基于VXLAN技术的电力业务虚拟机装置的制作方法

文档序号:12315423阅读:177来源:国知局

本实用新型涉及网络体系架构,具体地说是涉及传统网络体系架构的改造,尤其涉及基于VXLAN技术的电力业务虚拟机装置。



背景技术:

随着应用的复杂化,人们信息需求不断增加,现有数据中心出现了不少自身无法解决的问题,必须要对现有数据中心进行优化或重建,尤其是数据中心网络要重建。在这样的背景下,催生了很多数据中心网络新技术。未来的数据中心网络包括三大件:SDN、Overlay无状态网络、vDC虚拟私有数据中心。这三大件的核心理念都是围绕着软件、自动化管理,大规模设计的,将人从繁琐的配置中解脱出来,让数据中心网络可以部署更大规模,这正是大规模企业所需要的。

SDN最早为人们所熟知,即软件定义网络。核心理念是将网络功能和业务处理功能与网络设备硬件解耦,变成抽象化的功能,再通过外置的控制器来控制这些抽象化对象。通过把传统网络的紧耦合架构拆分为应用、控制、转发三层分离的架构,网络将不再成为制约业务上线和云效率的瓶颈,而是在完成数据传输任务的同时,也能变得和虚拟化后的计算、存储资源一样,成为一种可灵活调配的资源。在数据中心里,网络技术是最为封闭的一部分,这导致长时间以来网络成为数据中心发展的瓶颈,网络部分的投资也占据了数据中心总投资的很大一部分。SDN的到来就是要打破这种网络的封闭性,让网络走向开放。

SDN包含控制器和openflow两大部分,控制器是一个软件,可以对整个网络设备进行管理和控制,管理包括下发转发表项,控制包括对所有网络设备运行状态进行监控。Openflow是控制器与网络设备之间互通的语言,控制器通过Openflow对所有网络设备进行转发表项下发,设备管理。长久以来,人们都希望将数据中心能变成一种更为灵活、便捷、按需索取的资源,通过部署SDN就可以把“软件”从“硬件”平台中解放出来,实现了人们的愿望。

Overlay无状态网络技术也是未来数据中心的重要组成部分。Overlay是叠加的意思,即通过在现有网络上叠加一个软件定义的逻辑网络,原有网络尽量不做改造,通过定义其上的逻辑网络,实现业务逻辑,从而解决原有数据中心的网络问题,极大的节省传统用户投资。Overlay是一种将(业务的)二层网络构架在(传统网络的)三层/四层报文中进行传递的网络技术。这样的技术实际上就是一种隧道封装技术。Overlay最为关键的是要实现无状态网络,即在多个数据中心之间互访,虚拟机迁移都可以无感知地进行。对于上层应用业务无告知,也许一种业务是多个数据中心同时多个虚拟机提供的,这个在Overlay网络里再正常不过了。Overlay目前包含有三大标准技术,其中当属VXlan技术最受关注,VXlan是思科和VMware共同提出来的,自从被提出来就广受关注。从封装的结构上来看,VXlan提供了将二层网络overlay在三层网络上的能力,VXlanHeader中的VNI有24个bit,数量远远大于4096,并且UDP的封装可以穿越三层网络,比VLAN有更好的扩展性。在数据中心里,Overlay提供了一种解决数据平面转发和多租户隔离的技术手段,而之前说到的SDN,是定义了一种控制和管理的网络架构。两者在未来数据中心里作用并不冲突,而且VXlan技术还是SDN部署的必要条件,只有部署了VXlan才能上SDN,两者可以有机地结合,共同发挥作用。

同时,随着企业业务的快速扩展,IT作为基础设施,其快速部署和高利用率成为主要需求。云计算可以为之提供可用的、便捷的、按需的资源提供,成为当前企业IT建设的常规形态,而在云计算中大量采用和部署的虚拟化几乎成为一个基本的技术模式。部署虚拟机需要在网络中无限制地迁移到目的物理位置,虚机增长的快速性以及虚机迁移成为一个常态性业务。传统的网络已经不能很好满足企业的这种需求,面临着如下挑战:

虚拟机迁移范围受到网络架构限制

虚拟机迁移的网络属性要求,当其从一个物理机上迁移到另一个物理机上,虚拟机需要不间断业务,因而需要其IP地址、MAC地址等参数维持不变,如此则要求业务网络是一个二层网络,且要求网络本身具备多路径多链路的冗余和可靠性。传统的网络生成树(STP,Spaning Tree Protocol)技术不仅部署繁琐,且协议复杂,网络规模不宜过大,限制了虚拟化的网络扩展性。基于各厂家私有的IRF/vPC等设备级的网络N:1虚拟化技术,虽然可以简化拓扑、具备高可靠性,但是对于网络有强制的拓扑形状,在网络的规模和灵活性上有所欠缺,只适合小规模网络构建,且一般适用于数据中心内部网络。

此外,虚拟机规模受网络规格限制

在大二层网络环境下,数据流均需要通过明确的网络寻址以保证准确到达目的地,因此网络设备的二层地址表项大小即MAC地址表,成为决定了云计算环境下虚拟机的规模上限,并且因为表项并非百分之百的有效性,使得可用的虚机数量进一步降低。特别是对于低成本的接入设备而言,因其表项一般规格较小,限制了整个云计算数据中心的虚拟机数量,但如果其地址表项设计为与核心或网关设备在同一档次,则会提升网络建设成本。虽然核心或网关设备的MAC与ARP规格会随着虚拟机增长也面临挑战,但对于此层次设备能力而言,大规格是不可避免的业务支撑要求。减小接入设备规格压力的做法可以是分离网关能力,如采用多个网关来分担虚机的终结和承载,但如此也会带来成本的巨幅上升。

当前的主流网络隔离技术为VLAN或VPN,在大规模虚拟化环境部署会有两大限制:一是VLAN数量在标准定义中只有12个比特单位,即可用的数量为4K,这样的数量级对于公有云或大型虚拟化云计算应用而言微不足道,其网络隔离与分离要求轻而易举会突破4K;二是VLAN技术当前为静态配置型技术,这样使得整个数据中心的网络几乎为所有VLAN被允许通过(核心设备更是如此),导致任何一个VLAN的未知目的广播数据会在整网泛滥,无节制消耗网络交换能力与带宽。

对此,我们需要一种返璞归真的方案,通过现实硬件的改良来处理一些网络传输的问题。



技术实现要素:

本实用新型为了解决现有技术的问题,通过多块可扩展的固态硬盘来进行虚拟机的存储。简单的说将原本设置在一个大容量硬盘中的多个虚拟机,分别设置在单个固态硬盘中。这样的结构避免了单个硬盘损坏导致多个虚拟机无法使用的状态。

为解决所述问题,本实用新型基于VXLAN技术的电力业务虚拟机装置,设置于基于电力测试业务的机房中,所述机房中设置有基于VXLAN技术的电力业务的专用服务器,所述服务器上设有固态硬盘插拔接口扩展板,所述固态硬盘插拔接口扩展板上设有蝶形硬盘支架,每个蝶形硬盘支架上设有两个硬盘套接槽,所述硬盘支架中间设有过线支撑杆,过线支撑杆末端设有用于连接服务器的扩展接口,所述固态硬盘插拔接口扩展板上还设有中控模块。

优选的,所述每台服务器上固态硬盘插拔接口扩展板的数量为三组,每组固态硬盘插拔接口扩展板上开有不少于8个扩展接口,所述每组固态硬盘插拔接口扩展板单独连接一个独立不间断电源。通过这样一个扩展硬盘接口槽,使得每个固态硬盘中安装一个单独功能的虚拟机,来代替单个硬盘中安装多个虚拟机的情况。

优选的,所述每组固态硬盘插拔接口扩展板上接入的固态硬盘中功耗最大的固态硬盘和功耗最低的固态硬盘之间体积相差不超过25%。通过这样的结构来确保多个硬盘的体积类似,确保整个固态硬盘插拔接口扩展板上两边重量均衡。

优选的额,所述中控模块上还设有通信模块。这样的结构便于远程管理固态硬盘插拔接口扩展板上硬盘的工作状况,而不需要再经过服务器进行控制。

优选的,所述过线支撑杆为两段式的伸缩杆,其中与服务器一侧相连的一段为金属制成,且开有过线槽,而连接在硬盘套接槽一侧采用柔性材料制成。由于移动硬盘较多且固态硬盘插拔接口扩展板需要连接到服务器上,因此布线非常重要,这样的结构确保布线干净。

通过本实用新型,主机Overlary不用增加新的网络设备即可完成Overlay部署,可以支持虚拟化的服务器之间组网互通。在业务访问量上涨前或初期,通过利用大量小容量的固态硬盘进行增额性扩充新增对业务容量。业务访问量下降时,将小容量的硬盘中数据清空,并将这些硬盘用于支撑其他业务。不同的硬盘可以设置不同的加密等级,在网络损坏的情况下可以通过拆下单个硬盘进行数据的传递。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明:

图1为本实用新型基于VXLAN技术的电力业务虚拟机装置的整体结构示意图。

具体实施方式

首先需要点明本实用新型使用的背景。电力业务虚拟机在电力企业广泛被使用,但是电网的网络并不与外网相连,因此很多情况下维护和更新都非常困难。尤其在相互隔开来的内网之间的信息交换,还需要考虑到信息安全问题。在一些时间节点上,整个数据交换会达到一个高峰,但是一些旧的机房中设备较为陈旧,这时候如果出现虚拟机响应不及时会导致系统的崩溃。尤其是一个硬盘中带有不同的虚拟机的情况,其中一台虚拟机业务出现的问题会影响到其他虚拟机的正常工作。

如图1所示,基于VXLAN技术的电力业务虚拟机装置,设置于基于电力测试业务的机房中,所述机房中设置有基于VXLAN技术的电力业务的专用服务器,所述服务器上设有固态硬盘插拔接口扩展板1,所述固态硬盘插拔接口扩展板1上设有蝶形硬盘支架2,每个蝶形硬盘支架2上设有两个硬盘套接槽,所述硬盘支架中间设有过线支撑杆,过线支撑杆末端设有用于连接服务器的扩展接口3,所述固态硬盘插拔接口扩展板1上还设有中控模块4。所述每台服务器上固态硬盘插拔接口扩展板1的数量为三组,每组固态硬盘插拔接口扩展板1上开有不少于8个扩展接口3,所述每组固态硬盘插拔接口扩展板1单独连接一个独立不间断电源。所述每组固态硬盘插拔接口扩展板1上接入的固态硬盘中功耗最大的固态硬盘和功耗最低的固态硬盘之间体积相差不超过25%。所述中控模块4上还设有通信模块。所述过线支撑杆为两段式的伸缩杆5,其中与服务器一侧相连的一段为了保证强度,为金属制成,且开有过线槽,而连接在硬盘套接槽一侧由于线缆经常需要插拔,为了减少磨损,采用柔性材料制成。

工作时,在服务器负载达到设备瓶颈时,可需要根据预设的虚拟机数量来安装对应的固态硬盘,利用大量小容量的固态硬盘进行增额性扩充新增对业务容量。每个固态硬盘中只运行一项虚拟机的服务,通过这样的扩展,将一些较为敏感的服务项目设置在单独的硬盘中,提高了运行的可靠性。

当数据传输过程中急需获取硬盘中的数据,但是机房中的网络无响应时,可以单独拆卸下对应的硬盘,将硬盘连接到其他终端上读取数据。

本实用新型就是为这些外置的硬盘提供了一个便于识别和装卸的基于VXLAN技术的电力业务虚拟机装置。

除上述优选实施例外,本实用新型还有其他的实施方式,本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形,只要不脱离本实用新型的精神,均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。

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