[发明专利]虚拟化服务器的链路聚合方法、系统及其智能网络适配器

说明书

技术领域

本发明涉及链路聚合领域，尤其涉及虚拟化服务器的链路聚合方法、系统 及其智能网络适配器。

背景技术

随着虚拟化技术的快速发展，其应用范围渗透到了各个行业和领域。鉴于 虚拟化对硬件资源的利用率可以有效提升和灵活的动态分配、扩容等优点，在 电信领域也进行了硬件设备的虚拟化。

电信领域对服务器的可靠性要求非常高，不允许出现单点故障(比如一个 网口故障不能影响单板和外界通信)，即使在突发高话务量时，服务器系统也要 有抗冲击能力。一般传统非虚拟化场景下都会一个网口连接到一台交换机，另 一个网口连接到另外一台交换机，以链路聚合的方式提高网络链路可靠性和实 现链路负荷分担。

在虚拟化的场景下，中央处理器(CPU)和内存的虚拟化都得到了高效率 的使用，而网络链路逐渐成为新的瓶颈。如下目前比较主流的三种网络链路虚 拟化的技术：

方式1：采用开源虚拟交换机(OVS)的方式。这种方式下，物理单板处 理性能大大降低。

方式2：采用具备数据平台开发套件的开源虚拟交换机(OVS-DPDK)的 方式。这个方式对性能是有相应提升，但和非虚化场景下的性能差距还是较大。

方式3：采用单根I/O虚拟化(SingleRootI/OVirtualization，SR-IOV)的 方式。这种方式将一个网卡虚拟成多个独立的快速外设部件互连标准 (PeripheralComponentInterconnectExpress，PCIe)网卡设备，供上层的应用 软件使用。SR-IOV的性能可以和非虚拟化的硬件基本接近。所以，在商用的虚 拟化环境中SR-IOV成为大家优先考虑的方式。

SR-IOV的网络端口分为两个类型，物理功能(PhysicalFunction，PF)端 口和虚拟功能(VirtualFunciton，VF)端口。PF端口一般给宿主操作系统(HOST OS)来使用，VF端口一般给上层虚拟机(VM)来使用。PF是一个完整的PCIe 设备，包含了全面的管理、配置功能。当虚拟化软件平台(例如：Hypervisor) 识别出一块SR-IOV网卡后，会通过PF来管理和配置网卡的所有I/O资源。VF 是一个简化的PCIe设备，仅仅包含了I/O功能，无法通过VF对物理网卡进行 管理，所有的VF都是通过PF衍生而来。每一个VF是物理网卡硬件资源的一 个切片，对于虚拟化软件平台来说，一个VF同一块普通的PCIe网卡一模一样， 安装相应驱动程序后就能够使用。

由于电信服务对可靠性的要求高，在虚拟化的环境下虚拟化服务器也需要 实现链路聚合，以提高链路的可靠性，实现链路负荷分担等功能。现有虚拟化 服务器的链路聚合方法是将一个VM的逻辑网口与每个SR-IOV网卡的一个VF 端口相对应，如图1所示，每个VM的网口对应两个SR-IOV网卡的两个VF 端口，使得VM与外部网络传输报文存在两路链路，VM将这两路链路进行聚 合绑定，就可实现链路聚合。但这种方式带来了如下问题：

问题1：VM部署者需要为VM的每个逻辑网口在每个SR-IOV网卡里都分 配VF端口，并要在VM中绑定逻辑网口对应的所有VF端口，部署工作量成 倍增长，当VM数量众多时，部署工作量更是让人生畏；

问题2：VM部署者需要手工完成VM的每个逻辑网口的绑定操作，无疑 对VM部署者的能力提出了更高的要求，同时，过多的人工操作也为网络拓扑 引入了不确定因素，增加了由于人为疏忽而使网络拓扑出错的可能性；

问题3：要实现链路聚合(即图1中两个交换机的端口聚合)，必须保证 VM逻辑网口的聚合绑定模式(例如：LACP模式)与交换机端口的聚合绑定 模式相同。然而一个物理网口对应多个VM，每个VM对网口状态的判断可能 会产生不一致(例如VM1认为物理网口1可用，而VM2认为物理网口2可用)， 进而导致无法和对接的交换机正常通信。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例期望提供一种虚拟化服务器的 链路聚合方法、系统及其智能网络适配器，能实现物理网口聚合绑定和SR-IOV 虚拟VF之间隔离，从而免去VM的链路绑定操作。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种虚拟化服务器的链路聚合方法，该方法包括：

将N个物理网口绑定为一个聚合口；