一種穿透內(nèi)網(wǎng)遠(yuǎn)程連接大規(guī)模虛擬機(jī)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于代理方法，使得遠(yuǎn)程控制工具（vnc4server）可以穿透內(nèi)網(wǎng)，連接局域網(wǎng)大規(guī)模機(jī)器集群中的任意虛擬機(jī)。本發(fā)明方法通過構(gòu)造一個符合規(guī)則的url，直接向代理服務(wù)器發(fā)送請求，代理服務(wù)器通過解析請求的url，得到需要連接的內(nèi)網(wǎng)虛擬機(jī)IP和端口號，向該虛擬機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)請求，并把虛擬機(jī)的響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)給客戶端。本發(fā)明不需要修改vnc4server服務(wù)端的任何配置，只需要部署一臺代理服務(wù)器，用指定規(guī)則的url訪問，就可以通過瀏覽器遠(yuǎn)程連接內(nèi)網(wǎng)中的虛擬機(jī)（Linux和Windows）。本發(fā)明方法使用簡單友好，部署簡單易行，訪問過程安全穩(wěn)定可靠。
【專利說明】一種穿透內(nèi)網(wǎng)遠(yuǎn)程連接大規(guī)模虛擬機(jī)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別是涉及遠(yuǎn)程控制工具軟件穿透內(nèi)網(wǎng)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 本發(fā)明涉及遠(yuǎn)程控制協(xié)議，當(dāng)前的主流有ssh協(xié)議、vnc協(xié)議等。
[0003] SSH為Secure Shell的縮寫，是一種為建立在應(yīng)用層和傳輸層基礎(chǔ)上的安全協(xié) 議，是專為遠(yuǎn)程登錄會話和其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供安全性的協(xié)議。利用SSH協(xié)議可以有效防止 遠(yuǎn)程管理過程中的信息泄露問題。SSH客戶端適用于多種平臺，幾乎所有Unix平臺一包括 HP-UX、Linux、AIX、Solaris、Digital UNIX、Irix，以及其他平臺一都可運行 SSH。
[0004] VNC (Virtual Network Computing),為一種使用RFB協(xié)定的屏幕畫面分享及遠(yuǎn)程 操作軟件。此軟件借由網(wǎng)絡(luò)，可傳送鍵盤與鼠標(biāo)的動作及實時的屏幕畫面。VNC與操作系統(tǒng) 無關(guān)，因此可跨平臺使用，例如可用Windows連接到某Linux的電腦，反之亦同。甚至在沒 有安裝客戶端程序的電腦中，只要有支持JAVA的瀏覽器，也可使用。
[0005] 由于我們的平臺中申請的虛擬機(jī)既有Linux操作系統(tǒng)，也有Windows操作系統(tǒng)，我 們選擇vnc4server開源軟件作為遠(yuǎn)程控制工具。
[0006] 對于外網(wǎng)訪問內(nèi)網(wǎng)中的機(jī)器，現(xiàn)有的技術(shù)就是使用NAT協(xié)議。
[0007] 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（Network Address Translation或簡稱NAT)是一種在IP封包通過 路由器或防火墻時重寫源IP地址或/和目的IP地址的技術(shù)。NAT包括靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換、 動態(tài)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)地址及端口轉(zhuǎn)換、動態(tài)網(wǎng)絡(luò)地址及端口轉(zhuǎn)換、端口映射等。NAT的端 口映射功能是將一臺主機(jī)的假IP地址映射成一個真IP地址，當(dāng)用戶訪問提供映射端口主 機(jī)的某個端口時，服務(wù)器將請求轉(zhuǎn)到內(nèi)部一主機(jī)的提供這種特定服務(wù)的主機(jī)；利用端口映 射功能還可以將一臺真IP地址機(jī)器的多個端口映射成內(nèi)部不同機(jī)器上的不同端口。端口 映射功能還可以完成一些特定代理功能，比如代理POP，SMTP，TELNET等協(xié)議。
[0008] 利用端口映射，可以將集群內(nèi)部的虛擬機(jī)映射到具有外網(wǎng)IP和內(nèi)網(wǎng)IP的雙網(wǎng)卡 服務(wù)器上的端口，外網(wǎng)通過訪問這臺服務(wù)器上的某個端口就可以連接端口對應(yīng)的虛擬機(jī) 了。
[0009] 這種方法有很大的局限性，首先有用端口是受限的，而平臺中的虛擬機(jī)資源是可 以不斷擴(kuò)充的，很有可能沒有足夠的端口來映射虛擬機(jī)；其次，用一個數(shù)字(端口）來標(biāo)明一 臺虛擬機(jī)，這種方法并不友好，難以記憶。
[0010]


【發(fā)明內(nèi)容】
針對當(dāng)前的技術(shù)背景，本發(fā)明提出了一種基于代理的，能夠使得vnc4server穿透內(nèi) 網(wǎng)，遠(yuǎn)程登入大規(guī)模集群平臺中的任意虛擬機(jī)。這種方法使用簡單友好，部署簡單易行，擴(kuò) 展性高，訪問過程安全穩(wěn)定可靠。
[0011] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決： 一種穿透內(nèi)網(wǎng)遠(yuǎn)程連接大規(guī)模虛擬機(jī)的方法，方法如下： 步驟a :在內(nèi)網(wǎng)中的各個虛擬機(jī)上安裝vnc4server開源軟件，使用vnc4server軟件， 在網(wǎng)絡(luò)互通的情況下，可以使用瀏覽器以桌面的方式遠(yuǎn)程登入Linux或Window機(jī)器； 步驟b :選擇一臺具有外網(wǎng)IP和內(nèi)網(wǎng)IP的雙網(wǎng)卡服務(wù)器，這臺服務(wù)器和其他物理機(jī)共 同組成了一個集群；這樣，外網(wǎng)可以連通這臺服務(wù)器，它又可以連接集群內(nèi)網(wǎng)中的虛擬機(jī)。
[0012] 步驟c :將代理軟件部署在選定的雙網(wǎng)卡服務(wù)器上；由于代理部署在Linux服務(wù)器 上，采用c語言，進(jìn)程池-select模型的架構(gòu)開發(fā)代理，該代理主要是處理http協(xié)議和vnc 協(xié)議； 首先是處理http協(xié)議請求，流程如下： (1) 監(jiān)聽外網(wǎng)IP端口，得到來自外網(wǎng)的http請求； (2) 解析http請求中的url，得到需要連接的虛擬機(jī)IP和端口，并把源主機(jī)IP與目的 虛擬機(jī)IP、端口映射起來，保存在一張表中；然后與目的虛擬機(jī)建立tcp連接，轉(zhuǎn)發(fā)得到并 經(jīng)過重寫的http請求； (3) 監(jiān)聽內(nèi)網(wǎng)IP端口，得到目的虛擬機(jī)的http響應(yīng)，直接把該響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)給對應(yīng)的外網(wǎng) 客戶端； 接下來，代理需要處理vnc協(xié)議。我們的代理軟件不關(guān)心vnc協(xié)議的具體格式，只是簡 單的接收轉(zhuǎn)發(fā)，具體流程如下： (1) 監(jiān)聽外網(wǎng)IP端口，得到來自外網(wǎng)的請求； (2) 得到外網(wǎng)請求的源主機(jī)IP，查詢映射表，向?qū)?yīng)的目的虛擬機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)該 請求，并等待目的虛擬機(jī)的響應(yīng)； (3) 得到目的虛擬機(jī)的響應(yīng)，直接向?qū)?yīng)的源主機(jī)IP轉(zhuǎn)發(fā)該響應(yīng)即可； 以上即為代理軟件的處理流程； 步驟d :外網(wǎng)用戶使用特定規(guī)則的url向代理服務(wù)器發(fā)送請求，即可連接遠(yuǎn)程的虛擬 機(jī)，通過身份認(rèn)證后，登入系統(tǒng)。
[0013] 我們規(guī)定的url格式是： http://代理服務(wù)IP:Port/目的虛擬機(jī)IP:Port/ 實際部署時，我們使用vnc4server默認(rèn)的端口號5801，于是我們使用http://10. 22. 42. 89:5801/192. 168. 110. 26:5801/就可以通過遠(yuǎn)程桌面的方式連接云平臺中對應(yīng)的虛擬 機(jī)了。
[0014] 本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果： 本發(fā)明是一種基于代理的，能夠使得Vnc4Server穿透內(nèi)網(wǎng)，遠(yuǎn)程登入大規(guī)模集群平臺 中的任意虛擬機(jī)，本發(fā)明方法使用簡單友好，部署簡單易行，訪問過程安全穩(wěn)定可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是用來說明整個方法的流程； 圖2是用來說明子進(jìn)程處理http協(xié)議的工作流程； 圖3是用來說明子進(jìn)程處理vnc協(xié)議的工作流程。

【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖1至附圖3與實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述： 實施例1 1、進(jìn)程池模型 本發(fā)明的代理軟件采用進(jìn)程池模型，預(yù)先創(chuàng)建多個子進(jìn)程，處理具體的代理工作，而 主進(jìn)程則維護(hù)進(jìn)程池的大小。進(jìn)程池的大小用配置文件的兩個閾值MinSpareServers和 MaxSpareServers維護(hù)?？臻e進(jìn)程個數(shù)的統(tǒng)計使用文件鎖同步，當(dāng)子進(jìn)程進(jìn)入任務(wù)處理流程 時，空閑進(jìn)程個數(shù)減一，當(dāng)子進(jìn)程退出任務(wù)處理流程時，空閑進(jìn)程個數(shù)加一。當(dāng)空閑進(jìn)程個 數(shù)小于MinSpareServers時，主進(jìn)程創(chuàng)建新的工作進(jìn)程，等待任務(wù)的到來，當(dāng)空閑進(jìn)程個數(shù) 大于MaxSpareServers時，當(dāng)前子進(jìn)程退出。這樣，就實現(xiàn)了進(jìn)程池大小的維護(hù)。
[0017] 2、主進(jìn)程工作流程 主進(jìn)程預(yù)先創(chuàng)建指定個數(shù)的子進(jìn)程，接著維護(hù)進(jìn)程池的大小。主進(jìn)程每隔5s鐘醒來， 如果空閑進(jìn)程個數(shù)小于MinSpareServers,則在子進(jìn)程列表中尋找一個空槽位，倉ij建一個新 的子進(jìn)程。至于空閑進(jìn)程個數(shù)大于MaxSpareServers，這種情況不會出現(xiàn)，因為子進(jìn)程退出 任務(wù)處理流程時，會進(jìn)行一次判斷，如果空閑進(jìn)程個數(shù)大于MaxSpareServers時，該子進(jìn)程 退出。
[0018] 3、子進(jìn)程工作流程 子進(jìn)程承擔(dān)代理的實際工作，轉(zhuǎn)發(fā)請求和響應(yīng)。子進(jìn)程監(jiān)聽服務(wù)器的5801和5901端 口（ vnc4server默認(rèn)配置使用這兩個端口），如果是來自5801端口的連接請求，表明源主機(jī) 發(fā)送的是http協(xié)議，進(jìn)入http協(xié)議處理流程；如果來自5901端口的連接請求，表明源主機(jī) 發(fā)送的是vnc協(xié)議，進(jìn)入vnc協(xié)議處理流程。當(dāng)流程結(jié)束時，空閑進(jìn)程個數(shù)加一，如果空閑 進(jìn)程個數(shù)大于MaxSpareServers,該子進(jìn)程退出，否則繼續(xù)等待10事件。
[0019] 3. 1、處理 http 協(xié)議 子進(jìn)程使用select監(jiān)聽套接字的10事件，對于10事件，不同類型有不同的處理方法： (a)如果是http請求到達(dá)，解析url得到對應(yīng)的目的虛擬機(jī)IP和端口。如果這是第一 個請求，保存虛擬機(jī)IP和端口，并使用TCP連接目的虛擬機(jī)，把套接字加入select的監(jiān)聽 隊列中。查找映射表，得到對應(yīng)的目的虛擬機(jī)的地址，向其發(fā)送經(jīng)重寫的http請求。
[0020] (b)如果是http響應(yīng)，查找映射表，得到源主機(jī)地址，向其轉(zhuǎn)發(fā)該響應(yīng)。
[0021] (c) select等待超時，子進(jìn)程結(jié)束。
[0022] 3.2、處理￥11(3協(xié)議 子進(jìn)程使用select監(jiān)聽套接字的10事件，對于10事件，不同類型有不同的處理方法： (a)如果是vnc請求到達(dá)，查找映射表，得到對應(yīng)的目的虛擬機(jī)的地址，如果是第一個 vnc請求，則與虛擬機(jī)建立TCP連接。接著向?qū)?yīng)的套接字發(fā)送vnc請求。
[0023] (b)如果是vnc響應(yīng)，查找映射表，得到源主機(jī)地址，向其轉(zhuǎn)發(fā)該響應(yīng)。
[0024] (c) select等待超時，子進(jìn)程結(jié)束。
[0025] 總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等 變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種穿透內(nèi)網(wǎng)遠(yuǎn)程連接大規(guī)模虛擬機(jī)的方法，步驟如下： 步驟a :在內(nèi)網(wǎng)中的各個虛擬機(jī)上安裝vnc4server開源軟件，使用vnc4server軟件， 在網(wǎng)絡(luò)互通的情況下，可以使用瀏覽器以桌面的方式遠(yuǎn)程登入Linux或Window機(jī)器； 步驟b :選擇一臺具有外網(wǎng)IP和內(nèi)網(wǎng)IP的雙網(wǎng)卡服務(wù)器，這臺服務(wù)器和其他物理機(jī)共 同組成了一個集群； 步驟c :將代理軟件部署在選定的雙網(wǎng)卡服務(wù)器上；由于代理部署在Linux服務(wù)器上， 采用c語言，進(jìn)程池 -select模型的架構(gòu)開發(fā)代理，該代理主要是處理http協(xié)議和vnc協(xié) 議； 步驟d :外網(wǎng)用戶使用特定規(guī)則的url向代理服務(wù)器發(fā)送請求，即可連接遠(yuǎn)程的虛擬 機(jī)，通過身份認(rèn)證后，登入系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿透內(nèi)網(wǎng)遠(yuǎn)程連接大規(guī)模虛擬機(jī)的方法，其特征在于：所述 的步驟c中，代理服務(wù)器的處理http協(xié)議的流程如下： (1) 監(jiān)聽外網(wǎng)IP端口，得到來自外網(wǎng)的http請求； (2) 解析http請求中的url，得到需要連接的虛擬機(jī)IP和端口，并把源主機(jī)IP與目的 虛擬機(jī)IP、端口映射起來，保存在一張表中；然后與目的虛擬機(jī)建立tcp連接，轉(zhuǎn)發(fā)得到并 經(jīng)過重寫的http請求； (3) 監(jiān)聽內(nèi)網(wǎng)IP端口，得到目的虛擬機(jī)的http響應(yīng)，直接把該響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)給對應(yīng)的外網(wǎng) 客戶端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿透內(nèi)網(wǎng)遠(yuǎn)程連接大規(guī)模虛擬機(jī)的方法，其特征在于：所述 的步驟c中，代理服務(wù)器的處理vnc協(xié)議的流程如下： (1) 監(jiān)聽外網(wǎng)IP端口，得到來自外網(wǎng)的請求； (2) 得到外網(wǎng)請求的源主機(jī)IP，查詢映射表，向?qū)?yīng)的目的虛擬機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)該請求，并等待 目的虛擬機(jī)的響應(yīng)； (3) 得到目的虛擬機(jī)的響應(yīng)，直接向?qū)?yīng)的源主機(jī)IP轉(zhuǎn)發(fā)該響應(yīng)即可； 以上即為代理軟件的處理流程。
【文檔編號】H04L29/08GK104125243SQ201310142306
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月23日
【發(fā)明者】姜曉紅, 黃鵬, 嚴(yán)海明, 吳朝暉, 楊紅星 申請人:浙江大學(xué)