CN106685817A - 一种用于盒端设备流量切换的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于盒端设备流量切换的方法和装置。该用于盒端设备流量切换的方法包括：接收多个盒端设备中的一个或多个上报的第一故障信号，第一故障信号指示上报该第一故障信号的盒端设备与其主虚拟用户预置设备vCPE之间的主链路故障，而与其备用vCPE之间的备用链路正常；以及如果接收到的针对一个主vCPE的第一故障信号数目达到阈值，则将与该vCPE连接的所有盒端设备切换到各自的备用链路来转发流量。

Description

一种用于盒端设备流量切换的方法和装置

技术领域

本公开涉及数据业务领域，更具体地涉及一种用于盒端设备流量切换的方法和装置。

背景技术

电信运营商能够提供网络托管服务，例如与盒端设备(例如，CPE(用户预置设备)、PG(物理网关)、机顶盒等)相关的服务。盒端设备是由电信运营商提供，安装在用户使用地并且与电信运营商的网络连接的设备，它可为用户提供服务以及与电信运营商的网络端连接。

随着运营商基于SDN(软件定义网络)/NFV(网络功能虚拟化)技术，实现例如用于虚拟家庭网关的虚拟CPE(vCPE)的发展，运营商可以减少上门维护服务，例如原有的家庭路由器在宽带发生故障时，运营商无法排查用户自行购买的路由器，网络控制力差，运维成本高。

此外vCPE为电信运营商通过客户自助服务门户网站提供按需服务的机会，以及更多的定制化服务。例如原有家庭网关性能及存储有限，无法有效地给互联网电视等大流量视频业务提供缓存及内容分发服务。同时，家庭网关出于成本考虑无法对用户上网行为进行有效的全量报文监测和深入分析(DPI)，不能普及各种增值业务。

发明内容

鉴于以上所述的一个或多个问题，提供了一种用于盒端设备流量切换的方法和装置。

根据本公开实施例的用于盒端设备流量切换的方法，包括：接收多个盒端设备中的一个或多个上报的第一故障信号，第一故障信号指示上报该第一故障信号的盒端设备与其主虚拟用户预置设备vCPE之间的主链路故障，而与其备用vCPE之间的备用链路正常；以及如果接收到的针对一个主vCPE的第一故障信号数目达到阈值，则将与该vCPE连接的所有盒端设备切换到各自的备用链路来转发流量。

根据本公开实施例的用于盒端设备流量切换的装置，包括：信号接收单元，被配置为接收多个盒端设备中的一个或多个上报的第一故障信号，第一故障信号指示上报该第一故障信号的盒端设备与其主虚拟用户预置设备vCPE之间的主链路故障，而与其备用vCPE之间的备用链路正常；以及流量切换单元，被配置为如果接收到的针对一个主vCPE的第一故障信号数目达到阈值，则将与该vCPE连接的所有盒端设备切换到各自的备用链路来转发流量。

根据本公开的用于盒端设备流量切换的方法和装置，能够在发现一个vCPE下挂的部分盒端设备的主链路均出现故障以后，通过将该vCPE下挂的所有盒端设备批量切换到备用链路上，以达到主动、批量流量切换的目的，从而能够识别故障是由链路问题还是由vCPE自身引起，以确保仅在vCPE故障时才触发批量切换。

附图说明

从下面结合附图对本公开的具体实施方式的描述中可以更好地理解本公开，其中，相似的标号指示相同或功能类似的元件。

图1是现有技术中虚拟家庭网关的示意图。

图2是根据本公开实施例的组网方式的图示。

图3是根据本公开实施例，在盒端设备的主链路和备用链路均正常情况下的流量转发的示意图。

图4是根据本公开实施例的用于盒端设备流量切换的方法的流程图。

图5是根据本公开实施例，当SDN控制器接收到盒端设备上报的第一故障信号时，立即对该盒端设备进行流量切换的示意图。

图6是根据本公开实施例的用于盒端设备流量切换的装置的框图。

图7是能够实现根据本公开实施例的用于盒端设备流量切换的方法和装置的计算设备的示例性硬件架构的结构图。

具体实施方式

下面将详细描述本公开的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本公开的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本公开可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本公开的示例来提供对本公开的更好的理解。本公开决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本公开的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本公开造成不必要的模糊。

图1是现有技术中虚拟家庭网关的示意图。如图1所示，虚拟家庭网关100包括用户侧网络110、运营商侧网络120和介于用户侧网络与运营商侧网络之间的接入节点(AN)130。用户侧网络110包括PG盒端设备112，PG盒端设备112为宽带网络内部终端设施，其可以被部署在用户家庭内，为家庭用户直接提供宽带接入服务，根据需要提供无源光网络(PON)、快速以太网(FE)、无线局域网(WLAN)、模拟电话业务(POTS)口。PG盒端设备112具有多样性接入、专业性高、低成本和生存周期长等特点。运营商侧网络120包括vCPE 122。vCPE 122是宽带网络在运营商侧网络的设施，其被部署在运营商网络边缘，和PG盒端设备112一道为家庭用户提供宽带接入网关服务。vCPE 122具有统一化接入、通用性强、成本较高、生存周期长(可扩容、可重构)等特点。AN 130是介于PG盒端设备112和vCPE 122之间的中间设施，起到连接、中继及传输作用。AN 130具有接口标准统一和通用性强的特点。用户终端接入的PG盒端设备与vCPE间建立L2隧道实现用户隔离，用户侧接入申请通过L2隧道透传至vCPE，vCPE作为终端的接入代理点：vCPE支持作为IPoE/PPPoE Client至vBRAS进行拨号接入认证；vCPE支持作为DHCP Client向vBRAS申请公网地址；vCPE支持作为DHCP Server给下挂的终端分配IP地址；用户访问网络在vCPE上进行NAT(网络地址转换)；vCPE还支持FW、QoS功能。

随着单个vCPE服务器能够为更多的盒端设备提供统一服务，当vCPE出现问题时，大面积用户将受到影响(例如，当一个vCPE下挂3000个盒端设备时，可能会对一片地区的用户接触造成影响)，现有的vCPE不存在成型的灾备切换方案，或仅存在各个盒端设备独立切换的方案，即现有方案均不能批量切换故障vCPE对应的盒端设备，导致用户体验差。因此亟需提供切换方案，能够很快的进行链路切换，恢复业务，尽可能让客户感知不到。

本公开提供了一种用于盒端设备流量切换的方法和装置，能够在发现一个vCPE下挂的部分盒端设备的主链路均出现故障以后，通过将该vCPE下挂的所有盒端设备批量切换到备用链路上，以达到主动、批量流量切换的目的，从而能够识别故障是由链路问题还是由vCPE自身引起，以确保仅在vCPE故障时才触发批量切换。下面结合附图对根据本公开实施例的用于盒端设备流量切换的方法和装置进行详细描述。

图2是根据本公开实施例的组网方式的图示。图2中以PG作为盒端设备为例，并且仅示出了一个PG盒端设备为的组网方式。在一个实施例中，PG盒端设备是由SDN控制器管理控制的，包括接口管理、流量转发行为管理等。初始情况下，SDN控制器通过南向Netconf协议，在PG盒端设备与其主vCPE之间创建主链路，并在PG盒端设备与其备用vCPE之间创建备用链路。主链路和备用链路均可以是vxlan(虚拟可扩展局域网)隧道，链路隧道ID等相关信息存放在PG盒端设备处。

图3是根据本公开实施例，在盒端设备的主链路和备用链路均正常的情况下的流量转发的示意图。如图3(a)所示，PG盒端设备的链路检测模块检测到主链路和备用链路均正常，例如，PG盒端设备的链路检测模块能够ping通两条链路，在这种情况下，如图3(b)所示，根据两条链路的优先级(给定主链路的优先级高于备用链路的优先级)，PG盒端设备将主链路的vxlan端口(例如，Port1)加入到PG盒端设备的Open Vswitch(OVS)模块中。OVS通过Openflow协议向SDN控制器上报针对主链路的vxlan端口的端口添加消息。SDN控制器根据该端口添加消息，生成对应的转发流表并通过Openflow协议下发到PG盒端设备的OVS上，这样，从局域网(LAN)进来的报文就可以通过PG盒端设备的主链路转发出去。

图4是根据本公开实施例的用于盒端设备流量切换的方法400的流程图。在一个实施例中，可以由SDN控制器实现该方法。

在步骤S401，SDN控制器可以多个盒端设备与其各自的主vCPE之间分别创建主链路，并且在多个盒端设备与其各自的备用vCPE之间分别创建备用链路(例如，通过南向Netconf协议)。这一组网过程可以根据图2所示的组网方式实现，在此不再赘述。在一个实施例中，主链路和备用链路均可以是vxlan隧道。

在步骤S402，SDN控制器使所有盒端设备通过各自的主链路转发流量。换言之，假定每个盒端设备的主链路和备用链路均正常，此时SDN控制器可以使所有盒端设备通过各自的主链路转发流量，如以上根据图3所描述的，在此不再赘述。

在步骤S403，接收多个盒端设备中的一个或多个上报的第一故障信号，该第一故障信号指示上报该第一故障信号的盒端设备与其主vCPE之间的主链路故障，而与其备用vCPE之间的备用链路正常。

在一个实施例中，各PG盒端设备启动链路检测模块来检测主链路是否出现故障，例如各PG盒端设备的链路检测模块周期性的通过主链路进行ping操作，该周期T可以为10分钟。在一个实施例中，当PG盒端设备的链路检测模块检测到主链路故障(例如，不能ping通主链路)时，如果该PG盒端设备的备用链路正常(例如，PG盒端设备的链路检测模块能够ping通备用链路)，则PG盒端设备将第一故障信号上报给SDN控制器，该第一故障信号指示该盒端设备与其主vCPE之间的主链路故障，而与其备用vCPE之间的备用链路正常。此外，当PG盒端设备的链路检测模块检测到主链路故障，并且该PG盒端设备的备用链路同样无法ping通，则PG盒端设备向SDN控制器上报第二故障信号(第二故障信号可以指示vxlan故障，而非由vCPE导致的故障)。

在步骤S404，如果接收到的针对一个主vCPE的第一故障信号数目达到阈值，则将与该vCPE连接的所有盒端设备切换到各自的备用链路来转发流量。

在一个实施例中，SDN控制器与各主备vCPE、各PG盒端设备相连，并且在建立vCPE架构时，SDN控制器中设置了每个vCPE与其下挂(即，连接)的多个PG盒端设备的对应关系。当一个vCPE下挂的PG盒端设备上报第一故障信号时，SDN控制器将进行记录。当一个vCPE下挂的上报第一故障信号的PG盒端设备达到一定量时(例如20％)，则说明该vCPE可能出现了故障，导致需要该vCPE下挂的全部PG盒端设备进行批量切换，此时SDN控制器不再等待故障vCPE下挂的其他PG盒端设备上报第一故障信号，而是主动将与该故障vCPE连接的所有盒端设备分别切换至各自的备用链路以接入备用vCPE来转发流量。

故障vCPE下挂的其他大量暂未进行ping操作的PG(例如80％)，无需再经历主链路、备用链路的检测以及相关信息上报SDN控制器的步骤，可直接根据SDN控制器下发的流表主动完成切换，一方面在终端无业务时能够完全无感知，提升用户体验；另一方面节约了SDN控制器的信令流。该方法能够验证故障是由链路问题还是由vCPE自身引起，以确保仅在vCPE故障时才触发批量切换，保证业务不中断。基于盒端设备进行数据流通道的备份具有贴近用户、保障粒度细、导流准确和用户体验高等优势。

在一个实施例中，SDN控制器将盒端设备切换到其备用链路来转发流量是通过向该盒端设备下发与该盒端设备的备用vCPE相关联的转发流表来实现的。换言之，通过向故障vCPE下挂的全部PG盒端设备下发与各PG盒端设备的备用vCPE相关联的转发流表，从而使得与该故障vCPE连接的所有盒端设备分别切换至各自的备用链路以接入备用vCPE来转发流量。

在一个实施例中，SDN控制器向盒端设备下发与该盒端设备的备用vCPE相关联的转发流表是通过openflow协议来实现的。

在一个实施例中，当SDN控制器接收到多个盒端设备中的一个或多个上报的第一故障信号时，立即将上报该第一故障信号的盒端设备切换到其备用链路来转发流量，如下面针对图5所描述的。

图5是根据本公开实施例，当SDN控制器接收到盒端设备上报的第一故障信号时，立即对该盒端设备进行流量切换的示意图。如图5(a)所示，盒端设备的链路检测模块首先检测主链路是否故障(例如，通过ping操作)，如果链路检测模块检测到主链路故障，则链路检测模块继续检测盒端设备的备用链路是否故障，如果备用链路正常，则盒端设备将主链路的端口从OVS中移除，然后OVS上报SDN控制器该端口删除消息(例如，通过openflow协议)，SDN控制器接收到该端口删除消息之后则删除该端口对应的转发流表。如图5(b)所示，盒端设备在将主链路的端口从OVS中移出的同时，还将备用链路的端口添加到OVS中，然后OVS上报SDN控制器端口添加消息(例如，通过openflow协议)，则SDN控制器根据该端口添加消息，生成与备用vCPE相关联的转发流表，并下发到该盒端设备上(通过openflow协议)。这样，从LAN进来的报文就可以通过接入备用vCPE的备用链路进行转发。

图6是根据本公开实施例的用于盒端设备流量切换的装置600的框图。在一个实施例中，该装置可以是SDN控制器。装置600包括链路创建单元610、初始化单元、信号接收单元630和流量切换单元640。链路创建单元610被配置为在多个盒端设备与其各自的主vCPE之间分别创建主链路，并且在多个盒端设备与其各自的备用vCPE之间分别创建备用链路(例如，通过南向Netconf协议)。初始化单元620被配置为在创建主链路和备用之后，使所有盒端设备通过各自的主链路转发流量。信号接收单元630被配置为接收多个盒端设备中的一个或多个上报的第一故障信号，第一故障信号指示上报该第一故障信号的盒端设备与其主虚拟用户预置设备vCPE之间的主链路故障，而与其备用vCPE之间的备用链路正常。流量切换单元640被配置为如果接收到的针对一个主vCPE的第一故障信号数目达到阈值，则将与该vCPE连接的所有盒端设备切换到各自的备用链路来转发流量。装置600可以执行以上针对图4所述的用于盒端设备流量切换的方法的各个步骤，在此不再赘述。

结合图1至图6描述的用于盒端设备流量切换的方法和装置可以由计算设备实现。图7是示出能够实现根据本公开实施例的用于盒端设备流量切换的方法和装置的计算设备的示例性硬件架构的结构图。如图7所示，计算设备700包括输入设备701、输入接口702、中央处理器703、存储器704、输出接口705、以及输出设备706。其中，输入接口702、中央处理器703、存储器704、以及输出接口705通过总线710相互连接，输入设备701和输出设备706分别通过输入接口702和输出接口705与总线710连接，进而与计算设备700的其他组件连接。具体地，输入设备701接收输入信息，并通过输入接口702将输入信息传送到中央处理器703；中央处理器703基于存储器704中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器704中，然后通过输出接口705将输出信息传送到输出设备706；输出设备706将输出信息输出到计算设备700的外部供用户使用。

也就是说，图6所示的用于盒端设备流量切换的装置600也可以被实现为包括：存储有计算机可执行指令的存储器；以及处理器，该处理器在执行计算机可执行指令时可以实现结合图1-图6描述的用于盒端设备流量切换的方法和装置。这里，处理器可以基于输入信息执行计算机可执行指令，从而实现结合图1-图6描述的用于盒端设备流量切换的方法和装置。

需要明确的是，本公开并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本公开的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本公开的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本公开的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

本公开可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本公开的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本公开的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本公开的范围之中。

Claims (16)

1.一种用于盒端设备流量切换的方法，包括：

接收多个盒端设备中的一个或多个上报的第一故障信号，所述第一故障信号指示上报所述第一故障信号的盒端设备与其主虚拟用户预置设备vCPE之间的主链路故障，而与其备用vCPE之间的备用链路正常；以及

如果接收到的针对一个主vCPE的第一故障信号数目达到阈值，则将与该vCPE连接的所有盒端设备切换到各自的备用链路来转发流量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中将盒端设备切换到其备用链路来转发流量是通过向所述盒端设备下发与所述盒端设备的备用vCPE相关联的转发流表来实现的。

3.根据权利要求2所述的方法，其中向所述盒端设备下发与所述盒端设备的备用vCPE相关联的转发流表是通过Openflow协议来实现的。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在接收到所述多个盒端设备中的一个或多个上报的第一故障信号时，立即将上报所述第一故障信号的盒端设备切换到其备用链路来转发流量。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在接收多个盒端设备中的一个或多个上报的第一故障信号之前，在所述多个盒端设备与其各自的主vCPE之间分别创建主链路，并且在所述多个盒端设备与其各自的备用vCPE之间分别创建备用链路。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述主链路和备用链路均是vxlan隧道。

7.根据权利要求5所述的方法，还包括：

在接收多个盒端设备中的一个或多个上报的第一故障信号之前，使所有盒端设备通过各自的主链路转发流量。

8.根据权利要求1所述的方法，该方法是由软件定义网络SDN控制器执行的。

9.一种用于盒端设备流量切换的装置，包括：

信号接收单元，被配置为接收多个盒端设备中的一个或多个上报的第一故障信号，所述第一故障信号指示上报所述第一故障信号的盒端设备与其主虚拟用户预置设备vCPE之间的主链路故障，而与其备用vCPE之间的备用链路正常；以及

流量切换单元，被配置为如果接收到的针对一个主vCPE的第一故障信号数目达到阈值，则将与该vCPE连接的所有盒端设备切换到各自的备用链路来转发流量。

10.根据权利要求9所述的装置，其中将盒端设备切换到其备用链路来转发流量是通过由所述流量切换单元向所述盒端设备下发与所述盒端设备的备用vCPE相关联的转发流表来实现的。

11.根据权利要求10所述的装置，其中由所述流量切换单元向所述盒端设备下发与所述盒端设备的备用vCPE相关联的转发流表是通过Openflow协议来实现的。

12.根据权利要求9所述的装置，其中所述流量切换单元还被配置为：

在接收到所述多个盒端设备中的一个或多个上报的第一故障信号时，立即将上报所述第一故障信号的盒端设备切换到其备用链路来转发流量。

13.根据权利要求9所述的装置，还包括：

链路创建单元，被配置为在接收多个盒端设备中的一个或多个上报的第一故障信号之前，在所述多个盒端设备与其各自的主vCPE之间分别创建主链路，并且在所述多个盒端设备与其各自的备用vCPE之间分别创建备用链路。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述主链路和备用链路均是vxlan隧道。

15.根据权利要求13所述的装置，还包括：

初始化单元，被配置为在接收多个盒端设备中的一个或多个上报的第一故障信号之前，使所有盒端设备通过各自的主链路转发流量。

16.根据权利要求9所述的装置，该装置是软件定义网络SDN控制器。