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CN109218462B - 一种云数据中心物理主机的ip分配方法 - Google Patents

一种云数据中心物理主机的ip分配方法 Download PDF

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CN109218462B CN201811073884.8A CN201811073884A CN109218462B CN 109218462 B CN109218462 B CN 109218462B CN 201811073884 A CN201811073884 A CN 201811073884A CN 109218462 B CN109218462 B CN 109218462B
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Abstract

本发明提供一种云数据中心物理主机的IP分配方法，属于云计算技术领域，每个VLAN对应物理主机管理平台上一个网络命名空间，每个网络命名空间开启一个DNSmasq进程提供DHCP服务，DNSmasq通过读取IP‑MAC配置文件为物理主机分配指定静态IP。同时REST接口提供了对IP‑MAC配置文件的修改功能，完成了通过web创建VLAN和分配静态IP的全部过程。

Description

一种云数据中心物理主机的IP分配方法
技术领域
本发明涉及云计算技术，尤其涉及一种云数据中心物理主机的IP分配方法。
背景技术
在目前的云中心计算环境中，物理裸机部署完成后需要分配到正确的IP才能被外部连接以提供对外服务或作为内部计算节点以及存储节点等使用。目前对物理主机的IP分配方式主要存在以下几种。
第一种是采用手动配置的方式指定静态IP，此种方式相对灵活但却浪费人力自动化程度低，且由于需要人工干预，可能存在误操作。另一种是在管理节点开启DHCP服务，配置物理主机自动获取IP，此种方式简便快捷，但是后续管理困难，且对于需要指定固定IP的场所和多VLAN的环境不能满足要求。云中心的物理主机检测时间长，负载大，管理困难，同时网络需求具有多样化并且配置复杂。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提出了一种通过REST接口对远程云中心的物理主机进行指定静态IP分配的方法。同时对在云中心因为不同项目需求要将物理主机分配到不同VLAN的情况，在调用物理交换机厂商提供的接口将物理主机所连接对应的网口划分到指定VLAN后，提供了通过REST接口在物理主机管理平台创建VLAN并开启对应DHCP的功能。
每个VLAN对应物理主机管理平台上一个网络命名空间，每个网络命名空间开启一个DNSmasq进程提供DHCP服务，DNSmasq通过读取IP-MAC配置文件为物理主机分配指定静态IP；
同时REST接口提供了对IP-MAC配置文件的修改功能，完成通过web创建VLAN和分配静态IP的全部过程。
具体步骤为：
1)通过web方式对云中心物理主机分配IP的方式采用Pecan工程提供的REST接口；
2)使用DNSmasq软件为云中心的物理主机提供DHCP服务；DNSmasq进程根据IP配置文件分配静态IP；
3)Pecan工程提供REST接口在物理机管理平台创建VLAN，每个VLAN对应平台上一个网络命名空间，同时每个命名空间中附加启动一个DNSmasq进程；
4)Pecan提供更新IP配置文件功能，配置文集记录要设置的物理主机IP和MAC地址；
5)Pecan提供创建删除VLAN功能。
本发明的有益效果是
本文提供的方法可以通过web方式调用物理主机管理平台的REST接口来实现对物理主机的远程网络操作。具体实现的功能：
1)、在物理主机管理平台创建VLAN和删除VLAN。
2)、实时更新DHCP的IP-MAC配置文件，使DNSmasq服务对云中心物理主机进行指定静态IP分配。
附图说明
图1是物理主机网络拓扑图；
图2是在物理主机管理平台创建VLAN启动DHCP服务流程图；
图3是更新DHCP配置文件流程图。
具体实施方式
下面对本发明的内容进行更加详细的阐述：
本发明提供了一种通过web调用REST接口的方式对云中心的物理主机进行IP分配的方法。REST接口由基于python的web框架Pecan工程提供。对云中心物理主机可能因为多租户多项目而处在不同VLAN的网络需求，本文提供的方法支持多VLAN下的IP分配，同时本文提出了在物理主机管理平台创建VLAN并分别开启DHCP功能的方法。每个VLAN对应物理主机管理平台上一个网络命名空间，每个网络命名空间开启一个DNSmasq进程提供DHCP服务，DNSmasq通过读取IP-MAC配置文件为物理主机分配指定静态IP。同时REST接口提供了对IP-MAC配置文件的修改功能，完成了通过web创建VLAN和分配静态IP的全部过程。
具体技术方案如下：
1.为物理主机分配IP的DHCP服务由物理主机管理平台(可以是一台物理主机机或是虚拟机)部署安装的DNSmasq软件提供。DNSmasq可以提供静态IP和动态IP两种DHCP服务方式。
2.对云中心物理主机IP的配置以及VLAN的创建与删除以web方式通过调用REST接口实现。
3.REST接口的提供采用路由对象分发的基于python的web框架Pecan实现。
4.在Pecan工程中包含三个controller，一个RootController对应URL中的根路径，一个版本控制controller，一个DNSmasq Controller。三个controller都为RESTfulcontroller，继承自Pecan实现的RESTful控制器pecan.rest.RestController。
5.Pecan工程实现以下REST接口：
●路径：http://ip:port/v1/dnsmasq/
方法：post。
参数：
"vlanname"：需要创建的VLAN ID。
"iprangestart":VLAN起始IP。
"iprangeend":VLAN终止IP。
"gateway":VLAN网关。
"netmask":子网掩码。
"serverip":DHCP服务器IP地址。
功能：创建VLAN，对应物理主机管理平台的网络命名空间,并启动对应DHCP服务。
●路径：http://ip:port/v1/dnsmasq/xxx
方法：put。xxx为要操作的IP对应的VLAN。
参数：
"vlanname"：设定的IP对应的VLAN。
"op"：可选"add"或者"del",对应是添加还是解绑IP与MAC地址对。
"ip"：要设定或者解绑的IP地址。
"mac"：物理主机网卡的MAC地址。
功能：更新DNSmasq配置文件，添加或删除静态IP-MAC对。
●路径：http://ip:port/v1/dnsmasq/xxx
方法：delete。xxx对应为需要删除的VLAN。
参数：无。
功能：删除在物理主机管理平台上创建的VLAN。
6.创建项目VLAN。每个VLAN对应物理裸机平台上的一个网络命名空间，并启动DNSmasq提供DHCP服务。
命令#ip netns add vlan1该命令将创建一个名为vlan1的新网络命名空间,同时此命令会在/var/run/netns下为其添加绑定挂载点。然后需要添加veth pair(VirtualEthernet Pair)将新建的命名空间与根命名空间进行通信。然后在物理网卡上配置需要创建的VLAN，然后添加网桥连接新建的veth pair和网卡上的配置的VLAN。并启动以上设备。最后进入网络命名空间启动一个DNSmasq，DNSmasq根据指定的配置文件提供DHCP服务分配静态IP。此外VLAN的起止IP信息以存入数据库的方式保存，进行DHCP配置文件修改时需要首先连接数据库查询判断IP是否在VLAN范围之内。
Pecan工程实现步骤如下：
S1.参数规范性校验
S2.判断数据库与中是否已存在对应VLAN信息。
S3.判断物理主机管理平台是否已经存在对应VALN。通过判断目录/var/run/netns下是否有其对应VLAN的绑定挂载点文件来判断VLAN是否已经创建存在。
S4.如果VLAN不存在，在物理主机管理平台添加对应VLAN的网络命名空间。
#ip netns add vlan1
S5.创建一个veth pair。veth pair的两个虚拟接口一个接口分配在新建的网络命名空间，另一个分配在跟网络命名空间。以下为添加veth pair的命名：
#ip link add name"tapname"type veth peer name"nsname"
#ip link set"nsname"netns vlan1
S6.进入网络命名空间给veth设置成物理主机管理平台的IP地址和路由规则。最后启动设备，并退出网络命名空间。
#ip netns exec vlan1ip addr add"dhcpserverip/netmask"dev"nsname"
#ip netns exec vlan1ip route add default via"gateway"
S7.给物理主机管理平台的网卡配置通过对应的VLAN ID。
#vconfig add"ethnum""vlanid"
S8.新建网桥，连接新建的veth pair和网卡上的VLAN。
#brctl addbr"brname"
#brctl addif"brname""tapname"
#brctl addif"brname""ethnum.vlanid"
S9.启动以上各项设备。
S10.进入网络命名空间，启动DNSmasq软件，DNSmasq依据IP-MAC配置文件为物理主机提供DHCP服务。
S11.将VLAN的信息包括起始IP，网关，掩码等信息存入数据库。
7.更新DNSmasq的DHCP服务配置文件。
此DHCP配置文件记录物理主机IP与MAC地址的对应，通过调用REST接口写入或者修改此文件后重启DNSmasq的DHCP服务即可完成对物理主机静态IP的分配。
Pecan工程实现步骤如下：
S1.首先判断参数规范性校验。
S2.然后判断是否存在对应VLAN。
S3.然后连接数据库判断IP地址是否在VLAN的IP范围之内。
S4.查询IP是否已绑定到某MAC，如果存在则解绑原IP与MAC对。
S5.将IP与新MAC地址写入到VLAN对应的host文件。
S6.重启DHCP。
8.删除VLAN。Pecan工程实现步骤如下：
S1.终止DNSmasq进程，
S2.删除veth pair。
S3.删除网络命名空间。
S4.终止网桥进程，并删除网桥。
S5.删除网卡上配置的VLAN ID。
S6.删除数据库里VLAN对应的记录。

Claims (1)

1.一种云数据中心物理主机的IP分配方法，其特征在于，
在调用物理交换机厂商提供的接口将物理主机所连接对应的网口划分到指定VLAN后，通过REST接口在物理主机管理平台创建VLAN并开启对应DHCP的功能；
每个VLAN对应物理主机管理平台上一个网络命名空间，每个网络命名空间开启一个DNSmasq进程提供DHCP服务，DNSmasq通过读取IP-MAC配置文件为物理主机分配指定静态IP；
同时REST接口提供了对IP-MAC配置文件的修改功能，完成通过web创建VLAN和分配静态IP 的全部过程；
具体步骤为：
1）通过web方式对云中心物理主机分配IP的方式采用Pecan工程提供的REST接口；
2）使用DNSmasq软件为云中心的物理主机提供DHCP服务；DNSmasq进程根据IP配置文件分配静态IP；
3）Pecan工程提供REST接口在物理机管理平台创建VLAN，每个VLAN对应平台上一个网络命名空间，同时每个命名空间中附加启动一个DNSmasq进程；
4）Pecan提供更新IP配置文件功能，配置文集记录要设置的物理主机IP和MAC地址；
5）Pecan提供创建删除VLAN功能；
为物理主机分配IP的DHCP服务由物理主机管理平台部署安装的DNSmasq软件提供；DNSmasq可以提供静态IP和动态IP两种DHCP服务方式；
对云中心物理主机IP的配置以及VLAN的创建与删除以web方式通过调用REST接口实现；
REST接口的提供采用路由对象分发的基于python的web框架Pecan实现；
在Pecan工程中包含三个controller，一个RootController对应URL中的根路径，一个版本控制controller，一个DNSmasq Controller；三个controller都为RESTfulcontroller，继承自Pecan实现的RESTful控制器pecan.rest.RestController；
Pecan工程实现以下REST接口：
路径：http://ip:port/v1/dnsmasq/
方法：post
参数：
"vlanname"：需要创建的VLAN ID
"iprangestart": VLAN起始IP
"iprangeend" : VLAN终止IP
"gateway":VLAN网关
"netmask" :子网掩码
"serverip": DHCP服务器IP地址
功能：创建VLAN，对应物理主机管理平台的网络命名空间,并启动对应DHCP服务
路径：http://ip:port/v1/dnsmasq/xxx 2
方法：put ；xxx为要操作的IP对应的VLAN
参数：
"vlanname"：设定的IP对应的VLAN
"op"：可选"add"或者"del",对应是添加还是解绑IP与MAC地址对
"ip"：要设定或者解绑的IP地址
"mac"：物理主机网卡的MAC地址
功能：更新DNSmasq配置文件，添加或删除静态IP-MAC对
路径：http://ip:port/v1/dnsmasq/xxx 3
方法：delete；xxx对应为需要删除的VLAN
参数：无；
功能：删除在物理主机管理平台上创建的VLAN
创建项目VLAN；每个VLAN对应物理裸机平台上的一个网络命名空间，并启动DNSmasq提供DHCP服务
命令#ip netns add vlan1该命令将创建一个名为vlan1的新网络命名空间,同时此命令会在/var/run/netns下为其添加绑定挂载点;然后需要添加veth pair即VirtualEthernet Pair将新建的命名空间与根命名空间进行通信;然后在物理网卡上配置需要创建的VLAN，然后添加网桥连接新建的veth pair和网卡上的配置的VLAN;并启动以上设备；最后进入网络命名空间启动一个DNSmasq，DNSmasq根据指定的配置文件提供DHCP服务分配静态IP;此外VLAN的起止IP信息以存入数据库的方式保存，进行DHCP配置文件修改时需要首先连接数据库查询判断IP是否在VLAN范围之内；
Pecan工程实现步骤如下：
S1.参数规范性校验；
S2.判断数据库中是否已存在对应VLAN信息；
S3.判断物理主机管理平台是否已经存在对应VLAN；通过判断目录/var/run/netns下是否有其对应VLAN的绑定挂载点文件来判断VLAN是否已经创建存在；
S4.如果VLAN不存在，在物理主机管理平台添加对应VLAN的网络命名空间；
#ip netns add vlan1
S5. 创建一个veth pair；veth pair的两个虚拟接口一个接口分配在新建的网络命名空间，另一个分配在跟网络命名空间；以下为添加veth pair的命名：
#ip link add name "tapname" type veth peer name "nsname"
#ip link set "nsname" netns vlan1
S6.进入网络命名空间给veth设置成物理主机管理平台的IP地址和路由规则；最后启动设备，并退出网络命名空间；
#ip netns exec vlan1 ip addr add "dhcpserverip/netmask" dev "nsname"
#ip netns exec vlan1 ip route add default via "gateway"
S7.给物理主机管理平台的网卡配置通过对应的VLAN ID；
#vconfig add "ethnum" "vlanid"
S8.新建网桥，连接新建的veth pair和网卡上的VLAN；
#brctl addbr "brname"
#brctl addif "brname" "tapname"
#brctl addif "brname" "ethnum.vlanid"
S9.启动以上各项设备；
S10.进入网络命名空间，启动DNSmasq软件，DNSmasq依据IP-MAC配置文件为物理主机提供DHCP服务；
S11.将VLAN的信息包括起始IP，网关，掩码存入数据库；
更新DNSmasq的DHCP服务配置文件；
此DHCP配置文件记录物理主机IP与MAC地址的对应，通过调用REST接口写入或者修改此文件后重启DNSmasq的DHCP服务即可完成对物理主机静态IP的分配；
Pecan工程实现步骤如下：
S1.首先判断参数规范性校验；
S2.然后判断是否存在对应VLAN；
S3.然后连接数据库判断IP地址是否在VLAN的IP范围之内；
S4.查询IP是否已绑定到某MAC，如果存在则解绑原IP与MAC对；
S5.将IP与新MAC地址写入到VLAN对应的host文件；
S6.重启DHCP；
删除VLAN；Pecan工程实现步骤如下：
S1.终止DNSmasq进程；
S2.删除veth pair；
S3.删除网络命名空间；
S4.终止网桥进程，并删除网桥；
S5.删除网卡上配置的VLAN ID；
S6.删除数据库里VLAN对应的记录。
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