CN106612191A - 一种业务链的容灾方法、保障中心和容灾系统 - Google Patents

一种业务链的容灾方法、保障中心和容灾系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种业务链的容灾方法、保障中心和容灾系统。本实施例通过保障中心根据公开虚拟交换机Open Vswitch的流表项的计数器信息，为功能网元进行热度分类；保障中心对功能网元进行故障检测；保障中心当检测到热门网元故障时，删除热门网元的主用流表项，根据预先配置的备份流表项对故障的热门网元进行流量切换；保障中心当检测到普通网元故障时，删除普通网元的主用流表项，新增切换流表项对故障的普通网元进行流量切换。本实施例通过根据功能网元的使用率情况，确定功能网元中的热门网元和普通网元，当检测到热门网元和普通网元故障时，对热门网元和普通网元进行差异化流量切换，实现了网络资源的合理利用，并且提高了流量切换时的用户体验。

Description

一种业务链的容灾方法、保障中心和容灾系统
技术领域
本发明涉及数据通信领域，特别涉及一种业务链的容灾方法、保障中心和容灾系统。
背景技术
业务链是网络虚拟化技术(Network Function Virtualization，NFV)的一个热点应用场景。其中，高可靠性问题是业务链的一个重要研究点。
高可靠性问题涉及功能网元备份、故障检测和流量路径切换三大问题。目前，功能网元备份已存在不少解决方法，例如物理机、虚拟机的备份和迁移问题得到了广泛研究；但是在业务链场景下的流量路径切换和快速故障检测缺乏一种具体的机制。在非业务链场景中，现有故障检测方法有的不适用于NFV业务链场景，有的反馈时间较长；而现有的流量路径切换方法并没有考虑对资源的差异化利用问题。由于流量切换是针对功能网元内每一个用户会话进行的，因此涉及的流表项和资源较多，备份流量切换需要占用大量内存和CPU资源。如果不根据某种策略进行差异化备份，便无法实现资源的合理利用。
发明内容
本发明实施例所要解决的一个技术问题是：在业务链的容灾中无法合理利用资源实现流量切换以及无法及时发现设备与链路故障的问题。
根据本发明的一个方面，提供的一种业务链的容灾方法，包括：保障中心根据公开虚拟交换机OpenVswitch的流表项的计数器信息，为功能网元进行热度分类；保障中心对功能网元进行故障检测；保障中心当检测到热门网元故障时，删除热门网元的主用流表项，根据预先配置的备份流表项对故障的热门网元进行流量切换；保障中心当检测到普通网元故障时，删除普通网元的主用流表项，新增切换流表项对故障的普通网元进行流量切换。
在一个实施例中，保障中心根据公开虚拟交换机OpenVswitch的流表项的计数器信息，为功能网元进行热度分类包括：保障中心获取OpenVswitch中的每个流表项的计数器信息；保障中心根据计数器信息确定功能网元的使用率，根据功能网元的使用率确定功能网元为热门网元或者普通网元；保障中心为热门网元预先配置备份流表项。
在一个实施例中，保障中心当检测到热门网元故障时，删除热门网元的主用流表项，根据预先配置的备份流表项对故障的热门网元进行流量切换，包括：当保障中心检测到热门网元故障时，保障中心删除热门网元的主用流表项，备份流表项自动启用，保障中心根据备份流表项进行流量切换。
在一个实施例中，业务链的容灾方法还包括：保障中心在备份服务器预先配置切换流表项，并根据切换流表项进行流量切换时，将热门网元的流量切换到备份服务器进行备份。
在一个实施例中，业务链的容灾方法还包括：当保障中心检测到普通网元故障时，保障中心删除普通网元的主用流表项，并为普通网元临时配置切换流表项，并根据切换流表项进行流量切换。
在一个实施例中，业务链的容灾方法还包括：保障中心在备份服务器预先配置切换流表项，并根据切换流表项进行流量切换时，将普通网元的流量切换到备份服务器进行备份。
在一个实施例中，保障中心对功能网元进行故障检测，还包括：保障中心定时向功能网元发送检测报文，若在规定时间内未接收到对端检测报文响应，则确定功能网元故障。
根据本发明的一个方面，提供的一种保障中心，包括：流表项配置模块，用于为功能网元中的热门网元预先配置备份流表项，在故障发生时删除主用流表项；或在普通网元故障发生时，删除主用流表项，临时新增切换流表项；故障检测模块，用于对功能网元进行故障检测，当检测到功能网元故障时，发送网元流量切换消息；流量切换模块，用于接收来自故障检测模块的网元流量切换消息，根据热门网元的备份流表项或普通网元的切换流表项对故障的功能网元进行流量切换。
在一个实施例中，流表项配置模块包括：信息获取单元、网元确定单元和流表项配置单元，其中，信息获取单元，用于获取OpenVswitch中的每个流表项的计数器信息；网元分类单元，用于根据计数器信息确定功能网元的使用率，根据功能网元的使用率确定功能网元为热门网元或者普通网元；流表项配置单元，用于为功能网元删除或配置流表项。
在一个实施例中，流表项配置单元，还用于当故障检测模块检测到热门网元故障时，删除热门网元的主用流表项，此时备份流表项自动启用；流量切换模块，用于根据备份流表项进行流量切换。
在一个实施例中，流表项配置模块，还用于为备份服务器配置热门网元的切换流表项；流量切换模块，还用于当根据切换流表项进行流量切换时，将流量切换到备份服务器进行备份。
在一个实施例中，流表项配置模块，还用于当故障检测模块检测到普通网元故障时，删除普通网元的主用流表项，并为普通网元配置切换流表项；流量切换模块，用于根据切换流表项进行流量切换。
在一个实施例中，流表项配置模块，还用于为备份服务器配置普通网元的切换流表项；流量切换模块，还用于当根据切换流表项进行流量切换时，将流量切换到备份服务器进行备份。
在一个实施例中，故障检测模块，具体用于定时向功能网元发送检测报文，若在规定时间内未接收到对端检测报文响应，则确定功能网元故障。
根据本发明的一个方面，提供的一种业务链的容灾系统，包括上述任一实施例中的保障中心。
本实施例通过保障中心根据公开虚拟交换机OpenVswitch的流表项的计数器信息，为功能网元进行热度分类；保障中心对功能网元进行故障检测；保障中心当检测到热门网元故障时，删除热门网元的主用流表项，根据预先配置的备份流表项对故障的热门网元进行流量切换。保障中心当检测到普通网元故障时，删除普通网元的主用流表项，新增切换流表项对故障的普通网元进行流量切换。本实施例通过根据OpenVswitch中的功能网元的使用率情况，确定OpenVswitch中的热门网元和普通网元，当检测到热门网元和普通网元故障时，对热门网元和普通网元进行差异化流量切换，实现了网络资源的合理利用，并且提高了流量切换时的用户体验。另外，保障中心的故障检测模块能够及时发现业务链的设备和链路的故障。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本发明的一种业务链的容灾方法的一个实施例的流程示意图。
图2示出本发明的一种业务链的容灾方法的另一个实施例的流程示意图。
图3示出本发明的一种业务链的容灾方法的再一个实施例的流程示意图。
图4示出本发明的业务链的容灾方法的又一个实施例的示意图。
图5示出本发明的保障中心的一个实施例的结构示意图。
图6示出本发明的保障中心的流表项配置模块的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本发明方法的业务链的容灾方法的一个实施例的流程示意图。参考图1，该实施例的方法包括：
步骤S101，保障中心根据公开虚拟交换机OpenVswitch的流表项的计数器信息，为功能网元进行热度分类。
步骤S102，保障中心对功能网元进行故障检测。
步骤S103，保障中心当检测到热门网元故障时，删除热门网元的主用流表项，根据预先配置的备份流表项对故障的热门网元进行流量切换。
步骤S104，保障中心当检测到普通网元故障时，删除普通网元的主用流表项，新增切换流表项对故障的普通网元进行流量切换。
本实施例通过根据OpenVswitch中的功能网元的使用率情况，确定功能网元中的热门网元和普通网元，当检测到热门网元和普通网元故障时，对热门网元和普通网元进行差异化流量切换，实现了网络资源的合理利用，并且提高了流量切换时的用户体验。
图2为本发明方法的业务链的容灾方法的一个实施例的流程示意图。参考图2，本实施例业务链的容灾方法的方法包括：
步骤S201，保障中心根据公开虚拟交换机OpenVswitch的流表项的计数器信息，为功能网元进行热度分类。其中，计数器可以用于记录匹配数据包的计数，因此保障中心可以根据计数器度数来确定网元的使用率情况，从而确定功能网元为热门网元或者普通网元。
步骤S202，保障中心对功能网元进行故障检测。
步骤S203，当保障中心检测到功能网元中的热门网元故障时，保障中心根据预先配置的备份流表项对故障的热门网元进行流量切换。
步骤S204，保障中心为备份服务器预先配置切换流表项，根据切换流表项进行流量切换时，将热门网元流量切换到备份服务器进行备份。
其中，在步骤S201中，具体包括：保障中心获取OpenVswitch中的流表项的计数器信息；保障中心根据计数器信息获取功能网元的流量使用率情况，并根据流量使用率情况确定功能网元中的热门网元或者普通网元；保障中心为热门网元预先配置备份流表项，其中主用流表项的优先级高于备份流表项的优先级。在匹配域相同的情况下，多条流表项中优先级最高的流表项为目前的有效流表项。
其中，在步骤S202中，具体包括：保障中心定时向功能网元发送检测报文，例如保障中心可以按照预先设定的频率定时向功能网元发送快速Keepalive检测报文，而功能网元通过与OpenVswitch相连接的链路进行应答，若保障中心未接收到检测响应或者在规定的时间内未接收到功能网元的检测响应时，则保障中心可以确定出现功能网元的故障；并且通过对功能网元的故障检测，可以及时发现业务链中的设备和链路的故障，从而保证了对故障的及时处理。
其中，在步骤S203中，具体包括：当保障中心检测到功能网元中的热门网元故障时，保障中心根据热门网元的备份流表项对故障的热门网元进行流量切换，具体包括：当保障中心检测到功能网元中的热门网元故障时，保障中心删除热门网元的主用流表项，备份流表项自动启用，保障中心根据备份流表项进行流量切换。其中，由于流表删除动作比流表新增动作和流表修改动作耗时更少，因此能够保证流量切换的实时性。在本情况下，每一个用户会话需要多占用一条流表项资源。
图3为本发明方法的业务链的容灾方法的一个实施例的流程示意图。参考图3，本实施例的业务链的容灾方法包括：
步骤S301，保障中心根据OpenVswitch的流表项的计数器信息，为功能网元进行热度分类，确定功能网元中的热门网元和普通网元。
步骤S302，保障中心对功能网元进行故障检测。
步骤S303，保障中心当检测到普通网元故障时，删除普通网元的主用流表项，新增切换流表项对故障的普通网元进行流量切换。
步骤S304，保障中心为备份服务器预先配置切换流表项，根据切换流表项进行流量切换时，将普通网元流量切换到备份服务器进行备份。
下面参考图4详细说明业务链的容灾方法。
一个流表中，包括匹配域、计数器以及优先级的信息，其中匹配域用于对数据包进行匹配，优先级表征具有相同匹配域的多条流表项的匹配次序，而计数器用于记录匹配数据包的个数。
参考图4，其中，BNG设备为宽带网关控制设备BroadbandNetwork Gateway，FW为防火墙Fire Wall。深度包检测功能网元(Deep Packet Inspection，DPI)和内容分发网络功能网元(ContentDelivery Network，CDN)根据其使用率情况，分别被确认为热门网元和普通网元，因此，保障中心分别为DPI和CDN配置流表，其中表1为针对DPI的OpenVswitch1流表0，表2为针对DPI的备份服务器OpenVswitch4流表0，表3为针对CDN网元的OpenVswitch2流表0，表4为针对CDN网元的备份服务器OpenVswitch4流表1。
保障中心为热门网元DPI1配置如表1的主用流表项和备份流表项，其中，主用流表项的出口为outputinterface2，其优先级为9，而备份流表项设置的出口为outputinterface1，其优先级为8；并且为热门网元DPI1配置如表2的在备份服务器中针对备份DPI的流表项。当保障中心检测到DPI1的故障时，保障中心删除优先级为9的流表项，优先级为8的备份流表项自动启用，并且利用OpenVswitch4中预先设置的切换流表项，以便流量切换启动时，将DPI网元的流量导入DPI的备份服务器中。
而当保障中心检测到普通网元，例如图4中的CDN网元时，保障中心不需要预先配置备用流表项，而是当检测到CDN网元故障时，删除表3中OpenVswitch2流表0中出口为outputinterface4的流表项，并重新配置如表3中出口为outputinterface1的流表项和备份服务器OpenVswitch4流表1中出口为outputinterface4的流表项，从而实现对CDN网元的流量的切换，将CDN网元的流量导入备份服务器中的CDN网元。
表1
匹配域1 计数器 Outputinterface2(预先设置)
表2
表3
表4
图5为本发明的保障中心的一个实施例的结构示意图，参考图5，本实施例的保障中心500包括：流表项配置模块501、故障检测模块502和流量切换模块503。
流表项配置模块501，用于为功能网元中的热门网元预先配置备份流表项，在故障发生时删除主用流表项；或在普通网元故障发生时，删除主用流表项，临时新增切换流表项。
故障检测模块502，用于对功能网元进行故障检测，当检测到功能网元故障时，发送网元流量切换消息。
流量切换模块503，用于接收来自故障检测模块的网元流量切换消息，根据热门网元的备份流表项或普通网元的切换流表项对故障的功能网元进行流量切换。
图6为本发明的保障中心的一个实施例的结构示意图，参考图6，本实施例的流表项配置模块501包括：信息获取单元601、网元分类单元602和流表项配置单元603。
其中，信息获取单元601，用于获取OpenVswitch中的每个流表项的计数器信息。
网元分类单元602，用于根据计数器信息确定功能网元的使用率，根据功能网元的使用率确定功能网元为热门网元或者普通网元。
流表项配置单元603，用于为功能网元删除或配置流表项。
在一个实施例中，流表项配置单元603，还用于当故障检测模块检测到热门网元故障时，删除热门网元的主用流表项，此时备份流表项自动启用。
流量切换模块503，用于根据备份流表项进行流量切换。
在一个实施例中，流表项配置模块501，还用于为备份服务器配置热门网元的切换流表项。
流量切换模块503，还用于当根据切换流表项进行流量切换时，将流量切换到备份服务器进行备份。
在一个实施例中，流表项配置模块501，还用于当故障检测模块检测到普通网元故障时，删除普通网元的主用流表项，并为普通网元配置切换流表项；流量切换模块，用于根据切换流表项进行流量切换。流表项配置模块，还用于为备份服务器配置普通网元的切换流表项；流量切换模块，还用于当根据切换流表项进行流量切换时，将普通网元的流量切换到备份服务器进行备份。
在一个实施例中，故障检测模块502，具体用于定时向功能网元发送检测报文，若在规定时间内未接收到对端检测报文响应，则确定功能网元故障。
本发明的业务链的容灾系统700可以包括：上述实施例中的任意一个保障中心500。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
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 (15)

1.一种业务链的容灾方法，其特征在于，包括：
保障中心根据公开虚拟交换机OpenVswitch的流表项的计数器信息，为功能网元进行热度分类；
保障中心对功能网元进行故障检测；
保障中心当检测到热门网元故障时，删除热门网元的主用流表项，根据预先配置的备份流表项对故障的热门网元进行流量切换；
保障中心当检测到普通网元故障时，删除普通网元的主用流表项，新增切换流表项对故障的普通网元进行流量切换。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于保障中心根据公开虚拟交换机OpenVswitch的流表项的计数器信息，为功能网元进行热度分类包括：
所述保障中心获取所述OpenVswitch中的每个流表项的计数器信息；
所述保障中心根据所述计数器信息确定功能网元的使用率，根据所述功能网元的使用率确定所述功能网元为热门网元或者普通网元；
所述保障中心为所述热门网元预先配置备份流表项。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，保障中心当检测到热门网元故障时，删除热门网元的主用流表项，根据预先配置的备份流表项对故障的热门网元进行流量切换，包括：
当保障中心检测到热门网元故障时，所述保障中心删除所述热门网元的主用流表项，备份流表项自动启用，保障中心根据所述备份流表项进行流量切换。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括：
保障中心在备份服务器预先配置热门网元的切换流表项，并根据所述切换流表项进行流量切换时，将热门网元的流量切换到备份服务器进行备份。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括：
当保障中心检测到普通网元故障时，保障中心删除所述普通网元的主用流表项，并为所述普通网元配置切换流表项，并根据所述切换流表项进行流量切换。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括：
保障中心在备份服务器预先配置普通网元的切换流表项，并根据所述切换流表项进行流量切换时，将普通网元的流量切换到备份服务器进行备份。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保障中心对功能网元进行故障检测，包括：
所述保障中心定时向功能网元发送检测报文，若在规定时间内未接收到对端检测报文响应，则确定所述功能网元故障。
8.一种保障中心，包括：
流表项配置模块，用于为功能网元中的热门网元预先配置备份流表项，在故障发生时删除主用流表项；或在普通网元故障发生时，删除主用流表项，临时新增切换流表项；
故障检测模块，用于对功能网元进行故障检测，当检测到功能网元故障时，发送网元流量切换消息；
流量切换模块，用于接收来自所述故障检测模块的网元流量切换消息，根据所述热门网元的备份流表项或普通网元的切换流表项对所述故障的功能网元进行流量切换。
9.根据权利要求8所述的保障中心，其特征在于，所述流表项配置模块包括：信息获取单元、网元确定单元和流表项配置单元，
其中，
信息获取单元，用于获取所述OpenVswitch中的每个流表项的计数器信息；
网元分类单元，用于根据所述计数器信息确定功能网元的使用率，根据所述功能网元的使用率确定所述功能网元为热门网元或者普通网元；
流表项配置单元，用于为功能网元删除或配置流表项。
10.根据权利要求9所述的保障中心，其特征在于，
所述流表项配置单元，还用于当故障检测模块检测到热门网元故障时，删除所述热门网元的主用流表项，此时备份流表项自动启用；
所述流量切换模块，用于根据所述备份流表项进行流量切换。
11.根据权利要求10所述的保障中心，其特征在于，
所述流表项配置模块，还用于为备份服务器配置切换流表项；
所述流量切换模块，还用于当根据所述切换流表项进行流量切换时，将流量切换到备份服务器进行备份。
12.根据权利要求11所述的保障中心，其特征在于，
所述流表项配置模块，还用于当故障检测模块检测到普通网元故障时，删除所述普通网元的主用流表项，并为所述普通网元配置切换流表项；
所述流量切换模块，用于根据所述切换流表项进行流量切换；
所述流表项配置模块，还用于为备份服务器配置热门网元的切换流表项；
所述流量切换模块，还用于当根据所述切换流表项进行流量切换时，将热门网元的流量切换到备份服务器进行备份。
13.根据权利要求12所述的保障中心，其特征在于，
流表项配置模块，还用于为备份服务器配置普通网元的切换流表项；流量切换模块，还用于当根据切换流表项进行流量切换时，将普通网元的流量切换到备份服务器进行备份。
14.根据权利要求8所述的保障中心，其特征在于，
所述故障检测模块，具体用于定时向功能网元发送检测报文，若在规定时间内未接收到对端检测报文响应，则确定所述功能网元故障。
15.一种业务链的容灾系统，其特征在于，包括权利要求8-14中任一项所述的保障中心。
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