信息中心網絡上的動態虛擬機遷移的制作方法
【專利說明】信息中心網絡上的動態虛擬機遷移
[0001]相關申請案交叉申請
[0002]本發明要求2013年12月9日由Guo-Qiang Wang等人遞交的發明名稱為“信息中心網絡上的動態虛擬機遷移(Dynamic Virtual Machines Migrat1n Over Informat1nCentric Network) ”的第14/100，238號美國非臨時專利申請案的在先申請優先權，該專利申請要求2013年2月12日由Guo-Qiang Wang等人遞交的發明名稱為“用于信息中心網絡上的動態虛擬機遷移的方法(Method For Dynamic Virtual Machines Migrat1n OverInformat1n Centric Networks) ”的第61/763，622號美國臨時專利申請案的在先申請優先權，這兩個在先申請的內容均以引入的方式并入本文本中，如全文再現一般。
[0003]關于由聯邦政府贊助研究或開發的聲明
[0004]研究或開發
[0005]不適用。
[0006]參考縮微膠片附錄
[0007]不適用。
【背景技術】
[0008]虛擬機(VM)是用于共享數據中心系統和/或計算能力、路由和數據存儲等網絡資源的虛擬化軟件系統。一個VM可同時與其它VM在一臺服務器上運行。VM操作可能需要支持數據中心服務器之間的迀移，以便有效地利用數據中心和/或網絡資源并動態地維持VM的生命周期。VM從一臺服務器到另一臺服務器的迀移可能需要專用網絡和集中存儲能力。此外，迀移可能需要在移動之后保持VM的互聯網協議(IP)/媒體接入控制(MAC)地址不變。這個過程可被稱作大型二層(L2)路由網絡。某些網絡技術的發展可允許VM在骨干路由網中移動。這些要求可能無法隨著現代數據中心(DC)和/或網絡中的服務器和/或路由器的不斷增多而很好地擴展。此外，在地理上分散的數據中心和接入網之間迀移大規模VM會使該過程進一步復雜化。因此，可能需要一種在不進一步復雜化該過程的情況下解決可擴展性的VM迀移方法。
【發明內容】
[0009]在一項實施例中，本發明包括一種裝置，所述裝置包括存儲器和耦合到所述存儲器的處理器，其中所述存儲器包含指令，當所述處理器執行所述指令時，使所述裝置從托管VM的第一服務器上運行的VM代理接收迀移請求，其中所述迀移請求包括與所述VM關聯的VM標識符，所述VM標識符包括全局唯一的VM名稱和與所述第一服務器關聯的當前VM地址，與所述VM關聯的數據包基于所述VM標識符被路由到所述VM ;以及指示在第二服務器上運行的VM代理接收來自所述第一服務器的所述VM以響應于所述迀移請求，其中所述第二服務器接收所述VM，在所述第二服務器接收所述VM之后，所述VM名稱保持不變而所述當前VM地址變為與所述第二服務器關聯。
[0010]在另一項實施例中，本發明包括一種服務器，所述服務器包括至少一個管理所述服務器托管的多個VM的虛擬機監視器，以及與所述虛擬機監視器通信的VM代理，所述VM代理用于從所述虛擬機監視器接收含第一 VM業務配置文件的移動性消息，其中所述第一VM業務配置文件包括與第一 VM關聯的VM標識符、與所述第一 VM服務的至少一個客戶端關聯的VM客戶端標識符，以及含可共享資源和不可共享資源的VM配置文件，第一 VM可啟動映像可從所述可共享資源和所述不可共享資源中組裝，所述VM標識符包括全局唯一的第一 VM名稱和與所述服務器關聯的當前第一 VM地址，與所述第一 VM關聯的數據包基于所述VM標識符被路由到所述第一 VM ;以及將迀移請求發送給第一網絡域的VM移動性管理器(VMMM)以響應于所述移動性消息，其中所述迀移請求包括所述第一 VM業務配置文件，所述迀移請求使所述第一網絡域VMMM將迀移匹配消息發送給所述第一網絡域內的任意VM代理和第二網絡域的VMMM，所述迀移匹配消息包括所述第一 VM業務配置文件。
[0011]在另一項實施例中，本發明包括一種方法，所述方法包括從托管VM的第一服務器上運行的VM代理接收迀移請求，所述迀移請求包括與所述VM關聯的VM標識符，所述VM標識符包括全局唯一的VM名稱和與所述第一服務器關聯的當前VM地址，與所述VM關聯的數據包基于所述VM標識符被路由到所述VM ;以及指示在第二服務器上運行的VM代理接收來自所述第一服務器的所述VM以響應于所述迀移請求，其中所述第二服務器接收所述VM，所述VM名稱保持不變而所述當前VM地址在所述第二服務器接收所述VM之后變為與所述第二服務器關聯。
【附圖說明】
[0012]為了更透徹地理解本發明，現參閱結合附圖和【具體實施方式】而描述的以下簡要說明，其中的相同參考標號表不相同部分。
[0013]圖1是DC網絡的實施例的示意圖。
[0014]圖2是圖1的DC網絡中的服務器的實施例的示意圖。
[0015]圖3是通過基于地址的移動性控制支持VM移動性的DC網絡的實施例的示例圖。
[0016]圖4示出了通過基于名稱的移動性控制支持移動節點(MN)移動性的移動網絡的實施例。
[0017]圖5是虛擬機監視器在服務器上建立VM的方法的實施例的流程圖。
[0018]圖6是通過基于地址的數據路由支持VM移動性的DC網絡的實施例的示例圖。
[0019]圖7是通過基于名稱的數據路由支持VM移動性的DC網絡的實施例的示例圖。
[0020]圖8是通過基于名稱的移動性控制和基于名稱的數據路由支持VM移動性的網絡的實施例的示例圖。
[0021]圖9是可在DC網絡中實施的VM移動性管理方法的實施例的示例圖。
[0022]圖10是具有以太網光纖通道(FCoE)疊加的支持基于名稱的VM移動性的DC網絡的實施例的示意圖。
[0023]圖11是網元的實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]首先應理解，盡管下文提供一項或多項實施例的說明性實施方案，但所公開的系統和/或方法可使用任何數目的技術來實施，無論該技術是當前已知還是現有的。本發明決不應限于下文所說明的說明性實施方案、附圖和技術，包括本文所說明并描述的示例性設計和實施方案，而是可在所附權利要求書的范圍以及其等效物的完整范圍內修改。
[0025]虛擬化可在DC網絡中使用以使多個VM在單個物理計算機(例如，服務器)上運行。服務器可操作虛擬機監視器，虛擬機監視器可充當VM的平臺以提供對服務器的共享處理器、內存、存儲器和/或網絡路由資源的訪問。VM從一臺服務器到另一臺服務器的動態移動(例如，實時迀移)可以允許進行動態負載均衡或工作分發，這在DC網絡中是有利的。由于許多DC網絡在二層中實施，所以可使用二層(例如，以太網)和/或2.5層(例如，多協議標記交換(MPLS)技術)來實施VM移動性。如果包在服務器機架內交換和/或在服務器機架之間(例如，完全在二層中)橋接，那么DC網絡可被視作基于二層。從IP角度而言(例如，網絡層/開放系統互連(0SI)三層)，二層網絡服務器節點可連接到單條鏈路。基于二層的網絡允許VM移動性，但是可能無法很好地在地址解析協議(ARP)等地址解析協議下進行擴展。所公開的VM系統、裝置和/或方法在DC網絡的上下文中進行描述。然而，所公開的VM移動性還可在面向服務的接入網的上下文中實施。
[0026]本文公開了一種在DC網絡中將VM從源服務器迀移到目標服務器的系統、裝置和/或方法。DC網絡可包括多個網絡域，并且源服務器可位于與目標服務器不同的網絡域中。全局唯一的VM標識符(例如，IP和/或MAC地址)可在迀移之后保持不變。托管VM的服務器可以作為VM的附著點(PoA)，因此可作為與VM關聯的任意數據流量的網絡代理。DC網絡域網關可作為DC網絡域內的服務器所托管的任意VM的本地移動性錨點。VM移動性管理器(VMMM)可耦合到DC網絡網關并且可管理與DC網絡域內的服務器關聯的VM的預訂和切換。VMMM可在它的DC網絡域內執行以下操作:實現數據流錨定控制；促進DC網絡負載均衡；維護與DC網絡域關聯的任意VM的VM業務配置文件；促進DC網絡域間和/或內實體名稱解析和通信；以及提高上下文感知的VM資源管理。DC網絡域間和/或內通信的形式可以是多播、組播、單播或雙播。此外，VMMM可與業務分發網絡(SDN)功能集成。第一DC網絡域中的VMMM可與第二 DC網絡域中的VMMM協調進行任何DC網絡域間功能。DC網絡內實現并且能夠本地存儲數據包并且路由數據包的路由器和/或交換機可以是信息中心網絡(ICN)。
[0027]圖1示出了 DC網絡100的實施例，在DC網絡100中，可能發生VM和其它實體的移動性。DC網絡100可使用基于機架的架構，在該架構中，多個設備或機器(例如，服務器)可被放置在機架單元中。出于說明性目的，其中一個機架示為機架110，其中一臺機器示為安裝在機架110上的服務器112。機架上可能存在機架(ToR)交換機，例如位于機架110上的ToR交換機120。還可能存在尾行交換機或匯聚交換機，例如匯聚交換機130，每個尾行交換機或匯聚交換機與多個ToR交換機120和路由器互聯。多個路由器可用于互聯其它路由器和交換機。例如，路由器140可耦合到其它路由器和包含匯聚交換機130的交換機。
[0028]核心交換機和/或路由器可用于將DC網絡100與另一 DC網絡的網關或與互聯網互聯。匯聚交換機130和ToR交換機120可形成DC內網絡。路由器140可向另一 DC網絡或互聯網提供網關。DC網絡100可實施疊加網絡并且可包括大量機架、服務器、交換機和路由器。由于每臺服務器可托管在VM上運行的大量應用程序，所以DC網絡100會變得非常復雜。DC網絡100中的服務器可托管多個VM。為了促進一臺物理服務器(例如，服務器112)托管的多個VM之間的通信，可在服務器112上設置一個或多個虛擬機監視器。
[0029]圖2示出了 DC網絡100中的服務器112的實施例，DC網絡100包括虛擬機監視器210和耦合到虛擬機監視器210的多個VM 220(圖2中的編號為220)。虛擬機監視器210可用于管理VM 220，