[发明专利]虚拟机网络的数据包转发方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟机网络技术，尤其涉及一种虚拟机网络的数据包转发方法和装置。

背景技术

近年来，随着网络、通讯等各种技术的日趋成熟以及应用的深入，网络中聚合了各种计算资源、存储资源、数据资源等，但由于物理平台的异构以及灵活多样的应用需求等各种因素导致这些资源难以有效利用。针对上述情况，虚拟机技术应运而生，其能有效利用和共享这些资源。计算资源的虚拟化可以提供动态构建的方式，根据应用任务的需求对资源共享和动态部署，以便动态的建立基于分布式计算资源的虚拟计算环境，并且虚拟化技术可以屏蔽硬件设备的异构性，消除软件对硬件的独占性，这些特点使得计算资源在使用方面上更高效透明。

虚拟机技术可以很好的解决单机的应用，提供隔离的运行环境，但复杂的网络应用往往需要多机协同，这必须将多个虚拟机连接成网络来满足需求。但通常的情况下，虚拟机网络中的虚拟机可能分布在不同的宿主机上，并且宿主机可能分布在不同的网络中，这就需要将不同网络的虚拟机连接起来形成独立的虚拟机网络。上述技术可称为面向虚拟计算环境的分布式虚拟机网络技术。

面向虚拟计算环境的分布式虚拟机网络技术需要面向虚拟机网络的特点来设计。虚拟机网络的特点包括：虚拟机网络动态变化，即要求虚拟节点加入或者退出网络时仍能保证构建的虚拟机网络持续运行；数据传输性能高，从而能够适应虚拟机通常承载的计算工作；协同性好，虚拟机网络应用特点要求虚拟机互相协同，其网络规模为十几到几十个虚拟机节点，且虚拟机节点不需要加入物理网络。

考虑对虚拟机网络的上述特点，如何在虚拟环境的层面构建和管理虚拟机网络已成为目前的一个热点研究问题。目前常见的虚拟机网络技术有如下几种：

1)“N2N”使用二层虚拟局域网技术，采用点对点(Point to Point；以下简称：P2P)的架构，但由于其形成的虚拟机网络是静态的，所以不能够进行动态调整；并且在数据包转发的时候并没有采用组播的方式，使得网络中的数据效率不够高。

2)虚拟分布式以太网(Virtual Distributed Ethemet；以下简称：VDE)是一种自适应的虚拟以太网技术，主要通过虚拟交换机(vde_switch)来连接虚拟机网络设备或者互联来构成虚拟机网络体系架构。该虚拟机网络采用客户端/服务器(Client/Server；以下简称：C/S)架构，虚拟机网络在虚拟节点加入或者退出时不能灵活动态调整；并且在数据包转发的时候需要专门的端口加入进行相应的转发，使得虚拟机网络中的数据传输效率很低。

3)基于P2P网络之上的IP隧道技术的网络虚拟化技术(IP Over P2P；以下简称：IPOP)是利用P2P技术发展的成果，构建P2P覆盖网络之上的虚拟机网络。但是在解析介质访问控制(Media Access Control；以下简称：MAC)地址的时候使用分布式哈希表(Distributed Hash Table；以下简称：DHT)得到MAC地址，致使虚拟机网络中的数据传输效率不高，并且DHT比较适合大型的网络维护，应用于虚拟机网络中则维护成本较高。

4)开放式虚拟专用网络(Open Virtual Private Network；以下简称：OpenVPN)构架虚拟机节点形成虚拟机网络，此时虚拟机网络是物理网络的拓展，需要中心服务器的接入点，故采用C/S模式。由于这种架构对服务器过分的依赖，将造成严重的瓶颈问题，导致整个网络的灵活性以及效率表现均不够好。

从以上介绍中可以看出，当前面向虚拟计算环境的分布式虚拟机网络技术存在着如下缺陷：目前基于多宿主机的虚拟机网络由于作为物理网络的延伸，常常采用C/S的方式来架构网络，但C/S模式在网络中由于过分依赖于中心节点的处理能力，造成网络中的瓶颈，无法在中心节点停机后网络还能继续稳定；并且由于各个节点间的转发都需要服务节点的参与，导致整个网络效率低下、不够灵活。因此C/S的模式不能适应需求。