CN107872540A - 一种ip地址资源的分配方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种IP地址资源的分配方法和装置，其中，该方法包括：控制CPU为地址池绑定预定个数的业务CPU，其中，每个业务CPU均具有不同的优先级；控制CPU将地址池的IP地址资源全部分配给预定个数的业务CPU中优先级最高的业务CPU；在优先级最高的业务CPU发生故障时，控制CPU将IP地址资源全部重新分配给预定个数的业务CPU中除故障的业务CPU之外优先级最高的业务CPU。本发明为一个地址池配置多个业务CPU，并为多个业务CPU分配优先级，并按照优先级由高到低的顺序使用业务CPU，在当前业务CPU发生故障时，可用将IP地址资源分配到下一个优先级的业务CPU解决了现有技术的问题。

Description

一种IP地址资源的分配方法和装置

技术领域

本发明涉及通讯领域，特别是涉及IP(网络协议，Internet Protocol)地址资源的分配方法和装置。

背景技术

随着IPv4(互联网协议第四版，Internet Protocol v4)地址的逐渐枯竭，NAT(网络地址转换，Netword Address Translation)技术的使用越来越广泛，对NAT转换的速度和转换容量的要求越来越高，在这种情况下，分布式部署NAT就成为大容量局点的必然选择。而部署分布式NAT必然涉及到将地址池中的IP地址资源分配到各个业务CPU(业务中央处理器，简称为S-CPU)上的问题，目前大部分厂商都有自己的资源分配方案。

现有技术中，当其中一个S-CPU出现问题无法正常工作时，那下发到这个S-CPU上IP资源就会被浪费掉，分流到这个S-CPU的流量就无法正常转换和转发。

发明内容

本发明提供一种IP地址资源的分配方法和装置，用以解决现有技术的如下问题：当其中一个S-CPU出现问题无法正常工作时，那下发到这个S-CPU上IP资源就会被浪费掉，分流到这个S-CPU的流量就无法正常转换和转发。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种IP地址资源的分配方法，包括：控制CPU为地址池绑定预定个数的业务CPU，其中，每个所述业务CPU均具有不同的优先级；所述控制CPU将所述地址池的IP地址资源全部分配给所述预定个数的业务CPU中优先级最高的业务CPU；在所述优先级最高的业务CPU发生故障时，所述控制CPU将所述IP地址资源全部重新分配给所述预定个数的业务CPU中除故障的业务CPU之外优先级最高的业务CPU。

可选的，所述方法还包括：在所述地址池中的所有业务CPU均发生故障时，所述控制CPU将所述地址池的全部IP地址资源分配给所述控制CPU对应的各个可用业务CPU。

可选的，所述控制CPU将所述地址池的IP地址资源全部分配给所述预定个数的业务CPU中优先级最高的业务CPU，包括：所述控制CPU将访问控制列表ACL与所述地址池进行绑定；所述控制CPU根据所述ACL对应的分流表将流量下发至所述优先级最高的业务CPU。

可选的，所述控制CPU将所述IP地址资源全部重新分配给所述预定个数的业务CPU中除故障的业务CPU之外优先级最高的业务CPU之后，还包括：在故障的业务CPU恢复为可使用状态的情况下，所述控制CPU将所述IP地址资源全部重新分配给从故障状态恢复为可用状态的所述业务CPU。

可选的，所述控制CPU将所述IP地址资源全部重新分配给从故障状态恢复为可用状态的所述业务CPU，包括：所述控制CPU判断从故障状态恢复为可用状态的所述业务CPU优先级是否大于当前所述IP地址资源所在业务CPU的优先级；在从故障状态恢复为可用状态的所述业务CPU优先级大于当前所述IP地址资源所在业务CPU的优先级时，所述控制CPU将所述IP地址资源全部重新分配给从故障状态恢复为可用状态的所述业务CPU，并刷新所述分流表，以调用流量。

另一方面，本发明还提供一种IP地址资源的分配装置，包括：绑定模块，用于为地址池绑定预定个数的业务CPU，其中，每个所述业务CPU均具有不同的优先级；分配模块，用于将所述地址池的IP地址资源全部分配给所述预定个数的业务CPU中优先级最高的业务CPU；在所述优先级最高的业务CPU发生故障时，将所述IP地址资源全部重新分配给所述预定个数的业务CPU中除故障的业务CPU之外优先级最高的业务CPU。

可选的，所述分配模块，还用于在所述地址池中的所有业务CPU均发生故障时，所述控制CPU将所述地址池的全部IP地址资源分配给所述控制CPU对应的各个可用业务CPU。

可选的，所述分配模块包括：绑定单元，用于将访问控制列表ACL与所述地址池进行绑定；执行单元，用于根据所述ACL对应的分流表将流量下发至所述优先级最高的业务CPU。

可选的，所述分配模块，还用于在故障的业务CPU恢复为可使用状态的情况下，所述控制CPU将所述IP地址资源全部重新分配给从故障状态恢复为可用状态的所述业务CPU。

可选的，所述分配模块包括：判断单元，用于判断从故障状态恢复为可用状态的所述业务CPU优先级是否大于当前所述IP地址资源所在业务CPU的优先级；分配单元，用于在从故障状态恢复为可用状态的所述业务CPU优先级大于当前所述IP地址资源所在业务CPU的优先级时，将所述IP地址资源全部重新分配给从故障状态恢复为可用状态的所述业务CPU，并刷新所述分流表，以调用流量。

本发明为一个地址池配置多个业务CPU，并为多个业务CPU分配优先级，并按照优先级由高到低的顺序使用业务CPU，因此，在当前业务CPU发生故障时，可用将IP地址资源分配到下一个优先级的业务CPU，任何一个业务CPU发生故障都不影响系统正常运转，解决了现有技术的如下问题：当其中一个S-CPU出现问题无法正常工作时，那下发到这个S-CPU上IP资源就会被浪费掉，分流到这个S-CPU的流量就无法正常转换和转发。

附图说明

图1是本发明第一实施例中IP地址资源的分配方法的流程图；

图2是本发明第二实施例中IP地址资源的分配装置的结构示意图；

图3是本发明第二实施例中IP地址资源的分配装置分配模块的结构示意图；

图4是本发明第二实施例中IP地址资源的分配装置分配模块的优选结构示意图；

图5是本发明第四实施例中将地址池配置到S-CPU上的示意图；

图6是本发明第四实施例中S-CPU发生故障后处理的示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术的如下问题：当其中一个S-CPU出现问题无法正常工作时，那下发到这个S-CPU上IP资源就会被浪费掉，分流到这个S-CPU的流量就无法正常转换和转发；本发明提供了一种IP地址资源的分配方法和装置，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

本发明第一实施例提供了一种IP地址资源的分配方法，该方法的流程如图1所示，包括步骤S102至S106：

S102，控制CPU为地址池绑定预定个数的业务CPU，其中，每个业务CPU均具有不同的优先级。在该实施例中，为一个地址池绑定多个业务CPU，并且为多个业务CPU分别设置不同的优先级，这样，每一个业务CPU对于地址池来说都是有区别的。

S104，控制CPU将地址池的IP地址资源全部分配给预定个数的业务CPU中优先级最高的业务CPU。在实现时，优先使用优先级较高的业务CPU，其他的业务CPU留作备用，暂时不使用。

S106，在优先级最高的业务CPU发生故障时，控制CPU将IP地址资源全部重新分配给预定个数的业务CPU中除故障的业务CPU之外优先级最高的业务CPU。在当前IP地址资源所在的业务CPU发生故障时，就将所有的IP地址资源重新进行分配，分配至可用的业务CPU中优先级最高的业务CPU。

本发明实施例为一个地址池配置多个业务CPU，并为多个业务CPU分配优先级，并按照优先级由高到低的顺序使用业务CPU，因此，在当前业务CPU发生故障时，可用将IP地址资源分配到下一个优先级的业务CPU，任何一个业务CPU发生故障都不影响系统正常运转，解决了现有技术的如下问题：当其中一个S-CPU出现问题无法正常工作时，那下发到这个S-CPU上IP资源就会被浪费掉，分流到这个S-CPU的流量就无法正常转换和转发。

实现的过程中，如果地址池中的所有业务CPU均发生故障，则控制CPU可用将地址池的全部IP地址资源分配给控制CPU对应的各个可用业务CPU，也不会浪费IP地址资源。

在控制CPU将地址池的IP地址资源全部分配给预定个数的业务CPU中优先级最高的业务CPU的过程中，先将访问控制列表ACL与地址池进行绑定，再根据ACL对应的分流表将流量下发至优先级最高的业务CPU。

在控制CPU将IP地址资源全部重新分配给预定个数的业务CPU中除故障的业务CPU之外优先级最高的业务CPU之后，在故障的业务CPU恢复为可使用状态的情况下，控制CPU将IP地址资源全部重新分配给从故障状态恢复为可用状态的业务CPU。实现的过程中，先判断从故障状态恢复为可用状态的业务CPU优先级是否大于当前IP地址资源所在业务CPU的优先级；如果是，那么说明该业务CPU的恢复是可用的，因此，将IP地址资源全部重新分配给从故障状态恢复为可用状态的业务CPU，并刷新分流表，以调用流量；如果不是，则维持当前业务CPU的工作，不进行任何处理。

例如，当前存在多个地址池，即地址池1、地址池2和地址池3，每个地址池中设置3个业务CPU，即业务CPU1、业务CPU2、业务CPU3；地址池1中各业务CPU的优先级为业务CPU1>业务CPU2>业务CPU3,地址池2中各业务CPU的优先级为业务CPU2>业务CPU1>业务CPU3,地址池3中各业务CPU的优先级为业务CPU3>业务CPU2>业务CPU1。在使用时，如果地址池1中的业务CPU1发生故障，则将IP地址资源全部分配至业务CPU2，此时，如果地址池2中的业务CPU2发生故障，则正常需要将IP地址资源全部分配至业务CPU1，然而，业务CPU1已经是故障业务CPU，因此，将地址池2中的IP地址资源全部分配至业务CPU3，相应的，由于业务CPU2也发生故障，因此，地址池1中的IP地址资源也应该全部分配至可用的业务CPU中优先级最高的业务CPU3。

本发明第二实施例提供一种IP地址资源的分配装置，该装置的结构示意如图2所示，包括：

绑定模块10，用于为地址池绑定预定个数的业务CPU，其中，每个业务CPU均具有不同的优先级；分配模块20，与绑定模块10耦合，用于将地址池的网络协议IP地址资源全部分配给预定个数的业务CPU中优先级最高的业务CPU；在优先级最高的业务CPU发生故障时，将IP地址资源全部重新分配给预定个数的业务CPU中除故障的业务CPU之外优先级最高的业务CPU。

实现时，在地址池中的所有业务CPU均发生故障时，分配模块还用于控制CPU将地址池的全部IP地址资源分配给控制CPU对应的各个可用业务CPU。

图3示出了上述分配模块20的结构示意图，其包括：绑定单元201，用于将访问控制列表ACL与地址池进行绑定；执行单元202，与绑定单元201耦合，用于根据ACL对应的分流表将流量下发至优先级最高的业务CPU。

在一个优选实施例过程中，分配模块，还用于在故障的业务CPU恢复为可使用状态的情况下，控制CPU将IP地址资源全部重新分配给从故障状态恢复为可用状态的业务CPU。

图4示出了上述分配模块20的优选结构示意图，在图3的基础上，还包括：判断单元203，与执行单元202耦合，用于判断从故障状态恢复为可用状态的业务CPU优先级是否大于当前IP地址资源所在业务CPU的优先级；分配单元204，与判断单元203耦合，用于在从故障状态恢复为可用状态的业务CPU优先级大于当前IP地址资源所在业务CPU的优先级时，将IP地址资源全部重新分配给从故障状态恢复为可用状态的业务CPU，并刷新分流表，以调用流量。

本发明第三实施例还提供了一种控制CPU，其包括上述的IP地址资源的分配装置。本领域技术人员根据上述记载，知晓如何设置IP地址资源的分配装置，此处不再赘述。

本发明第四实施例提供了一种IP地址资源的分配方法，该方法能够使无法工作的业务CPU将IP地址资源和流量分到其他CPU上，克服现有的分布式NAT部署中存在的当其中某一个业务CPU无法正常工作时，导致的分配到这个CPU上的流量无法正常转换和分配到这个CPU上IP地址资源无法回收的问题。本发明实施例采用以下技术方案：

采用S-CPU间互为备份的方式，当其中一个S-CPU出现问题，由控制CPU(R-CPU)将IP资源分配到它的备份S-CPU上，并将ACL联动，把这个出问题的S-CPU上的流量也引到备份S-CPU上。S-CPU备份有优先级关系，始终分流到高优先及的可用S-CPU上。

本发明实施例的S-CPU间互为备份的过程如下：

1.在地址池(pool)下绑定S-CPU(location)，并按照前后顺序优先级依次从高到低，IP地址资源只会分配到优先级最高的有效S-CPU上。

2.ACL绑定pool，此时会给转发CPU(L-CPU)下发分流表，将命中ACL的流量引到该ACL的绑定pool资源所下发的S-CPU上。

3.当目前最高优先级的有效S-CPU出现故障时，R-CPU感知到以后，将这个故障S-CPU上的IP资源分配下一个优先级的有效S-CPU，并根据当前ACL绑定关系，刷新分流表。

4.当有一个比当前资源所在S-CPU优先级高的S-CPU从故障中恢复时，R-CPU将资源回收并重新分配到这个刚刚恢复的S-CPU上，并刷新分流表使流量回切。

5.如果某一个pool下配置的location序列都出现故障时，R-CPU把需要把这个pool的资源随机分配到当前可用的S-CPU上。

下面结合附图和实例进一步进行说明。

如图5中的场景所示，将地址池配置到S-CPU上，即：

在该配置关系中，比如cgn-pool1中，spu1、spu2、spu3、spu4按照优先级为spu1>spu2>sp3>sp4，cgn-pool1中的地址优先分配到spu1上。

将地址池pool和ACL绑定，比如：

如此，主控R-CPU会给L-CPU下一份分流表，表示命中acl1的流量需要投递到cgn-pool1的当前有效S-CPU，比如spu1。

如图6所示，现在spu1出现故障，R-CPU将地址分到下一个优先级的spu2上，并将分流表重新刷到L-CPU上。

采用本发明方法与现有技术相比，可以达到IP地址资源的保护，使宝贵的公网地址不会浪费，提高了系统的可靠性。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种IP地址资源的分配方法，其特征在于，包括：

控制中央处理器CPU为地址池绑定预定个数的业务CPU，其中，每个所述业务CPU均具有不同的优先级；

所述控制CPU将所述地址池的网络协议IP地址资源全部分配给所述预定个数的业务CPU中优先级最高的业务CPU；

在所述优先级最高的业务CPU发生故障时，所述控制CPU将所述IP地址资源全部重新分配给所述预定个数的业务CPU中除故障的业务CPU之外优先级最高的业务CPU。

2.如权利要求1所述的分配方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述地址池中的所有业务CPU均发生故障时，所述控制CPU将所述地址池的全部IP地址资源分配给所述控制CPU对应的各个可用业务CPU。

3.如权利要求1所述的分配方法，其特征在于，所述控制CPU将所述地址池的IP地址资源全部分配给所述预定个数的业务CPU中优先级最高的业务CPU，包括：

所述控制CPU将访问控制列表ACL与所述地址池进行绑定；

所述控制CPU根据所述ACL对应的分流表将流量下发至所述优先级最高的业务CPU。

4.如权利要求1至3中任一项所述的分配方法，其特征在于，所述控制CPU将所述IP地址资源全部重新分配给所述预定个数的业务CPU中除故障的业务CPU之外优先级最高的业务CPU之后，还包括：

在故障的业务CPU恢复为可使用状态的情况下，所述控制CPU将所述IP地址资源全部重新分配给从故障状态恢复为可用状态的所述业务CPU。

5.如权利要求4所述的分配方法，其特征在于，所述控制CPU将所述IP地址资源全部重新分配给从故障状态恢复为可用状态的所述业务CPU，包括：

所述控制CPU判断从故障状态恢复为可用状态的所述业务CPU优先级是否大于当前所述IP地址资源所在业务CPU的优先级；

在从故障状态恢复为可用状态的所述业务CPU优先级大于当前所述IP地址资源所在业务CPU的优先级时，所述控制CPU将所述IP地址资源全部重新分配给从故障状态恢复为可用状态的所述业务CPU，并刷新所述分流表，以调用流量。

6.一种IP地址资源的分配装置，其特征在于，包括：

绑定模块，用于为地址池绑定预定个数的业务CPU，其中，每个所述业务CPU均具有不同的优先级；

分配模块，用于将所述地址池的网络协议IP地址资源全部分配给所述预定个数的业务CPU中优先级最高的业务CPU；在所述优先级最高的业务CPU发生故障时，将所述IP地址资源全部重新分配给所述预定个数的业务CPU中除故障的业务CPU之外优先级最高的业务CPU。

7.如权利要求6所述的分配装置，其特征在于，

所述分配模块，还用于在所述地址池中的所有业务CPU均发生故障时，所述控制CPU将所述地址池的全部IP地址资源分配给所述控制CPU对应的各个可用业务CPU。

8.如权利要求6所述的分配装置，其特征在于，所述分配模块包括：

绑定单元，用于将访问控制列表ACL与所述地址池进行绑定；

执行单元，用于根据所述ACL对应的分流表将流量下发至所述优先级最高的业务CPU。

9.如权利要求6至8中任一项所述的分配装置，其特征在于，

所述分配模块，还用于在故障的业务CPU恢复为可使用状态的情况下，所述控制CPU将所述IP地址资源全部重新分配给从故障状态恢复为可用状态的所述业务CPU。

10.如权利要求9所述的分配装置，其特征在于，所述分配模块包括：

判断单元，用于判断从故障状态恢复为可用状态的所述业务CPU优先级是否大于当前所述IP地址资源所在业务CPU的优先级；

分配单元，用于在从故障状态恢复为可用状态的所述业务CPU优先级大于当前所述IP地址资源所在业务CPU的优先级时，将所述IP地址资源全部重新分配给从故障状态恢复为可用状态的所述业务CPU，并刷新所述分流表，以调用流量。