CN110336708A - 一种面向虚拟跨域通信的弹性保活系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种面向虚拟跨域通信的弹性保活系统及方法,源端路由器用于按照链路状态更新周期弹性发送虚拟链路状态保活报文;目的端路由器用于接收源端路由器发送的报文,并发送报文回执至源端路由器;状态监听模块用于监听虚拟通行链路是否处于闲置状态;链路状态更新用于根据链路状态更新次数确定链路更新的间隔时间,并根据不同的间隔时间,在不同的时间触发源端路由器发送报文。根据虚拟链路状态更新次数确定虚拟链路更新的间隔时间,弥补了当前虚拟通信协议跨域通信时,链路状态更新报文无法弹性工作的缺点;既能保持链路的活性,又能减少在闲置状态下虚拟链路发文的频率。提高了虚链路两端设备的资源合理利用率,以及虚拟链路的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟隧道通信技术领域,具体涉及面向虚拟跨域通信的弹性保活系统及方法。
背景技术
虚拟隧道协议是一种通过公共网络的基础设施,在专用网络或专用设备之间实现加密数据通信的技术。通信的内容可以是任何通信协议的数据包。隧道协议将这些协议的数据包重新封装在新的包中发送。新的包提供了路由信息,从而使封装的数据能够通过公共网络传递,传递时所经过的逻辑路径成为隧道。当数据包到达通信终点后,将被拆封并转发到最终目的地。
当前,利用虚拟通道技术进行跨局域网通信时,主流的通信协议中虚拟链路两端的源端路由器需要周期性发送Keep alive报文,用于询问对端路由器的链路状态,同时保持链路数据出传输的通畅性。保持虚拟链路状态活性的Keep alive报文都是按固定周期发送。在固定的时间间隔内发送报文以确保虚拟链路的状态稳定,但是在某些特殊的应用环境中,如大型跨国公司为了确保公司商业机密禁止使用虚拟通信协议访问公司内网服务器,面对这种情况,若虚拟链路通信的两端路由器依旧发送Keep alive报文保持虚拟链路状态,高频率的发送此报文不仅对于两端源端路由器是一种资源浪费,同时大大增加了报文被恶意截获的概率,对于虚链路的安全性造成巨大威胁。
在专利CN102307246A中,公开了一种基于云计算的虚拟机间安全通信保护系统及其方法,包括用于接收虚拟机安全通信相关的命令、判断命令的类型并把命令输出到相应的功能单元,最后把返回的结果进行显示的虚拟机安全通信输入/输出处理单元;以及用于查询用户的弹性IP资源和对弹性IP的属性进行操作,包括分配新的弹性IP、释放所分配的弹性IP、绑定弹性IP到虚拟机和解除弹性IP与虚拟机的绑定;以及用于查询用户设置的安全路由规则和对路由规则进行操作的安全路由查询和修改单元;以及用于判断虚拟机通信的类型,针对不同的类型采用不同的通信策略、使用不同的通道的通信策略处理单元;以及用于把外部入口的数据包中的公共IP地质转换成虚拟机内部使用的私有IP地址。
上述专利虽然公开了使用弹性IP的技术,通过弹性IP的分配、释放及绑定,实现虚拟机间安全通信。但并没有解决高频率的发送造成的资源浪费,以及高频率发文导致报文被恶意截获的概率较大的问题
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明提供一种面向虚拟跨域通信的弹性保活系统及方法,根据虚拟链路状态更新次数确定虚拟链路更新的间隔时间,弥补了当前虚拟通信协议跨域通信时,链路状态更新报文无法弹性工作的缺点。
本发明提供的一种面向虚拟跨域通信的弹性保活系统,包括源端路由器、目的端路由器,状态监听模块、链路状态更新模块;源端路由器用于按照虚拟链路状态更新周期弹性发送虚拟链路状态保活报文;目的端路由器用于接收源端路由器发送的报文,并发送报文回执至源端路由器;状态监听模块用于监听虚拟链路是否处于闲置状态;链路状态更新模块用于根据虚拟链路状态更新次数确定虚拟链路更新的间隔时间,并根据不同的间隔时间,在不同的时间触发源端路由器发送报文,以完成链路状态更新。
进一步的,还包括转发监测模块,转发监测模块用于当虚拟链路处于闲置状态在进行链路状态更新报文时,监测虚拟链路中是否有数据流量需要转发;链路状态更新模块根据检测的链路是否有流量需要转发以确定源端路由器是否进入下一轮弹性保活机制阶段。
进一步的,源端路由器进入下一轮弹性保活机制阶段中,虚拟链路状态报文发送时间间隔与上一轮弹性保活机制阶段相同,随着源端路由器发送报文次数的增加按链路状态更新时间周期弹性增加。
一种面向虚拟跨域通信的弹性保活方法,包括以下步骤:
S1、确定虚拟链路两端路由器中的源端路由器和目的端路由器;
S2、监听虚拟通行链路是否处于空闲状态,若不处于空闲状态则进行S3,若处于空闲状态则进入S4;
S3、定期发送使虚拟链路处于活性状态的报文;
S4、源端路由器发送报文,并到接收报文回执,确定虚拟链路状态跟新周期的时间,以及确定虚拟链路是否需要流量传输,若需要流量传输则进入S5;
S5、需要流量传输时,由转发流量的路由器发送链路唤醒报文,以唤醒对端路由器,使虚拟链路处于活性状态;转发流量结束,虚拟通行链路进行第二轮弹性保护周期。
进一步的,在S1中确定源端路由器和目的端路由器的方法具体为:当虚拟链路中午流量传输时,虚拟链路两端路由器发送Link-Compare报文,根据自身公网IP地址大小,选择产生源端路由器和目的端路由器。
进一步的,源端路由器向目的路由器发送Source-alive报文,报文中包含链路状态、源端路由器同时记录报文发送时间,目的路由器在收到Source-alive报文并确认链路状态处于空闲状态后,向源端路由器发送Destination-Replay报文,源端路由器第一次接收到Destination-Replay报文之后,计算从发送Source-alive报文到收到Destination-Replay报文的间隔时间,并以此作为一个链路状态更新周期;最后由源端路由器发送Source-Ack报文至目的路由器,向目的路由器确认链路状态更新。
进一步的,在S4中链路状态报文的时间间隔确定的具体方法为:在第一次发送虚拟状态链路更新报文完毕并间隔两个链路状态更新周期时间后第二次发送链路状态更新报文,在第二次发送完毕并间隔三个链路状态更新周期时间后第三次发送链路状态更新报文;第三次链路状态更新之后,链路状态报文的发送时间间隔随着发送次数的增加按链路状态更新的时间间隔以2的指数倍作为链路状态更新周期时间。
进一步的,在S4中链路若无流量转发,则进入S6:链路继续处于闲置状态,继续进行链路状态更新,实现弹性保活机制。
进一步的,第二轮弹性保护周期与第一轮弹性保护周期的机制相同。
由上述技术方案可知,本发明的有益效果:
1.一种面向虚拟跨域通信的弹性保活系统,源端路由器用于按照链路状态更新周期弹性发送虚拟链路状态保活报文;目的端路由器用于接收源端路由器发送的报文,并发送报文回执至源端路由器;状态监听模块用于监听虚拟通行链路是否处于闲置状态;链路状态更新用于根据链路状态更新次数确定链路更新的间隔时间,并根据不同的间隔时间,在不同的时间触发源端路由器发送报文。集成了已有虚拟通信协议的核心技术,弥补了当前虚拟通信协议跨域通信时,链路状态更新报文无法弹性工作的缺点;根据虚拟链路状态更新次数确定虚拟链路更新的间隔时间,既能保持链路的活性,又能减少在闲置状态下虚拟链路发文的频率。提高了虚链路两端设备的资源合理利用率,以及虚拟链路的安全性。
2.若有数据流量需要转发,则在发送数据报文前,由源端路由器发送Link-Wake报文至目的路由器,唤醒目的路由器并使虚拟链路处于Busy状态,时刻保持虚拟链路的通信活性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明一种面向虚拟跨域通信的弹性保活系统的结构示意图。
图2为本发明一种面向虚拟跨域通信的弹性保活系统的虚拟链路状态报文更新机制示意图。
图3为本发明一种面向虚拟跨域通信的弹性保活方法的流程示意图。
附图标记:
1-源端路由器,2-目的端路由器,3-第一次链路状态更新周期,4-第二次链路状态更新周期,5-第三次链路状态更新周期,6-第四次链路状态更新周期,7-第五次链路状态更新周期,8-数据流量转发,10-第一轮弹性保护机制阶段,20-第二轮弹性保护机制阶段,A-Source-alive,B-Destination-Replay,C-Source-Ack。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1
如图1至图2所示,本实施例提供的一种面向虚拟跨域通信的弹性保活系统,包括源端路由器、目的端路由器,状态监听模块、链路状态更新模块;
源端路由器用于按照链路状态更新周期弹性发送虚拟链路状态保活报文;
目的端路由器用于接收源端路由器发送的报文,并发送报文回执至源端路由器;
状态监听模块用于监听虚拟通行链路是否处于闲置状态;
链路状态更新用于根据链路状态更新次数确定链路更新的间隔时间,并根据不同的间隔时间,在不同的时间触发源端路由器发送报文。
若链路无流量传输则进入虚拟链路闲置状态,此时由源端路由器向目的端路由器发送Source-alive报文,报文中包含链路状态、源端路由器同时记录报文发送时间,目的路由器在收到Source-alive报文并确认链路状态处于空闲状态后,向源端路由器发送Destination-Replay报文,源端路由器第一次接收到Destination-Replay报文之后,计算从发送Source-alive报文到收到Destination-Replay报文的间隔时间,并以此作为一个链路状态更新周期。最后由源端路由器发送Source-Ack报文至目的路由器,向目的路由器确认链路状态更新。
在第一次发送虚拟状态链路更新报文完毕并间隔两个链路状态更新周期时间后第二次发送链路状态更新报文,在第二次发送完毕并间隔三个链路状态更新周期时间后第三次发送链路状态更新报文;之后,链路状态报文的发送时间间隔随着发送次数的增加按链路状态更新的时间间隔以2的指数倍作为链路状态更新周期时间。
还包括转发监测模块,转发监测模块用于当虚拟链路处于闲置状态在进行链路状态更新报文时,监测链路中是否有数据流量需要转发,源端路由器根据是否有数据流量需要转发决定是否发送Link-Wake报文至目的路由器,目的端路由器根据是否有数据流量需要转发决定是否进入下一轮弹性保活机制阶段。
若有数据流量需要转发,则在发送数据报文前,由源端路由器发送Link-Wake报文至目的路由器,唤醒目的路由器并使虚拟链路处于Busy状态,时刻保持虚拟链路的通信活性。数据发送完毕之后,目的端路由器进入下一轮弹性保活机制阶段。
源端路由器进入下一轮弹性保护机制阶段中,虚拟链路状态报文发送时间间隔与上一轮弹性保护机制阶段相同,随着源端路由器发送报文次数的增加按链路状态更新时间周期弹性增加。
实施例2
如图3所示,一种面向虚拟跨域通信的弹性保活方法,包括以下步骤:
S1、确定虚拟链路两端路由器中的源端路由器和目的端路由器;
确定的方法为:当虚拟链路中午流量传输时,虚拟链路两端路由器发送Link-Compare报文,根据自身公网IP地址大小,选择产生源端路由器和目的端路由器。
S2、监听虚拟通行链路是否处于空闲状态,若不处于空闲状态则进行S3,若处于空闲状态则进入S4;
S3、定期发送使链路处于活性状态的报文,在链路不处于空闲状态时定期发送报文的时间可以通过在源端路由器内预先输入一个时间ts作为在此阶段下定期发送报文的周期;
S4、虚拟链路处于空闲状态,源端路由器第一次通过虚拟链路发送Source-alive报文,并到接收报文回执,确定链路状态跟新周期的时间,以及确定链路是否需要流量传输,若需要流量传输则进入S5;
具体为:
源端路由器第一次向目的路由器发送Source-alive报文,报文中包含链路状态、源端路由器同时记录报文发送时间,目的路由器在收到Source-alive报文并确认链路状态处于空闲状态后,向源端路由器发送Destination-Replay报文,源端路由器第一次接收到Destination-Replay报文之后,计算从发送Source-alive报文到收到Destination-Replay报文的间隔时间,并以此作为一个链路状态更新周期;最后由源端路由器发送Source-Ack报文至目的路由器,向目的路由器确认链路状态更新,完成一次链路状态更新。
链路状态更新的次数为一次或多次,每一次链路状态报文的时间间隔不同。链路状态报文的时间间隔确定的具体方法为:在第一次发送虚拟状态链路更新报文完毕并间隔两个链路状态更新周期时间后第二次发送链路状态更新报文,在第二次发送完毕并间隔三个链路状态更新周期时间后第三次发送链路状态更新报文;第三次链路状态更新之后,链路状态报文的发送时间间隔随着发送次数的增加按链路状态更新的时间间隔以2的指数倍作为链路状态更新周期时间。
假设一个链路状态更新周期为T1,且第一次发送链路状态更新的时间为T,则每一次链路状态更新周期为:
链路状态更新的次数由链路状态更新过程中是否有流量转发需求确定。
S5、有流量转发需求时,由转发流量的路由器发送链路唤醒报文,以唤醒对端路由器,使虚拟链路处于活性状态;转发流量结束,虚拟通行链路进行下一轮弹性保护周期,在本实施例中则为进入第二轮弹性保护机制阶段。
即在完成一次链路状态更新后,就有流量转发需求,此时链路状态更新一次后就会进入第二轮弹性保护机制阶段。若在完成三次链路状态更新后,有流量转发需求,此时链路状态更新三次后就会进入第二轮弹性保护机制阶段。第二轮弹性保护机制阶段与第一轮弹性保护机制阶段相同。
S6、若无流量转发需求时,则链路继续处于闲置状态,继续进行链路状态更新,实现弹性保活机制。
具体的,若在完成一次链路状态更新后,有流量转发需求,则链路状态更新一次后就会进入第二轮弹性保护机制阶段;若无流量转发需求,则进行第二次链路状态更新。若在完成三次链路状态更新后,有流量转发需求,此时链路状态更新三次后就会进入第二轮弹性保护机制阶段;若无流量转发需求,则进入第四次链路状态更新。
在实施例1和实施例2中,链路报文的具体格式如下表所示:
英文字符所表示的含义为:
Source:此字段表示发送本报文的源IP地址;
Destination:此字段表示本报文的要送往的目的IP地址;
PDU:该字段表示虚拟链路所使用的通信协议;
Times:该字段表示链路状态自虚链路Idle状态时更新的次数;
Clock:该字段表示一个链路状态更新周期;
Link-Status:该字段表示虚链路此时是否处于Idle状态;
Status:该字段表示发送此报文的路由器处于(Idle)(Buffer)(Busy)三种状态;
Interval:该字段表示下一次发送链路状态更新报文的时间间隔;
Destination Router:该字段代表虚链路两端被选举出的Destination端路由器的IP地址;
Wake-up:该字段代表当虚链路处于Idle状态时,紧急转发流量时唤醒对端路由器;
TTL:该字段代表此报文的生存周期;
Source Router:该字段代表该字段代表虚链路两端被选举出的Source端路由器的IP地址;
Version:该字段代表该报文执行的功能如(Link-Compare)、(Source-alive)、(Destination-Replay)、(Source-ack)等;
Reset:该字段代表当链路Idle状态紧急转发流量后,链路报文更新次数的重置。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (9)
1.一种面向虚拟跨域通信的弹性保活系统,其特征在于:包括源端路由器、目的端路由器,状态监听模块、链路状态更新模块;
所述源端路由器用于按照虚拟链路状态更新周期弹性发送虚拟链路状态保活报文;
所述目的端路由器用于接收源端路由器发送的报文,并发送报文回执至源端路由器;
所述状态监听模块用于监听虚拟链路是否处于闲置状态;
所述链路状态更新模块用于根据虚拟链路状态更新次数确定虚拟链路更新的间隔时间,并根据不同的间隔时间,在不同的时间触发源端路由器发送报文,以完成链路状态更新。
2.根据权利要求1所述的一种面向虚拟跨域通信的弹性保活系统,其特征在于:还包括转发监测模块,所述转发监测模块用于当虚拟链路处于闲置状态在进行链路状态更新报文时,监测虚拟链路中是否有数据流量需要转发;所述链路状态更新模块根据检测的链路是否有流量需要转发以确定源端路由器是否进入下一轮弹性保活机制阶段。
3.根据权利要求2所述的一种面向虚拟跨域通信的弹性保活系统,其特征在于:所述源端路由器进入下一轮弹性保活机制阶段中,虚拟链路状态报文发送时间间隔与上一轮弹性保活机制阶段相同,随着源端路由器发送报文次数的增加按链路状态更新时间周期弹性增加。
4.一种面向虚拟跨域通信的弹性保活方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、确定虚拟链路两端路由器中的源端路由器和目的端路由器;
S2、监听虚拟通行链路是否处于空闲状态,若不处于空闲状态则进行S3,若处于空闲状态则进入S4;
S3、定期发送使虚拟链路处于活性状态的报文;
S4、源端路由器发送报文,并到接收报文回执,确定虚拟链路状态跟新周期的时间,以及确定虚拟链路是否需要流量传输,若需要流量传输则进入S5;
S5、需要流量传输时,由转发流量的路由器发送链路唤醒报文,以唤醒对端路由器,使虚拟链路处于活性状态;转发流量结束,虚拟通行链路进行第二轮弹性保护周期。
5.根据权利要求4所述的一种面向虚拟跨域通信的弹性保活方法,其特征在于:在S1中确定源端路由器和目的端路由器的方法具体为:当虚拟链路中午流量传输时,虚拟链路两端路由器发送Link-Compare报文,根据自身公网IP地址大小,选择产生源端路由器和目的端路由器。
6.根据权利要求4所述的一种面向虚拟跨域通信的弹性保活方法,其特征在于:所述源端路由器向目的路由器发送Source-alive报文,报文中包含链路状态、所述源端路由器同时记录报文发送时间,所述目的路由器在收到Source-alive报文并确认链路状态处于空闲状态后,向源端路由器发送Destination-Replay报文,所述源端路由器第一次接收到Destination-Replay报文之后,计算从发送Source-alive报文到收到Destination-Replay报文的间隔时间,并以此作为一个链路状态更新周期;最后由源端路由器发送Source-Ack报文至目的路由器,向目的路由器确认链路状态更新。
7.根据权利要求6所述的一种面向虚拟跨域通信的弹性保活方法,其特征在于:在S4中链路状态报文的时间间隔确定的具体方法为:在第一次发送虚拟状态链路更新报文完毕并间隔两个链路状态更新周期时间后第二次发送链路状态更新报文,在第二次发送完毕并间隔三个链路状态更新周期时间后第三次发送链路状态更新报文;
第三次链路状态更新之后,链路状态报文的发送时间间隔随着发送次数的增加按链路状态更新的时间间隔以2的指数倍作为链路状态更新周期时间。
8.根据权利要求4所述的一种面向虚拟跨域通信的弹性保活方法,其特征在于:在S4中链路若无流量转发,则进入S6:链路继续处于闲置状态,继续进行链路状态更新,实现弹性保活机制。
9.根据权利要求4所述的一种面向虚拟跨域通信的弹性保活方法,其特征在于:所述第二轮弹性保护周期与第一轮弹性保护周期的机制相同。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20191015 |