CN108650320B - 一种集群环境下同构级联设备配置文件同步方法 - Google Patents

一种集群环境下同构级联设备配置文件同步方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种集群环境下同构级联设备配置文件同步方法，包括以下步骤：启动数据库服务，建立基于分布式锁的配置文件同步表；更新规则配置文件，以排它锁的方式查询所述配置文件同步表。向每个所述分布式集群设备分配从0‑1的全局唯一的编号；所述分布式集群设备完成连接规则服务器数据库的测试；下载规则配置文件，以排它锁的方式查询所述配置文件的同步表。本发明由集群设备自主完成规则同步无需人为干扰，大大减少了安全隐患点。本发明的方法部署快捷、灵活，运行稳定，同步自主。

Description

一种集群环境下同构级联设备配置文件同步方法
技术领域
本发明属于互联网技术领域，具体涉及一种在集群环境下，采用数据库行锁及事务机制，对级联汇聚分流设备进行配置文件同步的方法。
背景技术
中国互联网络信息中心(CNNIC)2018年3月5日发布第41次《中国互联网络发展状况统计报告》(后文简称“互联网报告”)，互联网报告中指出截至2017年12月，我国网民规模达7.72亿，普及率达到55.8％。如此规模的用户接入，导致数据访问量随之出现爆发式增长，业务逻辑也日趋复杂，对系统的高并发访问、海量数据处理的场景也越来越多，对各大数据中心来说，如何机动、灵活、稳效扩容，和对如何规避网络风险提出了严苛的要求。低成本、高可用、易伸缩、可扩展等目标显得越发重要。
各大数据中心为应对现有网络访问量以及对未来扩容的考量，将单设备所形成的集中式系统，转变为多设备级联而形成的分布式集群系统。尤其是汇聚分流设备面向数据中心的应用，多设备级联共同应对海量流量已为常态。
当级联设备集群化时，各个设备的配置将成为一项新的而且繁重的工作。任何配置的变更尤其是规则配置的同步，要作用到整个集群，将是一个全新的问题。集群化环境下同构级联设备间的配置文件同步，传统的有两种方案实现：(1)人工逐一访问设备，通过命令行或WEB接口逐条配置；(2)通过FTP或WEB服务从远程设备上下载现行配置文件。
就方法(1)来说，几台设备的工作量尚可接受，但对于动辄数十台规模的集群来说，非生产性工作剧增。就方法(2)而言，此时须要求远程设备安装并开启FTP或其他支持文件下载的服务，而当集群部署在数据中心或其他高安全要求的场景下时，或将存在被攻击的安全隐患。
发明内容
为解决以上问题，本发明将从分布式集群的角度公开一种配置文件同步方法，在集群环境下，采用数据库行锁及事务机制，对同构级联汇聚分流设备进行配置文件同步。
根据本发明的一个方面，提供了一种集群环境下同构级联设备配置文件同步方法，用于规则服务器，包括：
启动数据库服务，建立基于分布式锁的配置文件同步表；
更新规则配置文件，以排它锁的方式查询所述配置文件同步表。
优选的，所述配置文件同步表用于定义：规则库服务器地址、规则配置文件、规则配置文件的MD5校验值、规则配置文件所在的FTP根、登录FTP所需用户名、登录FTP所需密码、已同步的设备掩码。
优选的，当所述查询成功时，表示规则服务器已获得同步锁，则更新配置文件，生成新的MD5，更新所述配置文件同步表，然后将已同步的设备掩码清零。
优选的，当所述查询失败时，则等待一段时间重新获取同步锁。
根据本发明的另一个方面，提供了一种集群环境下同构级联设备配置文件同步方法，用于分布式集群设备，包括：
向每个所述分布式集群设备分配从0-1的全局唯一的编号；
所述分布式集群设备完成连接规则服务器数据库的测试；
下载规则配置文件，以排它锁的方式查询所述配置文件的同步表。
优选的，所述编号用来更新已同步的设备掩码表项。
优选的，当所述查询成功时，表示当前分布式集群设备已获得同步锁，则获取同步表中的MD5摘要；检查同步表中MD5摘要和本地规则配置文件摘要的异同；如果两者摘要相同，不执行后续操作，释放同步锁，等待下一次查询；如果两者摘要不同，此时通过同步表指示的FTP相关字段，以FTP协议从FTP服务器下载规则配置文件；规则配置文件下载后，在本地计算文件MD5摘要，并同同步表的MD5摘要做比较，当新生成的规则配置文件和同步表中登记的MD5摘要相同时，根据本分布式集群设备的编号设置已同步的设备掩码的对应比特位；当新生成的规则配置文件和同步表中登记的MD5摘要不同时，不做任何操作；释放该同步锁。
优选的，当所述查询失败时，表示当前分布式集群设备没有获得同步锁，则等待一段时间重新获取同步锁。
优选的，所述同步锁有持锁时长限制，持锁超期后自动释放。
优选的，当向所述集群设备中增加一台设备时，配置该台设备连接规则服务器的相关参数，所述增加的集群设备具有规则同步模块，所述模块进行规则配置查新、下载、升级操作。
本发明的优点在于：本发明由集群设备自主完成规则同步无需人为干扰，大大减少了安全隐患点。本发明的方法部署快捷、灵活，运行稳定，同步自主。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明的一种集群环境下同构级联设备组网图；
图2示出了本发明的一种集群环境下同构级联设备配置文件同步方法流程图(规则服务器)；
图3示出了本发明的一种集群环境下同构级联设备配置文件同步方法流程图(集群设备)。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明的集群化的设备从一台规则服务器(或由集群中某台设备担任该角色)上获取规则配置文件。所述规则服务器，是一台能够生成规则配置文件的主机或设备。该主机或设备所生成的配置文件可供分布式集群设备识别和加载，并在设备上生效。
考虑到分布式集群设备对于规则配置文件是否准备好并无感知，同时规则服务器对于是否需要通过覆盖而更新规则文件，并不能很好的察觉到哪些集群设备正在使用(下载)。因此在规则服务器和集群设备间，集群设备与集群设备间，本发明使用具备事务机制的数据库作为同步机制。而考虑到规则文件更新频次并不高，传统数据库的访问性能不足以成为突发访问的瓶颈，故采用基于MySQL数据库的“行级排它锁”为集群化设备间的配置文件同步提供分布式锁的支撑。
本发明将数据库、文件服务器(FTP或WEB服务器，本发明沿用FTP服务)部署到规则服务器上。
规则服务器上运行有规则监控模块，该模块用于监控规则的变更，规则配置文件的生成，规则配置文件的推送，以及数据库更新(同步表)；
集群设备上运行有规则配置文件同步模块，该模块用于定时查询数据库(同步表)中关乎规则配置文件的变更，抢占同步表，下载规则配置文件，执行更新，回写数据库(同步表)。
实施例1
如图2所示，一种集群环境下同构级联设备配置文件同步方法，用于规则服务器，包括：
S1、启动数据库服务，建立基于分布式锁的配置文件同步表；所述配置文件同步表用于定义：规则库服务器地址、规则配置文件、规则配置文件的MD5校验值、规则配置文件所在的FTP根、登录FTP所需用户名、登录FTP所需密码、已同步的设备掩码。
S2、更新规则配置文件，以排它锁的方式查询所述配置文件同步表。
当所述查询成功时，表示规则服务器已获得同步锁，则更新配置文件，生成新的MD5，更新所述配置文件同步表，然后将已同步的设备掩码清零。
当所述查询失败时，则等待一段时间重新获取同步锁。
实施例2
如图3所示，一种集群环境下同构级联设备配置文件同步方法，用于分布式集群设备，包括：
S11、向每个所述分布式集群设备分配从0-1的全局唯一的编号；所述编号用来更新已同步的设备掩码表项。
S12、所述分布式集群设备完成连接规则服务器数据库的测试；
S13、下载规则配置文件，以排它锁的方式查询所述配置文件的同步表。
优选的，当所述查询成功时，表示当前分布式集群设备已获得同步锁，则获取同步表中的MD5摘要；检查同步表中MD5摘要和本地规则配置文件摘要的异同；如果两者摘要相同，不执行后续操作，释放同步锁，等待下一次查询；如果两者摘要不同，此时通过同步表指示的FTP相关字段，以FTP协议从FTP服务器下载规则配置文件；规则配置文件下载后，在本地计算文件MD5摘要，并同同步表的MD5摘要做比较，当新生成的规则配置文件和同步表中登记的MD5摘要相同时，根据本分布式集群设备的编号设置已同步的设备掩码的对应比特位；当新生成的规则配置文件和同步表中登记的MD5摘要不同时，不做任何操作；释放该同步锁。
当所述查询失败时，表示当前分布式集群设备没有获得同步锁，则等待一段时间重新获取同步锁。
实施例3
本发明的一种集群环境下同构级联设备配置文件同步方法，包括如下步骤：
(1)规则服务器启动数据库服务，建立一张拥有锁标识的表(基于分布式锁的配置文件同步表，后文简称“同步表”)。该表定义如下：
CREATE TABLE DISTRIBUTE_LOCK_TABLE4_CONF_SYNC(
DEVICE_ID VARCHAR2(40)NOT NULL,
CONF_FILE VARCHAR2(128)NOT NULL,
CONF_FILE_MD5_ABSTRACT VARCHAR2(128)NOT NULL,
FTP_ROOT VARCHAR2(128)NOT NULL,
FTP_USR VARCHAR2(16)NOT NULL,
FTP_PWD VARCHAR2(32)NOT NULL,
SYNC_MASK INT64NOT NULL,
PRIMARY KEY(DEVICE_ID),
)
上述表项中：
i.“DEVICE_ID”代表配置文件所在的服务器，本发明特指规则库服务器地址；
ii.“CONF_FILE”表示规则配置文件；
iii.“CONF_FILE_MD5_ABSTRACT”是规则配置文件的MD5校验值，用于集群设备下载后的校验；
iv.“FTP_ROOT”表示规则配置文件所在的FTP根；
v.“FTP_USR”表示登录FTP所需用户名；
vi.“FTP_PWD”表示登录FTP所需密码；
vii.“SYNC_MASK”表示已同步的设备掩码。
(2)分布式集群中的各设备分配有从0-1的全局唯一的编号ID。该编号用来更新同步表的“SYNC_MASK”表项。更新方法：将1左移ID位，同SYNC_MASK原值进行“或运算”，运算结果重新回写给SYNC_MASK。
逻辑编码如下：
SYNC_MASK＝(1＜＜ID)
同时，所述分布式集群环境中各设备要成功完成连接规则服务器数据库的测试；
(3)当规则服务器更新规则文件时，需要以排它锁的方式查询同步表。
(4)查询成功时，表示规则服务器已获得同步锁。
i.更新配置文件；
ii.生成新的MD5；
iii.更新同步表；
iv.将“SYNC_MASK”清零；
(5)查询失败时，表示分布式集群中的其他节点正在使用(下载)规则配置文件
i.等待一段时间重新获取同步锁；
(6)分布式集群中的各设备需要下载规则配置文件时，需要以排它锁的方式查询同步表。
(7)查询成功时，表示当前设备已获得同步锁。
i.获取同步表中的MD5摘要；
ii.检查同步表中MD5摘要和本地规则配置文件摘要的异同；
iii.如果两者摘要相同，不执行后续操作，释放锁，等待下一次查询；
iv.如果两者摘要不同(规则配置文件有更新)，此时通过同步表指示的FTP相关字段，以FTP协议从FTP服务器下载规则配置文件；
v.规则配置文件下载后，在本地计算文件MD5摘要，并同同步表的MD5摘要做比较；
vi.新生成的规则配置文件和同步表中登记的MD5摘要相同时，表示规则配置文件下载正确。此时该分布式集群设备根据本节点编号设置“SYNC_MASK”的对应比特位；
vii.新生成的规则配置文件和同步表中登记的MD5摘要不同时，表示规则配置文件是错误的，此时不做任何操作；
viii.无论所述MD5相同与否，为保证其他集群设备有机会抢占同步锁，此集群设备将释放该锁。并尝试等待一段时间后，重新获取同步锁；
(8)查询失败时，表示没有获得同步锁，进而代表着其他设备正在下载，或规则服务器正在更新该规则配置文件
i.等待一段时间重新获取同步锁；
(9)在解决因宕机或网络故障而无法主动释放锁而引起的死锁问题，获得同步锁表的分布式集群设备或规则服务器都有持锁时长限制，持锁超期后自动释放。
(10)当向集群中扩加一台设备时，只需要配置该台设备连接数据库服务器的相关参数即可。设备运行的规则同步模块将自主完成规则配置查新，下载，升级等操作。
(11)当从集群设备中删减一台设备时，只需要下电移除。
需要说明的是：
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的虚拟机的创建装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种集群环境下同构级联设备配置文件同步方法，用于规则服务器，所述规则服务器是一台能够生成规则配置文件的主机或设备，所述规则配置文件供分布式集群设备识别和加载，并在设备上生效，将数据库、文件服务器部署到规则服务器上，其特征在于，包括：
启动数据库服务，建立基于分布式锁的配置文件同步表；所述配置文件同步表用于定义：规则库服务器地址、规则配置文件、规则配置文件的MD5校验值、规则配置文件所在的FTP根、登录FTP所需用户名、登录FTP所需密码、已同步的设备掩码；
更新规则配置文件，以排它锁的方式查询所述配置文件同步表；当所述查询成功时，表示规则服务器已获得同步锁，则更新配置文件，生成新的MD5，更新所述配置文件同步表，然后将已同步的设备掩码清零；当所述查询失败时，则等待一段时间重新获取同步锁。
2.一种集群环境下同构级联设备配置文件同步方法，用于分布式集群设备，所述分布式集群设备从一台规则服务器上获取规则配置文件，所述规则服务器是一台能够生成规则配置文件的主机或设备，所述规则配置文件供分布式集群设备识别和加载，并在设备上生效，将数据库、文件服务器部署到规则服务器上，其特征在于，包括：
向每个所述分布式集群设备分配从0-1的全局唯一的编号；
所述分布式集群设备完成连接规则服务器数据库的测试；
下载规则配置文件，以排它锁的方式查询所述配置文件的同步表；
当所述查询成功时，表示当前分布式集群设备已获得同步锁，则获取同步表中的MD5摘要；检查同步表中MD5摘要和本地规则配置文件摘要的异同；如果两者摘要相同，不执行后续操作，释放同步锁，等待下一次查询；如果两者摘要不同，此时通过同步表指示的FTP相关字段，以FTP协议从FTP服务器下载规则配置文件；规则配置文件下载后，在本地计算文件MD5摘要，并同同步表的MD5摘要做比较，当新生成的规则配置文件和同步表中登记的MD5摘要相同时，根据本分布式集群设备的编号设置已同步的设备掩码的对应比特位；当新生成的规则配置文件和同步表中登记的MD5摘要不同时，不做任何操作；释放该同步锁；
当所述查询失败时，表示当前分布式集群设备没有获得同步锁，则等待一段时间重新获取同步锁。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述编号用来更新已同步的设备掩码表项。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述同步锁有持锁时长限制，持锁超期后自动释放。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
当向所述集群设备中增加一台设备时，配置该台设备连接规则服务器的相关参数，所述增加的集群设备具有规则同步模块，所述模块进行规则配置查新、下载、升级操作。
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