CN111200507A - 异构虚拟网元管理方法和系统、模型驱动框架和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种异构虚拟网元管理方法和系统、模型驱动框架和存储介质。该模型驱动框架设置在云管平台、软件定义网络控制器和网元管理系统之间；所述模型驱动框架，用于实现异构虚拟网元的统一管理。本发明能够解耦云管平台、SDN和NFV，实现三者灵活组合，并能按需定制L4～L7层服务模型，实现异构网元的统一纳管。
Description
技术领域
本发明涉及云计算技术领域，特别涉及一种异构虚拟网元管理方法和系统、模型驱动框架和存储介质。
背景技术
SDN(Software Defined Network，软件定义网络)/NFV(Network FunctionVirtualization，网络功能虚拟化)是云资源池网络构建的关键技术，在云计算体系架构中，L4～L7层NFV网元位置特殊，既是网络服务又是网元组件，需要与云管平台、SDN等组件相互协同，以实现云资源池L4～L7网络服务的智能化和自动化。
发明内容
申请人发现：相关技术对L4～L7层NFV网元的纳管主要有两种方式。
第一种方式是基于SDN控制器纳管，由SDN控制器直接管理L4～L7网元，或通过插件对接专业网元管理系统来管理L4～L7网元。该方式下，SDN与NFV紧耦合，对SDN和NFV的选型都有要求，灵活性不足。
第二种方式是由云管平台通过OpenStack(一个开源的云计算管理平台项目)纳管，要求针对每类L4～L7NFV元编写相应的插件，受OpenStack体系架构影响，该方案不具备同时对接异构L4～L7网元的能力，并且Neutron(网络服务，用来提供虚拟机网络通信的组件，负责接收对网络的调用请求)定义的L4～L7业务模型缺乏灵活性，无法满足高级服务需求。
鉴于以上技术问题中的至少一项，本发明提供了一种异构虚拟网元管理方法和系统、模型驱动框架和存储介质，能够解耦云管平台、SDN和NFV，实现三者灵活组合。
根据本发明的一个方面，提供一种模型驱动框架，其中，
所述模型驱动框架设置在云管平台、软件定义网络控制器和网元管理系统之间；
所述模型驱动框架，用于实现异构虚拟网元的统一管理。
在本发明的一些实施例中，所述模型驱动框架包括：
模型定义模块，用于统一定义可扩展的虚拟网元服务模型。
在本发明的一些实施例中，模型定义模块，用于统一定义可扩展的L2-L7层的虚拟网元服务模型。
在本发明的一些实施例中，所述模型驱动框架还包括：
统一应用程序编程接口，为模型驱动框架的北向接口，用于供上层云管平台和云计算管理平台调用。
在本发明的一些实施例中，所述模型驱动框架还包括：
路由模块，用于将上层业务发起的服务路由至相应的插件。
在本发明的一些实施例中，所述模型驱动框架还包括：
插件，用于完成上层业务发起的服务请求到相应的软件定义网络控制器接口或网元管理系统接口的调用；
所述插件包括软件定义网络控制器插件和网元管理系统插件。
在本发明的一些实施例中，所述模型驱动框架还包括：
插件管理模块，用于完成插件的注册管理和服务查找。
在本发明的一些实施例中，所述模型驱动框架还包括：
消息通信模块，用于软件定义网络控制器插件和网元管理系统插件间通信，以实现软件定义网络控制器与网元管理系统服务的协同。
根据本发明的另一方面，提供一种异构虚拟网元管理方法，包括：
采用模型驱动框架实现异构虚拟网元的统一管理，其中，所述模型驱动框架为如上述任一实施例所述的模型驱动框架。
在本发明的一些实施例中，所述异构虚拟网元管理方法还包括：
构建模型驱动框架。
在本发明的一些实施例中，所述采用模型驱动框架实现异构虚拟网元的统一管理包括：
统一应用程序编程接口接收上层云管平台和云计算管理平台的服务请求；
路由模块将所述服务请求路由至相应的插件；
插件将所述服务请求调用至相应的软件定义网络控制器接口或网元管理系统接口。
在本发明的一些实施例中，所述异构虚拟网元管理方法还包括：
在网络配置的情况下，软件定义网络控制器插件和网元管理系统插件通过消息通信模块进行通信。
根据本发明的另一方面，提供一种模型驱动框架，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于执行所述指令，使得所述模型驱动框架执行实现如上述任一实施例所述的异构虚拟网元管理方法的操作。
根据本发明的另一方面，提供一种异构虚拟网元管理系统，包括云管平台、软件定义网络控制器、网元管理系统以及如上述任一实施例所述的模型驱动框架。
在本发明的一些实施例中，所述异构虚拟网元管理系统还包括：
云计算管理平台，用于将云管平台发送的调用请求转换成到模型驱动框架的网络接口调用。
根据本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的异构虚拟网元管理方法。
本发明能够解耦云管平台、SDN和NFV，实现三者灵活组合，并能按需定制L4～L7层服务模型，实现异构网元的统一纳管。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明模型驱动框架一些实施例的示意图。
图2为本发明异构虚拟网元管理方法一些实施例的示意图。
图3为本发明异构虚拟网元管理方法另一些实施例的示意图。
图4为本发明模型驱动框架另一些实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本发明模型驱动框架一些实施例的示意图。如图1所示，所述模型驱动框架(Model-Driven Framework)1设置在云管平台2、软件定义网络控制器3和网元管理系统4之间。
所述模型驱动框架1，用于实现异构虚拟网元的统一管理。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，所述模型驱动框架1可以包括模型定义模块11，其中：
模型定义模块11，用于统一定义可扩展的虚拟网元服务模型。
在本发明的一些实施例中，模型定义模块11，用于统一定义可扩展的L2-L7层的虚拟网元服务模型，其中L4～L7层服务可以包括防火墙、负载均衡、VPN(Virtual PrivateNetwork，虚拟专用网络)等服务，支持动态按需扩展，模型定义模块11统一了云网络服务，屏蔽了底层系统的差异性。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，所述模型驱动框架1还可以包括统一应用程序编程接口12，其中：
统一API(Application Programming Interface，应用程序编程接口)12为模型驱动框架1的北向接口；统一应用程序编程接口12，用于供上层云管平台和云计算管理平台(例如OpenStack)调用。
在本发明的一些实施例中，统一应用程序编程接口12可以根据YANG模块定义的L2～L7层服务模型，自动生成API，供上层云管平台和OpenStack调用。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，所述模型驱动框架1还可以包括路由模块13，其中：
路由模块13，用于将上层业务发起的服务路由至相应的插件。
在本发明的一些实施例中，所述路由模块13可以实现为RPC(Remote ProcedureCall，远程过程调用)路由模块，其中，RPC路由模块，用于将上层业务发起的服务正确路由至相应插件，由插件完成服务请求到具体网元管理系统接口的调用。
在本发明的一些实施例中，所述模型驱动框架1还可以包括插件，其中：
插件，用于完成上层业务发起的服务请求到相应的软件定义网络控制器接口或网元管理系统接口的调用。
在本发明的一些实施例中，插件由相应的SDN及L4～L7层供应商提供，按照驱动框架的规范编写，插件用于完成框架统一的服务调用到自身SDN系统或者L4～L7层系统的接口转换。。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，所述插件可以包括软件定义网络控制器插件141和网元管理系统插件142，其中，网元管理系统插件142可以实现为L4～L7层服务插件。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，所述模型驱动框架1还可以包括插件管理模块15，其中：
插件管理模块15，用于完成插件的注册管理和服务查找。
在本发明的一些实施例中，插件管理模块15可以用于管理接入框架的各类SDN控制器插件和L4～L7层服务插件。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，所述模型驱动框架1还可以包括消息通信模块16，其中：
消息通信模块16，用于实现软件定义网络控制器插件和网元管理系统插件(例如L4～L7层服务插件)间的通信，以实现软件定义网络控制器与网元管理系统服务(例如L4～L7层服务)的协同。
针对相关技术虚拟L4～L7网元纳管方法存在的与SDN紧耦合、缺乏选型灵活性、不具备扩展能力、不支持异构纳管等技术问题，本发明上述实施例引入模型驱动框架对虚拟L4～L7网元进行纳管。本发明上述实施例的模型驱动框架具有统一模型定义、服务路由、消息通信机制等功能。
本发明上述实施例通过在模型驱动框架集成可扩展的抽象L4～L7服务模型，对L4～L7服务模型进行统一，可屏蔽异构网元间的差异性。本发明上述实施例的模型驱动框架支持通过插件的形式对接异构虚拟L4～L7网元的管理系统，由插件完成抽象L4～L7层服务到具体网元管理系统接口的转换。本发明上述实施例的模型驱动框架支持服务路由，能在多种异构网元并存的情况下，将上层服务请求正确调度到目标网元管理系统上。本发明上述实施例的模型驱动框架内置消息通信机制，用于SDN控制器与L4～L7网元管理系统的协同，可解决L2～L3层网络与L4～L7网元的网络连通问题。使用本发明上述实施例能够解耦云管平台、SDN和NFV，实现三者灵活组合，并能按需定制L4～L7服务模型，实现异构网元的统一纳管。
图2为本发明异构虚拟网元管理方法一些实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明模型驱动框架或本发明异构虚拟网元管理系统执行。该方法包括以下步骤：
步骤21，采用模型驱动框架1实现异构虚拟网元的统一管理，其中，所述模型驱动框架1为如上述任一实施例(例如图1实施例)所述的模型驱动框架1。
在本发明的一些实施例中，步骤21可以包括：
步骤211，统一应用程序编程接口12接收上层云管平台和云计算管理平台的服务请求。
步骤212，路由模块13将所述服务请求路由至相应的插件。
步骤213，插件将所述服务请求调用至相应的软件定义网络控制器接口或网元管理系统接口。
在本发明的一些实施例中，所述异构虚拟网元管理方法还可以包括：在网络配置的情况下，软件定义网络控制器插件和网元管理系统插件通过消息通信模块16进行通信。
图3为本发明异构虚拟网元管理方法另一些实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明模型驱动框架或本发明异构虚拟网元管理系统执行。该方法包括以下步骤：
步骤31，构建模型驱动框架1，其中，所述模型驱动框架1为如上述任一实施例(例如图1实施例)所述的模型驱动框架1。
步骤32，模型驱动框架通过编写Yang模型文件定义L4～L7层服务的模型，可以以Neutron的FWaaS(FireWall as a Service，防火墙即服务)、LBaaS(Load Balance as aService，负载均衡即服务)、VPNaaS(Virtual Private Network as a Service，虚拟专用网络即服务)作为服务模型的基础，按需进行扩展。
步骤33，模型驱动框架通过YangTools等工具将Yang模型文件解析成API接口，相应提供REST(Representational State Transfer，表述性状态传递)或者RESTCONF(Representational State TransferConfiguration Protocol，表述性状态传递配置协议)类型的接口。
步骤34，L4～L7层服务提供商根据MD-SAL编码规范，编写插件。
在本发明的一些实施例中，步骤34可以包括：防火墙厂商根据MD-SAL编码规范，编写插件，完成FWaaS接口到自身防火墙的调用，主要完成防火墙生命周期管理、网络配置、业务配置、流量监控等功能。
步骤35，上层云管平台或者业务系统下发调用命令(例如防火墙调用命令)至OpenStack(创建防火墙、配置防火墙或者启用防火墙)。
步骤36，OpenStack将业务调用命令(例如关于防火墙的调用命令)转成相应的Neutron接口调用，OpenStack Neutron发起南向到驱动框架的接口调用请求(在异构防火墙共存的情况下，指定由哪个防火墙来实现该调用)。
步骤37，模型驱动框架收到请求后，进行路由，选择合适的插件处理该接口调用请求。
在本发明的一些实施例中，步骤37可以包括：根据HTTP(HyperText TransferProtocol，超文本传输协议)Header里携带资源池ID等字段区分不同的插件。
步骤38，插件处理调用，将标准的Neutron网络请求格式转换成防火墙网元管理系统或者防火墙设备特有的接口。
步骤39，在网络配置时，防火墙和SDN控制器插件之间可以通过模型驱动框架内置的消息通信机制互相沟通网络配置的相关信息，包括互联网络及IP等；也可以由上层管理平台统一将该信息带下。
基于本发明上述实施例提供的异构虚拟网元管理方法，采用模型驱动框架实现异构L4～7网元统一纳管。本发明上述实施例的模型驱动框架通过在Http头部引入标志，实现按需调度的方法。本发明上述实施例的模型驱动框架引入消息通信机制实现SDN与L4～7层服务插件的协同，可解决L2～L3层网络与L4～L7网元的网络连通问题。本发明上述实施例采用异厂商L4～7层网元热插拔的方式接入平台。
本发明上述实施例能够解耦云管平台、SDN和NFV，实现三者灵活组合，并能按需定制L4～L7服务模型，实现异构网元的统一纳管。
图4为本发明模型驱动框架另一些实施例的示意图。如图4所示，本发明模型驱动框架可以包括存储器41和处理器42，其中：
存储器41，用于存储指令。
处理器42，用于执行所述指令，使得所述模型驱动框架1执行实现如上述任一实施例(例如图2或图3实施例)所述的异构虚拟网元管理方法的操作。
基于本发明上述实施例提供的模型驱动框架，采用模型驱动框架实现异构L4～7网元统一纳管。本发明上述实施例的模型驱动框架通过在Http头部引入标志，实现按需调度的方法。本发明上述实施例的模型驱动框架引入消息通信机制实现SDN与L4～7层服务插件的协同，可解决L2～L3层网络与L4～L7网元的网络连通问题。本发明上述实施例采用异厂商L4～7层网元热插拔的方式接入平台。
本发明上述实施例能够解耦云管平台、SDN和NFV，实现三者灵活组合，并能按需定制L4～L7服务模型，实现异构网元的统一纳管。
图1实施例还给出了本发明异构虚拟网元管理系统一些实施例的示意图。如图1所示，本发明异构虚拟网元管理系统可以包括模型驱动框架1、云管平台2、软件定义网络控制器3和网元管理系统4，其中：
软件定义网络控制器3，用于控制L2～L3网络。
网元管理系统4，用于控制L4～L7网元。
在本发明的一些实施例中，网元管理系统4可以实现为VNFM(Network FunctionsVirtualization Manager，网络功能虚拟化管理器)或EMS(Element Management System，网元管理系统)。
在本发明的一些实施例中，模型驱动框架1可以实现为图1或图3实施例的模型驱动框架。
在本发明的一些实施例中，所述异构虚拟网元管理系统还可以包括云计算管理平台5，其中：
云计算管理平台5，用于将云管平台发送的调用请求转换成到模型驱动框架1的网络接口调用。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，所述云计算管理平台5可以实现为OpenStack。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，OpenStack包括ML2插件、L3插件、防火墙插件等插件。
在本发明的一些具体实施例中，上层云管平台2，可以用于下发防火墙调用命令至OpenStack(创建防火墙、配置防火墙或者启用防火墙)。OpenStack，可以用于将业务关于防火墙的调用转成相应的Neutron接口调用，OpenStack Neutron发起南向到驱动框架的调用(在异构防火墙共存的情况下，指定由哪个防火墙来实现该调用)。
基于本发明上述实施例提供的异构虚拟网元管理系统，采用模型驱动框架实现异构L4～7网元统一纳管。本发明上述实施例的模型驱动框架通过在Http头部引入标志，实现按需调度的方法。本发明上述实施例的模型驱动框架引入消息通信机制实现SDN与L4～7层服务插件的协同，可解决L2～L3层网络与L4～L7网元的网络连通问题。本发明上述实施例采用异厂商L4～7层网元热插拔的方式接入平台。
本发明上述实施例能够解耦云管平台、SDN和NFV，实现三者灵活组合，并能按需定制L4～L7服务模型，实现异构网元的统一纳管。
根据本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述任一实施例(例如图2或图3实施例)所述的异构虚拟网元管理方法。
基于本发明上述实施例提供的计算机可读存储介质，采用模型驱动框架实现异构L4～7网元统一纳管。本发明上述实施例的模型驱动框架通过在Http头部引入标志，实现按需调度的方法。本发明上述实施例的模型驱动框架引入消息通信机制实现SDN与L4～7层服务插件的协同，可解决L2～L3层网络与L4～L7网元的网络连通问题。本发明上述实施例采用异厂商L4～7层网元热插拔的方式接入平台。
本发明上述实施例能够解耦云管平台、SDN和NFV，实现三者灵活组合，并能按需定制L4～L7服务模型，实现异构网元的统一纳管。
在上面所描述的模型驱动框架可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。
至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (16)
1.一种模型驱动框架，其特征在于，
所述模型驱动框架设置在云管平台、软件定义网络控制器和网元管理系统之间；
所述模型驱动框架，用于实现异构虚拟网元的统一管理。
2.根据权利要求1所述的模型驱动框架，其特征在于，包括：
模型定义模块，用于统一定义可扩展的虚拟网元服务模型。
3.根据权利要求2所述的模型驱动框架，其特征在于，
模型定义模块，用于统一定义可扩展的L2-L7层的虚拟网元服务模型。
4.根据权利要求2或3所述的模型驱动框架，其特征在于，还包括：
统一应用程序编程接口，为模型驱动框架的北向接口，用于供上层云管平台和云计算管理平台调用。
5.根据权利要求4所述的模型驱动框架，其特征在于，还包括：
路由模块，用于将上层业务发起的服务路由至相应的插件。
6.根据权利要求5所述的模型驱动框架，其特征在于，还包括：
插件，用于完成上层业务发起的服务请求到相应的软件定义网络控制器接口或网元管理系统接口的调用；
所述插件包括软件定义网络控制器插件和网元管理系统插件。
7.根据权利要求6所述的模型驱动框架，其特征在于，还包括：
插件管理模块，用于完成插件的注册管理和服务查找。
8.根据权利要求7所述的模型驱动框架，其特征在于，还包括：
消息通信模块，用于软件定义网络控制器插件和网元管理系统插件间通信，以实现软件定义网络控制器与网元管理系统服务的协同。
9.一种异构虚拟网元管理方法，其特征在于，包括：
采用模型驱动框架实现异构虚拟网元的统一管理，其中，所述模型驱动框架为如权利要求要求1-8中任一项所述的模型驱动框架。
10.根据权利要求9所述的异构虚拟网元管理方法，其特征在于，还包括：
构建模型驱动框架。
11.根据权利要求9或10所述的异构虚拟网元管理方法，其特征在于，所述采用模型驱动框架实现异构虚拟网元的统一管理包括：
统一应用程序编程接口接收上层云管平台和云计算管理平台的服务请求；
路由模块将所述服务请求路由至相应的插件；
插件将所述服务请求调用至相应的软件定义网络控制器接口或网元管理系统接口。
12.根据权利要求9或10所述的异构虚拟网元管理方法，其特征在于，还包括：
在网络配置的情况下，软件定义网络控制器插件和网元管理系统插件通过消息通信模块进行通信。
13.一种模型驱动框架，其特征在于，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于执行所述指令，使得所述模型驱动框架执行实现如权利要求9-12中任一项所述的异构虚拟网元管理方法的操作。
14.一种异构虚拟网元管理系统，其特征在于，包括云管平台、软件定义网络控制器、网元管理系统以及如权利要求1-8、13中任一项所述的模型驱动框架。
15.根据权利要求14所述的异构虚拟网元管理系统，其特征在于，还包括：
云计算管理平台，用于将云管平台发送的调用请求转换成到模型驱动框架的网络接口调用。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如权利要求9-12中任一项所述的异构虚拟网元管理方法。
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