大二层层叠以太网ARP广播消除方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种大二层层叠以太网ARP广播消除方法及装置，该方法步骤包括：S1.在Infiniband网络上配置用于管理IP地址和MAC地址的对应关系的地址管理器，以及在各网络主机节点上分别配置层叠网驱动器；S2.通过层叠网驱动器侦听网络主机节点的通信，并将侦听到的IP地址和MAC地址的对应关系通过Infiniband网络注册在地址管理器上；S3.当存在虚拟机需要发送ARP广播进行地址解析时，通过层叠网驱动器截获ARP广播，并将ARP广播转换为对本地缓存查询或者地址管理器的单播请求。本发明专利技术具有实现简单、能够消除大二层层叠以太网中ARP广播报文且消除效果好、效率高等优点。

ARP Broadcasting Elimination Method and Device for Big Two-Layer Layer Ethernet

The invention discloses a method and device for eliminating ARP broadcasting in large two-tier overlapping Ethernet. The steps of the method include: S1. Configuring an address manager for managing the corresponding relationship between IP address and MAC address on Infiniband network, and configuring overlapping network drivers separately on each network host node; S2. Listening to the communication of network host nodes through overlapping network drivers, and listening to the I. The corresponding relationship between P address and MAC address is registered on the address manager through the Infiniband network; S3. When there is a virtual machine that needs to send ARP broadcasting for address resolution, ARP broadcasting is intercepted through the cascade network driver, and ARP broadcasting is translated into a unicast request for local cache query or address manager. The invention has the advantages of simple implementation, eliminating ARP broadcast messages in large two-layer overlapping ethernet, good eliminating effect and high efficiency.

【技术实现步骤摘要】
大二层层叠以太网ARP广播消除方法及装置
本专利技术涉及大二层Infiniband层叠以太网
，尤其涉及一种大二层层叠以太网ARP广播消除方法及装置。
技术介绍
在云计算中，为了能够有效的按需分配计算、存储、网络资源，需要将所有的资源采用“资源池”的方式统一管理，网络作为其中一种资源，也需要能够按需管理和分配，这就要求物理网络采用大二层的方式进行连接，使得在虚拟层能够灵活的划分虚拟子网、创建虚拟路由。在云计算中心中使用传统的以太网很难构建大二层网络(网络中有几万至几十万个节点)，这是由于一方面，以太网的转发表大小往往受到限制，很多情况下，在一个二层网络中不能容纳超过4000个节点；另一方面，以太网底层的工作方式有大量的广播报文存在，特别是ARP广播作为以太网通信握手的基础广泛存在，在大二层网络中这种ARP广播在很大程度上消耗着网络的带宽，带来网络处理性能的下降。Infiniband网络作为一种典型的系统区域网络，物理带宽、延迟的性能上远远优于传统的以太网，而且特别适合构建大二层的云计算数据中心网络，而目前的主流云计算平台还不能支持Infiniband网络。为了能够将Infiniband网络应用于云计算的数据中心，需要提供一种层叠的以太网，以能够适配主流的云计算平台，而要实现大二层层叠以太网，主要问题就在于如何能够消除ARP广播，因此亟需提供一种大二层层叠以太网ARP广播消除方法，以提高大二层层叠以太网的性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种实现简单、能够消除大二层层叠以太网中ARP广播报文且消除效果好、效率高的大二层层叠以太网ARP广播消除方法及装置。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种大二层层叠以太网ARP广播消除方法，步骤包括：S1.在Infiniband网络上配置用于管理IP地址和MAC地址的对应关系的地址管理器，以及在各网络主机节点上分别配置以太网的层叠网驱动器，所述层叠网驱动器的上层为各网络主机节点上虚拟机提供以太网网络接口，下层采用Infiniband网络机制通信；S2.通过所述层叠网驱动器侦听网络主机节点的通信，并将侦听到的IP地址和MAC地址的对应关系通过Infiniband网络注册在所述地址管理器上；S3.当存在虚拟机需要发送ARP广播进行地址解析时，通过所述层叠网驱动器截获所述ARP广播，并将所述ARP广播转换为对本地缓存查询或者所述地址管理器的单播请求。作为本专利技术方法的进一步改进，所述步骤S2的步骤包括：S21.节点注册：所述层叠网驱动器初始化时，通过Infiniband网络单播向网络上的所述地址管理器注册各网络主机节点信息，并加入到层叠网的组播组；所述地址管理器接收来自网络主机节点的注册请求，并记录节点的地址；S22.地址注册：所述层叠网驱动器侦听来自虚拟机的ARP请求和ARP应答；如果侦听到的ARP请求或ARP应答的源IP地址和MAC地址不在本地注册表中，在本地注册表中记录以及向所述地址注册管理器注册该新的IP地址和MAC地址的对应关系，所述地址管理器接收来自网络主机节点端的地址注册请求，记录IP地址和MAC地址的对应关系。作为本专利技术方法的进一步改进，所述步骤S3的步骤包括：S31.本地缓存ARP解析：在本地缓存中查询侦听到的ARP中目的IP地址所对应的MAC地址，如果查询成功，构造ARP应答，并发送给本地虚拟机；如果在本地缓存中没有所查询的目的IP地址对应的MAC地址，通过Infiniband单播向所述地址管理器查询IP地址和MAC地址的对应关系；S32.地址管理器ARP解析：所述地址管理器搜索所需查询的IP地址和MAC地址的对应关系，若查询成功，所述地址管理器将IP地址和MAC地址对应关系的查询应答通过Infiniband单播给网络主机节点，所述层叠驱动模块接收所述地址管理器发送的查询应答，并发送给本地网络主机节点的虚拟机；S33.基于广播的ARP解析：若所述地址管理器查询失败，所述地址管理器将地址解析请求通过Infiniband组播给所有注册的网络主机节点，所述层叠驱动模块接收所述地址管理器通过Infiniband组播发送的地址解析请求，根据接收到的所述解析请求构造ARP广播，并发送给本地网络主机节点的虚拟机。作为本专利技术方法的进一步改进，还包括地址保持步骤，具体步骤为：查询所述地址管理器中记录的本地虚拟机IP地址，根据IP地址构造ARP广播，并发送给本地虚拟机，若侦听到本地虚拟机的ARP应答，更新所述地址管理器中对应IP地址的更新时间。作为本专利技术方法的进一步改进，还包括全局地址作废步骤，具体步骤为：轮询所述地址管理器中IP地址的更新时间，若存在某个IP地址的最新时间超时，则向所述地址管理器发送作废请求以在所述地址管理器中删除本地的IP地址和MAC地址对应关系；接收所述地址管理器通过Infiniband组播发送到已注册的网络主机节点的IP地址作废请求，删除本地缓存中对应IP地址的地址缓存。一种大二层层叠以太网ARP广播消除装置，包括：配置模块，用于在Infiniband网络上配置用于管理IP地址和MAC地址的对应关系的地址管理器，以及在各网络主机节点上分别配置以太网的层叠网驱动器，所述层叠网驱动器的上层为各网络主机节点上虚拟机提供以太网网络接口，下层采用Infiniband网络机制通信；地址管理模块，用于通过所述层叠网驱动器侦听网络主机节点的通信，并将侦听到的IP地址和MAC地址的对应关系通过Infiniband网络注册在所述地址管理器上；ARP广播转换模块，用于当存在虚拟机需要发送ARP广播进行地址解析时，通过所述层叠网驱动器截获所述ARP广播，并将所述ARP广播转换为对本地缓存查询或者所述地址管理器的单播请求。作为本专利技术装置的进一步改进，所述层叠网驱动器包括：节点注册模块，用于对所述层叠网驱动器初始化时，通过Infiniband网络单播向网络上的所述地址管理器注册各网络主机节点信息，并加入到层叠网的组播组；侦听模块，用于通过各所述层叠网驱动器侦听来自虚拟机的ARP请求和ARP应答；地址注册单元，用于如果所述侦听模块侦听到的ARP请求或ARP应答的源IP地址和MAC地址不在本地注册表中，在本地注册表中记录以及向所述地址注册管理器注册该新的IP地址和MAC地址的对应关系；缓存响应模块，用于在本地缓存中查询侦听到的ARP中目的IP地址所对应的MAC地址，如果查询成功，构造ARP应答，并发送给本地虚拟机；远程请求模块，用于如果在本地缓存中没有所查询的目的IP地址对应的MAC地址，通过Infiniband单播向所述地址管理器查询IP地址和MAC地址的对应关系；ARP代理模块，用于接收所述地址管理器通过Infiniband组播给所有注册的网络主机节点的地址解析请求，根据接收到的所述解析请求构造ARP广播，并发送给本地网络主机节点的虚拟机，等待虚拟机的ARP应答，并以Infiniband单播形式将ARP的结果发送至所述地址管理器。作为本专利技术装置的进一步改进，所述地址管理器包括：注册管理模块，用于接收来自主机节点的Infiniband注册请求，并将物理节点和Infiniband节点的地址记录在内存的物理节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大二层层叠以太网ARP广播消除方法，其特征在于，步骤包括：S1.在Infiniband网络上配置用于管理IP地址和MAC地址的对应关系的地址管理器，以及在各网络主机节点上分别配置以太网的层叠网驱动器，所述层叠网驱动器的上层为各网络主机节点上虚拟机提供以太网网络接口，下层采用Infiniband网络机制通信；S2.通过所述层叠网驱动器侦听网络主机节点的通信，并将侦听到的IP地址和MAC地址的对应关系通过Infiniband网络注册在所述地址管理器上；S3.当存在虚拟机需要发送ARP广播进行地址解析时，通过所述层叠网驱动器截获所述ARP广播，并将所述ARP广播转换为对本地缓存查询或者所述地址管理器的单播请求。

【技术特征摘要】
1.一种大二层层叠以太网ARP广播消除方法，其特征在于，步骤包括：S1.在Infiniband网络上配置用于管理IP地址和MAC地址的对应关系的地址管理器，以及在各网络主机节点上分别配置以太网的层叠网驱动器，所述层叠网驱动器的上层为各网络主机节点上虚拟机提供以太网网络接口，下层采用Infiniband网络机制通信；S2.通过所述层叠网驱动器侦听网络主机节点的通信，并将侦听到的IP地址和MAC地址的对应关系通过Infiniband网络注册在所述地址管理器上；S3.当存在虚拟机需要发送ARP广播进行地址解析时，通过所述层叠网驱动器截获所述ARP广播，并将所述ARP广播转换为对本地缓存查询或者所述地址管理器的单播请求。2.根据权利要求1所述的大二层层叠以太网ARP广播消除方法，其特征在于，所述步骤S2的步骤包括：S21.节点注册：所述层叠网驱动器初始化时，通过Infiniband网络单播向网络上的所述地址管理器注册各网络主机节点信息，并加入到层叠网的组播组；所述地址管理器接收来自网络主机节点的注册请求，并记录节点的地址；S22.地址注册：所述层叠网驱动器侦听来自虚拟机的ARP请求和ARP应答；如果侦听到的ARP请求或ARP应答的源IP地址和MAC地址不在本地注册表中，在本地注册表中记录以及向所述地址注册管理器注册该新的IP地址和MAC地址的对应关系，所述地址管理器接收来自网络主机节点端的地址注册请求，记录IP地址和MAC地址的对应关系。3.根据权利要求1所述的大二层层叠以太网ARP广播消除方法，其特征在于，所述步骤S3的步骤包括：S31.本地缓存ARP解析：在本地缓存中查询侦听到的ARP中目的IP地址所对应的MAC地址，如果查询成功，构造ARP应答，并发送给本地虚拟机；如果在本地缓存中没有所查询的目的IP地址对应的MAC地址，通过Infiniband单播向所述地址管理器查询IP地址和MAC地址的对应关系；S32.地址管理器ARP解析：所述地址管理器搜索所需查询的IP地址和MAC地址的对应关系，若查询成功，所述地址管理器将IP地址和MAC地址对应关系的查询应答通过Infiniband单播给网络主机节点，所述层叠驱动模块接收所述地址管理器发送的查询应答，并发送给本地网络主机节点的虚拟机；S33.基于广播的ARP解析：若所述地址管理器查询失败，所述地址管理器将地址解析请求通过Infiniband组播给所有注册的网络主机节点，所述层叠驱动模块接收所述地址管理器通过Infiniband组播发送的地址解析请求，根据接收到的所述解析请求构造ARP广播，并发送给本地网络主机节点的虚拟机。4.根据权利要求1或2或3所述的大二层层叠以太网ARP广播消除方法，其特征在于，还包括地址保持步骤，具体步骤为：查询所述地址管理器中记录的本地虚拟机IP地址，根据IP地址构造ARP广播，并发送给本地虚拟机，若侦听到本地虚拟机的ARP应答，更新所述地址管理器中对应IP地址的更新时间。5.根据权利要求1或2或3所述的大二层层叠以太网ARP广播消除方法，其特征在于，还包括全局地址作废步骤，具体步骤为：轮询所述地址管理器中IP地址的更新时间，若存在某个IP地址的最新时间超时，则向所述地址管理器发送作废请求以在所述地址管理器中删除本地的IP地址和MAC地址对应关系；接收所述地址管理器通过Infiniband组播发送到已注册的网络主机节点的IP地址作废请求，删除本地缓存中对应IP地址的地址缓存。6.一种大二层层叠以太网ARP广播消除装置，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄杰，陈琳，原玉磊，
申请(专利权)人：湖南省星岳天璇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43