlan范围发送给待检测的计算节点；

Ceilometers-collector组件，用来接收该计算节点发送的检测结果信息并存储在对应的数据库中；

Aodh-alarm-notifier组件，用来将该检测信息发送horizon组件。

根据本发明的第三方面，本发明提供了一种云平台物理链路连通性检测方法，包括：

Neutron-ovs-agent组件接收控制节点发送的检测命令及待检测data网络vlan范围，并将该检测指令以及该data网络vlan范围发送给Ovs组件；

Ovs通信模块向该data网络vlan范围发送icmp request报文，等待接收回复的icmp reply报文，确定该data网络vlan范围的检测结果信息，并将该检测结果信息存储在Ovs数据库中；

Ceilometer-polling-agent组件从该Ovs数据库中获取该检测结果信息，并将该检测结果信息发送给控制节点。

根据本发明的第四方面，本发明提供了一种云平台物理链路连通性检测方法，包括：

Horizon组件接收用户发出的检测指令后，将该检测指令发送给给Neutron组件；

该Neutron组件根据该检测指令获取待检测虚拟网络范围，并将该检测指令及该检测data网络vlan范围发送给虚拟网络存在的计算节点中；

Ceilometers-collector组件接收该计算节点发送的检测结果信息，将该检测结果信息存储在对应的数据库中；

Aodh-alarm-notifier组件将该检测结果信息发送Horizon组件。

根据本发明的第五方面，本发明提供了一种云平台物理链路连通性检测系统，包括上述任一计算节点装置和上述任一控制节点装置。

综上所述，总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：可以实现dpdk场景下计算节点之间data网卡上的自动连通性检测，增强了网络的稳定性、安全性，增强了运维人员的检测手段。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种云平台物理链路连通性检测系统应用的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种云平台物理链路连通性检测系统的架构图；

图3是本发明实施例提供的一种云平台物理链路连通性检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明应用在OpenStack云平台上。OpenStack云平台帮助组织运行为虚拟计算或存储服务的云，为公有云、私有云，也为大云、小云提供可扩展的、灵活的云计算。

OpenStack云平台本身是一个分布式系统，不但各个服务可以分布部署，服务中的组件也可以分布部署。这种分布式特性让OpenStack具备极大的灵活性、伸缩性和高可用性。整个OpenStack是由控制节点、计算节点，网络节点，存储节点四大部分组成(这四个节点也可以安装在一台机器上，单机部署)，其中除控制节点以外的节点可以统称为上述功能节点。其中：控制节点负责对其余功能节点的控制，包含虚拟机建立，迁移，网络分配，存储分配等等；计算节点负责虚拟机运行；网络节点负责对外网络与内网络之间的通信；存储节点负责对虚拟机的额外存储管理等等。

实施例1：

图1是本发明实施例一种云平台物理链路连通性检测系统应用的示意图。云平台包含多个计算节点(图中仅示出2个)，每个计算节点上运行多个虚拟机。每个计算节点件的东西向业务流量是通过服务器上的数据网卡进行交互的。

图2是本发明实施例一种云平台物理链路连通性检测系统的架构图。一种云平台物理链路连通性检测系统基于Openstack云平台，利用Ceilometer模块来完成ovs与控制节点间的数据交互，从而实现云平台物理链路连通性检测。Ceilometer模块包括安装在计算节点端的代理模块(Ceilometer-polling-agent)和安装在控制节点端的告警代理模块(Ceilometer-agent-notification和Ceilometer-db)。

本发明实施例的一种云平台物理链路连通性检测系统包括控制节点装置和计算节点装置。

控制节点装置包括：

控制台模块(Horizon组件)，用来接收用户发出的检测指令后，将该检测指令发送给neutron组件。Horizon一般用来提供控制台服务，提供了以Web的形式对所有节点的所有服务的管理，通常把该服务称为DashBoard。

网络管理模块(neutron组件，包括Neutron-service和Neutron-db)，用来根据Horizon组件发出的检测指令获取待检测data网络vlan范围，并将所述检测指令及所述检测虚拟网络范围发送给待检测计算节点。Neutron一般用来提供网络管理服务，提供了对网络节点的网络拓扑管理，同时提供Neutron在Horizon的管理面板。

接收模块(Ceilometers-collector组件，包括Ceilometer-agent-notification和Ceilometer-db)，用来接收计算节点确定的检测结果信息，将检测结果信息存储在对应的数据库中。

告警模块(Aodh alarm notifier组件)，用来从Ceilometers-collector组件获取检测结果信息，并将检测结果信息发送horizon组件。

计算节点装置包括：

通信服务代理模块(Neutron-ovs-agent组件)，可以提供计算节点与网络节点之间的通信服务，该模块用来接收控制节点发送的检测命令及待检测data网络vlan范围，并将检测命令及待检测data网络vlan范围发送给Ovs组件。

Ovs通信模块(Ovs，Open vSwitch组件)，用来向data网络vlan范围发送icmprequest报文，接收由data网络vlan范围返回的icmp reply报文，根据是否收到返回抱回来确定检测结果信息，即data网络vlan范围的哪些vlan范围联通，哪些vlan范围不连通，并将检测结果信息存储在Ovs数据库中。Ovs是一个具有工业级质量的多层虚拟交换机，通过可编程扩展，可以实现大规模网络的自动化(配置、管理、维护)。它支持现有标准管理接口和协议，比如netFlow，sFlow，SPAN，RSPAN，CLI，LACP，802.1ag等，熟悉物理网络维护的管理员可以毫不费力地通过Open vSwitch转向虚拟网络管理。在ovs agent的实现中，使用localvlan id来隔离二层网络，即每一个网络，ovs agent都会为它分配一个local vlan id，在同一个网络中的每一个port也就会打上一个相同的tag值，这个tag值与该网络的localvlan id相同。tag相同的port在二层网络就能直接通信，tag不同的port就会被隔离开来，不能直接通信。

检测代理模块(Ceilometer-polling-agent组件)，用来从Ovs数据库中获取检测结果信息，并将检测结果信息发送给控制节点装置。可以通过restful api接口以轮询的方式通过调用驱动来获取所述可连通的虚拟网络范围，并将所述可连通的虚拟网络范围发送给控制节点。

实施例2：

图3是本发明实施例的一种云平台物理链路连通性检测方法的流程示意图，该检测方法包括步骤：

S11，当通过Horizon接收到检测指令以后通过Restful api(RepresentationalState Transfer ful api)接口将消息发送给neutron中。

S12，当Neutron收到该检测指令后从数据库获得相应的segment id(即vlan id)以及对端的fe80本地data口地址，将获取到的消息通过rpc方式发送到需要检测的计算节点的Neutron-ovs-agent中。

S13，在Neutron-ovs-agent获取到相应的检测指令以及消息后，通过restful api将消息发送给Ovs中。

S14，Ovs收到检测消息，以及目的ip等消息，根据下发的vlan虚拟局域网范围范围依次组ping包发送出去，等待回包。可以设置等待回报时间为5s。

S15，记录收到的回包，并记录可联通的vlan，将消息保存在Ovs数据库中。

S16，Ceilometers-polling agent通过Restful api以轮询的方式通过调用驱动来获取保存在数据库中的数据。从而获取到连接信息并将消息发送到MQ队列中。

S17，Ceilometers-collector收集到检测后的结果消息后将其存入数据库中。

S18，Aodh-alarm-notifier发送连接信息到horizon界面中回显结果。

Ping包是icmp报文类型，icmp是Internet Control Message Protocol协议的缩写。根据ping包的icmp类型报文，可以检测物理链路的连通性，在虚拟网络层面可以指定网卡端口发送报文，就保证了检测特定的两个网卡之间的物理连通性要求。由于在dpdk的应用场景下，用户态的驱动托管了data网卡，无法通过linux中自带的ping命令来检测连通，并且无法通过常有的命令去观察到该data网卡。被dpdk托管的网卡是以port的形式挂载在ovs的桥中，所以该网卡的状态信息只有ovs才有，那么就必须以ovs的层面来考虑检测。

通过以上装置、方法和系统，可以实现计算节点之间data网卡上的自动连通性检测，解决基于dpdk场景下data网卡很难检测互通性的问题。增强了网络的稳定性、安全性，并且增强了运维人员的检测手段。在运用了该方案下的云平台在界面上点击需要检测的两个节点，就会回显该节点上的data网卡的连通性，很容易就判断出计算节点之间哪些vlan范围的连通。可以很好的看出云平台上的跨计算节点的虚拟机之间是否可以通信。

实施例3：

一种云平台物理链路连通性检测方法，该方法由计算节点装置执行，该检测方法包括：

S21，Neutron-ovs-agent组件接收控制节点发送的检测命令及待检测data网络vlan范围，并将该检测命令及待检测data网络vlan范围发送给Ovs组件。

S22，Ovs通信模块向该待检测data网络vlan范围发送icmp request报文，接收由该待检测data网络vlan范围发送的icmp reply报文，确定data网络vlan范围的检测结果信息，并将检测结果信息存储在Ovs数据库中。

根据预定时间内是否收到回包来确定哪些虚拟网络范围可连通，即能收到回包的虚拟网络范围即为可连通，否则，则为不连通。

S23，Ceilometer-polling-agent组件从该Ovs数据库中获取检测结果信息，并将检测结果信息发送给控制节点。

该Ceilometer-polling-agent组件可以通过Restful api接口以轮询的方式通过调用驱动来从所述Ovs数据库中获取所述可连通的虚拟网络范围。

可以通过将可连通的虚拟网络范围发送给MQ队列的方式发送给控制节点装置。

实施例4：

一种云平台物理链路连通性检测方法，该方法由控制节点执行，包括：

S31，Horizon组件接收用户发出的检测指令后，将所述检测指令发送给给Neutron组件。

用户指令可以由Horizon提供的web界面接受输入，用户可以在输入的检测指令中指定需要检测的虚拟网络范围，也可以不指定。

S32，所述Neutron组件根据所述检测指令获取待检测虚拟网络范围，并将所述检测指令及所述检测data网络vlan范围发送给待检测的计算节点。

当检测指令中已指定待检测data网络vlan范围，则可以直接从检测指令中获取待检测虚拟网络范围。

当检测指令中未指定待检测虚拟网络范围，Neutron组件是根据检测指令从对应的数据库获取所述待检测data网络vlan范围以及对端的fe80本地数据地址，根据所述对端的fe80本地数据地址将检测指令及待检测虚拟网络范围发送到对应的计算节点。

S33，Ceilometers-collector组件接收由计算节点确定的检测结果信息，将该检测结果信息存储在对应的数据库中。

S34，Aodh-alarm-notifier从Ceilometers-collector组件获取检测结果信息，将检测结果信息发送Horizon组件，在Horizon中回显结果。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种云平台物理链路连通性检测的计算节点装置，其特征在于，所述装置包括Neutron-ovs-agent组件、Ovs组件和Ceilometer-polling-agent组件；

所述Neutron-ovs-agent组件，用来接收控制节点发送的检测命令及待检测data网络vlan范围，并将所述检测命令及所述data网络vlan范围发送给所述Ovs组件；

所述Ovs组件，用来向所述data网络vlan范围发送icmp request报文，接收由所述data网络vlan范围发送的icmp reply报文，确定所述data网络vlan范围的检测结果信息，并将所述检测结果信息存储在Ovs数据库中；

所述Ceilometer-polling-agent组件，用来从所述Ovs数据库中获取所述检测结果信息，并将所述检测结果信息发送给控制节点。

2.如权利要求1所述的一种云平台物理链路连通性检测的计算节点装置，其特征在于，

所述Ceilometer-polling-agent组件，用来通过Restful api接口以轮询的方式通过调用ovsdb命令来从所述ovs数据库中获取所述检测结果信息。

3.一种云平台物理链路连通性检测的控制节点装置，其特征在于，所述装置包括Horizon组件、Neutron组件、Ceilometers-collector组件和Aodh-alarm-notifier组件；

所述Horizon组件，用来接收用户发出的检测指令后，将所述检测指令发送给Neutron组件；

所述Neutron组件，用来根据所述检测指令获取待检测data网络vlan范围，并将所述检测指令及所述检测data网络vlan范围发送给待检测的计算节点；

Ceilometers-collector组件，用来接收所述计算节点发送的检测结果信息并存储在对应的数据库中；

Aodh-alarm-notifier组件，用来将所述检测结果信息发送horizon组件。

4.如权利要求3所述的一种云平台物理链路连通性检测的控制节点装置，其特征在于，

所述Neutron组件，用来根据所述检测指令从对应的数据库获取所述data网络vlan范围以及对端的fe80开头的本地ipv6地址，根据所述对端的fe80开头本地ipv6地址将所述检测指令及所述data网络vlan范围发送到对应的计算节点。

5.一种云平台物理链路连通性检测方法，其特征在于，包括：

Neutron-ovs-agent组件接收控制节点发送的检测命令及待检测data网络vlan范围，并将所述检测命令以及所述data网络vlan范围发送给Ovs组件；

Ovs通信模块向所述data网络vlan范围发送icmp request报文，等待接收回复的icmpreply报文，确定所述data网络vlan范围的检测结果信息，并将所述检测结果信息存储在Ovs数据库中；

Ceilometer-polling-agent组件从所述Ovs数据库中获取所述检测结果信息，并将所述检测结果信息发送给控制节点。

6.如权利要求5所述的一种云平台物理链路连通性检测方法，其特征在于，

所述Ceilometer-polling-agent组件是通过Restful api接口以轮询的方式通过调用ovsdb命令来从所述Ovs数据库中获取可连通的虚拟网络范围。

7.一种云平台物理链路连通性检测方法，其特征在于，包括：

Horizon组件接收用户发出的检测指令后，将所述检测指令发送给Neutron组件；

所述Neutron组件根据所述检测指令获取待检测虚拟网络范围，并将所述检测指令及检测data网络vlan范围发送给虚拟网络存在的计算节点中；

Ceilometers-collector组件接收所述计算节点发送的检测结果信息，将所述检测结果信息存储在对应的数据库中；

Aodh-alarm-notifier组件将所述检测结果信息发送Horizon组件。

8.如权利要求7所述的一种云平台物理链路连通性检测方法，其特征在于，还包括：

所述Neutron组件是根据所述检测指令从对应的数据库获取所述data网络vlan范围以及对端的fe80本地ipv6地址，根据所述对端的fe80本地ipv6地址将所述检测指令及所述data网络vlan范围发送到对应的计算节点。

9.一种云平台物理链路连通性检测系统，其特征在于，包括权利要求1或2任一种云平台物理链路连通性检测的计算节点装置和权利要求3或4任一种云平台物理链路连通性检测的控制节点装置。

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