CN109792393B - 虚拟化离线计费系统中的软件升级 - Google Patents

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Abstract

用于在虚拟化离线计费系统(OFCS)中实现软件升级的系统、方法和软件，所述虚拟化OFCS包括虚拟化计费收集功能(vCCF)的池。在一个实施方式中，针对所述虚拟化OFCS识别软件升级，并通过升级过程安装软件升级。所述升级过程包括开发骨架vCCF，在所述骨架vCCF中安装所述软件升级，以及与DNS服务器通信以将用于所述骨架vCCF的DNS资源记录中的优先级修改为等于其它vCCF的至少一个。所述升级过程包括指定所述池中过期的vCCF为(下一)骨架vCCF，从所述骨架vCCF清空所述记账会话，以及与所述DNS服务器通信以设置用于所述骨架vCCF的所述DNS资源记录中的优先级，使得所述CTF最后选择所述骨架vCCF用于记账会话。

Description

虚拟化离线计费系统中的软件升级
技术领域
本发明涉及通信系统的领域，并且具体地涉及离线计费系统。
背景技术
服务提供商用传统实现的物理网络架构来部署网络功能，例如离线计费系统(OFCS)、路由器、交换机、网关、服务器等。例如，网络功能被传统地部署为物理设备，软件与专有硬件紧密耦合。这些物理网络功能必须手动安装到网络中，这造成了操作挑战并阻止了新网络功能的快速部署。为了解决这些问题，服务提供商转向被称为网络功能虚拟化(NFV)的虚拟化网络架构。在NFV中，虚拟化网络功能(VNF)是使用与底层硬件脱离的软件的网络功能实现。VNF可以包括在服务器、交换机、存储器、云计算基础设施等之上运行软件和过程的一个或多个虚拟机(VM)以代替具有用于每个网络功能的专用硬件器械。
VNF的软件升级(SU)典型地采用下列方法之一。第一个方法是“就地”软件升级，属于VNF的VM被分组使得每个组被升级成新版本。此方法的优点是不需要一次从服务剔除VNF的全部能力。不利的一面是，此方法通过过程要求运营商干预和监督。第二个方法是将到来的业务转移到其它系统，清空待被升级的系统，执行就地软件升级，然后使系统再次运行。此方法的优点是更快速，这是因为VM能够一起被分到更大的组里，或者甚至能够进行一次性并行全部寻址。它的缺点是被升级的系统在升级期间不能处理任何业务。第三个方法是用新软件并行地建立新系统，并随着旧系统被清空和弃用,在网络中启用新系统。此方法的缺点是它需要附加的备用资源并在新系统开始处理业务之前需要破坏性提供。
网络运营商继续寻求在实现例如离线计费的功能的VNF中实现软件升级的有效方式。
发明内容
本文描述的设施方式提供了用于在虚拟化离线计费系统中安装软件升级的系统和方法。虚拟化离线计费系统由多个虚拟计费收集功能(vCCF)组成。当vCCF过期(即，具有旧版本的软件)时，vCCF以迭代方式使用骨架vCCF进行升级。骨架vCCF在网络中被初始提供有域名系统(DNS)服务器中的低优先级/权重字段，使得计费触发功能(CTF)不会选择骨架vCCF。软件升级被安装到骨架vCCF且DNS服务器中的优先级/权重字段被修改使得骨架vCCF被CTF考虑用于处理记账会话。然后过期的vCCF之一能够被指定为下一骨架vCCF，过程重复直到所有vCCF被升级。此安装过程的优点在于在软件升级被安装时不存在服务中断。软件升级典型地要求系统、或系统的一部分退出服务一段时间且不向所部署的拓扑提供系统功能。因此，在软件的新版本被安装时系统的能力减少。在本文所描述的系统和方法中，系统容量基本保持不变所以不存在服务中断。
一个实施方式包括执行软件升级的方法。所述方法包括建立具有虚拟化OFCS的网络，所述OFCS包括vCCF的池。所述vCCF的池包括骨架vCCF，所述骨架vCCF被预先提供以与计费触发功能(CTF)通信。所述骨架vCCF还在具有域名系统(DNS)资源记录的DNS服务器中被预先提供，所述DNS资源记录具有的优先级被设置为使得所述CTF在所述池中的vCCF之中最后选择所述骨架vCCF用于记账会话。所述方法进一步包括识别用于所述虚拟化OFCS的软件升级和发起升级过程来安装所述软件升级。所述升级过程包括如下的迭代步骤：开发所述骨架vCCF；在所述骨架vCCF中安装所述软件升级；与所述DNS通信以将用于所述骨架vCCF的所述DNS资源记录中的优先级修改为等于所述池中的其它vCCF的至少一个。所述方法进一步包括：指定所述池中的过期的vCCF作为(下一)骨架vCCF；从所述(下一)骨架vCCF清空所述记账会话；以及与所述DNS服务器通信以设置用于所述骨架vCCF的所述DNS资源记录中的优先级使得所述CTF在所述池中的所述vCCF之中最后选择所述(下一)骨架vCCF用于记账会话。
在另一实施方式中，所述骨架vCCF最初包括导向虚拟机(VM)和输入/输出(I/O)VM，所述I/O VM被配置为与所述CTF交换Diameter消息。最初被提供到所述骨架vCCF中的所述VM不能处理Diameter记账请求(ACR)。
在另一实施方式中，开发所述骨架vCCF的步骤包括将计费功能(CF)VM添加到所述骨架vCCF，其中所述CF VM被允许处理Diameter ACR。
在另一实施方式中，开发所述骨架vCCF的步骤包括：识别所述池中的所述过期的vCCF；从所述过期的vCCF清空所述记账会话；以及将来自所述过期的vCCF的计费功能(CF)VM重用于所述骨架vCCF。
在另一实施方式中，与所述DNS服务器通信以设置用于所述骨架vCCF的所述DNS资源记录中的优先级使得在所述池中的所述vCCF之中最后选择所述骨架vCCF的步骤包括：将用于所述骨架vCCF的所述DNS资源记录中的优先级设为相比于所述池中的其它vCCF的最高编号的优先级。
在另一实施方式中，所述升级过程进一步包括：与所述DNS服务器通信以将用于所述骨架vCCF的所述DNS资源记录的权重字段设为值“1”使得所述CTF在所述池中的所述vCCF之中最后选择所述骨架vCCF。
在另一实施方式中，所述升级过程进一步包括：在于所述骨架vCCF中安装所述软件升级之后，与所述DNS服务器通信以增大用于所述骨架vCCF的所述DNS资源记录中的权重字段。
上面的发明内容提供对本说明书的一些方面的基本理解。此发明内容不是说明书的广泛概述。其目的不是标识说明书的关键元素，也不是描绘说明书的具体实施方式的任意范围、或权利要求的任意范围。其唯一目的是以简化形式给出说明书的一些概念作为随后给出的更详细描述的前序。
附图说明
现在仅通过示例、参考附图描述本发明的一些实施方式。相同的参考标号表示所有附图中的相同元件或相同类型的元件。
图1示出了现有技术的离线计费架构。
图2示出了现有技术的用于实现OFCS的刀片服务器。
图3示出了现有技术的网络架构。
图4示出了示例性实施方式中的虚拟化离线计费架构。
图5示出了示例性实施方式中的使用虚拟化OFCS的网络。
图6示出了示例性实施方式中的DNS服务器的数据库。
图7是示出了示例性实施方式中的执行软件升级的方法的流程图。
图8示出了示例性实施方式中的图7的方法的进一步的步骤。
具体实施方式
附图和下面的描述说明了具体的示例性实施方式。因此将理解，本领域技术人员能够想到尽管未在本文中明确描述和显示但实现实施方式的原理且包含在实施方式范围内的各种布置。而且，本文中描述的示例用于帮助理解实施方式的原理，并不被解释为限于具体阐述的示例和条件。结果，发明构思不限于下面描述的具体实施方式或示例，而是受权利要求及其等同限制。
下面的实施方式提供了离线计费系统(OFCS)内的软件升级。离线计费是与资源使用并发地收集资源使用的计费信息的过程。离线计费可以是两种类型：基于会话或基于事件。在基于事件的计费中，计费触发功能(CTF)报告在单个操作中呈现服务提供时呈现的使用或服务。例如，CTF可以报告记账请求(ACR)EVENT中的使用。基于会话的计费是报告服务使用的过程，并使用START、INTERIM和STOP记账数据。在服务中，CTF可以根据会话的进程发送多个ACR Interim。
图1示出了现有技术的离线计费架构100。架构100包括网络元件102，网络元件102通过分配器110连接至OFCS 120。网络元件102包括CTF 104，CTF 104检测网络元件102提供的服务的可计费事件、将可计费事件的信息组合成匹配的计费事件并将计费事件发送给计费数据功能(CDF)。在网络元件102的情况中，CTF 104可以使用Diameter Rf接口。因此，CTF104将计费信息组合成记账请求例如Diameter Rf记账请求(ACR)。尽管在图1中示出了一个CTF 104，但是可以存在与分配器110接触的许多网络元件的CTF。
OFCS 120是被配置为实现网络提供的会话或服务的离线计费的装置、服务器、设备或装备。OFCS 120包括多个CDF实例(CDF1-CDFn)121-124和多个CGF实例(CGF1-CGFn)131-134。CDF包括OFCS 120内从网络元件内的CTF接收计费事件、将计费事件格式化成CDR并将CDR发送给CGF的元件或模块。CGF包括OFCS 120内关联会话的CDR并将具有关联的CDR的CDR文件转发给结算域140的元件或模块。尽管使用术语CDF和CGF描述OFCS 120，但是CDF和CGF执行的功能可以被统称为计费收集功能(CCF)。结算域140是运营商网络的接收和处理用于结算仲裁和其它结算应用(例如，统计应用)的CDR文件的部分。
分配器110在CTF(例如，CTF 104)与OFCS 120中的CDF 121-124之间实现。分配器110的目的是在OFCS 120内的多个CDF 121-124之中分配来自CTF的记账请求(例如，Diameter ACR)。分配器110可以基于分配算法例如“一致性哈希”算法选择用于处理记账请求的CDF。
实现OFCS的一种方式是用刀片服务器。图2示出了现有技术的用于实现OFCS的刀片服务器200。刀片服务器200包括两个机箱，每个机箱包括六个刀片。机箱0包括执行管理功能的一对导向刀片210-211。导向刀片210-211工作在活动/备用模式。活动导向刀片210附着至虚拟IP地址，并经由心跳消息被备用导向刀片211监视。在活动导向刀片210故障的情况下，备用导向刀片211占用该虚拟IP地址。
刀片服务器200还包括充当系统入口点的一对或多对输入/输出(I/O)刀片212-213。例如，I/O刀片212-213可以与Diameter Rf参考点上的分配器通信以交换记账消息。I/O刀片212-213也可以工作在活动/备用模式。
刀片服务器200还包括多个计费功能(CF)刀片215，每个CF刀片215执行应用逻辑以提供用于处理Diameter ACR的离线计费功能。刀片服务器200还包括被刀片用于存储生成的CDR的磁盘阵列。
实现OFCS的另一种方式是用虚拟化架构。图3示出了现有技术的网络架构300。网络架构300使用NFV，NFV是将网络节点功能的类别虚拟化到构建块中的概念，构建块可以连接或链接到一起以创建通信服务。架构300包括NFV基础设施310，NFV基础设施310包括硬件资源311，例如计算资源312、存储资源313和网络资源314。NFV基础设施310还包括虚拟化层315，虚拟化层315能够创建虚拟计算资源316、虚拟存储资源317和虚拟网络资源318。
架构300还包括虚拟化网络功能(VNF)321-325。每个VNF 321-325可以包括在NFV基础设施310之上运行不同的软件和过程的一个或多个虚拟机(VM)。VM是安装在模仿专用硬件的软件上的操作系统或应用环境。称为管理程序的专业软件仿真CPU、存储器、硬盘、网络和/或其它硬件资源，它允许虚拟机共享硬件资源。本文中描述的每个VNF 321-325执行一个或多个网络功能。网络功能是网络内的“定义明确的功能行为”，例如防火墙、域名系统(DNS)、缓冲、网络地址翻译(NAT)等。各个VNF可以用与构建块类似的方式链接(即，服务链接)在一起以提供全规模网络通信服务。
架构300还包括管理和编排层330。管理和编排层330提供虚拟化环境内规划的自动化和提供任务。编排任务包括计算资源312、存储资源313和网络资源314的配置管理。编排任务还包括VM和应用实例例如VNF 321-325的提供。编排任务还可以包括安全和遵从评估、监视和报告。
在本文描述的实施方式中，VNF 321-325的一个或多个可以被实现为虚拟化OFCS。图4示出了示例性实施方式的虚拟化离线计费架构400。架构400(也称为“计费系统”)包括虚拟化计费收集功能(vCCF)401、405的池440。vCCF是创建和合并计费数据记录(CDR)用于网络(例如，IP多媒体子系统(IMS)、长期演进(LTE)或其它类型的网络)上的会话建立的离线计费元件。本文中描述的vCCF可以表示3GPP遵从计费数据功能(CDF)/计费网关功能(CGF)。vCCF 401-405均由多个虚拟机(VM)组成。每个vCCF 401-405可以使用单个主机的物理资源实现，或者可以优选地使用分配到多个主机的物理资源实现。
在这个实施方式中，vCCF 401包括活动导向(pilot)(或管理员)VM 410、备用导向VM 411和活动I/O VM 412、备用I/O VM 413和多个计费功能(CF)VM 414(也称为应用VM)。CF VM 414实现用于离线计费的计费功能，其中离线计费包括记账请求例如Diameter ACR的处置/处理。例如，每个CF VM 414可以提供处理记账请求(例如，ACR)并生成CDR的CDF和CGF的实例。其它vCCF 402-404可以包括与vCCF 401类似的虚拟结构。vCCF 405被显示为没有CF VM 414，如下面所解释的。
架构400还可以包括前端分配器418和耦合至每个vCCF 401-405的软件(SW)升级管理器420。分配器418包括被配置为在vCCF之中分配记账请求(例如，Diameter ACR)的装置、服务器、设备、VM、应用或装备。分配器418可以包括3GPP所建议的Diameter路由代理(DRA)。SW升级管理器420包括被配置为实现vCCF 401-405中的软件升级的装置、服务器、设备或装备(包括硬件)。在其职责中，SW升级管理器420可以识别软件升级(例如，软件的新版本)，并控制下面更详细描述的软件升级。SW升级管理器420还可以是操作员控制台。SW升级管理器420可以被实现为图3所示的管理和编排330的一部分。
图5示出了示例性实施方式中的使用虚拟化OFCS的网络500。网络500中的虚拟化OFCS由vCCF 401-405表示，vCCF 401-405提供网络500的离线计费职责。网络500包括执行网络500中的会话服务的网络元件502。网络元件502的示例包括IMS网络的应用服务器或S-CSCF、LTE网络的网关(例如，P-GW或S-GW)等。网络元件502包括被配置为收集属于可计费事件的信息、将此信息组合成匹配的计费事件并将计费事件发送给vCCF 401-405的CTF 504。计费事件可以由CTF 504在记账请求例如Diameter记账请求(ACR)中提供。尽管图5中仅示出了一个网络元件502和CTF 504，但是本领域技术人员将理解网络500包括多个网络元件和多个CTF。
vCCF 401-404均被配置为从CTF 504接收记账请求，并使用记账请求中包含的信息来构造CDR。CDR是在结算和记账中使用的可计费事件(例如，呼叫或会话建立的时间、呼叫或会话拆除、传输的数据量等)有关的信息的格式化集合。vCCF 401-404可以关联用于会话的CDR，将CDR写入CDR文件，并使CDR文件对结算域可用。
vCCF 405被提供为骨架vCCF。骨架vCCF是操作vCCF的框架，但是不具有承载能力。骨架vCCF可以具有基本的I/O能力并且可以被提供有参数以与CTF通信。例如，骨架vCCF能使用设备监控请求/设备监控应答(DWR/DWA)、能力交换请求/能力交换应答(CER/CEA)或类似的命令与CTF通信。但是，骨架vCCF不被允许处理或处置来自CTF的记账请求(ACR)命令。如图4所示，骨架vCCF 405可以包括导向(活动/备用)VM和I/O(活动/备用)VM。但是不同于vCCF 401-404，骨架vCCF 405不包括处理或处置来自CTF的ACR的功能CF VM。骨架vCCF 405可以没有CF VM，或者可以具有不被允许用于操作的CF VM资源。因此，骨架vCCF 405被认为是池440中的“被停用的”操作vCCF。
网络500还包括一个或多个域名系统(DNS)服务器510。DNS服务器510维持域名目录，并将域名翻译成网际协议(IP)地址。因此DNS服务器510将用于每个vCCF 401-405的域名和相关联的IP地址存储到数据库512中。图6示出了示例性实施方式中的DNS服务器510的数据库512。数据库512将用于每个vCCF 401-405的DNS资源记录(RR)600存储在存储于DNS服务器510中的DNS信息之中。DNS RR为特定协议和域规定了服务器的位置。DNS RR 600包括域、优先级、权重字段和目标vCCF的域名。一般地，DDS RR的优先级和权重字段对CTF指示用于处理记账会话的vCCF的能力。vCCF的优先级规定了CTF如何针对新的记账会话在vCCFF401-405之中进行选择，权重字段规定了具有相同优先级的条目的相对权重。图6中所示的DNS RR 600中呈现的字段仅是个示例，DNS RR 600可以根据需要包括不同或附加的字段。
在图5中，网络500还包括SW升级管理器420。SW升级管理器420包括DNS接口设备522、升级监视器524和升级控制器526。DNS接口设备522包括被配置为与DNS服务器510通信的任意设备或硬件部件。DNS接口设备522能够提供DNS服务器510的数据库512内的数据，和/或修改DNS服务器510的数据库512内的数据。升级监视器524包括被配置为识别vCCF的软件升级(例如可在vCCF内执行的软件的新版本)的任意设备或硬件部件。升级控制器526包括被配置为发起和/或管理升级过程以在vCCF中安装软件升级的任意设备或硬件部件。作为管理升级过程的一部分，升级控制器526能够访问虚拟资源组528以从该虚拟资源组528创建在VNF中使用的新VM，以从VNF拆除VM并将虚拟资源返还该虚拟资源组528等。DNS接口设备522、升级监视器524和升级控制器526、或SW升级管理器420的其它系统可以在硬件资源的共享平台或分布平台上实现，可以包括一个或多个处理器、存储器等。
图7是示出了示例性实施方式中的执行软件升级的方法700的流程图。方法700的步骤参考图5中的网络500进行描述，但是本领域技术人员将理解方法700可以在其它网络或架构中执行。而且，本文中描述的流程图的步骤是无法包括所有的并且可以包括未示出的其它步骤，所述步骤可以以替代的顺序执行。
SW升级管理器420可以首先管理包括虚拟化OFCS的网络500的初始设置(步骤701)。OFCS包括在网络500中预先提供的vCCF的池440。作为初始设置的一部分，创建子网络以将子网络中的预定义范围的IP地址分配给vCCF。而且，在网络中提供vCCF 401-405。为了提供vCCF 401-405，对vCCF 401-405进行编程以与网络500中的CTF 504通信，反之亦然。而且，在DNS服务器510中执行DNS配置。作为DNS配置的一部分，DNS接口设备522可以为vCCF401-405设置DNS RR中的优先级和权重字段。更具体地，DNS接口设备522可以为骨架vCCF设置DNS RR中的优先级和权重字段使得在vCCF 401-405之中最后选择骨架vCCF。例如，如果CTF被配置为使vCCF与最低序号优先级相关，则DNS接口设备522可以将骨架vCCF的优先级设置成vCCF 401-405中的最高编号的优先级。而且，DNS接口设备522可以将骨架vCCF的权重字段设置为值“1”。对于vCCF中的最高编号的优先级和设置成值“1”的权重字段，当没有其它vCCF仍然处于服务中以处理记账会话(即，所有vCCF退出服务(OOS))时CTF将仅选择骨架vCCF。
对于网络建立，可以存在vCCF(即，vCCF 401-405)被升级或升级的时间点。升级监视器524识别虚拟化OFCS的软件升级(步骤702)，其中虚拟化OFCS在此实施方式中包括vCCF401-405。升级监视器524可以识别vCCF 401-405所期望的软件的具体服务包、新版本等。然后升级控制器526发起升级过程以安装软件升级(步骤704)。
对于升级过程，升级控制器526识别、开发或增强池440中的骨架vCCF(步骤706)。骨架vCCF在网络500中被预先提供，且可以具有适当的资源(VM)以成为操作vCCF(即，能够处理ACR)。当骨架vCCF具有适当的资源时，升级控制器526可能仅需要识别哪个vCCF被指定为骨架vCCF。在另一实施方式中，尽管骨架vCCF在网络500中被预先提供，但是升级控制器526可以发起生长程序来适当地分配更多的资源和VM使得骨架vCCF拥有足够的处理能力。如果骨架vCCF最初仅包括导向VM和I/O VM，则升级控制器526可以将CF VM 414添加到骨架vCCF，CF VM 414被启用以处理Diameter ACR。然后骨架vCCF具有承载能力(即，处理ACR)。如果骨架vCCF已经包括被禁用的CF VM，则升级控制器526可以启用骨架vCCF中的CF VM。升级控制器526还可以将任意特定场地参数应用于骨架vCCF，来自任意其它现场vCCF的配置数据可以被导出到骨架vCCF。随后，网络运营商可以对骨架vCCF执行健康检查以验证骨架vCCF准备好投入服务。
对于此实施方式，假设升级控制器526识别或开发vCCF 405作为骨架vCCF。然后升级控制器526在骨架vCCF 405中安装软件升级(步骤710)。因此，骨架vCCF 405包括软件的最新版本。然后升级控制器526接触DNS服务器510以指示骨架vCCF 405准备好处理来自CTF的新记账会话。为此，DNS接口设备522与DNS服务器510通信以将用于骨架vCCF 405的DNSRR中的优先级修改为等于池440中的一个或多个其它vCCF 401-404(步骤712)。DNS接口设备522还可以增大用于骨架vCCF 405的DNS RR中的权重字段。如果CTF为记账会话查询DNS服务器510，则用于骨架vCCF 405的DNS RR的优先级和权重字段将对CTF指示可为记账会话选择骨架vCCF。因此，骨架vCCF 405可以处理与其权重字段相称的业务。
升级控制器526将池440中的vCCF 401-404的另一个指定为用于升级过程的下一次迭代的骨架vCCF，例如vCCF 401(步骤714)。池440中执行软件的旧版本的vCCF 401-404在本文中被称为“过期的vCCF”。因此，升级控制器526选择过期的vCCF中的一个用作用于升级过程的下一次迭代的骨架vCCF。升级控制器526清空正由(下一个)骨架vCCF 401处理的记账会话。为此，升级控制器526可以与骨架vCCF 401和/或分配器单元通信使得骨架vCCF401不接受新的记账会话。例如，如果骨架vCCF 401接收到ACR[Start]，则骨架vCCF 401拒绝ACR[Start]。最终，骨架vCCF 401处理当前处理完成的每个记账会话。此时，骨架vCCF401被清空记账会话。升级控制器526还可以从骨架vCCF移除被使得能够用于处理DiameterACR的CF VM。骨架vCCF 401将包括导向VM、I/O VM和CF VM。当vCCF 401被指定为骨架vCCF时，升级控制器526可以拆除vCCF 401以移除CF VM并将这些VM资源返还虚拟资源组528(见图5)，或者可以禁用CF VM。
然后DNS接口设备522与DNS服务器510通信以设置用于(下一个)骨架vCCF 401的DNS RR中的优先级，使得CTF在池440的vCCF 401-405之中最后选择该骨架vCCF 401(步骤718)。DNS接口设备522还可设置用于骨架vCCF 401的DNS RR中的权重字段使得CTF在池440的vCCF 401-405之中最后选择该骨架vCCF 401。通过DNS接口设备522如何设置DNS服务器510中的优先级/权重字段，新的骨架vCCF 401实质上退出服务。因此，现在骨架vCCF 401可用于软件升级。
然后确定升级过程是否应该继续。如果根据需要已在vCCF 401-405的每个中安装了软件升级，则升级过程结束。如果在池440中仍然有过期的vCCF，则升级过程重复(回到步骤706)。当存在需要软件升级的多个vCCF时，升级过程经过多次迭代直到池440中的每个操作vCCF包括软件的最新版本。池440中被指定为骨架vCCF的最后一个vCCF保留骨架vCCF直到为升级的升级或版本再次使用升级过程。因为如上所述在升级过程中使用骨架vCCF，所以在安装软件的新版本的同时系统的能力最低限度地减少。因此，在安装软件升级的同时服务不会中断，网络运营商应该不会冒损失收益的风险。而且，在网络500中已经提供了池440中的每个vCCF用于DNS和用于与网络500中的CTF通信。因此，当软件升级被安装且骨架vCCF在网络中被激活时，待由CTF发现和选择的新激活的骨架vCCF不需要或需要很少的运营商干预。
如果网络中资源充裕，则除了用于软件升级的操作vCCF以外在网络中可能要建立单独的骨架vCCF。例如，当骨架vCCF最初被提供时，它可以包括导向VM、I/O VM和CF VM。因此，在骨架vCCF的识别/开发时(方法700的步骤706)，升级控制器526可以不需要添加任何CF VM。如果网络中资源不充裕，则来自操作vCCF的资源可以被重用于骨架vCCF。换句话说，在骨架vCCF生长的同时一个vCCF消亡使得资源被重新使用。当操作vCCF被重用作骨架vCCF时，方法700可以包括附加的步骤。图8示出了示例性实施方式中的方法700的附加步骤。方法步骤802-806可以与图7中的步骤706并行执行。升级控制器526识别过期的vCCF，例如vCCF 401(步骤802)。此时，骨架vCCF 405包括导向VM和I/O VM，但是不包括CF VM。故事的vCCF 401包括导向VM、I/O VM和CF VM。升级控制器526清空正由过期的vCCF 401处理的记账会话(步骤804)。然后升级控制器526将来自过期的vCCF 401的被使得能够处理DiameterACR的CF VM重用于骨架vCCF(步骤806)。随着CF VM从过期的vCCF 401被拆除，这些CF VM构建到骨架vCCF 405中。因此，随着过期的vCCF401消亡，骨架vCCF 405生长。
被拆除的过期的vCCF 401可以在方法700的步骤714中被指定为下一个vCCF(见图7)。因为已经从过期的vCCF 401清空了记账会话(见步骤804)，所以可以跳过方法700的步骤716。
示例
对于此示例，vCCF 401-404(见图4)被认为处于版本N，其目标是使vCCF 401-404成为版本N+1。vCCF典型地配置有下面的部件，每个部件经由其VM被识别：(i)对存储CDR的可开关Cinder卷进行控制的一对活动/备用导向；(2)使用运行有Diameter协议的TCP/IP或SCTP暴露Diameter参考点支持的一对活动/备用I/O；(3)实现CDF和CGF的N+k CCF执行逻辑；以及(4)包括一对活动/备用OAM端点、一对活动/备用DB代理和驻留有用于数据恢复的合适复制的数据的奇数个DB节点的数据库(DB)即服务(DBaaS)。
从网络观点来看，最费力的部分是建立向vCCF报告任意可计费事件的多个预存在的网络元件(NE)之间的Rf连接性。这个连接性建立在具有集成CTF和vCCF暴露的活动I/O的各个NE之间。典型地在I/O实例之间使用浮动IP地址(“VIP”地址)并将其作为触点通知NE/CTF。I/O实例之间的故障转移仍然使用相同的VIP地址并且对NE/CTF而言或多或少是无缝的。
为了简化描述，假设一次升级单个vCCF系统。为了可靠性、负载共享和灵活性，典型的部署使用多于1个vCCF实例。假设存在vCCF的多个实例，升级过程被显示为一次升级单个vCCF，但是为了适当的节约，还能支持并行升级。
此示例通过下列的大概步骤进行描述：
步骤1：子网络创建，其中从所述子网络分配用于I/O VM的IP地址；
步骤2：初始DNS配置；
步骤3：将骨架vCCF转换为版本N+1；以及
步骤4：实例化后DNS修改。
作为第一步骤，网络运营商创建子网络，其目的是将子网络中预定义范围的IP地址分配给VIP地址。可以从命令行接口(CLI)执行下面的命令：
1a-经由CLI定义浮动的IP地址池：
#neutro net-create IO-Address--router:external＝True
这创建了新的网络：
Figure BDA0002000720130000141
1b-在网络内创建浮动IP地址(此示例使用5个地址)的池：
$neutron subnet-create IO-Addresses--allocation-pool
start＝10.20.30.40,end＝10.20.30.44--gateway10.20.30.254--disable-dhcp ext-net 10.20.30.0/24
这创建了新的子网：
Figure BDA0002000720130000151
这创建了5个浮动IP地址的池。
1c-当vCCF被实例化时从此范围分配IP地址。当vCCF栈通过从所创建的IP地址的池分配IP进行创建时这经由模板文件(热编排模板文件和环境文件)被寻址。
作为第二步骤，执行DNS配置。CTF使用DNS查询用于名字解析。例如，假设所有I/O地址被占用和使用，全限定域名(FQDN)例如“IO.ccf.cust.com”需要解析至被分配给vCCFI/O的IP地址列表。通常，如果这些记录在DNS中作为A-记录被提供，则CTF希望得到响应即列表10.20.30.40、10.20.30.41、10.20.30.42、10.20.30.43和10.20.30.44作为查询的解析：
DNS Query(查询):
Header:QR＝0,OPCODE＝0,QTYPE＝A,RD＝1
Question:QNAME＝IO.ccf.cust.com
主机上的/etc/resolv.conf指向其自身，/etc/named.conf识别转发器作为服务供应商的DNS IP地址。这里，QR＝0意指查询，OPCODE＝0意指标准查询，QTYPE＝A意指需要A-记录，以及RD＝1意指所需要的重定向。
DNS Response(响应):
Header:QR＝1,OPCODE＝0,AA Question:QNAME＝IO.ccf.cust.com
Answer:10.20.30.40,10.20.30.41,10.20.30.42,10.20.30.43,10.20.30.44
TTL＝3600
QR＝1意指响应，OPCODE＝0意指标准查询，以及AA意指授权答复。
对于以非活动状态被置于低优先级的骨架vCCF，A-记录不足够，查询类型不应该为了A-记录。代替地，NE/CTF(客户)使用SRV(服务)查询，响应于该查询说明与不同主机相关联的权重：
QNAME＝_service._protocol.target,QCLASS＝IN,QTYPE＝SRV.
SRV资源记录(RR)可以在表1中进行指示：
表1
Figure BDA0002000720130000161
SRV RR在IETF RFC 2782中进行进一步描述，IETF RFC 2782如本文中所描述的通过引用被并入。表1中前4个条目对应于现场vCCF 401-404，表1中的第5个条目用于骨架vCCF(vCCF5)。SRV RR中的目标vCCF的“优先级”规定了CTF如何为新的记账会话在vCCF 1-5中作出选择。CTF必须尝试使目标vCCF与它能到达的最低序号优先级相关。具有相同优先级的目标vCCF应该以权重字段定义的顺序进行尝试。“权重字段”规定了具有相同优先级的条目的相对权重。较大的权重应该给予相称的被选择的较高概率，而较低的权重应该给予相称的被选择的较低概率。此序号的范围为0-65535。在没有协议的情况下，CTF按目标vCCF被接触的顺序布置相同优先权的SRV RR，其中协议的规定要求使用其它加权信息。下面的算法应该用于排序相同优先级的SRV RR：(1)按任意顺序布置(未被排序的)所有SRV RR，除了权重为0的SRV RR被置于列表开头以外；(2)计算那些RR的权重的和，并且对于每个RR，按所选择的顺序关联当前和；(3)在0与计算的和(包括和)之间选择均匀随机数；以及(4)选择当前和值在所选择的大于等于被选择的随机数的顺序中排第一的RR。所选择的SRV RR中规定的目标vCCF是CTF接触的下一个vCCF。
SRV RR中指示的“端口”是目标vCCF上的端口。范围是0-65535，但是一致地“3868”用于Diameter Rf协议。SRV RR中的“目标”是目标vCCF的域名。必须存在用于此名称的一个或多个地址记录。
在此示例中，vCCF 1-4的优先级被设为“10”，权重字段被设为“25”。因此，希望25％的新记账会话针对vCCF 1-4中的每个。骨架vCCF(vCCF5)的优先级被设为“20”，权重字段被设为“1”。骨架vCCF(vCCF5)被CTF选择和接触的唯一时间是无vCCF仍然以较高优先级处于服务中(即，所有vCCF OOS)的时候。
在方法的此步骤中，存在5个vCCF，所有CTF与这5个vCCF握手，但是未向vCCF5发送由CTF处理的任何业务。这个细微差别的目标是预创建与该vCCF相关联的触点且不需要它处理任何业务。
作为第三步骤，在骨架vCCF上执行软件升级至目标版本。此软件升级是“就地的”(将保持触点)，并完成栈升级。万一附加的资源生长到骨架vCCF中，接下来是正常的生长程序。然后，为了将特定场地参数应用于骨架vCCF，将来自任意现场系统的配置参数被导出至vCCF5。随后，网络运营商对系统执行健康检查并验证vCCF5准备好投入服务。
作为第四步骤，在DNS中修改骨架vCCF(vCCF5)的优先级和权重字段。在此示例中，骨架vCCF和vCCF1的优先级和权重字段在DNS中翻转。新的DNS条目可以在表2中进行指示：
表2
Figure BDA0002000720130000181
在表2中可见，用于vCCF1的优先级和权重字段分别被设为“20”和“1”。用于vCCF5的优先级和权重分别被设为“10”和“25”。如表2中的DNS条目具有如下作用：所创建的至vCCF1的会话被处理完成同时没有新的会话传递给它。同时，vCCF5变为现场系统，处理与其权重相称(等于所有其它现场系统)的业务。因为NE/CTF之前已经创建了与vCCF5的Diameter握手，所以不需要运营商发起此通信。
上面描述的方法允许无缝软件升级且不影响进行中的现场会话。通过使用实例化期间使用的预分配的IP地址，方法还避免要求NE创建与VNF的新握手。后者被认为是运营商不喜欢的提供活动。因此方法不需要用于NE的运营商干预以通过提供单独的NE与升级的系统对话来创建连接。
附图中所示或本文所描述的各个元件或模块的任一个可以被实现为硬件、软件、固件、或这些的一些组合。例如，元件可以被实现为专用硬件。专用硬件元件可以被称为“处理器”、“控制器”或一些类似的术语。当由处理器提供时功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器、或多个单独处理器提供，其中多个单独处理器中的一些可以共享。而且，术语“处理器”或“控制器”的明确使用应该不被解释为排他地指向能够执行软件的硬件，并且可以隐含地、非限制地包括数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、特定应用集成电路(ASIC)或其它电路、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、非易失性存储设备、逻辑、或一些其它物理硬件部件或模块。
而且，元件可以被实现为可由处理器或计算机执行以实现元件功能的指令。指令的一些示例是软件、程序代码和固件。指令在由处理器执行时是可操作的以指导处理器执行元件的功能。指令可以存储在可由处理器执行的存储设备中。存储设备的一些示例是数字或固态存储器、磁存储介质例如磁盘和磁带、硬盘驱动、或光学可读数字数据存储介质。
尽管本文描述了具体的实施方式，但是本公开的范围不限于这些具体的实施方式。本公开的范围由下面的权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种离线计费的方法，包括：
建立具有虚拟化离线计费系统(OFCS)的网络，所述虚拟化OFCS包括虚拟化计费收集功能(vCCF)的池，其中所述池包括骨架vCCF，所述骨架vCCF被预先提供以与计费触发功能(CTF)通信并在具有域名系统(DNS)资源记录的DNS服务器中被预先提供，所述DNS资源记录具有优先级，所述优先级被设置为使得在所述池中的所述vCCF之中所述骨架vCCF被所述CTF最后选择用于记账会话，其中所述骨架vCCF是没有被启用以处理来自所述CTF的记账请求命令的vCCF；
识别用于所述虚拟化OFCS的软件升级；以及
发起升级过程以安装所述软件升级，其中所述升级过程包括如下的迭代步骤：
识别所述骨架vCCF；
在所述骨架vCCF中安装所述软件升级；
与所述DNS服务器通信以将用于所述骨架vCCF的所述DNS资源记录中的所述优先级修改为等于所述池中的其它vCCF中的至少一个vCCF；
指定所述池中的过期的vCCF作为所述骨架vCCF，所述过期的vCCF是具有所述软件的旧版本的vCCF；
从所述骨架vCCF清空所述记账会话，使得所述骨架vCCF处理当前正在处理至完成的所述记账会话并且不接受新的记账会话；
与所述DNS服务器通信以设置用于所述骨架vCCF的所述DNS资源记录中的优先级为低优先级，使得在所述池中的所述vCCF之中所述骨架vCCF被所述CTF最后选择用于记账会话；以及
如果所述池中仍然有其他过期的vCCF，则重复所述升级过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述骨架vCCF最初包括导向虚拟机(VM)和输入/输出(I/O)VM，所述I/O VM被配置为与所述CTF交换Diameter消息；以及
所述骨架vCCF中最初被提供的所述VM不能处理Diameter记账请求(ACR)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述升级过程进一步包括在安装所述软件之前：
开发所述骨架vCCF，开发所述骨架vCCF的步骤包括：
向所述骨架vCCF添加被启用以处理Diameter ACR的计费功能(CF)VM。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述升级过程进一步包括在安装所述软件之前：
开发所述骨架vCCF，开发的步骤包括：
识别所述池中的所述过期的vCCF；
从所述过期的vCCF清空所述记账会话；以及
将来自所述过期的vCCF的计费功能(CF)VM重用于所述骨架vCCF。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中与所述DNS服务器通信以设置用于所述骨架vCCF的所述DNS资源记录中的所述优先级以使得在所述池中的所述vCCF之中所述骨架vCCF被最后选择包括：
将用于所述骨架vCCF的所述DNS资源记录中的所述优先级设置为相比于所述池中的其它vCCF的最高编号的优先级。
6.一种离线计费的系统，包括：
软件升级管理器，建立具有虚拟化离线计费系统(OFCS)的网络，所述虚拟化OFCS包括虚拟化计费收集功能(vCCF)的池，其中所述池包括骨架vCCF，所述骨架vCCF被预先提供以与计费触发功能(CTF)通信且在具有域名系统(DNS)资源记录的DNS服务器中被预先提供，所述DNS资源记录具有优先级，所述优先级被设置为使得在所述池中的所述vCCF之中所述骨架vCCF被所述CTF最后选择用于记账会话，其中所述骨架vCCF是没有被启用以处理来自所述CTF的记账请求命令的vCCF；
所述软件升级管理器包括：
与所述DNS服务器通信的DNS接口设备；
升级监视器，识别用于所述虚拟化OFCS的软件升级；以及
升级控制器，发起升级过程以安装所述软件升级；
对于所述升级过程：
所述升级控制器识别所述骨架vCCF并在所述骨架vCCF中安装所述软件升级；
所述DNS接口设备与所述DNS服务器通信以将用于所述骨架vCCF的所述DNS资源记录中的所述优先级修改为等于所述池中的其它vCCF中的至少一个vCCF；
所述升级控制器指定所述池中的过期的vCCF作为所述骨架vCCF并从所述骨架vCCF清空所述记账会话，使得所述骨架vCCF处理当前正在处理至完成的所述记账会话并且不接受新的记账会话，其中所述过期的vCCF是具有所述软件的旧版本的vCCF；
所述DNS接口设备与所述DNS服务器通信以设置用于所述骨架vCCF的所述DNS资源记录中的优先级为低优先级，使得在所述池中的所述vCCF之中所述骨架vCCF被所述CTF最后选择用于记账会话；以及
如果所述池中仍然有其他过期的vCCF，则所述升级控制器重复所述升级过程。
7.根据权利要求6所述的系统，其中：
所述骨架vCCF最初包括导向虚拟机(VM)和输入/输出(I/O)VM，所述I/O VM被配置为与所述CTF交换Diameter消息；以及
所述骨架vCCF中最初被提供的所述VM不能处理Diameter记账请求(ACR)。
8.根据权利要求7所述的系统，其中：
所述升级控制器向所述骨架vCCF添加被启用以处理Diameter ACR的计费功能(CF)VM。
9.根据权利要求7所述的系统，其中，与识别所述骨架vCCF并发地：
所述升级控制器识别所述池中的所述过期的vCCF，从所述过期的vCCF清空所述记账会话，并将来自所述过期的vCCF的计费功能(CF)VM重用于所述骨架vCCF。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的系统，其中：
所述DNS接口设备将用于所述骨架vCCF的所述DNS资源记录中的所述优先级设置为相比于所述池中的其它vCCF的最高编号的优先级。
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