CN112565372A - 一种网络隔离时虚拟机与客户机的通信方法及*** - Google Patents
一种网络隔离时虚拟机与客户机的通信方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种网络隔离时虚拟机与客户机的通信***及方法,包括:虚拟机,包括虚拟串口设备,所述虚拟串口设备关联到宿主机的一个本地SOCKET设备;宿主机,作为SOCKET服务端,被配置为运行一个转发程序,监听设定的端口,接收客户机的连接请求,打开虚拟机的本地SOCKET设备,以在客户机与本地SOCKET设备之间转发数据;客户机,作为SOCKET客户端,被配置为在需要与虚拟机通信时,封装本机IP地址并向宿主机发起连接请求。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域,尤其涉及一种网络隔离时虚拟机与客户机的通信方法及***。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
超融合场景中,虚拟机之间的网络称为业务网络,而客户机与宿主机之间的网络称为办公网络。出于安全考虑,业务网络与办公网络通常是隔离的,彼此不能连通。
然而,有时需要在虚拟机与客户机之间开放特定网络应用,如:虚拟机通过iSCSI协议远程挂载客户机的光驱;则现有方案无法满足上述要求。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出了一种网络隔离时虚拟机与客户机的通信方法及***,借助于宿主机,能够在虚拟机与客户机之间搭建一条专用通道,只传输受控的特定网络应用数据。
在一些实施方式中,采用如下技术方案:
一种网络隔离时虚拟机与客户机的通信***,包括:
虚拟机,包括虚拟串口设备,所述虚拟串口设备关联到宿主机的一个本地SOCKET设备;
宿主机,作为SOCKET服务端,被配置为运行一个转发程序,监听设定的端口,接收客户机的连接请求,打开虚拟机的本地SOCKET设备,以在客户机与本地SOCKET设备之间转发数据;
客户机,作为SOCKET客户端,被配置为在需要与虚拟机通信时,封装本机IP地址并向宿主机发起连接请求。
在另一些实施方式中,采用如下技术方案:
一种网络隔离时虚拟机与客户机的通信方法,包括:
在虚拟机中添加虚拟串口设备,关联到宿主机的一个本地SOCKET设备,将客户机发送的IP地址设置为虚拟机中额外网卡或伪网卡的IP地址;
客户机封装本机IP地址并向宿主机发起连接请求;
宿主机接收客户机的连接请求,打开虚拟机对应的本地SOCKET设备;在客户机与本地SOCKET设备之间转发数据;
虚拟机监听需要通信的设定服务端口,等待本机的相应请求,在虚拟串口设备与本机设定服务端口之间转发数据。
在另一些实施方式中,采用如下技术方案:
一种虚拟机,包括虚拟串口设备,所述虚拟串口设备关联到宿主机的一个本地SOCKET设备;以在宿主机接收客户机的连接请求后,在客户机与本地SOCKET设备之间转发数据;
监听需要通信的设定服务端口,等待本机的相应请求,以在虚拟串口设备与本机设定服务端口之间转发数据。
在另一些实施方式中,采用如下技术方案:
一种宿主机,被配置为作为SOCKET服务端,监听设定的端口,并在接收客户机的连接请求后,打开虚拟机对应的本地SOCKET设备,以在客户机与本地SOCKET设备之间转发数据。
在另一些实施方式中,采用如下技术方案:
一种客户机,被配置为作为SOCKET客户端,在需要与虚拟机通信时,封装本机IP地址并向宿主机发起连接请求,以使宿主机打开虚拟机对应的本地SOCKET设备,在客户机与本地SOCKET设备之间转发数据。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明在虚拟机与客户机之间搭建一条专用通道,用于传输受控的特定网络应用数据;多种应用场景可以复用同一条通道,如3260端口的iSCSI服务、445端口的Samba服务等。
(2)本发明通道内部采用自定义协议,封装一层报头,传输额外管理数据,通道两端仍然传输原始报文;客户机运行一个转发程序,宿主机无需主动连接客户机,以此规避网闸带来的限制。
附图说明
图1是本发明实施例中网络隔离时虚拟机与客户机的通信***结构示意图。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
请对以下名词进行解释:
超融合场景:虚拟计算资源和存储资源的融合,每台服务器自带的硬盘组成存储池,以虚拟化的形式提供数据中心所需要的计算、网络、安全以及存储等资源,多套单元设备可以通过网络聚合,实现模块化的无缝横向扩展,形成统一的资源池。
虚拟机:虚拟机是一个虚拟的存在,不是一台真实的机器,是宿主机利用自身硬件资源凭空构造出来的一台虚拟机器,客户机连接宿主机的特定端口时,可以显示宿主机构造的虚拟机的***桌面,此时用户可以登录并使用虚拟机,就像使用一台真正的机器一样,而本质是使用了宿主机的资源。
宿主机:宿主机是承载虚拟机的物理主机,安装虚拟机管理软件,提供虚拟机所需的硬件资源,支撑虚拟机的创建及调度运行。
客户机:用户手边的计算机,用以连接宿主机的特定端口,显示远程虚拟机的桌面,并利用自身的输入设备(键盘、鼠标等)与虚拟机交互。
SOCKET设备:操作***提供的一种通信机制,实现TCP/IP协议的封装;支持两种通信范围,其一仅限于本机内部的通信,在Linux***中表现为一个文件,文中称为本地SOCKET设备;其二支持网络中跨主机的通信,表现为一个抽象的通信端口;SOCKET通信模型中包含两种角色:服务端和客户端。
实施例一
在一个或多个实施方式中,公开了一种网络隔离时虚拟机与客户机的通信***,适用于超融合场景中,参照图1,整体包括三个部分,客户机、宿主机、虚拟机,各个部分协同工作,在虚拟机与客户机之间搭建一条专用通道,传输受控的特定网络应用数据。
虚拟机与客户机一一对应,两者之间搭建虚拟的专用通道,对于每一对虚拟机客户机,宿主机中的转发程序都派生一个子进程,从而同时支持多个通道;
多种应用场景可以复用同一条通道,如3260的iSCSI服务、445的Samba服务等;即,需要通信的设定服务端口可以是iSCSI服务端口或者Samba服务端口。
本实施例以在虚拟机内部可以通过iSCSI协议探索并连接客户机的光驱设备为例对本发明方案进行详细说明。
虚拟机,包括虚拟串口设备,所述虚拟串口设备关联到宿主机的一个本地SOCKET设备;另外额外添加一个虚拟网卡,或者在虚拟机内部添加一个伪网卡设备,将客户机发送的IP地址设置为额外网卡或伪网卡的IP地址。
本地socket设备是宿主机的socket文件,用以为虚拟机模拟一个虚拟串口。
宿主机,作为SOCKET服务端,被配置为运行一个转发程序,监听设定的端口,接收客户机的连接请求,打开虚拟机对应的本地SOCKET设备,以在客户机与本地SOCKET设备之间转发数据;
客户机,作为SOCKET客户端,被配置为在需要与客户机通信时,封装本机IP地址并向宿主机发起连接请求;客户机一端连接宿主机的设定端口,另一端连接本机的需要通信的设定服务端口。
1)宿主机运行一个转发程序,作为SOCKET服务端,监听指定端口,等待客户机的连接请求,之后打开本地SOCKET设备,在客户机与本地SOCKET设备之间持续转发数据;
具体地,宿主机中的转发程序,作为SOCKET服务端优先启动,监听指定端口,等待客户机的连接请求,接受客户机请求之后派生一个子进程服务当前的客户机,父进程继续等待新的客户机连接请求,从而宿主机可以同时支持多个客户机的连接。
宿主机打开虚拟机对应的本地SOCKET设备,以其为媒介与虚拟机通信,宿主机本地的SOCKET设备文件在虚拟机内部表现为一个虚拟串口设备,虚拟机写入其虚拟串口,宿主机将从其本地SOCKET设备读到数据,反之亦然,宿主机写入其本地SOCKET设备文件,虚拟机将从其虚拟串口读到数据;
宿主机运行虚拟机时额外添加一块网卡,或者虚拟机内部添加一块伪网卡设备,这块额外网卡或伪网卡设备由iSCSI协议专用,虚拟机内部的转发程序从虚拟串口中读取宿主机转发的客户机的IP地址,并设置为额外网卡或伪网卡的IP地址。
对于Windows虚拟机,执行如下命令添加伪网卡:
devcon.exe install%windir%/inf/netloop.inf*msloop
备注:devcon.exe命令需要单独下载,分32位与64位。
对于Linux虚拟机,不用额外添加网卡或伪网卡设备,只需要在现有网卡上额外添加客户机的IP地址即可。
2)客户机运行一个转发程序,作为SOCKET客户端,在转发实际应用数据之前,先封装本机IP地址并发至宿主机(宿主机再转发至虚拟机内部),之后在两个端口之间持续转发数据;
客户机中的tgtd应用是iSCSI服务程序,调整其配置参数以包含本地光驱设备,供虚拟机中的iSCSI客户端使用。
3)虚拟机运行一个转发程序,首先打开宿主机为其模拟的虚拟串口设备,之后作为SOCKET服务端,监听iSCSI服务端口,等待本机的iSCSI请求;转发程序兼顾虚拟串口与iSCSI服务端口,从虚拟串口中读取客户机发送的IP地址并设置为额外网卡或伪网卡的IP地址,在虚拟串口设备与本机iSCSI服务端口之间持续转发数据。
至此,客户机与虚拟机之间的专用通道已经全线贯通。
虚拟机表面上拥有了客户机的IP地址,但是这个IP地址并不能用于客户机所属网段的常规网络通信,仅仅用于取代客户机的iSCSI服务角色,让虚拟机内部的iSCSI客户端认为本机存在一个全功能的iSCSI服务。
如果虚拟机没有设置客户机的IP,虚拟机内部的iSCSI客户端将通过网络路由寻找客户机的IP,这不会成功,因为网络是隔离的。
本实施例中,在客户机运行一个转发程序是为了增强方案的普适性,在有些网络场景中客户机与宿主机之间存在网闸设备,客户机可以主动连接宿主机,但是宿主机不能主动连接客户机,此时需要先从客户机连接宿主机从而打通两者之间的通道。
本实施例中,通道内部采用自定义协议,封装一层报头,传输额外管理数据,通道两端仍然传输原始报文,目前有3类通信数据:
1、交易代码1,终端注册,向宿主机发送本机IP及虚拟机UUID;
2、交易代码2,虚拟机内部客户端断开连接;
3、交易代码0,原始报文转发。
本实施例中,宿主机、客户机以及虚拟机运行的转发程序的目的是为了实现数据通道的贯通,转发程序本身是本领域技术人员可以实现的。
实施例二
在一个或多个实施方式中,公开了一种网络隔离时虚拟机与客户机的通信方法,包括:
在虚拟机中添加虚拟串口设备,关联到宿主机的一个本地SOCKET设备,将客户机发送的IP地址设置为虚拟机中额外网卡或伪网卡的IP地址;
客户机在转发实际数据之间,封装本机IP地址并向宿主机发起连接请求;
宿主机接收客户机的连接请求,打开虚拟机对应的本地SOCKET设备;在客户机与本地SOCKET设备之间实现连续转发数据;
虚拟机监听需要通信的设定服务端口,等待本机的相应请求,实现在虚拟串口设备与本机设定服务端口之间连续转发数据。
需要说明的是,上述过程的具体实现方式,已经在实施例一中进行详细说明,为了简洁,不再赘述。
实施例三
在一个或多个实施方式中,公开了一种虚拟机,包括虚拟串口设备,所述虚拟串口设备关联到宿主机的一个本地SOCKET设备;以在宿主机接收客户机的连接请求后,在客户机与本地SOCKET设备之间转发数据;
监听需要通信的设定服务端口,等待本机的相应请求,以在虚拟串口设备与本机设定服务端口之间转发数据。
虚拟机额外添加虚拟网卡,或者在虚拟机内部添加伪网卡设备;并将客户机发送的IP地址设置为额外网卡或伪网卡的IP地址。
需要说明的是,上述虚拟机的具体工作方式以及实现过程已经在实施例一中详细说明,不再赘述。
实施例四
在一个或多个实施方式中,公开了一种宿主机,被配置为作为SOCKET服务端,监听设定的端口,并在接收客户机的连接请求后,打开虚拟机对应的本地SOCKET设备,以在客户机与本地SOCKET设备之间转发数据。
宿主机接受客户机请求之后派生一个子进程服务当前的客户机,父进程继续等待新的客户机连接请求,宿主机能够同时支持多个客户机的连接。
需要说明的是,上述宿主机的具体工作方式以及实现过程已经在实施例一中详细说明,不再赘述。
实施例五
在一个或多个实施方式中,公开了一种客户机,被配置为作为SOCKET客户端,在需要与虚拟机通信时,首先封装本机IP地址并向宿主机发起连接请求,以使宿主机打开虚拟机对应的本地SOCKET设备,实现在客户机与本地SOCKET设备之间转发数据。
需要说明的是,上述客户机的具体工作方式以及实现过程已经在实施例一中详细说明,不再赘述。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种网络隔离时虚拟机与客户机的通信***,其特征在于,包括:
虚拟机,包括虚拟串口设备,所述虚拟串口设备关联到宿主机的一个本地SOCKET设备;
宿主机,作为SOCKET服务端,被配置为运行一个转发程序,监听设定的端口,接收客户机的连接请求,打开虚拟机的本地SOCKET设备,以在客户机与本地SOCKET设备之间转发数据;
客户机,作为SOCKET客户端,被配置为在需要与虚拟机通信时,封装本机IP地址并向宿主机发起连接请求。
2.如权利要求1所述的一种网络隔离时虚拟机与客户机的通信***,其特征在于,所述客户机一端连接宿主机的设定端口,另一端连接本机的需要通信的设定服务端口。
3.如权利要求1所述的一种网络隔离时虚拟机与客户机的通信***,其特征在于,所述虚拟机作为SOCKET服务端,监听需要通信的设定服务端口,等待本机相应的服务请求,在虚拟串口设备与本机设定服务端口之间转发数据。
4.如权利要求3所述的一种网络隔离时虚拟机与客户机的通信***,其特征在于,对虚拟机额外添加虚拟网卡,或者在虚拟机内部添加伪网卡设备;并将客户机发送的IP地址设置为额外网卡或伪网卡的IP地址。
5.一种网络隔离时虚拟机与客户机的通信方法,其特征在于,包括:
在虚拟机中添加虚拟串口设备,关联到宿主机的一个本地SOCKET设备,将客户机发送的IP地址设置为虚拟机中额外网卡或伪网卡的IP地址;
客户机封装本机IP地址并向宿主机发起连接请求;
宿主机接收客户机的连接请求,打开虚拟机对应的本地SOCKET设备;在客户机与本地SOCKET设备之间转发数据;
虚拟机监听需要通信的设定服务端口,等待本机的相应请求,在虚拟串口设备与本机设定服务端口之间转发数据。
6.一种虚拟机,其特征在于,包括虚拟串口设备,所述虚拟串口设备关联到宿主机的一个本地SOCKET设备;以在宿主机接收客户机的连接请求后,在客户机与本地SOCKET设备之间转发数据;
监听需要通信的设定服务端口,等待本机的相应请求,以在虚拟串口设备与本机设定服务端口之间转发数据。
7.如权利要求6所述的虚拟机,其特征在于,所述虚拟机额外添加虚拟网卡,或者在虚拟机内部添加伪网卡设备;并将客户机发送的IP地址设置为额外网卡或伪网卡的IP地址。
8.一种宿主机,其特征在于,被配置为作为SOCKET服务端,监听设定的端口,并在接收客户机的连接请求后,打开虚拟机对应的本地SOCKET设备,以在客户机与本地SOCKET设备之间转发数据。
9.如权利要求8所述的宿主机,其特征在于,宿主机接受客户机请求之后派生一个子进程服务当前的客户机,父进程继续等待新的客户机连接请求,宿主机能够同时支持多个客户机的连接。
10.一种客户机,其特征在于,被配置为作为SOCKET客户端,在需要与虚拟机通信时,封装本机IP地址并向宿主机发起连接请求,以使宿主机打开虚拟机对应的本地SOCKET设备,在客户机与本地SOCKET设备之间转发数据。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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