CN114371912A - 数据中心的虚拟网络管理方法及数据中心系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了数据中心的虚拟网络管理方法及数据中心系统，涉及网络管理技术领域，包括以下步骤：在多台主机服务器中部署虚拟网络拓扑平台，调配配置满足应用运行要求；通过设置节点参数，识别物理网络节点的配置信息以及它们之间的端口连接链路，从而筛选出用户连接的虚拟机；本发明通过设置节点参数，识别物理网络节点的配置信息以及它们之间的端口连接链路，筛选出用户连接的虚拟机，并采集vlan与交换机和交换机端口之间的归属关系，保存各物理网络节点中IP与MAC的关系数据，以此确定用户不同虚拟机的身份节点，标上ID与交换机相关联，确保用户虚拟机的身份准确，避免数据传输杂乱。

Description

数据中心的虚拟网络管理方法及数据中心系统

技术领域

本发明涉及网络管理技术领域，尤其涉及数据中心的虚拟网络管理方法及数据中心系统。

背景技术

随着虚拟化技术的日益成熟，数据中心的服务模式也从传统的提供能源、物理服务器、网络连接等基础设施租用与托管的简单模式向基础设施即服务的云服务模式转变。云计算中的核心是计算能力的虚拟化，通过虚拟化，分散在各个物理服务器中的计算能力被整合到一起，以一个统一的资源池的形式向所有用户提供服务，计算能力的虚拟化带动着数据中心其他资源的虚拟化，数据中心的网络所要连接的对象从相对固定的服务器与存储器，演变为不断变化中的虚拟机与存储设备，这为传统的网络技术带来了许多新的挑战；

现有技术中，虚拟机和数据中心的连接一旦多了后，节点容易杂乱，造成数据传输冗杂，影响虚拟机的正常使用，而且一旦中心服务器出现问题，容易造成整个数据中心瘫痪，服务中断，造成损失，因此，本发明提出数据中心的虚拟网络管理方法及数据中心系统以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出数据中心的虚拟网络管理方法及数据中心系统，该数据中心的虚拟网络管理方法及数据中心系统确保用户虚拟机的身份准确，避免数据传输杂乱。

为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：数据中心的虚拟网络管理方法，包括以下步骤：

在多台主机服务器中部署虚拟网络拓扑平台，调配配置满足应用运行要求；

通过设置节点参数，识别物理网络节点的配置信息以及它们之间的端口连接链路，从而筛选出用户连接的虚拟机；

获取虚拟网络拓扑平台中vlan结构和vlan的hsrp信息和vrrp信息，采集vlan与交换机和交换机端口之间的归属关系；

收集ARP表，保存各物理网络节点中IP与MAC的关系数据，以此确定用户不同虚拟机的身份节点，标上ID与交换机相关联；

验证虚拟机身份成功后，构建多路径TCP连接，虚拟网络拓扑平台将数据包封装成帧发送给用户虚拟机，建立远程运算通道；

设定主机竞争功能，在多台主机服务器中竞争选出中心主机服务器和从属主机服务器，维持虚拟网络拓扑平台运行。

进一步改进在于：通过系统底层脚本程序运行与虚拟云连接部署虚拟网络拓扑平台，同时部署系统运行环境程序及驱动，调配多台主机服务器的配置满足应用运行要求。

进一步改进在于：设置节点参数包括：设置IP网段、关键路由节点参数，自动发现物理网络节点的配置信息以及它们之间的端口连接链路，基于获得的物理网络节点信息，通过图形化方式反映用户虚拟机的连接信息，并在图元间进行连线，反映用户虚拟机网络连接关系、运行信息和告警信息。

进一步改进在于：基于关键路由节点参数，通过图形化方式反映网络中的路由结构和路由信息，以此显示vlan结构和vlan的hsrp信息和vrrp信息，并展现vlan与交换机和交换机端口之间的归属关系，具备修改VLAN别名、网络地址、子网掩码和类型的功能。

进一步改进在于：在虚拟网络拓扑平台中，周期性收集ARP表，确定用户不同虚拟机的身份节点，并提供查询功能，供用户查询自己的虚拟机在虚拟网络拓扑平台中IP的使用情况以及代表自己身份的ID。

进一步改进在于：构建多路径TCP连接，将重要的时间触发流数据信息采用冗余传输机制，AB两个通道同时复制，双通道发送相同的时间触发流数据信息，双网实现双冗余备份；虚拟网络拓扑平台对网络中的报文根据实时性、可靠性和响应时间需求，将报文分为重要报文和次要报文，对重要报文采用双冗余传输，对次要报文先经过虚拟网络拓扑平台分类，然后采用AB两个通道进行分散传输进行调度；用户虚拟机接收端利用时间标签，采用时间优先规则处理冗余报文。

进一步改进在于：对数据包进行数据传输时，先对数据进行封装和校验，建立TCP连接，对应用数据添加TCP首部，形成报文段，然后将报文段传递到网络层，网络层对报文段添加IP首部，再将IP数据传递到网络端口及交换机，最后添加以太网首部和尾部封装成帧发送给用户虚拟机，虚拟网络拓扑平台通过此传输方式提供远程运算功能给用户虚拟机。

进一步改进在于：在多台主机服务器中均设置一个主机竞争电路，将该电路的输出端与MS总线连接，然后将每台主机服务器内部的控制DSP使用2个IO脚与主机竞争电路相连，其中IO-1设置为主机竞争电路的输出脚，每台主机服务器的DSP都通过IO-2输入脚实时监测并机接口的MS总线状态，当监测总线为“高”时，表示系统没有中心主机服务器存在，那么本机开始竞争，在竞争过程中，当本机DSP检测到MS总线“高”状态的保持时间超过规定值，即认为本机竞争成功，成为中心主机服务器，以此维持虚拟网络拓扑平台运行。

数据中心系统，包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括多台主机服务器，所述软件系统包括平台部署模块、参数设置模块、网络视图模块、VLAN管理模块、IP地址管理模块、云端处理模块和主机竞争模块。

进一步改进在于：所述多台主机服务器作为虚拟网络拓扑平台的部署终端；

所述平台部署模块通过系统底层脚本程序运行与虚拟云连接部署虚拟网络拓扑平台，以及系统运行环境程序及驱动；

所述参数设置模块用于设置IP网段、关键路由节点参数，自动发现物理网络节点的配置信息以及它们之间的端口连接链路；

所述网络视图模块基于获得的物理网络节点信息，通过图形化方式反映用户虚拟机的连接信息，并在图元间进行连线，反映用户虚拟机网络连接关系、运行信息和告警信息；

所述VLAN管理模块通过图形化方式反映网络中的路由结构和路由信息，以此显示vlan结构和vlan的hsrp信息和vrrp信息，并展现vlan与交换机和交换机端口之间的归属关系；

所述IP地址管理模块用于保存各物理网络节点中IP与MAC的关系数据；

所述云端处理模块用于和用户虚拟机建立远程运算通道，提供远程运算功能给用户虚拟机；

所述主机竞争模块用于在多台主机服务器中的中心主机服务器出现异常时，自动选择出新的中心主机服务器，维持系统正常运行。

本发明的有益效果为：

1、本发明通过设置节点参数，识别物理网络节点的配置信息以及它们之间的端口连接链路，筛选出用户连接的虚拟机，并采集vlan与交换机和交换机端口之间的归属关系，保存各物理网络节点中IP与MAC的关系数据，以此确定用户不同虚拟机的身份节点，标上ID与交换机相关联，确保用户虚拟机的身份准确，避免数据传输杂乱。

2、本发明构建多路径TCP连接，根据冗余传输机制将数据进行处理，能够有效降低数据传输的延时，提高数据吞吐量，且安全性更高，通过封装和校验，能够有效降低数据传输过程中的丢包概率，数据传输的稳定性和数据完整性更好，以此，建立远程运算通道，提供远程运算功能给用户虚拟机，便于减轻用户虚拟机的云端负担，功能更全面。

3、本发明设定主机竞争功能，用于在多台主机服务器中的中心主机服务器出现异常时，自动选择出新的中心主机服务器，维持系统正常运行，避免服务中断造成损失。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的系统组成图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例一

根据图1所示，本实施例提出了数据中心的虚拟网络管理方法，包括以下步骤：

在多台主机服务器中部署虚拟网络拓扑平台，调配配置满足应用运行要求；

通过设置节点参数，识别物理网络节点的配置信息以及它们之间的端口连接链路，从而筛选出用户连接的虚拟机；

获取虚拟网络拓扑平台中vlan结构和vlan的hsrp信息和vrrp信息，采集vlan与交换机和交换机端口之间的归属关系；

收集ARP表，保存各物理网络节点中IP与MAC的关系数据，以此确定用户不同虚拟机的身份节点，标上ID与交换机相关联；

验证虚拟机身份成功后，构建多路径TCP连接，虚拟网络拓扑平台将数据包封装成帧发送给用户虚拟机，建立远程运算通道；

设定主机竞争功能，在多台主机服务器中竞争选出中心主机服务器和从属主机服务器，维持虚拟网络拓扑平台运行。

本发明通过设置节点参数，识别物理网络节点的配置信息以及它们之间的端口连接链路，筛选出用户连接的虚拟机，并采集vlan与交换机和交换机端口之间的归属关系，保存各物理网络节点中IP与MAC的关系数据，以此确定用户不同虚拟机的身份节点，标上ID与交换机相关联，确保用户虚拟机的身份准确，避免数据传输杂乱，同时，设定主机竞争功能，用于在多台主机服务器中的中心主机服务器出现异常时，自动选择出新的中心主机服务器，维持系统正常运行，避免服务中断造成损失。

实施例二

本实施例提出了数据中心的虚拟网络管理方法，包括以下步骤：

通过系统底层脚本程序运行与虚拟云连接部署虚拟网络拓扑平台，同时部署系统运行环境程序及驱动，调配多台主机服务器的配置满足应用运行要求。

设置节点参数包括：设置IP网段、关键路由节点参数，自动发现物理网络节点的配置信息以及它们之间的端口连接链路，基于获得的物理网络节点信息，通过图形化方式反映用户虚拟机的连接信息，并在图元间进行连线，反映用户虚拟机网络连接关系、运行信息和告警信息。

本发明通过设置节点参数，识别物理网络节点的配置信息以及它们之间的端口连接链路，筛选出用户连接的虚拟机。

基于关键路由节点参数，通过图形化方式反映网络中的路由结构和路由信息，以此显示vlan结构和vlan的hsrp信息和vrrp信息，并展现vlan与交换机和交换机端口之间的归属关系，具备修改VLAN别名、网络地址、子网掩码和类型的功能。在虚拟网络拓扑平台中，周期性收集ARP表，确定用户不同虚拟机的身份节点，并提供查询功能，供用户查询自己的虚拟机在虚拟网络拓扑平台中IP的使用情况以及代表自己身份的ID。

本发明采集vlan与交换机和交换机端口之间的归属关系，保存各物理网络节点中IP与MAC的关系数据，以此确定用户不同虚拟机的身份节点，标上ID与交换机相关联，确保用户虚拟机的身份准确

构建多路径TCP连接，将重要的时间触发流数据信息采用冗余传输机制，AB两个通道同时复制，双通道发送相同的时间触发流数据信息，双网实现双冗余备份；虚拟网络拓扑平台对网络中的报文根据实时性、可靠性和响应时间需求，将报文分为重要报文和次要报文，对重要报文采用双冗余传输，对次要报文先经过虚拟网络拓扑平台分类，然后采用AB两个通道进行分散传输进行调度；用户虚拟机接收端利用时间标签，采用时间优先规则处理冗余报文。

对数据包进行数据传输时，先对数据进行封装和校验，建立TCP连接，对应用数据添加TCP首部，形成报文段，然后将报文段传递到网络层，网络层对报文段添加IP首部，再将IP数据传递到网络端口及交换机，最后添加以太网首部和尾部封装成帧发送给用户虚拟机，虚拟网络拓扑平台通过此传输方式提供远程运算功能给用户虚拟机。

本发明构建多路径TCP连接，根据冗余传输机制将数据进行处理，能够有效降低数据传输的延时，提高数据吞吐量，且安全性更高，通过封装和校验，能够有效降低数据传输过程中的丢包概率，数据传输的稳定性和数据完整性更好，以此，建立远程运算通道，提供远程运算功能给用户虚拟机，便于减轻用户虚拟机的云端负担，功能更全面。

实施例三

本实施例提出了数据中心的虚拟网络管理方法，包括以下步骤：

设定主机竞争功能具体流程为：在多台主机服务器中均设置一个主机竞争电路，将该电路的输出端与MS总线连接，然后将每台主机服务器内部的控制DSP使用2个IO脚与主机竞争电路相连，其中IO-1设置为主机竞争电路的输出脚，每台主机服务器的DSP都通过IO-2输入脚实时监测并机接口的MS总线状态，当监测总线为“高”时，表示系统没有中心主机服务器存在，那么本机开始竞争，在竞争过程中，当本机DSP检测到MS总线“高”状态的保持时间超过规定值，即认为本机竞争成功，成为中心主机服务器，以此维持虚拟网络拓扑平台运行。

具体为：在每台主机服务器内部设置一个主机竞争电路，将该电路的输出端与MS总线连接，然后将每台机器内部的控制DSP使用2个IO脚与主机竞争电路相连，其中IO-1设置为主机竞争电路的输出脚，当DSP的IO-1脚输出高电平“1”时，通过反相器和隔离芯片ISO7221B，将使MOS管Q截止，MS-BUS点输出高电平10V，当DSP的IO-1脚输出低电平“0”时，通过反相器和隔离芯片ISO7221B，将使MOS管Q导通，MS-BUS点输出低电平0V；将每台主机服务器的竞争电路的输出点MS-BUS通过并机通讯电缆与其他机器的MS-BUS点连接到一起，彼此之间实现“线与”功能，只要系统中有一个机器输出低电平“0”，那么并机接口的MS总线上就会被拉低为低电平“0”，同时，MS总线最终“线与”后的状态通过电路又被返回到每一个DSP的IO-2脚上，DSP通过读取IO-2脚的状态得到MS总线的当前状态；每台主机服务器在系统中的地位是平等的，都可以通过竞争机制成为主机，同时，将并机系统中的每台设备都编上一个唯一的地址，然后，将每台主机服务器的DSP都通过IO-2输入脚实时监测并机接口的MS总线状态，当监测总线为“高”时，表示系统没有主机存在，那么本机开始主机竞争；在竞争过程中，设定本机DSP检测到MS总线“高”状态的保持时间超过规定值，即认为本机竞争成功，成为主机，同时DSP的IO-1脚输出“低”，并机接口的MS总线同步变成“低”状态，告知其它主机服务器，新的中心主机服务器产生，停止竞争。

实施例四

根据图2所示，本实施例提出了数据中心系统，包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括多台主机服务器，所述软件系统包括平台部署模块、参数设置模块、网络视图模块、VLAN管理模块、IP地址管理模块、云端处理模块和主机竞争模块。

所述多台主机服务器作为虚拟网络拓扑平台的部署终端；

所述平台部署模块通过系统底层脚本程序运行与虚拟云连接部署虚拟网络拓扑平台，以及系统运行环境程序及驱动；

所述参数设置模块用于设置IP网段、关键路由节点参数，自动发现物理网络节点的配置信息以及它们之间的端口连接链路；

所述网络视图模块基于获得的物理网络节点信息，通过图形化方式反映用户虚拟机的连接信息，并在图元间进行连线，反映用户虚拟机网络连接关系、运行信息和告警信息；

所述VLAN管理模块通过图形化方式反映网络中的路由结构和路由信息，以此显示vlan结构和vlan的hsrp信息和vrrp信息，并展现vlan与交换机和交换机端口之间的归属关系；

所述IP地址管理模块用于保存各物理网络节点中IP与MAC的关系数据；

所述云端处理模块用于和用户虚拟机建立远程运算通道，提供远程运算功能给用户虚拟机；

所述主机竞争模块用于在多台主机服务器中的中心主机服务器出现异常时，自动选择出新的中心主机服务器，维持系统正常运行。

本发明通过设置节点参数，识别物理网络节点的配置信息以及它们之间的端口连接链路，筛选出用户连接的虚拟机，并采集vlan与交换机和交换机端口之间的归属关系，保存各物理网络节点中IP与MAC的关系数据，以此确定用户不同虚拟机的身份节点，标上ID与交换机相关联，确保用户虚拟机的身份准确，避免数据传输杂乱。且本发明构建多路径TCP连接，根据冗余传输机制将数据进行处理，能够有效降低数据传输的延时，提高数据吞吐量，且安全性更高，通过封装和校验，能够有效降低数据传输过程中的丢包概率，数据传输的稳定性和数据完整性更好，以此，建立远程运算通道，提供远程运算功能给用户虚拟机，便于减轻用户虚拟机的云端负担，功能更全面。同时，本发明设定主机竞争功能，用于在多台主机服务器中的中心主机服务器出现异常时，自动选择出新的中心主机服务器，维持系统正常运行，避免服务中断造成损失。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.数据中心的虚拟网络管理方法，其特征在于：包括以下步骤：

在多台主机服务器中部署虚拟网络拓扑平台，调配配置满足应用运行要求；

通过设置节点参数，识别物理网络节点的配置信息以及它们之间的端口连接链路，从而筛选出用户连接的虚拟机；

获取虚拟网络拓扑平台中vlan结构和vlan的hsrp信息和vrrp信息，采集vlan与交换机和交换机端口之间的归属关系；

收集ARP表，保存各物理网络节点中IP与MAC的关系数据，以此确定用户不同虚拟机的身份节点，标上ID与交换机相关联；

验证虚拟机身份成功后，构建多路径TCP连接，虚拟网络拓扑平台将数据包封装成帧发送给用户虚拟机，建立远程运算通道；

设定主机竞争功能，在多台主机服务器中竞争选出中心主机服务器和从属主机服务器，维持虚拟网络拓扑平台运行。

2.根据权利要求1所述的数据中心的虚拟网络管理方法，其特征在于：通过系统底层脚本程序运行与虚拟云连接部署虚拟网络拓扑平台，同时部署系统运行环境程序及驱动，调配多台主机服务器的配置满足应用运行要求。

3.根据权利要求1所述的数据中心的虚拟网络管理方法，其特征在于：设置节点参数包括：设置IP网段、关键路由节点参数，自动发现物理网络节点的配置信息以及它们之间的端口连接链路，基于获得的物理网络节点信息，通过图形化方式反映用户虚拟机的连接信息，并在图元间进行连线，反映用户虚拟机网络连接关系、运行信息和告警信息。

4.根据权利要求3所述的数据中心的虚拟网络管理方法，其特征在于：基于关键路由节点参数，通过图形化方式反映网络中的路由结构和路由信息，以此显示vlan结构和vlan的hsrp信息和vrrp信息，并展现vlan与交换机和交换机端口之间的归属关系，具备修改VLAN别名、网络地址、子网掩码和类型的功能。

5.根据权利要求4所述的数据中心的虚拟网络管理方法，其特征在于：在虚拟网络拓扑平台中，周期性收集ARP表，确定用户不同虚拟机的身份节点，并提供查询功能，供用户查询自己的虚拟机在虚拟网络拓扑平台中IP的使用情况以及代表自己身份的ID。

6.根据权利要求1所述的数据中心的虚拟网络管理方法，其特征在于：构建多路径TCP连接，将重要的时间触发流数据信息采用冗余传输机制，AB两个通道同时复制，双通道发送相同的时间触发流数据信息，双网实现双冗余备份；虚拟网络拓扑平台对网络中的报文根据实时性、可靠性和响应时间需求，将报文分为重要报文和次要报文，对重要报文采用双冗余传输，对次要报文先经过虚拟网络拓扑平台分类，然后采用AB两个通道进行分散传输进行调度；用户虚拟机接收端利用时间标签，采用时间优先规则处理冗余报文。

7.根据权利要求6所述的数据中心的虚拟网络管理方法，其特征在于：对数据包进行数据传输时，先对数据进行封装和校验，建立TCP连接，对应用数据添加TCP首部，形成报文段，然后将报文段传递到网络层，网络层对报文段添加IP首部，再将IP数据传递到网络端口及交换机，最后添加以太网首部和尾部封装成帧发送给用户虚拟机，虚拟网络拓扑平台通过此传输方式提供远程运算功能给用户虚拟机。

8.根据权利要求1所述的数据中心的虚拟网络管理方法，其特征在于：在多台主机服务器中均设置一个主机竞争电路，将该电路的输出端与MS总线连接，然后将每台主机服务器内部的控制DSP使用2个IO脚与主机竞争电路相连，其中IO-1设置为主机竞争电路的输出脚，每台主机服务器的DSP都通过IO-2输入脚实时监测并机接口的MS总线状态，当监测总线为“高”时，表示系统没有中心主机服务器存在，那么本机开始竞争，在竞争过程中，当本机DSP检测到MS总线“高”状态的保持时间超过规定值，即认为本机竞争成功，成为中心主机服务器，以此维持虚拟网络拓扑平台运行。

9.数据中心系统，其特征在于：包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括多台主机服务器，所述软件系统包括平台部署模块、参数设置模块、网络视图模块、VLAN管理模块、IP地址管理模块、云端处理模块和主机竞争模块。

10.根据权利要求9所述的数据中心系统，其特征在于：

所述多台主机服务器作为虚拟网络拓扑平台的部署终端；

所述平台部署模块通过系统底层脚本程序运行与虚拟云连接部署虚拟网络拓扑平台，以及系统运行环境程序及驱动；

所述参数设置模块用于设置IP网段、关键路由节点参数，自动发现物理网络节点的配置信息以及它们之间的端口连接链路；

所述网络视图模块基于获得的物理网络节点信息，通过图形化方式反映用户虚拟机的连接信息，并在图元间进行连线，反映用户虚拟机网络连接关系、运行信息和告警信息；

所述VLAN管理模块通过图形化方式反映网络中的路由结构和路由信息，以此显示vlan结构和vlan的hsrp信息和vrrp信息，并展现vlan与交换机和交换机端口之间的归属关系；

所述IP地址管理模块用于保存各物理网络节点中IP与MAC的关系数据；

所述云端处理模块用于和用户虚拟机建立远程运算通道，提供远程运算功能给用户虚拟机；

所述主机竞争模块用于在多台主机服务器中的中心主机服务器出现异常时，自动选择出新的中心主机服务器，维持系统正常运行。

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