CN101300780B - 提供网络服务的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一个方面包括操作网络以向订购者提供服务的方法，包含配置系统的网络包括：核心系统，该核心系统包含主核心和辅助核心，每个核心单独能够控制系统操作；连接到核心系统的至少一个单元；和连接到单元的至少一个网络元件，每个网络元件支持向许多订购者提供服务；该方法包括：使用主核心操纵配置系统；监测主核心操作中的故障事件，该故障使得主核心不能正确地控制配置系统的运行；当探测到故障事件的时候，将配置系统的运行控制转移到辅助核心；在校正故障事件从而主核心再次能够正确地控制配置系统的操作之后，配置辅助核心，从而网络配置数据不再被改变，并且使得主核心的配置与辅助核心的配置同步；以及将系统的操作传送回主核心。

Description

提供网络服务的系统和方法 

技术领域

本发明涉及配置和运行网络以向订购者提供服务的方法，以提供高可靠性服务，该网络例如宽带通信网络。 

背景技术

附图1显示了向位于很多位置上的订购者提供电话、互联网和电视/视频服务的宽带网络的总体描述。借助通常的接入点12，一系列服务提供者向网络10提供各种服务(SP1，SP2，SP3)。借助位于与订购者较近的位置上的路由器14，网络10提供服务提供者与订购者之间的连接。这些位置包含可以在商业区16内具有路由器的商业位置，和在中心办公室18或者单独建筑物19内具有路由器的内部订阅者，该中心办公室18用作单独住房(房屋17)的邻居，该单独建筑物19例如公寓楼。 

网络的运行由控制与供应系统20加以控制，该控制与供应系统对网络中的各种元件加以配置，以使其按照预定的模式运行。 

对于控制与供应系统20的功能而言，以抽象的方式，网络可以被认为包含具有一个或者多个单元24的核心22，如附图2所示，每个单元具有一个或者多个网络元件26。订购者28连接到网络元件26。该结构不能与组成网络的物理元件混淆。根据所讨论的网络的精确尺寸和结构，尽管在典型的情况下每个网络元件26包含路由器，但是功能模块22、24、26可以全部地或者部分地驻留于相同的或者不同的物理元件中。 

借助控制与供应系统20的使用，操作者管理网络的功能，该控制与供应系统具有下述功能：确定每个网络元件26的功能，和确定以及管理用户的功能和操作。主要的控制在核心22的层次上起作用，该核心定义了网络的拓扑结构和配置情况，该作用包括配置物理或者逻辑链路，指定IP地址和使得连接到网络的用户可以使用特定服务。在现有系统中，网络的配置数据存储于可以借助应用编程接口(API)访问的核心数据库中。在启动中， 网络模块不包含任何配置数据。当需要的时候，例如在新的装置连接到网络模块的时候，网络模块访问数据库并且将必要的配置数据本地缓存，其保存在该位置直到发生改变。当网络配置发生改变的时候，数据库发生改变并且警告信号通过网络传送到网络模块，该网络模块接着查询数据库以发现改变的信息，该改变的信息接着加载到网络模块中的相应数据库中，在该网络模块中该改变的数据得以缓存(网络模块数据库具有与核心数据库相同的结构，但是仅仅具有配置网络模块及其从属的网络元件所需要的数据)。 

由于控制与供应系统20的部分失效会导致整个系统无法向订购者提供服务，备用或者辅助系统得以提出，从而当主系统失效的时候，操作能够转移到备份中，从而在主系统的问题得以解决的同时，服务的提供能够得以持续。一旦主系统的问题得以解决，操作从辅助系统转移到主系统，该主系统接着继续操作直到再次出现问题。该目标在网络系统中是普遍存在的。 

主系统和辅助系统都包含数据库，在操作过程中该数据库持续地得以改变。如果运行系统的数据库发生改变，那么问题出现，该改变不会传送给其他变成运行的系统。 

发明内容

在本发明中，系统包含用于控制整个网络的操作的核心系统，用于整个网络中特定部分的控制操作的一个或者多个单元，以及与订购者连接的网络元件(例如路由器)。 

本发明的一个方面包括，一种操作网络以向订购者提供服务的方法，包含配置系统的网络包括： 

-核心系统，该核心系统包含主核心和辅助核心，每个核心包含网络配置数据，并且每个核心单独能够控制整个网络和配置系统的操作； 

-至少一个单元，其连接到核心系统并且能够控制网络的特定部分，该网络包含至少一个连接到单元的网络元件，每个网络元件能够向很多订购者提供服务； 

该方法包括： 

-使用主核心操纵网络和配置系统，主核心以及辅助核心中的网络配置数据定期得以改变； 

-监测主核心操作中的故障事件，该故障使得主核心不能正确地控制网络和配置系统的运行； 

-当探测到故障事件的时候，将网络和配置系统的运行控制转移到辅助核心； 

-在校正故障事件从而主核心再次能够正确地控制网络和配置系统的操作之后，配置辅助核心，从而网络配置数据不再被改变，并且使得主核心的网络配置数据与辅助核心的网络配置数据同步；和 

-将网络和配置系统的操作传送回主核心。 

优选地，每个核心进一步包括包含网络配置数据的数据库，在网络和配置系统的操作过程中，主核心的数据库持续得以改变，并且主数据库中的网络配置数据的改变被传送到辅助数据库，该方法包括，在将网络和配置系统的运行控制数据传送到辅助核心时，以只读的方式配置辅助数据库，从而在辅助核心控制网络和配置系统的时间内，该辅助数据库没有改变。 

可替换地，在网络和配置系统的运行控制过程中，主核心数据库中的配置数据得以持续改变，并且主数据库中网络配置数据的改变被传送到辅助数据库，该方法包括，在将网络和配置系统的运行控制传送到辅助核心的时候，配置辅助核心，从而在网络和配置系统的控制过程中，网络配置数据持续改变，并且同步配置的步骤进一步包括使得主核心的数据库与辅助核心的数据库同步。 

典型地，在使用主核心的网络和配置系统的运行过程中，辅助核心对运行中的主核心进行镜像，从而当系统操作传送到该辅助核心的时候，辅助核心具有与主核心实质相同的配置和数据库。 

每个核心包括监测其他核心的操作的核心模块元件管理器，两个元件管理器得以连接，探测主核心失效的步骤包括，借助第二核心中的元件管理器的方式监测链路的状态，并且在链路失效超过预定时间的情况下标识失效。 

每个核心还可以包括许多应用模块，每个核心的元件管理器控制该核心 中的模块的操作。一个该模块是配置工作管理器，其用于存储和更新包含整个网络的配置数据以及与单元配置数据相关的配置数据的配置树，与单元配置数据相关的配置数据用于该单元所控制的网络部分。 

每个单元还包括用于控制该单元中的网络的应用模块。一个该模块包含配置提供引擎，该提供引擎用于存储单元的配置数据并且将单元的配置数据部署到网络元件中。 

在进一步的实施例中，每个单元包含主配置提供引擎和辅助配置提供引擎，每一个都能够控制单元和网络元件，该方法进一步包括： 

-从核心向两个引擎提供关于该单元的配置数据； 

-监测主引擎操作，以查找防止主引擎正确地控制单元和网络元件的操作的失效事件； 

-当探测到失效事件的时候，将单元和网络元件的操作的控制传送到辅助引擎； 

-接着对失效事件进行校正，从而主引擎再次能够正确地控制单元和网络元件的操作，使得主核心的配置与辅助核心的配置同步；和 

-将单元和网络元件的操作传送回主引擎。 

本发明的另一个方面包括用于向订购者提供网络服务的配置系统，其包括： 

-核心系统，该核心系统包括主核心和辅助核心，每个核心包含网络配置数据，并且每个核心单独能够控制整个网络和配置系统的操作； 

-至少一个单元，该单元连接到核心系统并且能够控制网络的特定部分，该网络包含至少一个与单元连接的网络元件，每个网络元件向许多订购者提供服务； 

-主核心控制正常使用的网络和配置系统的操作； 

其中该系统进一步包括监测系统，该监测系统用于：-探测防止主核心正确地控制配置系统的操作的失效事件，并且在探测到失效事件的时候，将网络和配置系统的操作控制转换到辅助核心； 

-接着对失效事件进行校正，从而主引擎再次能够正确地控制配置系统的操作，配置辅助核心从而网络配置数据不再改变，并且使得主引擎的 配置与辅助引擎的配置同步；并且 

-将网络和系统的操作传送回主核心。 

较优地，每个核心进一步包括数据库，在配置系统的运行过程中，主核心的数据库持续得以改变，并且主数据库的改变被传送到辅助数据库，当向辅助核心传送系统的操作控制的时候，监测系统将辅助数据库配置为只读模式，从而在辅助核心控制系统的时候辅助数据库不会改变。 

可替换地，每个核心可以进一步包括数据库，在配置系统的操作控制过程中，主核心的数据库得以持续改变，并且主核心得以运行以将主数据库的改变传送到辅助数据库上，在将系统的操作控制传送到第二核心的情况下，监测系统得以运行以配置辅助数据库，使得辅助数据库在配置系统的控制下持续改变，并且在同步化配置的时候，将主核心的数据库与辅助核心的数据库同步化。 

在使用主核心对系统加以操作的过程中，优选地，辅助核心对于运行中的主核心进行镜像，从而当系统的操作传送到达的时候，其具有与主核心的配置和数据库实质相同的配置和数据库。 

典型地，每个核心包括监测其他核心的操作的核心模块元件管理器，两个元件管理器得以连接，辅助核心中的元件管理器监测链路状态，并且在链路失效达到预定时间区间的情况下标识失效。 

每个核心进一步包括许多应用模块，每个核心的元件管理器控制核心中的模块的操作。 

通过防止同步过程中的辅助核心的改变，同步过程中的数据丢失得以避免。 

在进一步的实施例中，每个单元包含主配置提供引擎和辅助配置提供引擎，二者都能够控制单元和网络元件。 

附图说明

现在，结合附图，对本发明进行描述。 

附图1显示了本发明所涉及的网络的示意图； 

附图2显示了该网络的功能性示意图； 

附图3显示了实现本发明的方法的系统。 

具体实施方式

根据本发明的配置系统包括实质上同样的主核心系统和辅助核心系统A、B，两个系统都能够运行以总体上控制整个网络，并且特别地控制其配置。附图3显示了一种该配置系统。主核心系统和辅助核心系统A、B都显示在附图中。核心22包含文件系统30、数据库32、核心模块元件管理器33和一系列模块34a-h，该一系列模块向网络提供核心服务。尽管各种组件分布在多个服务器上是可能的，但是文件系统30、数据库32和模块34都位于中心服务器。核心模块34之间、核心模块34与单元24以及网络元件26之间相互作用。核心22还借助外部应用编程接口37与外部应用程序相互作用，该外部应用程序例如服务提供系统。核心模块34包含系统管理模块34a、网络日志模块34b、日志管理模块34c、数据库应用编程接口(DBAPI)34d、订购者管理工具桥(SMTB)34e、外部应用编程接口(EAPI)34f、脚本引擎34g和配置工作管理器(CJM)34h。借助应用程序间的消息总线(IAMB)35，各种核心模块34相互通信。每个单元24运行以控制网络的一个特定部分，并且每个单元24包含模块，该模块处理该单元中的网络拓扑的部分。单元24能够与核心22位于相同的服务器中，但是在大型网络的情况下，单元24可以从核心服务器中分离出来并且部署在网络中。每个单元包含配置提供引擎模块(CRE)36和元件管理模块38。每个网络单元26典型地包括可编程路由器40。 

核心22的高可靠性(HA)操作有望使得网络在硬件或者软件出现问题的情况下，继续向现有的订购者提供服务。核心系统模块性结合配置树的构建实现了高水平的操作。 

核心模块元件管理器33控制核心中的所有其他模块，以正确的方式启动它们，如果它们突然失效则重新启动，并且保存它们的信息。其也负责控制系统中的高可靠性(HA)功能。核心模块元件管理器33决定辅助核心B转变为运行状态的时间，并且控制所有模块的高可靠性状态。 

在当前示例下，高可靠性设置需要两个核心，主核心A和一个辅助核心B。该设置被称为一个高可靠性对。高可靠性对中的每个核心具有相同的模块(正如此处所示)，但是每个高可靠性对中的模块的选择是可选的。 

借助应用程序间的消息总线35上的通信信道，核心模块元件管理器33和其他模块之间的通信，以及在高可靠性对中的主核心和辅助核心A、B中的两个核心模块元件管理器之间的通信得以完成。 

每个核心(主核心和辅助核心)A、B具有自己的核心模块元件管理器33。这两个核心模块元件管理器33之间的SSD信道链路39负责在二者之间共享状态信息，并且负责探测失败(主核心出现问题)，或者进行恢复(主核心在出现问题之后，重新恢复到运行状态)。 

当链路39连接断开超过预定时间的时候，该预定时间例如三秒，在该时间内整个主核心A被预先认为无法运行，在辅助核心模块元件管理器33中，主核心A的失败得以探测。 

每个核心A、B的核心模块元件管理器33具有对于同一核心上的每个其他模块34开放的连接。该连接被用于在核心模块元件管理器33和模块34之间传送控制信号。 

典型地，当安装控制系统的时候，模块34的配置典型地通过命令行得以完成，该命令行由核心模块元件管理器33用于启动模块34，并且该命令行在安装控制系统的时候由配置文件加以使用。可替换的方式是，以与下述配置方式相同的方式配置模块34，该方式就是单元24中的元件管理器38对网络元件26(下面详细描述)进行配置的方式。 

当程序开始的时候，其连接到适当信道上的核心模块元件管理器33。 

在正常运行的情况下，主核心和辅助核心A、B得以启动和运行，并且没有失效备援发生。当启动的时候，作为主核心运行的程序接收到启动命令，并且作为辅助核心运行的程序接收到搁置命令。典型地，辅助模块仅仅从主参与者处接收在线更新的连接。 

当主核心A不运转并且保持不运转的状态超过预定时间的情况下，失效备援得以发生。典型地，如果辅助核心B变得不运转或者如果在预定时间阶段截止之前主核心A再次变为有效，那么失效备援不发生。 

在失效备援中，辅助模块接收启动命令并且开始工作，如同其就是主核心一样。 

恢复过程需要通过若干步骤完成，以确保从辅助核心B到主核心A的 数据同步是完整的。 

当恢复开始的时候，命令得以传送到所有辅助模块，以使得辅助模块进入只读模式并且不接受任何改变。当上述操作完成的时候，该模块返回适当的信号。当所有辅助模块确定处于只读模式的时候，消息传送到所有主模块以启动同步。当主模块与相应的辅助模块完全同步的时候，启动命令被传送到主模块，后备命令被发送到辅助模块。正常的操作得以继续。 

主核心A变得不运转并且失效备援得以发生的典型情况包括，服务器硬件故障，服务器电能故障，网络装置故障，网络装置电能故障，网络连接失败和软件更新。 

系统中模块34之间的应用程序间的消息总线35得以使用，并且该应用程序间的消息总线35得以配置以使用最短路径优先算法操纵所有接口，以探测和确定任意两个模块之间的最优路径上的连接。在典型的高可靠性对中，服务器(也就是核心A、B)具有多个物理接口。这就提出了一个潜在的问题，就像可能分离网络的网络问题一项，从而服务器不能相互通信，但是都能够与网络的其他部分通信。为了防止这种情况，专用物理链路在两个服务器之间得以使用，典型的是两个服务器的以太网接口之间直接地、没有中间装置地交叉以太网连接。 

核心模块元件管理模块33控制失效备援机制。核心模块元件管理器33在应用程序间的消息总线35上运行，并且维护与系统中其他模块34之间的接触。如果核心模块元件失去与相对应主体之间的接触，失效备援得以触发。 

高可靠性对的模块之间的数据同步以下述方式发生。 

外部应用程序通过外部应用编程接口模块34f连接到系统。外部应用编程接口模块34f在主服务器和辅助服务器A、B上得以启动。在一个服务器不运转的情况下，该服务器的外部应用编程接口模块34f将无法响应，并且会话将超时。在该时间由外部应用程序创建但是没有提交的数据会丢失。新的连接必须由外部应用程序确立以回复运行状态。该操作可以由应用程序自动完成，或者可以借助用户的行为手动完成。 

配置工作管理器34h在核心服务器A、B的存储器中保存整个配置树。 运行中的配置工作管理器34h还向单元24提供更新并且执行数据库操作。在两个服务器的配置工作管理器模块之间，不存在运行的同步或者通信。相反，搁置的配置工作管理器34h(B)从数据库应用编程接口模块接收外部数据库产生的所有更新的复制本。接着将该更新插入到配置树的存储器复制本中，从而该配置树与运行中的配置工作管理器的配置树同步。 

数据库应用编程接口34d与数据库32进行写操作的同步。搁置的数据库应用编程接口34d(B)接收到每个写操作的复制本并且对搁置的数据库32(B)执行相应的变化。除此之外，搁置的数据库应用编程接口34d(B)向监听模块传送数据库做出的任何改变，例如监听配置树的表的改变的配置工作管理器34h(B)。 

系统管理器34a订购在相应的文件库中订购所有文件。这确保每个系统管理器34a的所有文件在相应部分可用，包括在处于失效状态的时候接收到的任何操作系统核心图像。在恢复过程中，核心和操作系统图像得以同步。 

在失效的时候，无论数据库处于只读/读写状态，日志管理器34c继续工作。在正常运行中，启动/主日志管理器34c(A)将写入磁盘的任何日志消息转发到从属/辅助日志管理器34c(B)。当出现失效备援的时候，现在变为运行的从属/辅助日志管理器34c(B)出现失效的时候，将当前日志文件轮转。由于现在其是接收日志的仅有的日志管理器34c，其被存储在新的日志数据库文件并且通常的日志文件轮转规则得以适用。 

在恢复的过程中，轮转的日志数据库34c’(B)被传送到非同步的日志管理器34(A)。在同步过程中接收到的新日志消息由运行中的日志管理器34c(B)写入，并且被放入去往非同步日志管理区34c(A)的队列中。相同的机制被用于在正常的操作得以运用的过程中维护同步。如果运行中的日志管理器是辅助日志管理器34c(B)，当几乎所有的日志得以传送的时候，其将通知搁置/主日志管理器34c(A)。主日志管理器34c(A)接着运行并且对保存在存储器中的第一消息加以保存。因为附加日志消息可以得以接收，辅助日志管理器34c(B)此时处于搁置状态，同步持续到辅助队列为空。主/启动日志管理器34c(A)将从辅助处接收到的任何日志信息写入， 直到队列为空或者其接收到与存储器中的当前信息(得以启动之后的首先得以录入的日志)相同的日志信息。 

网络日志模块34b以与网络日志模块34c相同的方式运行，无论数据库处于只读/读写状态，在失效备援过程中持续运行。在正常的运行中，启动/主网络日志34b(A)将写在磁盘上的任何日志消息转发到搁置/辅助网络日志34b(B)。当失效备援发生的时候，现在得以启动的搁置/辅助网络日志34b(B)轮转当前日志文件。因为目前其是唯一接收日志的网络日志，该日志被存储在新的日志数据库文件中。正常的日志文件轮转规则得以使用。在恢复过程中，轮转的日志数据库被传送到非同步网络日志34b(A)中。在同步过程中接收到的新日志消息由运行的网络日志34b(B)写入，并且被列入去往非同步网络日志34b(A)的队列中。与正常操作过程中被用以维持同步的机制相同的机制得以使用。转换到正确的运行网络日志34b的过程与日志管理器34c的过程相同。 

脚本引擎34g的脚本库由应用程序间的消息总线35加以同步。在恢复的过程中，这就确保在失效备援过程中加入或者改变的任何脚本得以同步。失效备援事件发生的时候运行的脚本将被终止。 

订购者管理工具桥模块34e不具有失效备援状态信息，该信息意味着，当失效备援时间发生的时候，该模块仅仅在搁置服务器上启动。 

当停用的系统上的核心模块元件管理器33探测到与运行系统上的相应部分的通信中存在不正常情况的时候，其触发失效备援事件。如果所有的通信全部丧失，那么辅助核心模块元件管理器33(B)将启动所有模块34(B)。与辅助核心模块元件管理器33(B)位于同一服务器上的其他模块34(B)已经与该服务器上的核心模块元件管理器33(B)建立通信。 

在失效备援发生的任何时候，辅助服务器(B)接替运行。典型地，配置树数据库自动设置为只读模式。这意味着，不可能对于配置树做出任何修改。因为配置树处于只读状态，所以再也不可能添加、改变或者删除任何对象。这也就因此意味着，没有网络元件或者链路能够被修改，并且改变线路对象或者参数再也不可能。因为订购者需要服务依附于主体，以定义他们所期望的服务，现有的订购者持续接收当前服务，但是该服务并未 改变。新的订购者不能得以添加并且期望的服务不能得以移除。将配置树保持只读模式的优点在于，失效备援恢复更为简单。一旦主服务器(A)再次启动，配置树数据库无需同步化，其降低了恢复时间。另外，由于没有数据得以添加，因此没有下述的风险：，在主服务器(A)无法正常工作的同时辅助服务器(B)上出现问题，信息发生丢失。由于没有数据能够得以添加，所以没有数据丢失。一旦失效备援完成，配置树被重新置于读写模式。 

根据失效的类型，将配置树保持为只读模式达到一定时间区间可能无法接受。因此，甚至在使用辅助服务器(B)的时候，可能将配置树(以及系统的剩余部分)设置为读写模式。 

一旦系统处于读写模式，其如同失效备援时间发生以前一样正常工作。关键的不同在于，一旦主服务器(A)再次启动，数据库必须被再次同步化，根据交换的信息数量，该同步化可能占用延长的时间区间。 

一旦系统处于读写模式，系统将在失效备援时间之前工作。关键性的不同在于，一旦主服务器(A)再次启动，数据库必须再次同步化，根据需要交换的信息量这会占用延长的时间。 

操作的恢复是管理性任务。一旦失效的服务器出现的问题得到解决，该服务器得以重新启动。当失效服务器(A)再次启动，系统管理员通过启动正确的应用程序的方式开始恢复。核心模块元件管理器模块33(B)将数据库32(B)置于只读模式，直到重新启动的服务器(A)上的模块34与其启动的相对方34(B)同步。由于在只读模式下没有数据库的更新或者文件库的更新得以执行，只读模式确保较快的同步。在同步过程中执行的行为对于每个模块34而言相互独立。直到同步得以完成，应用程序间的消息总线35上的模块34之间的连接得以确立(例如配置工作管理器34h到配置提供引擎模块38的连接)。当所有模块34向核心模块元件管理器33回报，该模块处于同步状态，核心模块元件管理器确保正确的模块得以启动。举例而言，这就意味着外部应用编程接口模块当前启动的34f(B)得以关闭，并且外部应用程序得以与其他外部应用编程接口模块34f(A)重新连接。 

在恢复过程中，系统在同步持续的时间内被重新恢复为只读状态。 

靠近核心22的模块使得核心的各种功能得以有效运行。模块34a-h的详细描述如下。 

系统管理器模块34a维护各种类型的文件得以保存的中心文件库。系统管理器模块34a根据需要将文件分布到系统的其他部分，并且作为来自系统的其他部分的文件的集中地点。当系统管理器34a启动的时候，其产生以文件库的路径的形式展现的文件详细目录。系统管理器34a接着连接内部应用程序消息总线(IAMB)35并且开始监听请求。其他模块接着连接到系统管理器34a上并且以特定类型的文件的形式报告关注的情况(订购)。系统管理器34a类似地从连接模块订购文件。 

内部文件转换子系统(以内部应用程序消息总线35上面的一层的形式展现)处理文件的转移，该文件与订购模块的订购要求相匹配。借助内部文件转移子系统，文件转移被自动化。被加入到文件库路径中的文件由子系统自动探测，该子系统通知模块新的文件可以使用。模块接着使用子系统请求文件转移。子系统被所有模块加以使用，该模块执行与系统管理器34a之间的文件转移。 

基于配置线对象的内容，该配置线对象指定哪个操作系统对象在任何网络元件40上运行，操作系统图像为元件管理模块38所需要。操作系统图像包通过图形数据接口被上载到系统管理器。 

系统记录功能在两个模块得以提供：网络日志模块34b和日志管理器模块34c。虽然在实施例中二者被分开，在特定情况下它们可以结合在一个单独的模块中。网络日志模块34b保存地址历史日志和与网络分配给订购者的IP地址相关的其他重要信息。 

网络日志34b生成的数据库文件得以建立，以便于基于大小和时间轮转。在最大文件大小或者最早时间已经达到的任何时候，日志文件得以轮转。 

日志管理器模块34c保存系统日志。该信息与系统的操作相关并且包含有关系统操作中的重要事件的信息，包括与行为相关的网络元件。日志管理器34c模块也是网络行为请求(NAR)消息的接受者，并且触发被设计 用于处理该类事件的脚本引擎模块34g中的自动脚本。日志管理器模块34c也在简单的数据库34c’中保存系统目志，并且也负责网络行为请求事件的处理，包括调用脚本引擎模块34g执行处理特定事件的脚本。 

系统模块能够生成与系统中发生的事件和状态相关的日志信息。日志信息在应用程序间的消息总线35上传送。日志管理器监听日志频道并且将接收到的日志消息存储到数据库34c’中。 

如果模块变得充满日志信息，那么日志管理器将自动开始将日志消息区分优先次序。如果队列超过特定阈值，那么低优先级的日志消息被丢弃。当压力降低的时候，日志管理器再次存储较低优先级的消息。 

网络行为请求(NARs)是由系统模块触发的特定事件。网络行为请求事件标识需要外部交互加以解决的异常状态。网络行为请求的示例包括IP地址池耗竭以及与未知网络元件的连接。如果系统无法自己解决该状况，那么需要得到帮助，该帮助或者由操作者通过图形用户接口提供，或者由自动脚本引擎模块34g上执行的自动脚本提供。日志管理器34c监听网络行为请求的频道，这意味着其接收所有的网络行为请求事件。该事件保存在单独的永远无需轮转的数据库文件中。该事件接着根据已知脚本的列表加以匹配，并且如果任何匹配脚本得以发现，那么事件与执行脚本的指令一起被传送到脚本引擎34g。当脚本引擎34g报告其已成功处理该脚本时，从NAR事件数据库中删除该NAR事件。 

数据库应用编程接口(DBAPI)模块34d提供数据库存储和其他核心模块的访问设备。ODBC被用于与外部数据库32通信，该外部数据库保存了配置树和系统运行所需要的其他重要数据。 

数据库应用编程接口34d提供了系统模块和外部数据库32之间的抽象层。目的是为了选择与其他模块操纵的数据库无关的外部数据库。需要访问数据库的模块通过数据库应用编程接口建立连接。插入、更新和从数据库表中选择的调用从内部系统应用编程接口被传送到数据库的开放式数据库互接调用。 

订购者管理工具桥模块34e被连接到外部应用编程接口37以实现与外部订阅者管理工具应用程序(未示出)之间的相互作用。 

外部应用编程接口模块34f使得外部应用程序能够访问系统数据，该外部应用数据例如图形用户接口、自注册入口和订购者管理工具。当与系统通信的时候，外部应用编程接口模块34f为应用程序提供应用编程接口。使用外部应用编程接口34f的外部应用程序的示例是图形用户接口。 

具有外部应用编程接口34f的导出函数的其他系统模块可以被外部应用程序加以调用。外部应用编程接口34f分解所调用的函数和任何参数，验证所有需要的参数得以提供，并且所有需要的参数具有适宜的类型，并且接着产生调用该函数的函数。函数可以处于外部应用编程接口的内部，或者函数可以位于一个系统模块中。如果函数位于一个系统模块中，该函数借助应用程序间的消息总线35加以调用。 

外部应用编程接口34f的主前端是SOAP/XML类型的前端。 

外部应用编程接口34f包含用户验证机制，在该机制中通过外部应用程序加以连接的用户在访问数据和函数之前必须经过验证。一旦验证通过，会话得以建立，在该会话中用户能够访问与用户所属的命名空间相关的所有数据和函数。 

脚本引擎模块34g提供自动脚本执行。在正常运行过程中，系统需要外部逻辑解析环境的情况会发生。该情况的示例是，当未知网络元件意图接触系统的时候。该元件可以是正常部署的一部分，并且当元件连接的时候，自动脚本能够创建数据库中的必要对象。脚本引擎模块34g也能够提供向导框架以通过图形用户接口帮助管理网络。 

配置工作管理器(CJM)模块34h保存描述对于订购者可用的服务的配置树，该配置树是在网络中向订购者展现的地方并且订购者订购服务的地方。配置树还具有包含在网络元件26的配置的网络拓扑信息。配置工作管理器34h维护配置树，并且外部应用程序对于配置树做出的任何改变在被部署到单元24中之前得以解析。 

配置工作管理器34h负责所有对象的创建，负责删除和更新操作，并且配置工作管理器34h具有负责系统内IP地址管理的资源管理子系统。 

配置工作管理器34h在起始时连接到数据库应用编程接口模块34d。接着其意图将完成的配置树加载到存储器中。一旦完成上述操作，配置工作 管理器34h等待系统中其他模块的连接。当用户借助图形用户接口查看、生成、删除或者改变配置树中的对象的时候，在外部应用编程接口模块34f中出现调用，该调用被转发到配置工作管理器34h以便于对象处理。除了外部应用编程接口34f，单元24中的配置提供引擎(CRE)36也与配置工作管理器34h相互通信。 

当配置提供引擎36连接到配置工作管理器34h的时候，会话在两个模块之间得以建立。配置提供引擎36具有与其网络位置相关的配置树的本地复制本。当两个模块相互连接的时候，它们将配置树的配置提供引擎的本地复制本的版本与配置工作管理器存储器中的当前版本相比较。如果两个版本不同，配置提供引擎36删除其复制本并且从配置工作管理器34h处接收新的复制本。这样确保配置提供引擎36具有与配置工作管理器34h完全相同的配置树复制本。 

当配置工作管理器34h接收并且处理了配置树的改变的时候，其确定哪个配置提供引擎36需要更新(如果存在的话)。更新接着传送到相应的配置提供引擎36。 

配置工作管理器34h要求，配置树的改变必须是正确的，并且配置树的改变必须能够部署以便于实现。上述操作通过验证-提交过程加以控制。包含对象的创建、删除和修改操作在内的配置树改变，必须在对于配置树永久提交之前由系统模块加以验证。当验证操作得以调用的时候，配置工作管理器34h调整配置树，如同包括上述对象一样。其触发单元模块中的配置提供和配置验证，但是配置并不实际地部署到网络中。一旦验证完成，任何出现的错误得以报告并且先前配置树的有效轮转发生。如果没有错误得以探测，工作准备提交。否则错误必须纠正并且新的验证操作必须开始。 

当开始提交的时候，该改变永久性地提交给配置树(除非该工作未来发生，参见下文)，并且借助数据库应用编程接口该改变被保存在数据库中，并且该改变立即生效。配置得以提供并且部署在所需的网络之中。 

配置工作管理器34h的资源管理子系统负责管理系统的资源。典型的资源是用于接口地址并且用于指定给网络中的订购者的IPv4资源空间。系统具有用于IP地址管理的特定对象，即IPv4资源对象。该对象负责一部分IP 地址空间，并且被提供为地址池。对象名称被用于将多个对象连接在一起，从而一个对象——与配置树的根节点最近的对象——代表地址池100。位于配置树分支下部的其他对象具有相同的名称，其代表主池的更小的部分一一临近祖先的地址池100。 

当IPv4资源对象在配置树上得以创建并且提交时，其代表的池中的地址从其祖先处得以分配。具有位于根节点的代表整个IPv4地址池的单个祖先，从而即使在在根节点之下直接创建资源对象的时候，实际上该分配也得以执行。 

如果对象不具有祖先(另外一个IPv4地址对象距离树的根节点更近)，从“全局”IPv4地址中获得的子网和前缀长度必须得以指定。如果存在祖先对象，当对象创建的时候子网可以选择被指定。如果子网得以指定，系统将意图从祖先的资源对象池中获得特定子网。如果子网已经得以分配，新资源对象的验证步骤失败。如果具有祖先资源对象，那么足以指定新资源对象所需要的前缀长度。当新对象被提交给配置树的时候，系统接着从祖先池中指定该大小的子网。 

该机制实现根据需要特定子网从池中得以指定，但是也实现了如下内容：当使用的实际子网不重要的时候，仅仅一定大小的子网需要得以指定(系统需要指定所需大小的下一个可用子网)。 

链路是两个或者多个网络元件之间的连接。对于IP网络而言，链路需要子网和连接到链路的每个网络元件的每个接口也具有地址。该地址池系统允许链路动态分配，但是也使得需要时指定每个接口使用的精确地址成为可能。 

核心模块34a-h的操作由中心模块元件管理器33控制，借助下面详细描述的备份系统，该中心模块元件管理器33负责维持核心功能的高可靠性。 

在单元24中，配置提供引擎36具有配置树的本地复制本，该配置树覆盖由单元24覆盖的网络部分。配置提供引擎36从配置树中组合对象，以形成部署到各个网络元件40的最终配置。该过程包括连接配置线对象和参数，分配IP地址和确定任何配置预处理器的条件以形成最终网络元件配置，该最终网络元件配置被传送到元件管理器模块38。 

配置提供引擎36是单元24的一部分。其主要目的是，在其控制之下为各个类型的网络元件40产生完成的配置。配置接着传送到元件管理器38以便于验证和部署。配置提供引擎36负责处理分配并且维护所有公知客户端的列表。 

配置提供引擎36与核心中的配置工作管理器34h相互通信。配置工作管理器34H维护整个网络的完整配置树。每个配置提供引擎36接收描述由单元24覆盖的网络部分的配置树的本地复制本(除非配置提供引擎36是单元24的唯一运行元件，否则配置提供引擎36不具有配置树的完整复制本)。在配置提供引擎36开始的时候，其确立与配置工作管理器34H之间的工作会话并且接收工作序号。配置工作管理器34H持续验证每个连接的配置提供引擎36所使用的工作序号数据库版本。如果工作序号改变(该改变表明会话重新开始，例如由于网络问题)，配置工作管理器34H将指示配置提供引擎36清除配置树并且向配置提供引擎36再次传送配置树。这使得配置提供引擎36经常具有配置树的最新和精确的复制本。 

在正常运行过程中，随着网络拓扑结构的改变、配置的更新等等，配置工作管理器34H将向配置树发送更新。配置提供引擎36解析其接收到的改变并且开始内部工作以进行配置。 

一些工作是时控的——被设置为在精确的时间或者以固定的时间间隔发生。由于该原因，配置提供引擎36操作内部定时器，该内部定时器开始内部工作以提供配置更新。 

除了由配置工作管理器34H启动的内部工作之外，该工作也可以作为网络中行为的结果加以启动。典型的示例是，当网络中的客户端请求并且利用动态主机配置协议进行寻址的时候。适宜的消息触发下述情况，该情况就是元件管理器38向配置提供引擎36开放客户端内容，并且这反过来意味着配置提供引擎36必须向分配了IP地址的客户端提供适宜的配置，为客户端产生网络日志和可能的动态域名服务器更新，并且当然将提供的配置发送到元件管理器38以便于部署。 

配置提供引擎36的重要功能在于地址分配。当需要被指派给客户端的IP地址的服务、链路或者网络元件通过配置提供引擎36得以传送的任何时 候，其将从地址池中指派使用的地址，该地址池是网络资源对象在配置树中定义的。配置提供引擎36向每个网络元件分配最小块，例如a/30块。客户端内容被公开的同时，块中各个地址被支配和插入到提供配置中。 

通过外部应用编程接口34f，配置提供引擎36经常发布和撤销标签。简单而言，标签是依附至变量的命名值。由于标签绑定在创建该标签的客户端上，当提供服务配置的时候，标签与配置线对象(CLOB)的条件语句一起使用。举例而言，叫做登陆网络的标签或者由外部入口应用程序对客户端加以设置，或者没有由外部入口应用程序对客户端加以设置。当客户端连接到网络的时候，明显没有可用的标签。在相应的配置线对象中，条件可以使用以提供访问列表，该访问列表防止除了该客户端入口之外的任何地方的访问。当客户端访问入口并且登陆到网络中，入口应用程序创建客户端.标签.网络登陆的标签(基于自身的IP地址)。通过外部应用程序接口34f到配置提供引擎36的创建调用创建工作更新，该工作更新使得配置提供引擎36为客户端重新提供配置。因为以前的条件现在是错误的，访问列表不再为客户端生成并且客户端接着能够访问整个网络。 

元件管理模块38对于每一类型的网络元件而言是特定的。典型地，其包括在讨论的特定硬件上运行的操作系统。模块38从配置提供引擎36处接收配置，并且验证所有的配置状态对于其运行的操作系统而言是精确有效的。借助适当的协议，网络元件40连接到元件管理器38以接收配置。 

系统允许针对不同类型的网络元件40的多个元件管理器38，允许与网络元件40所使用的各类操作系统相关联的EM。使用适宜的协议，操作系统的元件管理器维护与网络元件之间的通信。元件管理器38是单元24的一部分。元件管理器从配置提供引擎36接收配置以部署到网络中。 

核心中的系统管理器34a具有包含所有操作系统图像的中心文件库。当用户从用户图形接口上载操作系统图像时，系统管理器34a将其切割为实际的图形文件和验证库文件，并且将其存储在库中。系统管理器34a接着通知所有的元件管理器38新的图像，如果其具有被指定使用该图像的元件40，那么该元件管理器38接着加以请求。从系统管理器34a所请求的图像被存储在元件服务器上的元件管理器本地文件库中。只有存在于本地文件 库中的图像才能够被提供给网络元件40。这也就意味着，在网络元件40能够下载该图像之前，发生在图像上的任何操作系统图像更新必须首先上载到系统。 

在本发明的范围之内可以做出各种改变。举例而言，单元本身可以包括高可靠性对，其具有在另外一个服务器上复制的配置提供引擎模块。主配置提供引擎模块和辅助配置提供引擎模块维护二者之间公开内容的同步，但是每个模块接收配置树并且从核心的配置工作管理器获得更新。主配置提供引擎模块和辅助配置提供引擎模块在配置树上具有相同的序号，并且如果二者都与配置工作管理器中保存的内容不匹配，那么配置树的新复制本将下载到单元中。主配置提供引擎模块和辅助配置提供引擎模块之间的任何改变都要进入队列，直到二者再次同步。 

Claims (20)

1.一种操作网络(10)以向订购者提供服务的方法，所述网络(10)包含配置系统(20)，配置系统(20)包括：

-核心系统(22)，该核心系统包含主核心系统(A)和辅助核心系统(B)，每个核心系统(A，B)包含文件系统(30)，数据库(32)，核心模块元件管理器(33)和一系列模块(34a-h)，该一系列模块向网络提供核心服务，并且每个核心系统(A，B)单独能够控制整个配置系统(20)的操作；

-至少一个单元(24)，其包括连接到核心系统(22)的配置提供引擎模块(36)和元件管理模块(38)；和

至少一个连接到单元(24)的网络元件(26)，每个网络元件(26)能够向很多订购者提供服务；

该方法包括：

-使用主核心系统(A)操纵配置系统(20)；

-监测主核心系统(A)操作中的故障事件，该故障使得主核心系统(A)不能正确地控制配置系统(20)的运行；

-当探测到故障事件的时候，将配置系统(20)的运行控制转移到辅助核心系统(B)；

-在校正故障事件从而主核心系统(A)再次能够正确地控制配置系统(20)的操作之后，配置辅助核心系统(B)从而其不再被改变，并且使得主核心系统(A)的配置与辅助核心系统(B)的配置同步；和

-将配置系统的操作传送回主核心系统(A)。

2.如权利要求1所述的方法，其中，在配置系统(20)的操作过程中，主核心系统(A)的数据库持续得以改变，并且主数据库中的改变被传送到辅助数据库，该方法包括，在将配置系统的运行控制转移到辅助核心系统(B)时，以只读的方式配置辅助数据库，从而在辅助核心系统(B)控制配置系统的时间内，该辅助数据库没有改变。

3.如权利要求1所述的方法，其中，在配置系统(20)的运行控制过程中，主核心系统(A)的数据库持续得以改变，并且主数据库中的改变被传送到辅助数据库，该方法包括，在将配置系统的运行控制转移到辅助核心系统(B)的时候，配置在控制配置系统(20)的过程中持续改变的辅助核心系统(B)并且同步配置的步骤进一步包括使得主核心系统(A)的数据库与辅助核心系统(B)的数据库同步。

4.如权利要求1、2或者3所述的方法，其中在使用主核心系统(A)的配置系统的运行过程中，辅助核心系统(B)对运行中的主核心系统(A)进行镜像，从而当配置系统操作传送到该辅助核心系统(B)的时候，辅助核心系统(B)具有与主核心系统(A)实质相同的配置和数据库。

5.如权利要求1、2或者3所述的方法，其中所述核心模块元件管理器(33)监测其他核心系统的操作，两个元件管理器得以连接，探测主核心系统(A)失效的步骤包括，借助辅助核心系统(B)中的元件管理器(33)的方式监测链路的状态，并且在链路失效超过预定时间的情况下标识失效。

6.如权利要求5所述的方法，其中每个核心系统(A，B)的元件管理器(33)控制该核心系统(A，B)中的模块的操作。

7.如权利要求5所述的方法，其中核心系统(A，B)包括作为模块的配置工作管理器(34h)，该方法包括存储和更新包含整个网络的配置数据以及与单元配置数据相关的配置数据的配置树，与单元配置数据相关的配置数据用于该单元所控制的网络部分。

8.如权利要求1、2或者3所述的方法，其中每个单元(24)包括应用模块，该方法包括使用应用模块控制该单元中的网络。

9.如权利要求8所述的方法，其中单元(24)包含作为应用模块的配置提供引擎(36)，该方法包括存储单元的配置数据并且将单元的配置数据部署到网络元件中。

10.如权利要求8所述的方法，其中每个单元(24)包含主配置提供引擎和辅助配置提供引擎，每一个都能够控制单元和网络元件，该方法进一步包括：

-从核心向两个引擎提供关于该单元的配置数据；

-监测主配置提供引擎操作，以查找防止主配置提供引擎正确地控制单元和网络元件的操作的失效事件；

-当探测到失效事件的时候，将单元和网络元件的操作的控制传送到辅助配置提供引擎；

-接着对失效事件进行校正，从而主配置提供引擎再次能够正确地控制单元和网络元件的操作，使得主配置提供引擎的配置与辅助配置提供引擎的配置同步；和

-将单元和网络元件的操作传送回主配置提供引擎。

11.用于向订购者提供网络服务的配置系统，其包括：

-核心系统(20)，该核心系统包括主核心系统(A)和辅助核心系统(B)，每个核心系统包含文件系统(30)，数据库(32)，核心模块元件管理器(33)和一系列模块(34a-h)，该一系列模块向网络提供核心服务，并且每个核心系统(A，B)单独能够控制整个配置系统的操作；

-至少一个单元(24)，其连接到核心系统(22)，且包括配置提供引擎模块(36)和元件管理模块(38)和；

-至少一个与单元(24)连接的网络元件(26)，每个网络元件(26)向许多订购者提供服务；

主核心系统(A)控制正常使用的配置系统的操作；

其中该配置系统进一步包括监测系统，该监测系统用于：

-探测防止主核心系统(A)正确地控制配置系统(20)的操作的失效事件，并且在探测到失效事件的时候，将配置系统(20)的操作控制转换到辅助核心系统(B)；

-接着对失效事件进行校正，从而主核心系统(A)再次能够正确地控制配置系统(20)的操作，配置辅助核心系统(B)从而网络配置数据不再改变，并且使得主核心系统(A)的网络配置数据与辅助核心系统(B)的网络配置数据同步；和

-将配置系统的操作传送回主核心系统(A)。

12.如权利要求11所述的系统，其中，在配置系统(20)的运行过程中，主核心系统(A)的数据库持续得以改变，并且主数据库的改变被传送到辅助数据库，当向辅助核心系统(B)传送配置系统的操作控制的时候，监测系统将辅助数据库配置为只读模式，从而在辅助核心系统(B)控制配置系统的时候，辅助数据库不会改变。

13.如权利要求11所述的系统，其中，在配置系统(20)的操作控制过程中，主核心系统(A)的数据库得以持续改变，并且主核心系统(A)得以运行以将主数据库的改变传送到辅助数据库上，在将配置系统的操作控制传送到辅助核心系统(B)的情况下，监测系统得以运行以配置辅助数据库，从而在配置系统(20)的控制过程中网络配置数据持续改变，并且在同步化配置的时候，将主核心系统(A)的数据库与辅助核心系统(B)的数据库同步化。

14.如权利要求11、12或者13所述的系统，其中，在使用主核心系统(A)对配置系统加以操作的过程中，辅助核心系统(B)对运行中的主核心系统(A)进行镜像，从而当配置系统的操作传送到达的时候，其具有与主核心系统(A)的配置和数据库实质相同的配置和数据库。

15.如权利要求11、12或者13所述的系统，其中所述核心模块元件管理器(33)监测其他核心系统的操作，两个元件管理器(33)得以连接，辅助核心系统(B)中的元件管理器监测链路状态，并且在链路失效达到预定时间区间的情况下标识失效。

16.如权利要求15所述的系统，其中每个核心系统(A，B)的核心模块元件管理器(33)控制核心系统(A，B)中的模块的操作。

17.如权利要求16所述的系统，其中核心系统(A，B)包括作为模块的配置工作管理器(34h)，其用于存储和更新包含整个网络的配置数据以及与单元配置数据相关的配置数据的配置树，与单元配置数据相关的配置数据用于该单元所控制的网络部分。

18.如权利要求11、12或者13所述的系统，其中每个单元(24)包括控制该单元网络的应用模块。

19.如权利要求18所述的系统，其中单元(24)包含作为应用模块的配置提供引擎(36)，其用于存储单元的配置数据并且将单元的配置数据部署到网络元件中。

20.如权利要求19所述的系统，其中每个单元(24)包含主配置提供引擎和辅助配置提供引擎，二者都能够控制单元和网络元件。

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