CN102143011B - 一种实现网络保护的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现网络保护的装置及方法，属于网络通信领域。该装置包括：第一故障检测模块，用于检测高可用性网管系统中的主用服务器与被管网络之间的故障情况；故障处理模块，用于当所述主用服务器与被管网络之间被检测到出现故障时，进行故障处理。该方法包括：检测高可用性网管系统中的主用服务器与被管网络之间的故障情况；当检测到出现故障时，进行故障处理。同时还公开了第一故障检测模块使用的一种分级故障检测方法，该方法能快速、精确的检测出故障点，并及时通知管理员进行修复。本发明能检测主用服务器与被管网络之间的故障，当检测到发生故障时，进行故障处理，从而确保被管网络不会处于脱管状态，避免了被管网络关键数据的丢失。

Description

一种实现网络保护的装置及方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种实现网络保护的装置及方法。

背景技术

随着用户需求的不断增长，要求网络提供越来越多的业务类型，网络规模和管理成本也日益增加，网管系统作为网络管理和监控的重要工具，需要实时监控网络流量、带宽利用率、网络性能等一系列关键指标，用于接入控制、网络配置、计费管理、服务质量分析、发现潜在网络瓶颈等。

近年来越来越多的网络运营商开始设置高可用性网管系统。高可用性网管系统的主用服务器和备用服务器通常位于两个不同城市的网络管理中心，它们之间互为备份，当主用服务器发生灾难或故障的时候能自动切换到备用服务器进行工作，从而提升网管系统的可靠性，尽可能确保被管网络不会处于脱管状态。

当高可用性网管系统检测到主用服务器出现故障时，系统会产生告警。如果管理员不在现场或没有及时处理告警，高可用性网管系统就会启动保护倒换程序，切换到备用服务器，将备用服务器的工作状态由保护状态切变为激活状态，接管主用服务器的工作，同时主用服务器工作状态由激活状态变更为保护状态。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有高可用性网管系统中，对主用服务器与被管网络之间缺乏有效的故障检测机制。例如，当主用服务器与被管网络之间的关键节点(如DCN(DataCommunication Network，数据通信网)的入口网关、DCN的出口网关、被管网络上的必经节点等)出现故障，导致主用服务器与被管网络之间发生故障时，由于网络管理员并不知道故障已经发生，因此无法进行故障处理，使得主用服务器失去了与被管网络的连接，被管网络处于脱管状态，可能造成很多关键数据的丢失。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于网络保护的装置，该装置包括：第一故障检测模块，用于检测高可用性网管系统中的主用服务器与被管网络之间的故障情况；故障处理模块，用于当上述主用服务器与被管网络之间被检测到出现故障时，进行故障处理；

其中，所述故障处理模块包括：

告警单元，用于向所述主用服务器发送告警；

倒换单元，用于对高可用性网管系统中的主用服务器和备用服务器进行倒换；

其中，所述第一故障检测模块包括：

一级检测单元，用于检测所述主用服务器与数据通信网DCN边界网关之间的故障情况；

所述故障处理模块还包括：

第一处理单元，用于当一级检测单元检测到的故障点大于预定的阈值时，触发告警单元，并根据高可用性网管系统中的备用服务器与上述故障点之间的故障情况，触发倒换单元；

第二处理单元，用于当一级检测单元检测到的故障点小于预定的阈值时，触发告警单元，并根据高可用性网管系统中的备用服务器与上述DCN边界网关之间的故障情况和预设的规则，触发倒换单元或者二级检测单元。

本发明另一实施例提供了一种实现网络保护的方法，该方法包括：检测网管服务器与被管网络之间的故障情况；当检测到故障时，进行故障处理；

其中，检测高可用性网管系统中的主用服务器与被管网络之间的故障，具体包括：

检测主用服务器与数据通信网DCN边界网关的故障情况；

所述进行故障处理，具体包括：

当在主用服务器与数据通信网DCN边界网关之间检测到的故障点大于预定的阈值、且高可用性网管系统中的备用服务器与所述故障节点之间的状态正常时，向主用服务器发送告警，对高可用性网管系统中的主用服务器和备用服务器进行倒换；

当在主用服务器与数据通信网DCN边界网关之间检测到的故障点小于预定的阈值时，向主用服务器发送告警，根据预设的规则决定是否对高可用性网管系统中的主用服务器和备用服务器进行倒换。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例能检测主用服务器与被管网络之间的故障情况，当检测到发生故障时，进行故障处理，从而确保被管网络不会处于脱管状态，避免了被管网络关键数据的丢失。

附图说明

图1为本发明实施例1的用于网络保护的装置的结构示意图；

图2为本发明实施例1的用于网络保护的装置的一个优先结构示意图；

图3为本发明实施例1的用于网络保护的装置的另一优先结构示意图；

图4为本发明实施例1的用于网络保护的装置的又一优先结构示意图；

图5为本发明实施例1的用于网络保护的装置的又一优先结构示意图；

图6为本发明的实施例中一种实现网络保护系统的结构示意图；

图7为本发明实施例2的一种实现网络保护的方法的流程示意图；

图8为本发明实施例中的DCN网关集合示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图作进一步地详细描述。

实施例1

本发明实施例提供一种实现网络保护的装置，参见图1，该装置包括：

第一故障检测模块100，用于检测高可用性网管系统中的主用服务器与被管网络之间的故障；

故障处理模块110，用于当上述主用服务器与被管网络之间被检测到出现故障时，进行故障处理。

可选的，上述第一故障检测模块100包括在上述高可用性网管系统中的主用服务器。上述故障处理模块110可以包括在上述高可用性网管系统中的主用服务器中，或者可以包括在上述高可用性网管系统中的备用服务器中，或者可以包括在第三方服务器中。可选的，上述主用服务器与被管网络之间的故障可包括：连通性故障，QoS(Quality of Service，服务质量)参数的劣化等等。为了便于描述，以下的实施例中，均以连通性故障为例，进行介绍。

可选的，参见图2，上述故障处理模块110可以包括：

告警单元111，用于向上述主用服务器发送告警；

倒换单元112，用于对高可用性网管系统中的主用服务器和备用服务器进行倒换。

可选的，参见图3，上述第一故障检测模块100可包括：

一级检测单元101，用于检测主用服务器与DCN边界网关之间的故障情况；

上述故障处理模块110还可以进一步包括：

第一处理单元113，用于当一级检测单元101检测到的故障点大于预定的阈值时，触发告警单元111，并根据高可用性网管系统中的备用服务器与DCN边界网关之间的故障情况，触发倒换单元112。

第二处理单元114，用于当一级检测单元101检测到的故障点小于预定的阈值时，触发告警单元111，并根据高可用性网管系统中的备用服务器与上述DCN边界网关之间的故障情况和预设的规则，触发倒换单元112或者二级检测单元102。

可选的，参见图4，上述故障检测模块100还可以进一步包括：

二级检测单元102，用于则检测上述DCN边界网关与被管网络的边界网关之间的故障情况；

上述故障处理模块110还可以进一步包括：

第三处理单元115，用于当二级检测单元102检测到故障点时，触发告警单元111，并根据高可用性网管系统中的备用服务器与上述被管网络的边界网关之间的故障情况和预设的规则，触发倒换单元112；

第四处理单元116，用于当二级检测单元102没有检测到故障点时，触发三级检测单元103。

可选的，参见图5，上述第一故障检测模块100还可以进一步包括：

三级检测单元103，用于检测上述被管网络的边界网关与被管网络内至少一个网元之间的故障情况。

上述故障处理模块110还可以进一步包括：

第五处理单元117，用于当三级检测单元103检测到故障点时，触发告警单元111，并根据高可用性网管系统中的备用服务器与上述被管网络的边界网关之间的故障情况和预设的规则，触发倒换单元112。

本发明实施例的技术方案带来的有益效果为：本发明实施例能检测高可用性网管系统中的主用服务器与被管网络间故障情况，并及时进行故障处理，从而确保被管网络不会处于脱管状态，避免了被管网络关键数据的丢失。

本发明的实施例还提供了一种用于网络保护的系统，参见图6，该系统包括：主用服务器600，备用服务器610。

其中，主用服务器600中还包括第一故障检测模块601，其功能与上述实施例中第一故障检测模块100相类似，此处不再赘述。

备用服务器610中包括第二故障检测模块611，用于检测高可用性网管系统中的备用服务器与被管网络之间的故障。

可选的，在本发明的实施例中，所述第二故障检测模块611所检测到的故障情况，将发送给故障处理模块700。在本场景中，故障处理模块700与上述实施例中的故障处理模块110的功能和部署均类似，此处不再赘述。

实施例2

本发明的实施例2提供了一种实现网络保护的方法，参见图7，该方法包括以下步骤：

701：检测高可用性网管系统中的主用服务器与被管网络之间的故障；

702：当上述主用服务器与被管网络之间被检测到出现故障时，进行故障处理。

可选的，在本发明实施例中，故障可以包括连通性故障、QoS参数的劣化等等。

可选地，可以通过“分级故障检测”来检测主用服务器与被管网络之间的故障。

在本示例中，利用了高可用性网管系统中的主用服务器与被管网络之间所具有的逻辑层次关系进行分级故障检测。例如，主用服务器、DCN边界网关、被管网络的边界网关、及至少一个被管网络的网元。因此，在本示例中，一级故障检测可以是检测主用服务器与DCN边界网关的故障情况；二级故障检测可以是检测DCN边界网关与被管网络的边界网关之间的故障情况；三级故障检测可以是检测被管网络的边界网关与被管网络中至少一个网元之间的故障情况。下面分别进行详细的介绍。

首先介绍一级故障检测，即，检测主用服务器与DCN边界网关之间的连通性。

参见图8，通常情况下，DCN边界网关主要包含两个集合：

(1)DCN入口网关集合(冗余节点1，冗余节点2...冗余节点n)，记为：

P(DCN入口)＝{N1，N2...Nn}；

其中，Nn为第n个冗余节点；

(2)DCN出口网关集合(冗余节点1，冗余节点2...冗余节点m)，记为：

P(DCN出口)＝{N1，N2...Nm}；

其中，Nm为第m个冗余节点；

因此，一级故障检测可以是检测主用服务器与DCN入口网关之间的连通性，也可以是检测主用服务器与DCN出口网关之间的连通性。由于对主用服务器与DCN出口网关之间的连通性进行检测会经过DCN入口网关，因此下面仅以检测网管服务器与DCN入口网关集合之间的故障情况为例进行介绍。

示例性的，主用服务器可以向P(DCN出口)中的节点发送报文，例如，ICMP(Internet Control Massage Protocol，网间控制报文协议)报文进行故障检测，一旦检测到某个冗余节点出现故障，记录一个故障点A。可选的，还可以设置一个检测周期，将一个周期内在P(DCN出口)中检测到的故障点集合记录为∑A。

当∑A大于预先设定的阈值，例如m，即，当∑A≥m时，向主用服务器发送告警，然后根据备用服务器与DCN边界网关之间的连通情况，进行相应的故障处理。例如，如果备用服务器与DCN边界网关之间是连通的(备用服务器与DCN边界网关的故障检测方式是与主用服务器与DCN边界网关的故障检测方式相同的)，即，备用服务器与DCN边界网关的故障点小于预先设定的阈值，即∑A＜n，对高可用性网管系统中的主用服务器和备用服务器进行倒换(以下简称“主备倒换”)。

当0＜∑A＜m时，向主用服务器发送告警，随后根据备用服务器与DCN的边界网关之间的故障情况和预设的规则，确定是否进行主备倒换。例如，如果备用服务器与DCN的边界网关之间的状态正常，可以进行主备倒换。当然，P(DCN出口)上一部分冗余节点出现故障后，主用服务器仍然可能正常工作，因此，在0＜∑A＜m的情况下，也可以不进行主备倒换，而是执行二级故障检测。

下面将描述二级故障检测，即：检测DCN网关与被管网络的边界网关之间的故障情况。

由于被管网络的规模可能很大，被管网络的网元数量非常庞大(可能达到数万个)，如果对每个网元都一一执行故障检测，会消耗宝贵的网管服务器资源，对网管服务器会有很大的性能压力，同时故障检测的周期也会比较长。另外，由于每个子网内部通常会采取有效的可靠性组网方案，故障收敛的速度很快，因此，发生故障的几率和影响相对较小。但是，一旦边界网关发生故障，影响可能是致命的。因此通过检测DCN出口网关与被管网络的边界网关之间的故障情况，可以以更小的代价来发现重大故障。

执行二级故障检测前提是：主用服务器与DCN边界网关之间是没有故障的，即，对于P(DCN出口)，∑A＜m。

考虑到通常情况下，被管网络属于多个子网，每个子网有不同的网络地址，每个子网都会存在一个或多个边界网关，边界网关会通过路由协议向外发布路由。因此，检测DCN出口网关上的路由表即可发现DCN出口网关与被管网络的边界网关之间的故障情况。在本示例中，假设被管网络的网元属于p个子网，可表示为被管网络集合P(网络地址1，网络地址2...网络地址p)，记为P(子网)＝{NET1，NET2...NETp}。

一般而言DCN出口网关的路由表比较庞大，因此实现二级故障检测的一种可选性方案是在DCN出口网关上执行路由最短匹配(Shortest Match)查找(因为路由表中多条相同前缀的路由可能汇聚成一条路由，路由表查找执行的是最短匹配查找。即：假设路由表中的网络地址记录为NETx，掩码为MASKx，要查找的网络地址记录为NETy；如果NETy&MASKx＝NETx，认为命中，否则认为未命中，其中，“&”表示按位与运算)，将不能查找到的被管网络网络地址报告给网管服务器。或者，另一种可选性方案是在DCN出口网关上设置测试例，检测DCN出口网关与被管网络边界网关之间的故障情况。

在本发明实施例中，对于集合P(子网)中某一个网络地址NETi，如果在P(DCN出口)中所有网元的路由表中都查找不到的话，记录一个故障点F；可选的，还可以设置一个检测周期，将一个周期内检测到的故障点集合记为∑F。

当∑F＞0时，向主用服务器发送告警，随后根据备用服务器与上述被管网络的边界网关之间的故障情况和预设的规则，以确定是否进行主备倒换。例如：

在备用服务器与被管网络的边界网关之间不存在故障点的情况下，可以进行主备倒换；

在备用服务器与被管网络的边界网关之间存在的故障点，与主用服务器与被管网络的边界网关之间存在的故障点相同的情况下，可以不进行主备倒换；

在备用服务器与被管网络的边界网关之间存在的故障点，与主用服务器与被管网络的边界网关之间存在的故障点不相同的情况下，可以根据预设的规则确定是否进行主备倒换。

下面描述三级故障检测，即：检测被管网络边界网关与被管网络的至少一个网元之间的故障情况。执行三级故障检测的前提是：对被检测网元所属子网的二级故障检测没有发现故障，即，∑F＝0。

一级故障检测和二级故障检测能够检测到主用服务器与DCN边界网关、被管网络的边界网关之间的故障情况。但在极少数情况下也可能存在由于局部故障导致被管网络中部分网元与网管服务器之间出现故障、因此有些时候还需要对被管网络中的一些重要网元的故障情况进行重点监控，因此可以选择性的执行三级故障检测，即，检测被管网络边界网关与被管网络的至少一个网元的故障情况。从而避免因局部故障导致重要的网元脱管。

在三级故障检测中，只对采样网元集合进行故障检测，采样网元集合(NE1，NE2...NEk)，记为P(采样网元)＝{NE1，NE2...NEk}。例如，可以让边界网关代理检测任务(例如，周期性发送ICMP报文进行故障检测)，以检测与重要网元之间的故障情况。

因为采样网元数量一般很大(比如k＞1000)，在本示例中通过被管网络的边界网关来代理执行局部故障的检测任务，当被管网络的边界网关检测到一个故障后记录一个故障点T，可选的，还可以设置一个检测周期，将一个周期内检测到的故障点之和记录为∑T。

当∑T＞0时，向主用服务器发送告警，同时根据备用服务器与上述被管网络的边界网关之间的故障情况和预设的规则，决定是否要进行主备倒换。例如：在备用服务器和被管网络的边界网关之间存在的故障点，与主用服务器和被管网络的边界网关之间存在的故障点相同的情况下，可以不进行主备倒换；

在备用服务器和被管网络的边界网关之间存在的故障点，与主用服务器和被管网络的边界网关之间存在的故障点不同的情况下，可以根据预设的规则，决定是否进行主备倒换。

可选的，在本发明的实施例中，预设的规则可以根据实际的情况设置。举一个简单的场景：主用服务器与被管网络的NE1通信中断，与被管网络的网元NE2通信正常；而备用服务器与被管网络的网元NE2通信中断，与NE1通信正常。当检测到主用服务器与被管网络的NE1通信中断时，为了避免NE1脱管，应当进行主备切换。但是，一旦进行了主备切换，那么NE2将会脱管(因为备用服务器与被管网络的网元NE2的通信是中断的)。因此，在这种场景中，是否进行主备切换，可以根据预先设置的规则来进行。例如，假设NE1所承载的业务比NE2所承载的业务重要，或者NE1在网络中所处位置比NE2在网络中所处的位置重要，那么可以对NE1和NE2设置不同的优先级(NE1的优先级高于NE2的优先级)。这样，当出现相同级别的故障时，可以根据这两个网元不同的优先级，判断是否需要进行主备倒换。

当然，也可以采用与上述方法相类似的方法，对备用服务器和被管网络之间的故障情况进行检测，此处不再赘述。

本发明实施例的技术方案带来的有益效果为：本发明实施例能检测高可用性网管系统中的主用服务器与被管网络间的故障情况，并及时进行故障处理，从而确保被管网络不会处于脱管状态，避免了被管网络关键数据的丢失。

以上实施例提供的技术方案中的全部或部分内容可以通过软件编程实现，其软件程序存储在可读取的存储介质中，存储介质例如：计算机中的硬盘、光盘或软盘。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于网络保护的装置，其特征在于，该装置包括： 

第一故障检测模块(100)，用于检测高可用性网管系统中的主用服务器与被管网络之间的故障情况； 

故障处理模块(110)，用于当所述主用服务器与被管网络之间被检测到出现故障时，进行故障处理； 

其中，所述故障处理模块(110)包括： 

告警单元(111)，用于向所述主用服务器发送告警； 

倒换单元(112)，用于对高可用性网管系统中的主用服务器和备用服务器进行倒换； 

其中，所述第一故障检测模块(100)包括： 

一级检测单元(101)，用于检测所述主用服务器与数据通信网DCN边界网关之间的故障情况； 

所述故障处理模块(110)还包括： 

第一处理单元(113)，用于当一级检测单元(101)检测到的故障点大于预定的阈值时，触发告警单元(111)，并根据高可用性网管系统中的备用服务器与上述故障点之间的故障情况，触发倒换单元(112)； 

第二处理单元(114)，用于当一级检测单元(101)检测到的故障点小于预定的阈值时，触发告警单元(111)，并根据高可用性网管系统中的备用服务器与上述DCN边界网关之间的故障情况和预设的规则，触发倒换单元(112)或者二级检测单元(102)。 

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于， 

所述二级检测单元(102)，用于检测上述DCN边界网关与被管网络的边界网关之间的故障情况；所述二级检测单元(102)包括在所述第一故障检测模块(100)中； 

所述故障处理模块(110)还包括： 

第三处理单元(115)，用于当所述二级检测单元(102)检测到故障点时，触发告警单元(111)，并根据高可用性网管系统中的备用服务器与上述被管网络的边界网关之间的故障情况和预设的规则，触发倒换单元(112)； 

第四处理单元(116)，用于当二级检测单元(102)没有检测到故障点时，触发三级检测单元(103)。 

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于， 

所述三级检测单元(103)，用于检测上述被管网络的边界网关与被管网络内至少一个网元之间的故障情况，其中所述三级检测单元(103)包括在所述第一故障检测模块(100)中； 

所述故障处理模块(110)还包括： 

第五处理单元(117)，用于当三级检测单元(103)检测到故障点时，触发告警单元(111)，并根据高可用性网管系统中的备用服务器与上述被管网络的边界网关之间的故障情况和预设的规则，触发倒换单元(112)。 

4.一种用于网络保护的方法，其特征在于，该方法包括： 

检测高可用性网管系统中的主用服务器与被管网络之间的故障情况； 

当上述主用服务器与被管网络之间被检测到出现故障时，进行故障处理； 

其中，检测高可用性网管系统中的主用服务器与被管网络之间的故障，具体包括： 

检测主用服务器与数据通信网DCN边界网关的故障情况； 

所述进行故障处理，具体包括： 

当在主用服务器与数据通信网DCN边界网关之间检测到的故障点大于预定的阈值、且高可用性网管系统中的备用服务器与所述故障节点之间的状态正常时，向主用服务器发送告警，对高可用性网管系统中的主用服务器和备用服务器进行倒换； 

当在主用服务器与数据通信网DCN边界网关之间检测到的故障点小于预定的阈值时，向主用服务器发送告警，根据预设的规则决定是否对高可用性网管系统中的主用服务器和备用服务器进行倒换。 

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当在主用服务器与数据通信网DCN边界网关之间检测到的故障点小于预定的阈值时，所述检测高可用性网管系统中的主用服务器与被管网络之间的故障，还包括： 

检测DCN网关与被管网络的边界网关之间的故障情况； 

所述进行故障处理，具体包括： 

当在DCN网关与被管网络的边界网关之间检测到故障点时，向主用服务 器发送告警，根据备用服务器与上述被管网络的边界网关之间的故障情况和预设的规则，决定是否对高可用性网管系统中的主用服务器和备用服务器进行倒换。 

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当在DCN网关与被管网络的边界网关之间没有检测到故障点时，所述检测高可用性网管系统中的主用服务器与被管网络之间的故障，还包括： 

检测被管网络边界网关与被管网络的至少一个网元之间的故障情况； 

所述进行故障处理，具体包括： 

当被管网络边界网关与被管网络的至少一个网元之间检测到故障时，向主用服务器发送告警，根据备用服务器与上述被管网络的边界网关之间的故障情况和预设的规则，确定是否对高可用性网管系统中的主用服务器和备用服务器进行倒换。 

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