CN113132314A - 一种多重虚拟网络系统及实现多重虚拟网络通信方法 - Google Patents

一种多重虚拟网络系统及实现多重虚拟网络通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种多重虚拟网络系统及实现多重虚拟网络通信方法。其中的多重虚拟网络系统及实现多重虚拟网络通信方法，通过虚拟网络控制器分别与共用节点操作系统和各接入虚拟网络接口的耦接，并以虚拟网络控制器使各虚拟网络在同一物理网络传输，并且在虚拟网络控制器的虚拟网络控制作用下进而也实现各虚拟网络在逻辑上的隔离通信。

Description

一种多重虚拟网络系统及实现多重虚拟网络通信方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体地，涉及一种多重虚拟网络系统及实现多重虚拟网络通信方法。
背景技术
单台计算机设备通过多个物理网络接口分别连接多个相互隔离的网络，对于本领域技术人员是公知的。这一技术在使大型复杂网络中的每个独立的网络的安全性大大提高的同时，又允许单台计算机设备在具有接入许可的情况下访问各个独立网络，显然满足了诸多现实场景下的网络连接访问需求。但是，为每个独立的网络配置各自的网络连接设备硬件(如网卡、交换机等)，无疑将提高了组网难度和成本。
而虚拟化技术的出现，在一些应用场景下实现了对一些类型硬件资源的虚拟化管理。以网络虚拟化技术为例，其中的一种网络虚拟化技术，能够将不同的网络硬件和软件资源整合作为一个虚拟的整体，此类技术通常旨在实现负载均衡和冗余的同时，对网络逻辑节点数量进行了缩减，简化网络逻辑拓扑，以缓解维护管理压力；另一种虚拟网络技术——虚拟专用网络技术(VPN)，则侧重于通过软件在公用网络上架设专用网络，进而实现安全隔离的通信，借助VPN技术可以降低网络构建的硬件成本和配置难度。但是VPN技术通常一次只提供一个点到点的虚拟网络连接。
显然，以上现有技术，在对网络技术需求不断增加和多样化的当下，在许多新场景、新需求下，往往是力有不逮的。这其中就包括对多重网络虚拟化的需求场景。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种多重虚拟网络系统及实现多重虚拟网络通信方法。
一方面，本发明实施例提供一种多重虚拟网络系统。
上述的多重虚拟网络系统，包括：
若干个的虚拟网络；
上述的虚拟网络间存在着若干个共用的虚拟节点，这些虚拟节点也可简称共用节点；
上述的各虚拟网络，分别包括：
接入本虚拟网络的虚拟节点和连接它们的虚拟链路；其中，
上述的虚拟节点包括虚拟交换机和非交换机节点；
而上述的非交换机节点中，则包括接入本虚拟网络的共用节点；
上述的虚拟交换机，用于本虚拟网络中各非交换机节点间通信时的虚拟交换；
在上述的多重虚拟网络系统中，还包括：虚拟网络控制器；
上述的虚拟网络控制器，主要用于网络虚拟化和各虚拟网络的隔离；其中，
虚拟网络控制器，分别与共用节点的操作系统、共用节点接入的各虚拟网络接口耦接；并提供各虚拟网络在物理网络的并行传输、以及各虚拟网络在逻辑上的隔离。具体而言，上述的虚拟网络控制器，可以是包括若干组虚拟网络接口控制器，其中各组虚拟网络接口控制器分别对应一个接入的虚拟网络；分别将各组的一侧的虚拟网络接口控制器与共用节点的操作系统耦接，另一侧虚拟网络接口控制器的虚拟网络接口耦接，使各虚拟网络在同一物理网络传输的同时，通过上述各组虚拟网络接口控制器的接入控制，也进而实现上述虚拟网络在逻辑上的隔离。
另一方面，本发明实施例提供一种实现多重虚拟网络的通信方法。
上述的实现多重虚拟网络通信方法，包括：
在接入多个虚拟网络的虚拟节点对应的宿主机上，运行虚拟网络控制器；上述的虚拟节点为接入的各虚拟网络共用，故也可简称共用节点；
将上述的虚拟网络控制器与共用节点的操作系统耦接，且将其与共用节点接入的各虚拟网络接口耦接；
虚拟网络控制器将提供上述各虚拟网络在物理网络的并行通信、以及其在逻辑上的隔离。具体而言，上述的虚拟网络控制器，可以是一个包括若干组彼此通过其间的虚拟链路等耦接的虚拟网络接口控制器的组合。通过提供若干组彼此耦接虚拟网络接口控制器组，并分别将它们的一侧虚拟网络接口控制器与共用节点的操作系统耦接，将它们的另一侧虚拟网络接口控制器对应地与各虚拟网络接口耦接，并使上述各虚拟网络在同一物理网络传输，通过上述各虚拟网络接口控制器组的接入控制，也进而实现上述虚拟网络在逻辑上的隔离通信。
上述的多重虚拟网络系统及实现多重虚拟网络通信方法，通过虚拟网络控制器分别与共用节点操作系统和各接入虚拟网络接口的耦接，并以虚拟网络控制器使各虚拟网络在同一物理网络传输，并且在虚拟网络控制器的虚拟网络控制作用下进而也实现各虚拟网络在逻辑上的隔离通信。
下面通过附图、具体实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。
附图说明
为更加清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明中一部分实施例或现有技术描述中涉及的附图做简单介绍。
图1为本发明一些实施例提供的一种多重虚拟网络系统的逻辑架构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下为本发明的一些优选实施例。其中，
上述优先实施例中的一些提供一种多重虚拟网络系统。该多重虚拟网络系统包括：
多个(不少于2个)的虚拟网络；
在这些虚拟网络间存在着共用的虚拟节点，换而言之，也即在这些虚拟网络间的虚拟节点间存在交集；这些共用的虚拟节点分别作为各虚拟网络拓扑的一部分，分别为其接入的各虚拟网络共用，故也可简称共用节点；
上述的每一个虚拟网络，均包括：
接入本虚拟网络的虚拟节点，以及连接它们的虚拟链路；
其中，接入各虚拟网络的虚拟节点中，包括：
虚拟交换机和非交换机节点；其中，
上述的非交换机节点，则包括接入本虚拟网络的共用节点；
上述的虚拟交换机，用于本虚拟网络中各非交换机节点间通信时的虚拟交换；
在上述的多重虚拟网络系统中，还包括：虚拟网络控制器；
上述的虚拟网络控制器，主要用于网络虚拟化和各虚拟网络的隔离；虚拟网络控制器通常运行在共用节点对应的宿主机上；其中，虚拟网络控制器，一侧与共用节点的操作系统耦接，同时另一侧与共用节点接入的各虚拟网络接口耦接；并能够提供接入的各虚拟网络在物理网络的并行传输，以及接入的各虚拟网络在逻辑上的隔离。具体而言，上述的虚拟网络控制器，可以是包括若干组虚拟网络接口控制器的组合；这些虚拟网络接口控制器中的一些与虚拟节点操作系统耦接，另一些则分别与各虚拟网络接口耦接，其中，具体的：每组虚拟网络接口控制器均分别对应一个接入的虚拟网络；各组的虚拟网络接口控制器之间通过虚拟链路等耦接；且它们的一侧的虚拟网络接口控制器与共用节点的操作系统耦接，另一侧虚拟网络接口控制器与对应的虚拟网络接口耦接；当使各虚拟网络在同一物理网络传输时，即是通过上述各组虚拟网络接口控制器的接入控制，也进而实现上述虚拟网络在逻辑上的隔离。
在上述优选实施例提供的多重虚拟网络系统中，根据具体应用场景中多业务网络通信的需要，上述的各重虚拟网络显然可以分别对应不同的业务通信需求，即将其中的虚拟网络用于某些特定业务的专用通信网络。而在多业务通信需求并发、并行的场景下，那些对网络状态敏感的业务网络的通信不免受到干扰。因此，进一步地，在上述的优选实施例中的一些提供的一种多重虚拟网络系统中，其中包括若干个对应不同业务通信需求的业务虚拟网络或业务虚拟网络组；
以及虚拟网络带宽管理器；其中，
虚拟网络带宽管理器，与虚拟网络控制器耦接，通过对各虚拟网络的带宽管理来对那些对网络敏感的业务虚拟网络或业务虚拟网络组进行带宽保证。具体而言，其中可以通过限制其他虚拟网络带宽的占用，来保证目标业务虚拟网络/业务虚拟网络组的带宽占用。
其中，可以根据接入许可、业务特殊性等原因，为其中特定的业务提供专门的虚拟网络(或多个虚拟网络构成的业务虚拟网络组，均衡负载该业务的流量)用于其通信。另外，如果全部的业务虚拟网络/业务虚拟网络组均对网络状态敏感，则对全部的业务虚拟网络/业务虚拟网络组均带宽保证。此外，还可对各业务虚拟网络/业务虚拟网络组外的虚拟网络进行带宽保证。
如此一来，过多地和盲目地进行带宽保证会是保证带宽超出可用网络资源的总带宽。因此，带宽保证的设定应该综合考虑可用网络带宽资源、接入虚拟网络、带宽保证需求的虚拟网络(特别是业务虚拟网络/业务虚拟网络组)等因素。
在上述优选实施例提供的多重虚拟网络系统中，其中的虚拟交换机，其跨宿主机的节点间的通信，一般是利用物理网络的物理交换机实现的；但是，若一台宿主机内部署多个共用节点时，上述节点间的通信仍以上述方式通信，不免增加物理交换机通信压力和宿主机开销。因此，进一步地，在上述的优选实施例中的一些提供的一种多重虚拟网络系统中，其中的虚拟网络，包括宿主机内虚拟交换机；宿主机内虚拟交换机一侧分别与宿主机内各共用节点的操作系统耦接，另一侧则与对应的虚拟网络耦接；其中，具体地，上述的宿主机内虚拟交换机，可以是通过一侧分别与耦接到各共用节点操作系统的各个虚拟网络接口控制器通过它们之间的虚拟链路耦接，另一侧则通过与对应的虚拟网络的接口耦接的虚拟网络接口控制器通过它们之间的虚拟链路耦接，实现同一宿主机内共用节点间的通信，以及虚拟网络的接入和对外通信。
进一步，在上述的优选实施例中的一些提供的一种多重虚拟网络系统中，其中的虚拟网络，还包括其他节点。
再进一步，在上述的优选实施例中的一些提供的一种多重虚拟网络系统中，当其中的虚拟网络对应特定的业务通信需求时，即作为业务虚拟网络时，上述的业务虚拟网络中，根据相应的业务需要，包括对应(业务需求)的其他节点。例如，图1中所示的多重虚拟网络系统，其中的第一虚拟网络，被用于存储通信，故该第一虚拟网络包括作为存储节点的其他节点2。
以下结合上述实施例以及相关附图，以本发明一实施例提供的一种多重虚拟网络系统为例，进一步进行说明。
图1为上述优选实施例中的一个提供的一种多重虚拟网络系统的逻辑结构示意图。如图1所示，该多重虚拟网络系统包括：
N个虚拟网络；其中，
在这N个虚拟网络间存在n个共用节点；
而在这些虚拟网络中，分别包括：
接入本虚拟网络的虚拟交换机(如第一虚拟网络的虚拟交换机1、第二虚拟网络的虚拟交换机2、……、第N虚拟网络的虚拟交换机N)和非交换机节点(如共用节点1-n以及其他节点1、其他节点2)。其中，第一虚拟网络、第二虚拟网络……以及第N虚拟网络均在同一物理网络并行通信；故在这些共用节点对应的宿主机上，运行着虚拟网络控制器，在逻辑上隔离着上述各虚拟网络。
本发明的另一些优选实施例还提供一种实现多重虚拟网络的通信方法。该方法包括：
在接入多个虚拟网络的虚拟节点对应的宿主机上，运行虚拟网络控制器；其中，这些接入多个虚拟网络的虚拟节点，为接入的各虚拟网络共用，故也可简称共用节点；
将上述的虚拟网络控制器与共用节点的操作系统耦接，同时也通过与对应的虚拟网络接口耦接以使共用节点接入各虚拟网络；
上述的虚拟网络控制器，能够提供接入的各虚拟网路在同一物理网络的并行通信、以及各虚拟网络在逻辑上的隔离。具体而言，上述的虚拟网络控制器，可以是一个包括若干组彼此通过其间的虚拟链路等耦接的虚拟网络接口控制器的组合。通过提供若干彼此(虚拟链路等)耦接虚拟网络接口控制器组，并分别将它们的一侧虚拟网络接口控制器与共用节点的操作系统耦接，将它们的另一侧虚拟网络接口控制器对应地与各虚拟网络接口耦接，并使上述各虚拟网络在同一物理网络传输，通过上述各虚拟网络接口控制器组的接入控制，也进而实现上述虚拟网络在逻辑上的隔离通信。
在上述优选实施例提供的实现多重虚拟网络的通信方法中，根据具体应用场景中多业务网络通信的需要，可以将其中的虚拟网络用于某些特定业务的专用通信网络，即使接入的一些虚拟网络对应一些不同的业务通信需求。而在多业务通信需求并发、并行的场景下，那些对网络状态敏感的业务网络的通信不免受到干扰。因此，进一步地，在上述的优选实施例中的一些提供的一种实现多重虚拟网络的通信方法中，将其中的部分或全部的虚拟网络划为专用于若干个对应某个或某些特定业务的业务虚拟网络或业务虚拟网络组；并通过对各虚拟网络的带宽管理来对那些对网络敏感的业务虚拟网络或业务虚拟网络组进行带宽保证。具体而言，其中可以通过限制其他虚拟网络带宽的占用，来保证目标业务虚拟网络/业务虚拟网络组的带宽占用。
其中，可以根据接入许可、业务特殊性等原因，为其中特定的业务提供专门的虚拟网络(或多个虚拟网络构成的业务虚拟网络组，均衡负载该业务的流量)用于其通信。另外，如果全部的业务虚拟网络/业务虚拟网络组均对网络状态敏感，则对全部的业务虚拟网络/业务虚拟网络组均带宽保证。此外，还可对各业务虚拟网络/业务虚拟网络组外的虚拟网络进行带宽保证。
如此一来，过多地和盲目地进行带宽保证会是保证带宽超出可用网络资源的总带宽。因此，带宽保证的设定应该综合考虑可用网络带宽资源、接入虚拟网络、带宽保证需求的虚拟网络(特别是业务虚拟网络/业务虚拟网络组)等因素。
在上述优选实施例提供的实现多重虚拟网络的通信方法中，其中各虚拟网络中各节点间的通信通过虚拟交换机路由；其中，其跨宿主机的节点间的通信，一般是利用物理网络的物理交换机实现的；但是，若一台宿主机内部署多个共用节点时，上述节点间的通信仍以上述方式通信，不免增加物理交换机通信压力和宿主机开销。因此，进一步地，在上述的优选实施例中的一些提供的一种实现多重虚拟网络的通信方法中，通过宿主机内虚拟交换机的路由实现宿主机内共用节点间较为高效的通信；其中，宿主机内虚拟交换机一侧分别与宿主机内各共用节点的操作系统耦接，另一侧则与对应的虚拟网络耦接。具体地，可以是：将宿主机内虚拟交换机的一侧分别与耦接到各共用节点操作系统的各个虚拟网络接口控制器通过它们之间的虚拟链路耦接，另一侧则与对应的虚拟网络的接口耦接的虚拟网络接口控制器通过它们之间的虚拟链路耦接，实现同一宿主机内共用节点间的通信，以及虚拟网络的接入和对外通信。
进一步，在上述的优选实施例中的一些提供的一种实现多重虚拟网络的通信方法中，其中的虚拟网络，还可以接入其他节点。
再进一步，在上述的优选实施例中的一些提供的一种实现多重虚拟网络的通信方法中，将其中的虚拟网络用于特定的业务通信时，即作为业务虚拟网络时，上述的业务虚拟网络中，根据相应的业务需要，可以接入对应(业务需求)的其他节点。
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。

Claims (10)

1.一种多重虚拟网络系统，其特征在于，包括：
若干个的虚拟网络；
以及虚拟网络控制器；
所述的虚拟网络间存在若干个共用节点；
所述的各虚拟网络，分别包括：
接入该虚拟网络的虚拟节点和连接它们的虚拟链路；其中，
所述的虚拟节点包括虚拟交换机和非交换机节点；
所述的非交换机节点，包括接入本虚拟网络的共用节点；
所述的虚拟交换机，用于本虚拟网络中各非交换机节点间通信时的虚拟交换；
所述的虚拟网络控制器，分别与共用节点的操作系统、各虚拟网络接口耦接；
且所述虚拟网络控制器提供各虚拟网络在物理网络的并行传输、以及各虚拟网络的隔离。
2.根据权利要求1所述的多重虚拟网络系统，其特征在于，
其中的虚拟网络控制器，包括若干组虚拟网络接口控制器；
其中的各组虚拟网络接口控制器分别对应一个接入的虚拟网络；
其中，各组的一侧的虚拟网络接口控制器与共用节点的操作系统耦接，另一侧虚拟网络接口控制器与对应的虚拟网络接口耦接。
3.根据权利要求1所述的多重虚拟网络系统，其特征在于，
其中包括若干个业务虚拟网络/业务虚拟网络组；
以及虚拟网络带宽管理器；其中，
虚拟网络带宽管理器，与虚拟网络控制器耦接，用于对网络敏感的业务虚拟网络/业务虚拟网络组进行带宽保证。
4.根据权利要求1所述的多重虚拟网络系统，其特征在于，
其中的虚拟网络，包括宿主机内虚拟交换机；
宿主机内虚拟交换机一侧与分别与宿主机内各共用节点的操作系统耦接，另一侧与对应的虚拟网络耦接。
5.根据权利要求1所述的多重虚拟网络系统，其特征在于，
其中的虚拟网络，还包括其他节点；
若所述虚拟网络作为业务虚拟网络时，其包括对应的其他节点。
6.一种实现多重虚拟网络的通信方法，其特征在于，包括：
在接入多个虚拟网络的共用节点对应的宿主机上，运行虚拟网络控制器；
将所述的虚拟网络控制器与共用节点的操作系统耦接，且将其与接入的各虚拟网络接口耦接；
所述的虚拟网络控制器，能够提供接入的各虚拟网路在物理网络的并行通信、以及各虚拟网络在逻辑上的隔离。
7.根据权利要求6所述的实现多重虚拟网络的通信方法，其特征在于，
通过提供若干虚拟网络接口控制器组，将它们的一侧虚拟网络接口控制器与共用节点的操作系统耦接，将它们的另一侧虚拟网络接口控制器分别与对应的虚拟网络接口耦接。
8.根据权利要求6所述的实现多重虚拟网络的通信方法，其特征在于，
将其中的虚拟网络划为若干个业务虚拟网络/业务虚拟网络组；
并通过对各虚拟网络的带宽管理对业务虚拟网络/业务虚拟网络组进行带宽保证。
9.根据权利要求6所述的实现多重虚拟网络的通信方法，其特征在于，
通过宿主机内虚拟交换机的路由实现宿主机内共用节点间的通信；其中，宿主机内虚拟交换机一侧分别与宿主机内各共用节点的操作系统耦接，另一侧则与对应的虚拟网络耦接。
10.根据权利要求6所述的实现多重虚拟网络的通信方法，其特征在于，
其中的虚拟网络，接入其他节点；
当所述虚拟网络作为业务虚拟网络时，其接入对应的其他节点。
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