CN104320282A - 虚拟边缘端口汇聚***中虚拟机主备切换方法及物理主机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚拟边缘端口汇聚***中虚拟机主备切换的方法和物理主机，该方法包括：备虚拟机切换为主虚拟机时，备虚拟机所在物理主机上的VFE接收备虚拟机所在物理主机发送的转发通道使能消息，转发通道使能消息携带备虚拟机对应的虚拟端口的端口信息；备虚拟机所在物理主机上的VFE向VCE发送携带虚拟端口的端口信息的修改事件，以使VCE下发携带虚拟端口的端口信息的关联事件给ToR，使ToR根据关联事件携带的虚拟端口的端口信息激活自身与该虚拟端口之间的转发通道。

Description

虚拟边缘端口汇聚***中虚拟机主备切换方法及物理主机

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种虚拟边缘端口汇聚***中虚拟机主备切换方法及物理主机。

背景技术

服务器边缘虚拟桥接技术(Edge Virtual Bridging，EVB)应用于数据中心服务器，在其上的虚拟交换机中实现，用于简化虚拟服务器的流量转发实现，对虚拟服务器的网络交换、流量管理和策略下发进行集中控制，并能在虚拟机迁移时实现网络管理和策略的自动迁移。

支持EVB的虚拟交换机分为虚拟边缘交换机(VEB，Virtual Edge Bridge)和虚拟边缘端口汇聚交换机(Virtual Edge Port Aggregator，VEPA)。VEPA将虚拟机产生的网络流量全部交由与服务器相连的物理交换机进行处理，即使同一台服务器上的虚拟机间流量，也将在物理交换机上查表处理后，再回到目的虚拟机上，如图1所示，虚拟机1(Virtual Machine，VM1)、虚拟机2(VM2)、虚拟机3(VM3)是位于同一台服务器上的三个不同的虚拟机，VM1发送给VM3的流量通过VEPA发送至机架顶部交换机(Top of Rack Switch，ToR)进行查表，查表后流量回到VEPA，根据查到的出端口发送至VM3。VEPA方式不仅借助物理交换机解决了虚拟机间的流量转发，同时还实现了对虚拟机流量的监管，并且将虚拟机接入层网络纳入到传统服务器接入网络管理体系中。

然而，现有的VEPA***无法实现主备功能，一旦虚拟机出现故障，该虚拟机上的所有进程都会结束，程序和未保存的用户输入信息都会丢失。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种虚拟边缘端口汇聚VEPA***虚拟机主备切换的方法及物理主机。

本发明提出的技术方案是：

虚拟边缘端口汇聚***中虚拟机的主备切换方法，VEPA***包含虚拟中心服务器vCenter Server、虚拟控制引擎(Virtual Controller Engine，VCE)、机架顶部交换机ToR和至少两个物理主机，主虚拟机和备虚拟机分别位于不同的物理主机上，该方法包括：

备虚拟机切换为主虚拟机时，备虚拟机所在物理主机上的虚拟转发引擎(Virtual Forwarding Engine，VFE)接收备虚拟机所在物理主机发送的转发通道使能消息，转发通道使能消息携带备虚拟机对应的虚拟端口的端口信息；

备虚拟机所在物理主机上的VFE向VCE发送携带虚拟端口的端口信息的修改事件，以使VCE下发携带虚拟端口的端口信息的关联事件给ToR，使ToR根据关联事件携带的虚拟端口的端口信息激活自身与该虚拟端口之间的转发通道。

一种物理主机，该物理主机应用于VEPA***，VEPA***还包含虚拟中心服务器vCenter Server、虚拟控制引擎VCE、机架顶部交换机ToR，该物理主机包括虚拟机和虚拟转发引擎VFE，该虚拟机为另一物理主机上虚拟机的备虚拟机，VFE进一步包括第一接收模块和发送模块，

第一接收模块，用于当备虚拟机切换为主虚拟机时，接收该物理主机发送的转发通道使能消息，转发通道使能消息携带备虚拟机对应的虚拟端口的端口信息；

发送模块，用于向VCE发送携带虚拟端口的端口信息的修改事件，以使VCE下发携带虚拟端口的端口信息的关联事件给ToR，使ToR根据关联事件携带的虚拟端口的端口信息激活自身与该虚拟端口之间的转发通道。

综上，本发明提出了一种虚拟边缘端口汇聚***虚拟机的主备切换方法及物理主机，在该方法中，vCenter Server为主虚拟机创建一个备虚拟机，当主虚拟机出现故障时，vCenter Server发送切换通知报文给备虚拟机所在的物理主机，该物理主机转发该切换通知报文给备虚拟机，使得备虚拟机将自身由备虚拟机切换为主虚拟机，并通过该物理主机上的VFE向VCE发送携带切换后的主虚拟机对应的虚拟端口的端口信息的修改事件，使得VCE下发携带该虚拟端口的端口信息的关联事件给ToR，令ToR激活该虚拟端口与ToR之间的转发通道，使得切换后的主虚拟机的流量通过该转发通道转发。

附图说明

图1为VEPA***虚拟机的流量转发示意图；

图2为本发明技术方案的流程图；

图3为本发明实施例中的VEPA***示意图；

图4为本发明实施例的流程图；

图5为本发明实施例的物理主机结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点表达的更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

本发明实施例的技术方案是：

如图2所示，本发明一种虚拟边缘端口汇聚VEPA***虚拟机的主备切换方法，VEPA***包含vCenter Server、VCE、ToR和至少两个物理主机，主虚拟机和备虚拟机分别位于不同的物理主机上，该方法包括以下步骤：

步骤201：备虚拟机切换为主虚拟机时，备虚拟机所在物理主机上的VFE接收备虚拟机所在物理主机发送的转发通道使能消息，转发通道使能消息携带备虚拟机对应的虚拟端口的端口信息。

步骤202：备虚拟机所在物理主机上的VFE向VCE发送携带虚拟端口的端口信息的修改事件，以使VCE下发携带该虚拟端口的端口信息的关联事件给ToR，使ToR根据关联事件携带的虚拟端口的端口信息激活自身与该虚拟端口之间的转发通道。

为了便于说明，假设VEPA***中包含第一物理主机和第二物理主机，第一物理主机上包含第一虚拟机和第一VFE，第二物理主机上包含第二虚拟机和第二VFE，其中，vCenter Server将第一虚拟机设置为主虚拟机，将第二虚拟机设置为第一虚拟机的备虚拟机，即第一虚拟机是激活状态，负责流量的转发与处理，第二虚拟机作为第一虚拟机的备虚拟机，不参与流量的转发。

当vCenter Server检测到第一虚拟机故障后，发送切换通知报文给第二物理主机，由第二物理主机将该切换通知报文转发给第二虚拟机，使得第二虚拟机接收到该切换通知报文后将自身由备虚拟机切换为新的主虚拟机，接替第一虚拟机的工作。

第二虚拟机变更为主虚拟机后，第二物理主机下发携带第二虚拟机对应虚拟端口的端口信息的转发通道使能消息给第二VFE，确认第二虚拟机的流量通过该虚拟端口转发。其中，该第二虚拟机对应的虚拟端口是第二虚拟机被vCenter Server初始时设置为备虚拟机后，第二VFE为第二虚拟机创建的负责转发第二虚拟机的流量的虚拟端口，第二虚拟机的所有流量(包括第二虚拟机发给其他虚拟机的流量和其他虚拟机发给第二虚拟机的流量)都通过该虚拟端口转发。

当第二VFE接收到第二物理主机下发的携带第二虚拟机对应虚拟端口的端口信息的转发通道使能消息后，向VCE发送携带第二虚拟机对应虚拟端口的端口信息的修改事件，请求VCE将该虚拟端口与ToR之间的虚拟服务器接口发现和配置协议(Virtual Station Interface Discovery and Configuration Protocol，VDP)通道作为第二虚拟机的转发通道，以使第二虚拟机的流量通过该转发通道转发。

VCE接收到第二VFE发送的修改事件后，下发携带修改事件携带的第二虚拟机对应虚拟端口的端口信息的关联事件给ToR，使ToR根据该关联事件携带的第二虚拟机对应虚拟端口的端口信息激活自身与该虚拟端口之间的VDP通道，将该VDP通道作为第二虚拟机的流量转发通道，使得第二虚拟机的流量通过上述虚拟端口经转发通道进行转发。

初始时，vCenter Server将第一虚拟机设置为主虚拟机，将第二虚拟机设置为第一虚拟机的备虚拟机，之后，第一虚拟机与第二虚拟机各自对应的VFE分别创建虚拟端口，具体地，第一VFE为第一虚拟机创建第一虚拟端口并激活，第二VFE为第二虚拟机创建第二虚拟端口并激活，上述虚拟端口激活后均具备转发流量的功能，但由于各自与ToR之间的VDP通道尚未激活，因此还不能通过激活后的虚拟端口向外转发流量。

之后，由于第一虚拟机为主虚拟机，因此第一物理主机下发携带第一虚拟端口的端口信息的转发通道使能消息给第一VFE，第一VFE接收到携带第一虚拟端口的端口信息的转发通道使能消息后，向VCE发送携带第一虚拟端口的端口信息的修改事件。该修改事件携带的第一虚拟端口的端口信息至少包括第一虚拟端口的MAC地址，还可以包括第一虚拟端口的端口名称、第一虚拟端口所在主机以及该主机的标识、端口状态等信息，在此不做限定。VCE接收到该修改事件后，下发携带第一虚拟端口的端口信息的关联事件给ToR，使得ToR接收到该关联事件后，根据关联事件携带的第一虚拟端口的端口信息激活自身与第一虚拟端口之间的第一VDP通道。之后，第一虚拟机的流量就可以通过第一虚拟端口经第一VDP通道进行转发。

在第一虚拟机故障之前，由于第一虚拟机是主虚拟机，第一VFE上的第一虚拟端口与ToR之间的第一VDP通道是激活状态，负责转发第一虚拟机的流量；当第一虚拟机故障后，VCE将第二VDP通道激活，第二虚拟机的流量通过第二虚拟端口经第二VDP通道进行转发，使得第二虚拟机接替第一虚拟机的工作。

下面结合具体实施例对上述VEPA虚拟机主备切换的方法进行详细说明。

本实施例以图3所示VEPA***为例，假设第一虚拟机为VM1-1，第二虚拟机为VM2-1，VFE1负责转发VM1-1的流量，VFE2负责转发VM2-1的流量。本实施例以VM1-1和VM2-1作为主备虚拟机为例对本发明技术方案进行说明，图4为本实施例的流程图，如图4所示，包括以下步骤：

步骤401：vCenter Server设置VM1-1为主虚拟机，设置VM2-1为备虚拟机。

本步骤中，vCenter Server设置VM1-1和VM2-1的主备关系，假定VM1-1为主虚拟机，VM2-1为备虚拟机。虚拟机的主备关系确定后，也就确定了VM1-1作为活动状态的虚拟机进行流量的发送和接收。VM2-1作为VM1-1的备虚拟机，不接收任何数据。

同理，其它每个虚拟机进行通信之前，vCenter Server都会为其创建一个备虚拟机，以实现主备功能，例如，图3中的VM1-2发送流量之前，vCenterServer将其设置为主虚拟机，并将VM2-2设置为VM1-2的备虚拟机。

步骤402：VFE1为VM1-1创建第一虚拟端口，并将第一虚拟端口激活。

本步骤中，第一虚拟端口是VFE1上负责转发VM1-1的流量的虚拟端口，第一虚拟端口创建后，VFE1将其激活，激活后的第一虚拟端口具备支持流量转发的功能，但由于与ToR之间的VDP通道尚未激活，因此还不能通过激活后的虚拟端口向外转发流量。

步骤403：VFE2为VM2-1创建第二虚拟端口，并将第二虚拟端口激活。

本步骤中，第二虚拟端口是VFE2上负责转发VM2-1的流量的虚拟端口，第二虚拟端口创建后，VFE2将其激活，激活后的第二虚拟端口同激活后的第一虚拟端口一样，具备支持流量转发的功能，但由于与ToR之间的VDP通道尚未激活，因此还不能通过激活后的虚拟端口向外转发流量。

其中，步骤402，步骤403不分先后。

步骤404：第一物理主机发送携带第一虚拟端口的端口信息的转发通道使能消息给VFE1。

转发通道使能消息用于将该消息携带的虚拟端口指定为转发与该虚拟端口对应的虚拟机的流量，第一物理主机只向与主虚拟机对应的虚拟端口所在的VFE发送转发通道使能消息。这里，转发通道使能消息优选为UPDATE_ETH_FRP消息，由于VM1-1为主虚拟机，与其对应的虚拟端口为第一虚拟端口，因此第一物理主机发送携带第一虚拟端口的端口信息的UPDATE_ETH_FRP消息给VFE1。

步骤405：VFE1发送携带第一虚拟端口的端口信息的修改事件给VCE。

步骤404中，VFE1接收到第一物理主机发送的携带第一虚拟端口的端口信息的转发通道使能消息后，确认VM1-1的流量要通过第一虚拟端口进行转发，则发送携带第一虚拟端口的端口信息的修改事件给VCE。第一虚拟端口的端口信息至少包括第一虚拟端口的MAC地址，还可以包括第一虚拟端口的端口名称、第一虚拟端口所在主机以及该主机的标识、端口状态等信息中的一个或多个。

转发通道为VDP通道，VDP通道为ToR与VFE上的虚拟端口之间的通道。在本实施例中，第一虚拟端口与ToR之间的VDP通道为第一VDP通道，第二虚拟端口与ToR之间的VDP通道为第二VDP通道。

步骤406：VCE下发携带第一虚拟端口的端口信息的关联事件给ToR，使ToR根据该关联事件携带的第一虚拟端口的端口信息激活自身与该第一虚拟端口之间的转发通道。

VCE下发携带第一虚拟端口的端口信息的关联事件给ToR，使得ToR根据该关联事件携带的第一虚拟端口的端口信息，激活自身与第一虚拟端口之间的第一VDP通道，使得VM1-1的流量可以通过第一VDP通道转发。之后，VM1-1发出的所有流量都通过第一VDP通道转发给ToR进行查表转发。

步骤407：vCenter Server检测到VM1-1故障，发送切换通知报文给第二物理主机，由第二物理主机将该切换通知报文转发给VM2-1，VM2-1将自身由备虚拟机切换为主虚拟机。

如果VM1-1发生故障，例如VM1-1宕机，当vCenter Server检测到后，发送切换通知报文给第二物理主机，由第二物理主机将该切换通知报文转发给VM2-1，VM2-1将自身由备虚拟机切换为主虚拟机。

步骤408：第二物理主机发送携带第二虚拟端口的端口信息的转发通道使能消息给VFE2。

由于VM2-1此时已切换为主虚拟机，因此第二物理主机发送携带第二虚拟端口的端口信息的转发通道使能消息给VFE2。

步骤409：VFE2发送携带第二虚拟端口的端口信息的修改事件给VCE。

步骤408中，VFE2接收到第二物理主机发送的携带第二虚拟端口的端口信息的转发通道使能消息后，确认VM2-1的流量要通过第二虚拟端口进行转发，则发送携带第二虚拟端口的端口信息的修改事件给VCE。第二虚拟端口的端口信息至少包括第二虚拟端口的MAC地址，还可以包括第二虚拟端口的端口名称、第二虚拟端口所在主机以及该主机的标识、端口状态等信息中的一个或多个。

步骤410：VCE下发携带第二虚拟端口的端口信息的关联事件给ToR，使ToR根据该关联事件携带的第二虚拟端口的端口信息激活自身与该第二虚拟端口之间的转发通道。

VCE下发携带第二虚拟端口的端口信息的关联事件给ToR，使得ToR根据该关联事件携带的第二虚拟端口的端口信息，激活自身与第二虚拟端口之间的第二VDP通道，使得VM2-1的流量可以通过第二VDP通道转发。之后，VM2-1发出的所有流量都通过第二VDP通道转发给ToR进行查表转发。

由于VM2-1上启动的服务是与VM1-1上的服务完全相同的，当VM1-1出现故障时，VM2-1可接替VM1-1对外提供相同的服务。

本实施例具有以下技术效果：

通过主备虚拟机的正确切换，使得主虚拟机出现故障后，备虚拟机可以升级为新的主虚拟机，迅速接管原主虚拟机的业务，对外提供相同的服务。

针对上述方法，本申请还公开一种物理主机，该物理主机应用于VEPA***，该VEPA***还包含vCenter Server、VCE和ToR，该物理主机包括VFE510和虚拟机520，虚拟机520为另一物理主机上虚拟机的备虚拟机，VFE模块510进一步包括第一接收模块511和发送模块512，

第一接收模块511，用于当备虚拟机切换为主虚拟机时，接收该物理主机发送的转发通道使能消息，转发通道使能消息携带备虚拟机对应的虚拟端口的端口信息；

发送模块512，用于向VCE发送携带虚拟端口的端口信息的修改事件，以使VCE下发携带该虚拟端口的端口信息的关联事件给ToR，使ToR根据关联事件携带的虚拟端口的端口信息激活自身与该虚拟端口之间的转发通道。

虚拟机520进一步包括第二接收模块521和切换模块522：

第二接收模块521，用于接收该物理主机转发的切换通知报文，切换通知报文是vCenter Server检测到备虚拟机对应的主虚拟机故障后发送给该物理主机的；

切换模块522，用于将备虚拟机切换为主虚拟机。

虚拟端口的端口信息包括，该虚拟端口的MAC地址及该虚拟端口所在的物理主机。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种虚拟边缘端口汇聚VPEA***虚拟机的主备切换方法，其特征在于，所述VEPA***包含虚拟中心服务器vCenter Server、虚拟控制引擎VCE、机架顶部交换机ToR和至少两个物理主机，主虚拟机和备虚拟机分别位于不同的物理主机上，该方法包括：

所述备虚拟机切换为主虚拟机时，所述备虚拟机所在物理主机上的VFE接收所述备虚拟机所在物理主机发送的转发通道使能消息，所述转发通道使能消息携带所述备虚拟机对应的虚拟端口的端口信息；

所述备虚拟机所在物理主机上的VFE向所述VCE发送携带所述虚拟端口的端口信息的修改事件，以使所述VCE下发携带所述虚拟端口的端口信息的关联事件给所述ToR，使所述ToR根据所述关联事件携带的所述虚拟端口的端口信息激活自身与所述虚拟端口之间的转发通道。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述备虚拟机切换为主虚拟机具体包括：

所述备虚拟机接收到所述备虚拟机所在物理主机转发的切换通知报文后将自身切换为主虚拟机，其中，所述切换通知报文是所述vCenter Server检测到与所述备虚拟机位于不同物理主机上的主虚拟机故障后发送给所述备虚拟机所在物理主机的。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转发通道是虚拟服务器接口发现和配置协议通道。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述虚拟端口的端口信息包括，所述虚拟端口的MAC地址及所述虚拟端口所在的物理主机。

5.一种物理主机，其特征在于，该物理主机应用于虚拟边缘端口汇聚VEPA***，所述VEPA***还包含虚拟中心服务器vCenter Server、虚拟控制引擎VCE、机架顶部交换机ToR，所述物理主机包括虚拟机和虚拟转发引擎VFE，所述虚拟机为另一物理主机上虚拟机的备虚拟机，所述VFE进一步包括第一接收模块和发送模块，

所述第一接收模块，用于当备虚拟机切换为主虚拟机时，接收所述物理主机发送的转发通道使能消息，所述转发通道使能消息携带所述备虚拟机对应的虚拟端口的端口信息；

所述发送模块，用于向所述VCE发送携带所述虚拟端口的端口信息的修改事件，以使所述VCE下发携带所述虚拟端口的端口信息的关联事件给所述ToR，使所述ToR根据所述关联事件携带的所述虚拟端口的端口信息激活自身与所述虚拟端口之间的转发通道。

6.根据权利要求5所述的物理主机，其特征在于，所述虚拟机包括第二接收模块和切换模块，

所述第二接收模块，用于接收所述物理主机转发的切换通知报文，所述切换通知报文是所述vCenter Server检测到所述备虚拟机对应的主虚拟机故障后发送给所述物理主机的；

所述切换模块，用于将所述备虚拟机切换为主虚拟机。

7.根据权利要求5所述的物理主机，其特征在于，所述转发通道是虚拟服务器接口发现和配置协议通道。

8.根据权利要求5所述的物理主机，其特征在于，所述虚拟端口的端口信息包括，所述虚拟端口的MAC地址及所述虚拟端口所在的物理主机。