TWI521932B - 管理網路中的網際網路協定位址的方法 - Google Patents

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Description

管理網路中的網際網路協定位址的方法
本發明是有關於一種管理網路中的網際網路協定(Internet protocol；IP)位址的方法，且特別是有關於一種管理網路中的伺服器及虛擬機器之IP位址的方法。
請參考圖1，圖1為依據先前技術在網路10中的一運籌中心(director center)20及多個伺服器30的功能方塊圖。運籌中心20控制多個伺服器30的操作。此外，每一伺服器30執行一個或更多個虛擬機器32，而每一虛擬機器32用以提供特定的網路服務。運籌中心20更包括動態主機組態協定(Dynamic Host Configuration Protocol；DHCP)伺服器24，用以依據伺服器30及虛擬機器32的媒體存取控制(Media Access Control；MAC)位址，配置網際網路協定(Internet protocol；IP)位址至伺服器30及虛擬機器32。
所有的虛擬機器32是伺服器30基於系統影像檔26而被建立。當伺服器30被開啟時，伺服器30載入系統影像檔26並依據系統影像檔26建立其虛擬機器32。因所有的虛擬機器32是依據相同的系統影像檔26而被建立，故虛擬機器32的MAC位址在虛擬機器32剛被建立時會彼此相同。其結果，會因虛擬機器32的MAC位址彼此相同，而使虛擬機器32所被配置到的IP位址也彼此相同。也因此，控制模組22無法依據虛擬機器32的IP位址，遠端控制虛擬機器32的操作。
本發明提供一種管理網路中的IP位址的方法。伺服器及虛擬機器所被配置到的IP位址會被記錄並被用來遠端控制伺服器及虛擬機器的操作。
本發明提出一種管理網路中的IP位址的方法。上述的方法包括下述步驟：(a)分別地驅動多個伺服器的至少一活躍伺服器以及上述活躍伺服器的至少一虛擬機器(virtual machine)登入上述網路中的共享資源，其中上述伺服器及上述伺服器的多個虛擬機器具有不同的被配置到的網際網路協定位址；(b)依據活躍伺服器的第一標記，搜尋共享資源的記錄單元；(c)獲授權處理單元取得記錄單元的存取權，其中獲授權處理單元為群組中的組成份子，而群組係由活躍伺服器及活躍伺服器的至少一虛擬機器所組成；(d)獲授權處理單元記錄其所被配置到的網際網路協定位址於記錄單元中，並限制群組中除了獲授權處理單元外的其他組成份子無法存取記錄單元；(e)判斷群組的活躍伺服器及至少一虛擬機器所被配置到的網際網路協定位址是否已經全部地記錄於記錄單元，並釋放記錄單元的存取權；(f)倘若並非群組的活躍伺服器及至少一虛擬機器所被配置到的網際網路協定位址皆已記錄於記錄單元，則群組的一個新獲授權處理單元取得記錄單元的存取權，並重複步驟(d)和(e)；以及(g)倘若群組的活躍伺服器及至少一虛擬機器所被配置到的網際網路協定位址皆已記錄於記錄單元，則將記錄單元所記錄的網際網路協定位址傳送至網路中的儲存模組。
在本發明之一實施例中，上述每一伺服器載入一個系統影像檔，而所有的虛擬機器基於上述的系統影像檔被建立。上述方法更包括：在網際網路協定位址被配置到虛擬機器之前，修改虛擬機器的媒體存取控制位址。
在本發明之一實施例中，上述第一標記為活躍伺服器的媒體存取控制位址。
在本發明之一實施例中，上述共享資源為網路的運籌中心。
在本發明之一實施例中，上述共享資源為網路中的共享目錄。
在本發明之一實施例中，上述記錄單元為活躍伺服器所對應的一檔案。
在本發明之一實施例中，上述儲存模組為一資料庫，用以儲存群組的活躍伺服器及虛擬機器所被配置到的網際網路協定位址。
在本發明之一實施例中，上述伺服器及虛擬機器所被配置到的網際網路協定位址彼此不同。
基於上述，本發明提供一種管理網路中的網際網路協定位址的方法。伺服器及虛擬機器所被配置到的IP位址會被記錄並被用來遠端控制伺服器及虛擬機器的操作。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
請參考圖2，圖2為依據本發明一實施例於網路50中的運籌中心(director center)100與多個伺服器160之功能方塊圖。運籌中心100可控制多個伺服器160之運作。每一個伺服器160用以提供特定的網路服務，例如：檔案分享、網頁存取、線上遊戲...等等。此外，為了進一步提升伺服器160的效能利用率，在本發明另一實施例中，每一伺服器160可執行一個或多個虛擬機器(Virtual machine)162，而每一虛擬機器162用以提供上述特定的網路服務。再者，為有效率地利用網路位址，運籌中心100還可包括動態主機組態協定(Dynamic Host Configuration Protocol；DHCP)伺服器120，用以管理及配置網際網路協定(Internet protocol；IP)位址至每個伺服器160和每個虛擬機器162。一般而言，每個伺服器160和每個虛擬機器162所使用的網路位址會彼此不同。
在本發明一實施例中，所有的伺服器160皆為無磁碟的伺服器。換言之，每個伺服器160不具有任何的硬碟機，用以儲存作業系統(Operating System；OS)，其中上述作業系統可被伺服器160執行以管理伺服器160的操作。因此，在本實施例中，所有的伺服器160會載入網路50中的一個系統影像檔122，而所有的虛擬機器162是伺服器160基於系統影像檔122而建立的。當有任一伺服器160被開啟時，此一被開啟的伺服器160會載入系統影像檔122並基於系統影像檔122建立其一個或多個虛擬機器162。此外，每一伺服器160的作業環境亦是基於系統影像檔122而被建立的。因所有的虛擬機器162是依據相同的系統影像檔122而被建立，故虛擬機器162的媒體存取控制(Media Access Control；MAC)位址在虛擬機器162剛被建立時會彼此相同。因此，伺服器160會修改虛擬機器162的MAC位址。如此一來，伺服器160的MAC位址以及虛擬機器162經修改後的MAC位址會彼此不同。
DHCP伺服器120依據伺服器160的MAC位址配置IP位址至伺服器160。相似地，DHCP伺服器120依據虛擬機器162經修改後的MAC位址配置IP位址至虛擬機器162。因伺服器160的MAC位址以及虛擬機器162經修改後的MAC位址彼此不同，故伺服器160及虛擬機器162所被分配到的IP位址也會彼此不同。
在本發明一實施例中，運籌中心100更包括儲存模組114及控制模組112。控制模組112用以與運籌中心100的各組件協同操作。儲存模組114用以儲存資料，其可以是資料庫、記憶體或其他類似的裝置。儲存模組114所儲存的資料，舉例來說，包括：各時段的網路服務需求量之歷史記錄、伺服器160及虛擬機器162的狀態、伺服器160的規格...等等。系統影像檔122可儲存於儲存模組114或是儲存於網路50中其他獨立於儲存模組114運作的儲存裝置。
在本發明一實施例中，伺服器160具有用以儲存系統影像檔122的硬碟機。虛擬機器162以及伺服器160的作業環境是根據系統影像檔122而被建立，且伺服器160及虛擬機器162的初始MAC位址彼此不同。因此，無須對虛擬機器162的MAC位址進行修改。當伺服器160及虛擬機器162被開啟或建立時，DHCP伺服器120依據伺服器160的MAC位址配置IP位址至伺服器160，並依據虛擬機器162初始的MAC位址配置IP位址至虛擬機器162。
在本發明一實施例中，運籌中心100還包括負載平衡模組118以及監測模組116。負載平衡模組118用以將網路服務需求導向至伺服器160及虛擬機器162，並依據各伺服器160及各虛擬機器162的運算能力，分配網路服務需求至伺服器160及虛擬機器162。監測模組116用以監測各伺服器160及虛擬機器162，且在伺服器160及虛擬機器162的狀態改變時，將伺服器160及虛擬機器162的狀態改變的情形反應至負載平衡模組118，並更新儲存模組114的資料，以使儲存模組114中關於伺服器160及虛擬機器162之狀態的資料能及時地更新。在本發明一實施例中，負載平衡模組118例如是Linux作業系統中的虛擬伺服器(Virtual Server)。
在本發明一實施例中，伺服器160及虛擬機器162被區分為多個不同的群組，而每一群組包括一個伺服器160及由此一伺服器所建立的一個或多個虛擬機器162。此外，每一群組對應於運籌中心100的多個記錄單元124中的一個，且每一記錄單元124可以是一個依據其所對應群組的伺服器160之MAC位址命名的檔案。在本發明一實施例中，記錄單元124可以儲存在儲存模組114或是儲存於其他獨立於儲存模組114運作的儲存裝置。當有一伺服器160為活躍(active)時，此活躍伺服器160及其至少一個虛擬機器162會從DHCP伺服器120取得所被配置到的IP位址。當從DHCP伺服器120取得所被配置到的IP位址後，活躍伺服器160及其至少一虛擬機器162會分別地被驅動，以登入網路50中的共享資源。在本發明一實施例中，上述的共享資源為運籌中心100。在本發明一實施例中，上述的共享資源為網路50的共享目錄(shared folder)126，而上述的記錄單元124可以儲存在共享目錄126中。
在活躍伺服器160或虛擬機器162登入至共享資源後，活躍伺服器160或虛擬機器162會依據活躍伺服器160的第一標記，搜尋所對應的記錄單元124。在本發明一實施例中，上述的第一標記為活躍伺服器160的MAC位址。因對應的記錄單元124是依據活躍伺服器160的MAC位址而命名的，故活躍伺服器160或虛擬機器162可依據活躍伺服器160的MAC位址，來搜尋對應的記錄單元124。然而，倘若並未搜尋到對應的記錄單元124，活躍伺服器160或虛擬機器162可自動地建立所對應的記錄單元124。
當對應的記錄單元124被找到或被建立後，活躍伺服器160及活躍伺服器160的虛擬機器162所被配置到的IP位址會分別地被記錄在所對應的記錄單元124。請參考圖3，圖3繪示了本發明一實施例之記錄單元124的資料結構。記錄單元124用以記錄多個第二標記N1～NN以及被配置的IP位址A1～AN。在本實施例中，每一第二標記N1～NN對應於活躍伺服器160或活躍伺服器160的一個虛擬機器162。在本發明一實施例中，第二標記N1～NN的其中一個可以是虛值(null)並對應於活躍伺服器160所被配置到的IP位址，而第二標記N1～NN中的其餘第二標記對應於活躍伺服器160的虛擬機器162所被配置到的IP位址。在本發明一實施例中，全部的第二標記N1～NN皆對應於活躍伺服器160的虛擬機器162，而活躍伺服器160所被配置到的IP位址則被記錄在記錄單元124的某處。
在本實施例中，當記錄單元124被建立時，第二標記N1～NN會被記錄在記錄單元124中。在本發明一實施例中，每一第二標記N1～NN及其對應所被配置的IP位址會由取得記錄單元124之存取權的活躍伺服器160或對應的虛擬機器162同時地記錄在記錄單元124。
在本發明一實施例中，IP位址A1為活躍伺服器160所被配置到的IP位址，而IP位址A2～AN為活躍伺服器160的虛擬機器162所被配置到的IP位址。此外，第二標記N1對應於活躍伺服器160，而第二標記N2～NN中的每一個對應於活躍伺服器160的一個虛擬機器162。因此，每一被配置的IP位址A1～AN可依據第二標記N1～NN而被記錄在記錄單元124的適當位置。然而，本發明並不以此為限。舉例來說，在本發明一實施例中，第二標記N1～NN在記錄單元124中的順序可以是隨機的，而被配置的IP位址A1～AN可基於第二標記N1～NN而被記錄在記錄單元124。
在每一被配置的IP位址A1～AN被記錄在記錄單元124之前，活躍伺服器160及活躍伺服器160的虛擬機器162會逐一地取得記錄單元124的存取權以將其所被配置到的IP位址記錄在記錄單元124。取得記錄單元124之存取權的活躍伺服器160或虛擬機器162被視為一個「獲授權處理單元」。當獲授權處理單元登入至上述的共享資源時，獲授權處理單元會將其所被配置到的IP位址記錄在記錄單元124。同時，獲授權處理單元所屬的群組中除了上述獲授權處理單元外的其他組成份子會被限制而無法存取記錄單元124。換言之，獲授權處理單元屬於由活躍伺服器160和其虛擬機器162所組成的群組，而獲授權處理單元取得記錄單元124的存取權，以將其所被配置到的IP位址記錄在記錄單元124。任何未取得記錄單元124存取權的伺服器及虛擬機器162將會被限制而無法存取記錄單元124。當獲授權處理單元完成記錄其所被配置到的IP位址於記錄單元124時，記錄單元124的存取權會被釋放。因此，記錄單元124的存取權可由另一個新獲授權處理單元取得，且上述新獲授權處理單元會將其所被配置到的IP位址記錄在記錄單元124。
每當有任一被配置的IP位址被記錄於記錄單元124後，獲授權處理單元判斷其群組所被配置到的IP位址是否已經全部被記錄在記錄單元124，並釋放記錄單元124的存取權。倘若獲授權處理單元判斷出並非其群組所被配置到的IP位址皆已記錄於記錄單元124，則同一群組中的另一個新獲授權處理單元取得記錄單元124的存取權，且新獲授權處理單元會將其所被配置到的IP位址記錄在記錄單元124。如此一來，對應於上述群組之被配置的IP位址將依序地被記錄在記錄單元124。請參考圖4，圖4為依據本發明一實施例在網路50中管理IP位址之方法的流程圖。在步驟S410，至少一活躍伺服器160及其至少一虛擬機器162分別地被驅動以登入網路50中的共享資源。其中，上述共享資源可以是運籌中心100或共享目錄126。在步驟S420，活躍伺服器160所對應的記錄單元124將基於活躍伺服器160的第一標記而被找到。其中，上述的第一標記可以是活躍伺服器160的MAC位址。在步驟S430，獲授權處理單元取得記錄單元124的存取權，其中獲授權處理單元為由活躍伺服器及其虛擬機器所組成的群組中的一個組成份子。在步驟S440，獲授權處理單元於登入至共享資源時記錄其所被配置到的IP位址於記錄單元124中，而群組中未取得記錄單元124之存取權的其他組成份子(除了獲授權處理單元外)則被限制而無法存取記錄單元124。在步驟S450，獲授權處理單元判斷群組的活躍伺服器160及其虛擬機器162所被配置到的IP位址是否已經全部地記錄於記錄單元124。倘若並非群組所被配置到的IP位址皆已記錄於記錄單元124，則獲授權處理單元釋放記錄單元124的存取權，且群組中的另一個新獲授權處理單元取得記錄單元124的存取權(步驟S470)，之後並重複步驟S440和S450。反之，則執行步驟S460，此時獲授權處理單元釋放記錄單元124的存取權並將記錄單元124所記錄之所被配置的IP位址傳送至儲存模組114，而儲存模組114儲存上述所被配置的IP位址。
在本發明一實施例中，每一個伺服器160會載入系統影像檔122，而所有的虛擬機器162是基於系統影像檔122而建立的。在此實施例中，上述方法還包括：在IP位址被配置到虛擬機器162之前，修改虛擬機器162的MAC位址。
因DHCP伺服器動態地將IP位址配置給伺服器160和虛擬機器162，故當伺服器160或虛擬機器162重新開啟或重新被建立時，伺服器160或虛擬機器162所被配置到的IP位址將會改變。然而，當伺服器160或虛擬機器162重新開啟或重新被建立時，伺服器160或虛擬機器162仍會將其新的所被配置到的IP位址記錄在記錄單元124。之後，記錄單元124所記錄之已更新的IP位址會被傳送到儲存模組114。如此一來，儲存模組114所記錄的IP位址將可及時地被更新並被用來遠端控制伺服器160及虛擬機器162。
綜上所述，本發明提供一種管理網路中的IP位址的方法。伺服器及虛擬機器所被配置到的IP位址會被記錄並被用來遠端控制伺服器及虛擬機器的操作。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10．．．網路
20．．．運籌中心
22．．．控制模組
24．．．DHCP伺服器
26．．．系統影像檔
30．．．伺服器
32．．．虛擬機器
50．．．網路
100．．．運籌中心
112．．．控制模組
114．．．儲存模組
116．．．監測模組
118．．．負載平衡模組
120．．．DHCP伺服器
122．．．系統影像檔
124．．．記錄單元
126．．．共享目錄
160．．．伺服器、活躍伺服器
162．．．虛擬機器
N1～NN．．．第二標記
A1～AN．．．被配置的IP位址
S410～S470．．．流程步驟
圖1為依據先前技術在網路中的運籌中心及多個伺服器的功能方塊圖。
圖2為依據本發明一實施例於網路中的運籌中心與多個伺服器之功能方塊圖。
圖3繪示了本發明一實施例之記錄單元的資料結構。
圖4為依據本發明一實施例在網路中管理網際網路協定位址之方法的流程圖。
S410～S470．．．流程步驟

Claims (8)

  1. 一種管理一網路中的網際網路協定(Internet protocol；IP)位址的方法，該方法包括下述步驟：(a)　分別地驅動多個伺服器的至少一活躍伺服器以及該活躍伺服器的至少一虛擬機器(virtual machine)登入該網路中的一共享資源，其中該些伺服器及該些伺服器的多個虛擬機器具有不同的被配置到的網際網路協定位址；(b)　依據該活躍伺服器的一第一標記，搜尋該共享資源的一記錄單元；(c)　一獲授權處理單元取得該記錄單元的存取權，其中該獲授權處理單元為一群組中的一組成份子，而該群組係由該活躍伺服器及該活躍伺服器的該至少一虛擬機器所組成；(d)　該獲授權處理單元記錄其所被配置到的網際網路協定位址於該記錄單元中，並限制該群組中除了該獲授權處理單元外的其他組成份子無法存取該記錄單元；(e)　判斷該群組的該活躍伺服器及該至少一虛擬機器所被配置到的網際網路協定位址是否已經全部地記錄於該記錄單元，並釋放該記錄單元的該存取權；(f)　倘若並非該群組的該活躍伺服器及該至少一虛擬機器所被配置到的網際網路協定位址皆已記錄於該記錄單元，則該群組的一新獲授權處理單元取得該記錄單元的該存取權，並重複步驟(d)和(e)；以及(g)　倘若該群組的該活躍伺服器及該至少一虛擬機器所被配置到的網際網路協定位址皆已記錄於該記錄單元，則將該記錄單元所記錄的網際網路協定位址傳送至該網路中的一儲存模組。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中每一該些伺服器載入一系統影像檔，而所有的該些虛擬機器基於該系統影像檔被建立，而該方法更包括：在該些網際網路協定位址被配置到該些虛擬機器之前，修改該些虛擬機器的媒體存取控制(Media Access Control；MAC)位址。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一標記為該活躍伺服器的媒體存取控制位址。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該共享資源為該網路的一運籌中心(director center)。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該共享資源為該網路中的一共享目錄。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該記錄單元為該活躍伺服器所對應的一檔案。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該儲存模組為一資料庫，用以儲存該群組的該活躍伺服器及虛擬機器所被配置到的網際網路協定位址。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該些伺服器及該些虛擬機器所被配置到的網際網路協定位址彼此不同。
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