CN108200223B - 运营商级网络地址转换设备cgn备份方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种CGN备份方法和装置，其中，该方法包括：按照预设时间间隔，基于用户的会话表项，确定所述用户的连接传输速度和连接超时时间；根据各用户的连接传输速度和连接超时时间，从各用户中确定热备用户；将热备用户的会话表项进行备份。通过本申请实施例提供的CGN备份方法和装置，只需对一部分用户的会话表项进行备份，降低了备份操作对系统资源的消耗；而且，通过能够反映用户业务使用情况的连接传输速度和连接超时时间确定出真正需要备份会话表项的用户作为热备用户，提高了热备的针对性。

Description

运营商级网络地址转换设备CGN备份方法和装置

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，具体而言，涉及一种运营商级网络地址转换设备(Carrier-Grade NAT，CGN)备份方法和装置。

背景技术

目前，宽带远程接入服务器(Broadband Remote Access Server，BRAS)通过具有网络地址转换(Network Address Translation，NAT)功能的CGN将宽带局域网(即私网)内的用户的私网网络之间互连的协议(Internet Protocol，IP)地址转换成因特网(即公网)IP地址，使私网用户通过转换后的公网IP地址连接到因特网上。

为了保证CGN的工作可靠性，可以在BRAS上安装主CGN和备CGN设备，主CGN在获取到用户发起的业务请求之后，会生成该业务请求的会话表项，并将存活时间达到设定时长的业务(即长连接业务)的会话表项发送到备CGN进行备份。

当长连接业务较多时，会消耗主CGN大量的系统资源对用户的会话表项进行备份。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种CGN备份方法和装置，降低主CGN进行备份操作消耗的系统资源。

第一方面，本申请实施例提供了一种运营商级网络地址转换设备CGN备份方法，包括：

按照预设时间间隔，基于用户的会话表项，确定所述用户的连接传输速度和连接超时时间；

根据各用户的连接传输速度和连接超时时间，从所述各用户中确定热备用户；

将所述热备用户的会话表项进行备份。

第二方面，本申请实施例还提供一种运营商级网络地址转换设备CGN备份装置，包括：

第一处理模块，用于按照预设时间间隔，基于用户的会话表项，确定所述用户的连接传输速度和连接超时时间；

第二处理模块，用于根据各用户的连接传输速度和连接超时时间，从所述各用户中确定热备用户；

备份模块，用于将所述热备用户的会话表项进行备份。

本申请实施例提供的CGN备份方法和装置，基于用户的会话表项，确定用户的连接传输速度和连接超时时间，并根据各用户的连接传输速度和连接超时时间，确定出热备用户，并对热备用户的会话表项进行备份，从而只需对一部分用户的会话表项进行备份，降低了备份操作对系统资源的消耗；而且，通过能够反映用户业务使用情况的连接传输速度和连接超时时间确定出真正需要备份会话表项的用户作为热备用户，提高了热备的针对性。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例所提供的一种CGN备份方法的流程图；

图2示出了本申请实施例所提供的CGN备份方法中，端口映射表的更新备份流程的具体流程图；

图3示出一种可应用于本申请实施例中的BRAS的结构框图；

图4示出了本申请实施例所提供的一种CGN备份装置的结构示意图。

具体实施方式

在本申请实施例中，BRAS中的主CGN处于激活状态，可以将私网用户的私网IP地址转换为公网IP地址，生成会话表项，并向备CGN发送会话表项进行备份。而备CGN处于待激活状态，只对主CGN发送过来的会话表项进行备份。

图3示出了一种可应用于本申请实施例中的BRAS的结构框图。如图3所示，BRAS300包括：存储器301、处理器302以及网络模块303。

存储器301可用于存储软件程序以及模块，如本申请实施例中提出的CGN备份方法和装置对应的程序指令/模块，处理器302通过运行存储在存储器301内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本申请实施例中提出的CGN备份方法。存储器301可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。进一步地，上述软件程序以及模块还可包括：操作系统321以及服务模块322。其中操作系统321，例如可为LINUX、UNIX、WINDOWS，其可包括各种用于管理系统任务(例如内存管理、存储设备控制、电源管理等)的软件组件和/或驱动，并可与各种硬件或软件组件相互通讯，从而提供其他软件组件的运行环境。服务模块322运行在操作系统321的基础上，并通过操作系统321的网络服务监听来自网络的请求，根据请求完成相应的数据处理，并返回处理结果给客户端。也就是说，服务模块322用于向客户端提供网络服务。

网络模块303用于接收以及发送网络信号。上述网络信号可包括无线信号或者有线信号。

可以理解，图3所示的结构仅为示意，BRAS300还可包括比图3中所示更多或者更少的组件，或者具有与图3所示不同的配置。图3中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。另外，本申请实施例中的BRAS还可以包括多个具体不同功能的服务器。

在以下对本申请实施例提出的CGN备份方法和装置的描述过程中，私网IP地址可以用于确定私网中唯一的用户。

BRAS作为私网用户接入公网的网关，起到了对私网用户的流量进行转发、对私网用户进行管理、以及将私网用户的私网IP地址转换为公网IP地址的功能。其中，将私网用户的私网IP地址转换为公网IP地址的功能是BRAS上插接的主CGN完成的。

为了将私网用户的私网IP地址转换为公网IP地址，主CGN中为每个私网用户预先配置有一个NAT资源池(备CGN上也同样设置有为每个私网用户预先配置的NAT资源池)，并通过每个私网用户的私网IP地址标识出来，每个私网用户的NAT资源池中均包括：公网IP地址和公网端口段。

在一个实施方式中，主CGN和备CGN中都可以形成私网IP地址与NAT资源池的映射关系，来表征每个私网用户的NAT资源池。

除了上述NAT资源池，主CGN和备CGN中还分别存储有用户信息；用户信息，包括用户的用户名和用户等级。

上述用户等级，用于表征用户的重要性；是宽带运营商，根据用户的宽带使用年限、以及花费的宽带费用等情况，给用户设置的等级；一般情况下，用户的宽带使用年限越长且花费的宽带费用越多，那么给用户设置的等级就越高。

主CGN在获取到私网用户的业务请求之后，会根据业务请求中携带的五元组中的私网IP地址，确定出与该私网IP地址对应的NAT资源池，并将该资源池中配置的公网IP地址作为地址转换后五元组的源IP地址，并从NAT资源池的公网端口段中确定一个未使用的公网端口分配给业务请求，作为地址转换后的源端口，从而形成转换后的五元组，并为该业务请求对应的业务生成会话表项，然后通知BRAS地址转换完成，使得BRAS将私网用户的业务请求转发到公网上。

在上述公网端口段中，主CGN会对被分配的公网端口用预设的被分配标识标记出来，并通过预设的未分配标识对未分配的公网端口进行标记，从而保证每次给用户业务分配的公网端口都是未分配的。

上述会话表项，是以软件的形式记载私网用户触发的业务的业务信息，该业务信息，包括但不限于：私网用户的用户名和密码、转换前后的五元组、业务存在的时长、连接传输速度、以及业务被分配的带宽。

其中，业务在被用户关闭后，该业务的会话表项也会被主CGN老化。所以，业务存在的时长与会话表项的存活时间基本一致。

上述连接传输速度，包括：业务的连接的上传速度和下载速度。

在生成业务的会话表项后，主CGN设备就会对会话表项存在的时长进行监测，当会话表项存在的时间大于设定时长时，主CGN就会将该大于设定时长的会话表项发送到备CGN进行备份。

但是，会话表项存在的时间长度，并不能表征出私网用户对该业务的具体使用情况。如果某一业务具有连接传输速度大且对连接超时时间非常敏感，但是这个业务的存在时间并未达到设定时长，那么主CGN就不会对该业务的会话表项进行备份。如果在该业务使用期间，主CGN因故障不能使用，那么该业务的会话表项由于没有备份，会在业务切换到备CGN后，出现业务连接中断的情况，影响私网用户的宽带使用体验；并且，对需要备份的会话表项没有进行备份，导致热备针对性低的缺陷。基于此，本申请实施例提出一种通过用户业务使用情况确定需要备份会话表项的热备用户的CGN备份方法和装置。

本申请方案在对用户的会话表项进行热备之前，会先确定能够表征用户业务使用情况的连接传输速度和连接超时时间，并根据各用户的连接传输速度和连接超时时间，确定出热备用户，并对热备用户的会话表项进行备份。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请做进一步详细的说明。

在其中一个实施例中，参见图1所示的CGN备份方法的流程，本实施例中负责执行CGN备份方法的主体是主CGN。

本实施例提出的一种CGN备份方法，包括以下步骤：

步骤100、按照预设时间间隔，基于用户的会话表项，确定上述用户的连接传输速度和连接超时时间。

在上述步骤100中，上述预设时间间隔可以根据实际需要设置，如可以是2至5分钟中的任意时间，在间隔时间较短的情况下进行本申请实施例中的CGN备份方法，即减少了热备时主CGN的系统开销，又可以保证被热备的用户为通过能够反映用户业务使用情况的数据确定的当前最需要进行会话表项备份的用户。

为了确定上述用户的连接传输速度和连接超时时间，上述步骤100具体包括以下步骤(1)至步骤(3)：

(1)按照上述用户的用户名，获取上述用户的会话表项；

(2)从上述用户的会话表项中获取连接传输速度和通信协议；

(3)获取上述通信协议中规定的连接超时时间。

在上述步骤(1)中，上述用户的用户名是主CGN从当前存活的会话表项中获取到的；并且，在获取到一个用户的用户名之后，会对当前存活的会话表项进行遍历，从而找到具有该用户名的所有会话表项。

在上述步骤(2)中，当会话表项的数量为多个时，主CGN从具有该用户名的多个会话表项中，分别获取各会话表项中记录的业务的上传速度和下载速度；并且，从获取各会话表项的五元组中分别获取用户业务使用的通信协议。

上述通信协议，可以是但不限于：传输控制协议/因特网互联协议(TransmissionControl Protocol/Internet Protocol，TCP/IP协议)、以及文件传输协议(File TransferProtocol，FTP协议)。

由于各通信协议在使用的过程中，可以被不同的运营商进行配置，所以通信协议的协议信息，会被记录在主CGN预先配置的连接属性信息中。

通信协议的协议信息，包括：规定的连接超时时间。

当业务达到使用的通信协议规定的连接超时时间时，业务的连接就会断开。

该连接属性信息还包括：接入宽带的用户数量、历史连接信息以及用于表征新建最大并发数的会话的所需时间的固定值；该历史连接信息包括但不限于：单一用户业务的最大上传速度、最大下载速度、每秒发送数据包数量的最大值、最大传输数据量、以及最大分配带宽。

在上述步骤(3)中，主CGN从属性信息中查询出用户的各会话表项中记录的通信协议之后，会继续从连接属性信息中记录的通信协议的协议信息中获取每个会话表项中记载的通信协议的连接超时时间。

当通过用户名确定该用户有10个会话表项，其中有6个会话表项使用TCP/IP协议，4个会话表项使用FTP协议时，通过以上步骤(1)至步骤(3)的描述，主CGN可以获取到6个TCP/IP协议规定的连接超时时间和4个FTP协议的连接超时时间。而且，同时可以获取到10个会话表项中各会话表项的连接传输速度。

步骤102、根据各用户的连接传输速度和连接超时时间，从上述各用户中确定热备用户。

具体地，上述步骤102具体包括以下步骤(1)至步骤(5)：

(1)获取每秒发送数据包数量的最大值、确定的用户的连接传输速度以及连接超时时间；

(2)根据上述每秒发送数据包数量的最大值以及用户的连接传输速度，计算用户的速度敏感系数；

(3)根据用户的连接超时时间，计算用户的时延敏感系数；

(4)通过速度敏感系数和时延敏感系数，计算用户的热备系数；

(5)基于热备比例和计算得到的各用户的热备系数，从各用户中确定热备系数最大的上述热备比例的用户作为热备用户。

在上述步骤(1)中，主CGN可以从上述历史连接信息中获取每秒发送数据包数量的最大值。

上述步骤(2)，具体包括以下步骤(21)至(23)：

(21)统计用户的会话表项的数量；

(22)对用户的会话表项中的连接传输速度求和，得到用户的速度累积值；

(23)通过以下公式计算用户的速度敏感系数：

UserthputSensitive＝A/(B*C)

其中，UserthputSensitive表示用户的速度敏感系数；A表示用户的上述速度累计值；B表示用户的会话表项的数量；C表示每秒发送数据包数量的最大值。

在上述步骤(21)中，在前述确定上述用户的连接传输速度和连接超时时间的步骤中，已经获取到用户的会话表项，所以，基于获取到用户的会话表项，就可以统计用户的会话表项的数量。

在上述步骤(23)中，上述速度敏感系数越大，说明用户业务的吞吐量越高，那么该用户的会话表项也就越需要备份。

上述步骤(3)具体包括以下步骤(31)至步骤(34)：

(31)统计用户的会话表项的数量；

(32)对用户的连接超时时间求和，得到用户的超时时间累积值；

(33)通过用户的超时时间累积值除以用户的会话表项的数量，得到用户的平均超时时间；

(34)通过以下公式计算用户的时延敏感系数：

UserTimeSensitive＝D/E

其中，UserTimeSensitive表示用户的时延敏感系数；D表示用户的平均超时时间；E表示固定值。

在上述步骤(34)中，主CGN可以从连接属性信息中获取上述固定值E。

上述E就是上述连接属性信息中用于表征新建最大并发数的会话的所需时间的时间长度值，一般会被预先配置为400000。

上述时延敏感系数越小，说明该用户的业务对时间延迟越敏感，那么该用户的会话表项就越需要备份。

在从各用户中确定热备用户时，为了能够保证使用年限较长且花费较高的用户的业务不在主CGN故障时中断，在通过上述步骤(4)计算用户的热备系数之前，上述步骤102还包括以下步骤：

获取上述用户的用户等级。

这里，主CGN可以根据获取到的用户名查询存储的用户信息，将具有该用户名的用户信息中记录的用户等级，作为该用户名对应用户的用户等级。

在获取到用户的用户等级后，上述步骤(4)包括以下具体步骤：

通过用户的用户等级、速度敏感系数和时延敏感系数，计算用户的热备系数。

具体地，在本实施例中，可以通过以下公式计算用户的热备系数：

HotbackCos＝UserPriority*UserthputSensitive/UserTimeSensitive

其中，HotbackCos表示用户的热备系数；UserPriority表示用户的用户等级；UserthputSensitive表示用户的速度敏感系数；UserTimeSensitive表示用户的时延敏感系数。

在上述步骤(5)中，上述热备比例，是一个设定值，一般在10％至50％之间，可以由运营商自己决定。

在确定该热备比例时，运营商可以先对接入BRAS的各用户在一段时间内(如：2-3个月)业务的使用情况进行监控，并根据预设的吞吐量阈值和时延阈值，将各用户中满足吞吐量阈值和时延阈值的用户确定为热备用户，以在初次运行本申请实施例提出的备份方法时，对确定出的热备用户的会话表项进行备份；并统计这些热备用户占接入该BRAS的所有用户的用户比例，并将计算得到的用户比例作为热备比例使用。

运营商还可以根据不同时段内(如：平时与周末)的用户业务的使用情况，对热备比例进行调整。

在得到各用户的热备系数之后，主CGN可以按照从大到小的顺序对热备系数进行排序，在对热备系数排序完成后，选择热备系数最大的热备比例的用户作为热备用户，使得对用户的会话表项的备份更具针对性。

这些确定出的热备用户，是当前时间间隔的时长内需要实时备份会话表项的用户。

通过对步骤102的描述可以看出，根据能够反应用户的业务使用情况的连接传输速度和连接超时时间，将业务吞吐量较大且业务对时延比较敏感的部分用户确定为热备用户，然后就可以通过下面的步骤104对确定的热备用户的会话表项进行备份。

步骤104、将上述热备用户的会话表项进行备份。

这里，主CGN就会将热备用户的会话表项发送到备CGN，以在当前时间间隔的时长内对热备用户的会话表项进行实时备份。

而，备CGN在接收到主CGN发送的会话表项后，可以将之前备份的用户表项全部老化，然后将主CGN发送的会话表项进行存储，以在当前时间间隔的时长内对热备用户的会话表项进行实时备份；也可以根据主CGN发送的会话表项中的用户名和之前备份的会话表项中记录的用户名，确定出本次用户会话表项的备份时无需备份会话表项的用户，并将这些无需备份会话表项的用户的会话表项老化，之后对在当前时间间隔的时长内的新的热备用户的会话表项进行存储，并通过主CGN发送的热备用户的会话表项，对之前已经是热备用户的会话表项进行更新，以在当前时间间隔的时长内对热备用户的会话表项进行实时备份。

综上所述，本申请实施例提供的CGN备份方法，基于用户的会话表项，确定用户的连接传输速度和连接超时时间，并根据各用户的连接传输速度和连接超时时间，确定出热备用户，并对热备用户的会话表项进行备份，从而只需对一部分用户的会话表项进行备份，降低了备份操作对系统资源的消耗；而且，通过能够反映用户业务使用情况的连接传输速度和连接超时时间确定出真正需要备份会话表项的用户作为热备用户，提高了热备的针对性。

通过以上的描述可以看出，本申请实施例提出的CGN备份方法只对一部分用户的会话表项进行实时备份，而其他的用户在备CGN中仅备份有用户信息、以及为用户预先配置的NAT资源池，那么在主CGN出现故障时，BRAS会把主CGN的激活状态设置为待激活状态，并把备CGN从待激活状态转换为激活状态，并把用户的业务报文交给备CGN进行NAT处理。

那么，备CGN在获取到业务报文后，若根据业务报文中携带的私网IP地址，确定该业务报文是热备用户的业务报文时，那么可以根据热备用户的会话表项对该业务报文进行转发，具体过程这里不再赘述。

若根据备份的会话表项和业务报文中携带的私网IP地址，确定该业务报文不是热备用户的业务报文时，备CGN根据业务报文内的私网IP地址，确定与私网IP地址对应的NAT资源池，从私网IP地址对应的NAT资源池中获取到公网IP地址，并从公网端口段中确定出一个公网端口分配给业务报文；对业务报文中的五元组进行NAT处理，通过公网IP地址和确定的公网端口对业务报文的五元组进行转换，得到转换后的五元组，并创建该业务报文对应业务的会话表项，并通知BRAS对业务报文的NAT处理完成，使BRAS根据转换后的五元组，将业务报文转发出去。

但是，备CGN在向业务报文分配公网端口时，极有可能与之前主CGN分配给该业务报文对应业务的公网端口不一样。若备CGN在向业务报文分配公网端口与之前主CGN分配的公网端口不一致，那么，BRAS在通过备CGN分配的公网端口转发业务报文时，就会发送失败，导致长时间得不到外网的响应，当达到该业务报文使用的通信协议规定的连接超时时间时，就会导致用户该业务的连接断开，造成业务中断。使得用户需要进行重新连接的操作后，才能让该业务通过备CGN分配的公网端口与获取该业务报文的端口重新连接，降低了用户使用宽带上网的体验。所以，为了保证主CGN故障时未进行会话表项备份的用户的业务不中断，参见图2所示的端口映射表的更新备份流程，本实施例提出的CGN备份方法，还包括以下步骤200至步骤206：

步骤200、获取业务请求，上述业务请求中携带有五元组。

步骤202、从与上述五元组中携带的私网IP地址对应NAT资源池中记录的公网端口段中选择一个未使用的公网端口分配给上述业务请求对应的业务。

步骤204、生成分配给上述业务请求的公网端口与上述私网端口的映射关系，并通过生成的公网端口与私网端口的映射关系更新上述私网IP地址对应NAT资源池中的端口映射表。

步骤206、根据上述私网IP地址和更新的端口映射表生成端口映射表更新请求，并将上述端口映射表更新请求发送到备CGN。

这里，将上述端口映射表更新请求发送到备CGN，使得上述备CGN对上述私网IP地址对应NAT资源池中的端口映射表进行备份。相应的，备CGN在接收到主CGN发送的端口映射表更新请求后，会执行以下步骤(1)至步骤(2)：

(1)接收主CGN发送的端口映射表更新请求，上述端口映射表更新请求，包括：私网IP地址和端口映射表；

(2)基于端口映射表更新请求中的端口映射表，对上述私网IP地址对应NAT资源池中存储的端口映射表进行更新。

上述端口映射表的更新备份流程，只是对用户触发业务时的端口映射表的更新过程进行了描述，而用户结束业务时，主CGN会释放分配给该业务的公网端口，此时也是需要更新端口映射表的，但具体更新过程不在本实施例中赘述。

通过以上的描述可以看出，主CGN和备CGN在现有的NAT资源池中已有的公网IP和公网端口段的基础上，存储并备份了已分配的公网端口和对应私网端口映射关系的端口映射表；那么在主CGN故障时，备CGN能够通过NAT资源池中的端口映射表，确定获取到的业务报文对应的业务之前被分配的公网端口，重新向该业务报文分配该公网端口，并以该公网端口生成转换后的五元组；然后，依据转换后的五元组得到该业务报文对应的业务的会话表项，并通知BRAS对业务报文的NAT处理完成，使BRAS根据转换后的五元组，将该业务报文转发出去。

由于备CGN给该业务报文对应业务分配的公网端口与之前主CGN上分配的公网端口相同。那么，BRAS将该业务报文转发出去后，就会得到外网的响应，那么，该业务的连接不会断开，只是延迟了一段时间后继续执行了，保证了主CGN故障时用户业务不中断。而该延迟的一段时间，用于备CGN确定该业务报文对应业务之前被分配的公网端口以及创建该业务的会话表项；时间很短，几乎不能被用户察觉，从而保证了用户使用宽带上网的体验。

通过以上的描述可以看出，主CGN在按照热备比例从各用户中确定出热备用户，并对热备用户的会话表项进行备份的同时，在各用户的NAT资源池中创建端口映射表，只要端口映射表更新，那么就将更新的端口映射表发送到备CGN进行备份，从而即使不对用户的会话表项进行备份，也可以保证用户的业务不中断；即节约了备份用户会话表项的系统开销，又保证了用户业务的可靠性，进一步保证了用户使用宽带上网的体验。

基于同一发明构思，本申请实施例中还分别提供了与上述CGN备份方法对应的CGN备份装置，由于本申请实施例中的CGN备份装置解决问题的原理与本申请实施例上述CGN备份方法相似，因此CGN备份装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

在一种一个实施例中，本实施例提出一种CGN备份装置，用于执行上述实施例中提出的CGN备份方法。

参见图4所示的CGN备份装置的结构，该CGN备份装置包括：

第一处理模块400，用于按照预设时间间隔，基于用户的会话表项，确定上述用户的连接传输速度和连接超时时间；

第二处理模块402，用于根据各用户的连接传输速度和连接超时时间，从上述各用户中确定热备用户；

备份模块404，用于将上述热备用户的会话表项进行备份。

具体地，上述第一处理模块400，具体用于：

按照上述用户的用户名，获取上述用户的会话表项；

从上述用户的会话表项中获取连接传输速度和通信协议；

获取上述通信协议中规定的连接超时时间。

具体地，上述第二处理模块402，具体用于：

获取每秒发送数据包数量的最大值、确定的用户的连接传输速度以及连接超时时间；

根据上述每秒发送数据包数量的最大值以及用户的连接传输速度，计算用户的速度敏感系数；

根据用户的连接超时时间，分别计算用户的时延敏感系数；

通过速度敏感系数和时延敏感系数，计算用户的热备系数；

基于热备比例和计算得到的各用户的热备系数，从各用户中确定热备系数最大的上述热备比例的用户作为热备用户。

可选地，本实施例提出的CGN备份装置，还包括：

获取模块，用于获取上述用户的用户等级；

上述第二处理模块402，通过速度敏感系数和时延敏感系数，计算用户的热备系数，包括：

通过用户的用户等级、速度敏感系数和时延敏感系数，计算用户的热备系数。

在一个实施方式中，上述第二处理模块402，根据上述每秒发送数据包数量的最大值以及用户的连接传输速度，计算用户的速度敏感系数，包括：

统计用户的会话表项的数量；

对用户的会话表项中的连接传输速度求和，得到用户的速度累积值；

通过以下公式计算用户的速度敏感系数：

UserthputSensitive＝A/(B*C)

其中，UserthputSensitive表示用户的速度敏感系数；A表示用户的上述速度累计值；B表示用户的会话表项的数量；C表示每秒发送数据包数量的最大值。

进一步地，上述第二处理模块402，根据用户的连接超时时间，计算用户的时延敏感系数，包括：

统计用户的会话表项的数量；

对用户的连接超时时间求和，得到用户的超时时间累积值；

通过用户的超时时间累积值除以用户的会话表项的数量，得到用户的平均超时时间；

通过以下公式计算用户的时延敏感系数：

UserTimeSensitive＝D/E

其中，UserTimeSensitive表示用户的时延敏感系数；D表示用户的平均超时时间；E表示固定值。

具体地，上述第二处理模块402，通过用户的用户等级、速度敏感系数和时延敏感系数，计算用户的热备系数，包括：

通过以下公式计算用户的热备系数：

HotbackCos＝UserPriority*UserthputSensitive/UserTimeSensitive

其中，HotbackCos表示用户的热备系数；UserPriority表示用户的用户等级；UserthputSensitive表示用户的速度敏感系数；UserTimeSensitive表示用户的时延敏感系数。

综上所述，本申请实施例提供的CGN备份方法，基于用户的会话表项，确定用户的连接传输速度和连接超时时间，并根据各用户的连接传输速度和连接超时时间，确定出热备用户，并对热备用户的会话表项进行备份，从而只需对一部分用户的会话表项进行备份，降低了备份操作对系统资源的消耗；而且，通过能够反映用户业务使用情况的连接传输速度和连接超时时间确定出真正需要备份会话表项的用户作为热备用户，提高了热备的针对性。

相关技术中，备CGN在向业务报文分配公网端口时，极有可能与之前主CGN分配给该业务报文对应业务的公网端口不一样。若备CGN在向业务报文分配公网端口与之前主CGN分配的公网端口不一致，那么，BRAS在通过备CGN分配的公网端口转发业务报文时，就会发送失败，导致长时间得不到外网的响应，当达到该业务报文使用的通信协议规定的连接超时时间时，就会导致用户该业务的连接断开，造成业务中断。使得用户需要进行重新连接的操作后，才能让该业务通过备CGN分配的公网端口与获取该业务报文的端口重新连接，降低了用户使用宽带上网的体验。所以，为了保证主CGN故障时未进行会话表项备份的用户的业务不中断，本实施例提出的CGN备份装置，还包括：

请求获取模块，用于获取业务请求，上述业务请求中携带有五元组；

分配模块，用于从与上述五元组中携带的私网IP地址对应的NAT资源池中记录的公网端口段中选择一个未使用的公网端口分配给上述业务请求对应的业务；

第三处理模块，用于生成分配给上述业务请求的公网端口与上述私网端口的映射关系，并通过生成的公网端口与私网端口的映射关系更新上述私网IP地址对应NAT资源池中的端口映射表；

发送模块，用于根据上述私网IP地址和更新的端口映射表生成端口映射表更新请求，并将上述端口映射表更新请求发送到备CGN，使得上述备CGN对上述私网IP地址对应NAT资源池中的端口映射表进行备份。

通过以上的描述可以看出，CGN备份装置能够在按照热备比例从各用户中确定出热备用户，并对热备用户的会话表项进行备份的同时，在各用户的NAT资源池中创建端口映射表，只要端口映射表更新，那么就将更新的端口映射表发送到备CGN进行备份，从而即使不对用户的会话表项进行备份，也可以保证用户的业务不中断；即节约了备份用户会话表项的系统开销，又保证了用户业务的可靠性，进一步保证了用户使用宽带上网的体验。

Claims (14)

1.一种运营商级网络地址转换设备CGN备份方法，其特征在于，包括：

按照预设时间间隔，基于用户的会话表项，确定所述用户的连接传输速度和连接超时时间；

根据各用户的连接传输速度和连接超时时间，从所述各用户中确定热备用户；

将所述热备用户的会话表项进行备份；

其中，所述根据各用户的连接传输速度和连接超时时间，从所述各用户中确定热备用户，包括：

获取每秒发送数据包数量的最大值、确定的用户的连接传输速度以及连接超时时间；

根据所述每秒发送数据包数量的最大值以及用户的连接传输速度，计算用户的速度敏感系数；

根据用户的连接超时时间，分别计算用户的时延敏感系数；

通过速度敏感系数和时延敏感系数，计算用户的热备系数；

基于热备比例和计算得到的各用户的热备系数，从各用户中确定热备系数最大的所述热备比例的用户作为热备用户。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于用户的会话表项，确定所述用户的连接传输速度和连接超时时间，包括：

按照所述用户的用户名，获取所述用户的会话表项；

从所述用户的会话表项中获取连接传输速度和通信协议；

获取所述通信协议中规定的连接超时时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述用户的用户等级；

所述通过速度敏感系数和时延敏感系数，计算用户的热备系数包括：

通过用户的用户等级、速度敏感系数和时延敏感系数，计算用户的热备系数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述每秒发送数据包数量的最大值以及用户的连接传输速度，计算用户的速度敏感系数，包括：

统计用户的会话表项的数量；

对用户的会话表项中的连接传输速度求和，得到用户的速度累积值；

通过以下公式计算用户的速度敏感系数：

UserthputSensitive＝A/(B*C)

其中，UserthputSensitive表示用户的速度敏感系数；A表示用户的所述速度累计值；B表示用户的会话表项的数量；C表示每秒发送数据包数量的最大值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据用户的连接超时时间，计算用户的时延敏感系数，包括：

统计用户的会话表项的数量；

对用户的连接超时时间求和，得到用户的超时时间累积值；

通过用户的超时时间累积值除以用户的会话表项的数量，得到用户的平均超时时间；

通过以下公式计算用户的时延敏感系数：

UserTimeSensitive＝D/E

其中，UserTimeSensitive表示用户的时延敏感系数；D表示用户的平均超时时间；E表示固定值。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过用户的用户等级、速度敏感系数和时延敏感系数，计算用户的热备系数，包括：

通过以下公式计算用户的热备系数：

HotbackCos＝UserPriority*UserthputSensitive/UserTimeSensitive

其中，HotbackCos表示用户的热备系数；UserPriority表示用户的用户等级；UserthputSensitive表示用户的速度敏感系数；UserTimeSensitive表示用户的时延敏感系数。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

获取业务请求，所述业务请求中携带有五元组；

从与所述五元组中携带的私网IP地址对应的NAT资源池中记录的公网端口段中选择一个未使用的公网端口分配给所述业务请求对应的业务；

生成分配给所述业务请求的公网端口与私网端口的映射关系，并通过生成的公网端口与所述私网端口的映射关系更新所述私网IP地址对应NAT资源池中的端口映射表；

根据所述私网IP地址和更新的端口映射表生成端口映射表更新请求，并将所述端口映射表更新请求发送到备CGN，使得所述备CGN对所述私网IP地址对应NAT资源池中的端口映射表进行备份。

8.一种运营商级网络地址转换设备CGN备份装置，其特征在于，包括：

第一处理模块，用于按照预设时间间隔，基于用户的会话表项，确定所述用户的连接传输速度和连接超时时间；

第二处理模块，用于根据各用户的连接传输速度和连接超时时间，从所述各用户中确定热备用户；

备份模块，用于将所述热备用户的会话表项进行备份；

其中，所述第二处理模块，还用于：

获取每秒发送数据包数量的最大值、确定的用户的连接传输速度以及连接超时时间；

根据所述每秒发送数据包数量的最大值以及用户的连接传输速度，计算用户的速度敏感系数；

根据用户的连接超时时间，分别计算用户的时延敏感系数；

通过速度敏感系数和时延敏感系数，计算用户的热备系数；

基于热备比例和计算得到的各用户的热备系数，从各用户中确定热备系数最大的所述热备比例的用户作为热备用户。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一处理模块，用于：

按照所述用户的用户名，获取所述用户的会话表项；

从所述用户的会话表项中获取连接传输速度和通信协议；

获取所述通信协议中规定的连接超时时间。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

获取模块，用于获取所述用户的用户等级；

所述第二处理模块，通过速度敏感系数和时延敏感系数，计算用户的热备系数，包括：

通过用户的用户等级、速度敏感系数和时延敏感系数，计算用户的热备系数。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块，根据所述每秒发送数据包数量的最大值以及用户的连接传输速度，计算用户的速度敏感系数，包括：

统计用户的会话表项的数量；

对用户的会话表项中的连接传输速度求和，得到用户的速度累积值；

通过以下公式计算用户的速度敏感系数：

UserthputSensitive＝A/(B*C)

其中，UserthputSensitive表示用户的速度敏感系数；A表示用户的所述速度累计值；B表示用户的会话表项的数量；C表示每秒发送数据包数量的最大值。

12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块，根据用户的连接超时时间，计算用户的时延敏感系数，包括：

统计用户的会话表项的数量；

对用户的连接超时时间求和，得到用户的超时时间累积值；

通过用户的超时时间累积值除以用户的会话表项的数量，得到用户的平均超时时间；

通过以下公式计算用户的时延敏感系数：

UserTimeSensitive＝D/E

其中，UserTimeSensitive表示用户的时延敏感系数；D表示用户的平均超时时间；E表示固定值。

13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块，通过用户的用户等级、速度敏感系数和时延敏感系数，计算用户的热备系数，包括：

通过以下公式计算用户的热备系数：

HotbackCos＝UserPriority*UserthputSensitive/UserTimeSensitive

其中，HotbackCos表示用户的热备系数；UserPriority表示用户的用户等级；UserthputSensitive表示用户的速度敏感系数；UserTimeSensitive表示用户的时延敏感系数。

14.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

请求获取模块，用于获取业务请求，所述业务请求中携带有五元组；

分配模块，用于从与所述五元组中携带的私网IP地址对应的NAT资源池中记录的公网端口段中选择一个未使用的公网端口分配给所述业务请求对应的业务；

第三处理模块，用于生成分配给所述业务请求的公网端口与私网端口的映射关系，并通过生成的公网端口与所述私网端口的映射关系更新所述私网IP地址对应NAT资源池中的端口映射表；

发送模块，用于根据所述私网IP地址和更新的端口映射表生成端口映射表更新请求，并将所述端口映射表更新请求发送到备CGN，使得所述备CGN对所述私网IP地址对应NAT资源池中的端口映射表进行备份。

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