[发明专利]一种用于支持虚拟环境中的分区之间的IP网络互连的方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及存在于共享主机上的用户实体的网络连接。更特别的，本发明的实施例允许实体不用执行网络地址转换就能网络连接。

背景技术

现在有很多种商业虚拟环境，例如和这些环境都允许在单个主机上运行多个用户实体，其中每个用户实体能够利用网际协议(IP)或类似的协议而与外部网和其它实体建立网络连接。为了支持实体间的连接，这些环境典型地向所述实体分配一个或多个地址，并通过网络地址转换(NAT)来解决涉及所述实体的数据转移。

在虚拟环境中，NAT依靠具有自身媒体访问控制(MAC)和网际协议(IP)地址的主机机器，所述地址通常由网络中的动态主机配置协议(DHCP)服务器来分配。主机机器启动自身的内部网络，其中每个客户机实体可以被分配有内部MAC和IP地址。当需要一个连接来从一个客户机实体发送数据分组到主机机器外的目标时，该连接可以被分配到主机上的一个端口，以与其它连接区分。在分组被发送到外部网之前，可以在数据分组中将源实体的内部MAC和IP地址替换为主机的MAC和IP地址、被重算的校验和以及在转换表中记录的转换，以便返回的分组可以被路由到正确的实体。

当数据分组被返回到特定端口时，可以在转换表中查找分组的目标，并且在数据分组中替换目标实体的内部MAC和IP地址。地址替换后，在将分组转发到其目标实体之前，再次重算校验和。当主机上的连接关闭时，转换表中的项被删除。由于连接仅仅是在主机上驻留的两个实体之间，因此不需要修改地址或校验和的值就能转发数据分组。

NAT具有一些限制。它必须为每个出站或入站的数据分组固定地址，从而重算校验和。通常内部网络中的NAT驻留在路由器上，因此它对系统性能的影响很小。然而在虚拟环境中，其以在主机上运行并且消耗相当多系统资源的软件来实现。NAT还违反了一些端到端协议，例如使用认证头来验证的虚拟个人网络(VPN)通道。此外，客户机实体的用户不能为了解决纷争的目的来查看或使用他们真实的(即公共)IP地址。

当两个(或更多)客户机实体使用端口路由来划分它们之间的网络通信时，每一个客户机实体都被分配了端口的范围，且在该范围中的所有通信都被分配给该客户机实体。在端口路由时，来自一个客户机实体的分组不能被发送到另一个客户机实体，因为其以太网头的源和目标域中有相同的MAC和IP。这被称为回送分组，并且一些中间驱动器可以通过使这些分组回到网络堆栈来阻止它们去往微型接口。由于例如，如果服务操作系统(OS)具有基于配置页的web，从而可以利用它来配置机器，则其将仅仅可以从外部计算机访问，而不能从性能OS访问，这就限制了系统的能力。

附图说明

在附图中举例示出了本发明的各种实施例，但并不局限于此，其中：

图1是示出了具有共享共用MAC地址的多个实体的主机的示意图。

图2是示出了具有共享共用MAC地址和共用IP地址的多个实体的主机的示意图。

图3是示出了以太网数据分组的部分结构的数据帧图。

图4是示出了地址解析数据分组的部分结构的数据帧图。

图5A是示出了单个主机上的实体之间的数据分组的回送的框图。

图5B是示出了单个主机上驻留的实体之间的数据分组的传输的框图。

图6是示出了使用辅助MAC地址，以避免用于单个主机上驻留的实体之间的传输的数据回送的流程图。

图7是示出了使用辅助MAC地址和辅助IP地址，以避免用于单个主机上驻留的实体之间的传输的数据回送的流程图。

图8是示出了根据本发明教导的计算机系统的一个实施例的示意图。

具体实施方式

描述了使得共享单个主机的实体能够网络连接的技术和体系结构。在以下说明中，为了说明目的，提出了许多具体细节以提供对本发明的完整理解。然而很明显的，对于本领域技术人员而言，本发明的实施可以不需要这些具体细节。在其它的例子中，以框图形式示出了结构和设备，以避免使本发明表述不清。

说明书中涉及的“一个实施例”或“实施例”指的是结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书各个位置处出现的短语“在一个实施例中”并不都指的是同一个实施例。