CN112737858A - Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性方法、系统、设备和介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性方法、系统、设备和介质，方法包括：当用户向网络设备下发Ipsec配置信息时，通过Saga算法将其划分为一系列子事务，每个子事务都有对应的补偿动作；顺序执行每个子事务，若存在子事务执行失败，则向网络设备下发Ipsec配置信息失败，从最后一个成功的子事务起，依次向前对成功的子事务进行对应的补偿动作；若所有子事务执行成功，则向网络设备下发Ipsec配置信息成功的回馈。本发明对Saga的补偿机制进行改进，由于网络设备的原子性特性，不补偿当前失败的子任务，在每个子任务成功后将其存储，节省了当前网络设备的软硬件的占有率，降低了延迟时间，提高了实时性。
Description
技术领域
本发明属于IP网络领域，特别涉及一种Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性方法、系统、设备和介质。
背景技术
2014年，微服务进入人们的视野，它被认为是下一代实现信息化的有效手段。微服务无法绕开的一个问题就是数据一致性问题。之前单机应用中的本地事务以及集群中的分布式事务，都无法应用到微服务系统中。微服务系统特点：
l、由于微服务间无法直接进行数据访问，微服务间的相互调用通常通过RPC或Http API进行，所以无法使用事务管理器管理微服务资源。
2、不同微服务使用的数据源类型可能完全不同，如果微服务使用了NoSQL之类的不支持事务的数据库，则事务根本无法谈起。
1987年普林斯顿大学的Hector Garcia-Molina和Kenneth Salem发表了一篇Paper Sagas，讲述的是如何处理long lived transaction(长活事务)。Saga是一个长活事务可被分解成的可以交错运行的子事务集合。其中每个子事务都是一个保持数据库一致性的真实事务。Saga通过业务补偿机制可以很好的解决微服务中的数据一致性问题，在ACID特性中能够满足一致性和持久性，是微服务数据一致性解决方案中一种主流方案。
Ipsec隧道配置需要在两个或者多个设备上下发配置，且设备之间互相不感知其他设备上配置的下发是否正常，当前面一个设备配置下发成功，但后面设备配置下发失败后，前面设备存在配置残留。
如图1所示，设备R1和设备R2均配置下发成功，控制器和设备侧的数据一致；当设备R1配置下发成功，但设备R2上下发配置时，设备R2报错，这个时候设备R1的配置就残留在设备R1中，页面显示失败，导致控制器和设备侧的数据不一致，设备侧有残留。
发明内容
发明目的：针对现有技术中Ipsec隧道配置下发失败时，控制器和网络设备侧的数据不一致的问题，传统采用硬编码方式进行配置回滚来达到控制器和网络设备数据一致，随着网络规模增加，硬编码方式代码量急剧增加且不可维护，本发明公开了一种Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性方法、系统、设备和介质，通过对成熟的微服务间数据一致性解决方案Saga的补偿机制进行改进，由于网络设备的原子性特性，只回滚前面操作，不回滚当前操作，实现网络中Ipsec隧道配置的数据一致性，达到通过通用框架解决数据一致性目的，避免硬编码方式带来的难扩展和无法维护问题。
技术方案：本发明采用如下技术方案：一种Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性方法，其特征在于，当用户向网络设备下发Ipsec配置信息时，通过Saga算法将其划分为一系列子事务，每个子事务表示向对应的一个网络设备下发Ipsec配置信息；每个子事务都有对应的补偿动作，每个补偿动作表示将向对应的一个网络设备下发的Ipsec配置信息回滚；
顺序执行每个子事务，若存在子事务执行失败，则向网络设备下发Ipsec配置信息失败，从最后一个成功的子事务起，依次向前对成功的子事务进行对应的补偿动作，直到所有成功的子事务向对应的网络设备下发的Ipsec配置信息回滚操作结束；若所有子事务执行成功，则向网络设备下发Ipsec配置信息成功的回馈。
优选地，当一个子事务执行成功后，Saga算法在日志中存储该子事务。
优选地，Saga算法在内存中存储日志。
优选地，当所有子事务执行成功后，Saga算法删除存储有子事务的日志。
优选地，当一个以上用户向网络设备下发Ipsec配置信息时，每个用户向网络设备下发Ipsec配置信息的操作采用并发或者协程或者同步的方式进行。
一种Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性系统，其特征在于，包括Saga算法模块，Saga算法模块包括：
子事务生成模块：将用户向网络设备下发Ipsec配置信息的任务划分为一系列子事务，每个子事务表示向对应的一个网络设备下发Ipsec配置信息；根据每个子任务生成对应的补偿动作，每个补偿动作表示将向对应的一个网络设备下发的Ipsec配置信息回滚；
执行模块：顺序执行每个子事务；
判断模块：判断是否存在子事务执行失败；
补偿模块：从最后一个成功的子事务起，依次向前对成功的子事务进行对应的补偿动作，直到所有成功的子事务向对应的网络设备下发的Ipsec配置信息回滚操作结束；
反馈模块：向网络设备下发Ipsec配置信息成功的回馈。
优选地，Saga算法模块还包括日志存储模块：当一个子事务执行成功后，日志存储模块在日志中存储该子事务；日志存储模块在内存中存储日志。
优选地，Saga算法模块还包括日志删除模块：当所有子事务执行成功后，日志删除模块删除存储有子事务的日志。
一种Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性设备，包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现所述Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性方法。
有益效果：本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过对成熟的微服务间数据一致性解决方案Saga的补偿机制进行改进，由于网络设备的原子性特性，只回滚前面操作，不回滚当前操作，实现网络中Ipsec隧道两设备配置的数据一致性，达到通过通用框架解决数据一致性目的，避免硬编码方式带来的难扩展和无法维护问题；
2、本发明中改进的Saga算法删减了每个子事务开始执行前用日志对该子事务进行存储的过程，节省了执行步骤，提高了执行效率，节省了当前网络设备的软硬件的占有率、时间复杂度和空间复杂度，从而降低了延迟时间，提高了实时性，降低了出错率和补偿的回滚难度。
附图说明
图1为Ipsec隧道配置成功下发的示意图；
图2为本发明所述实施例的流程图；
图3为本发明所述实施例中设备2Ipsec配置下发失败时的示意图；
图4为本发明所述实施例中设备2Ipsec配置下发失败实现回滚后的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
本发明公开了一种Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性方法，当用户通过控制器向若干网络设备下发Ipsec配置信息时，通过分布式事务解决方案Saga算法将其划分为一系列子事务Ti，其中0＜i≤n，n为网络设备的数量，每个子事务Ti表示向第i个网络设备下发Ipsec配置信息；每个子事务Ti都有相应的补偿动作Ci，其中0＜i≤n，n为网络设备的数量，每个补偿动作Ci用于撤销子事务Ti造成的结果，即将向第i个网络设备下发的Ipsec配置信息回滚。
正常情况下，用户向所有网络设备下发Ipsec配置信息正常，即子事务的执行顺序为T1，T2，...，Tn，且每个子事务均执行成功，Saga算法不会启动补偿机制，不执行相应的补偿动作。
当其中一个网络设备自身有故障或其连接存在异常，则用户通过如智能手机这样代表着控制器的智能终端向该网络设备下发Ipsec配置信息失败，假设向第j个网络设备下发Ipsec配置信息失败，其中0＜j≤n，则子事务的执行顺序为T1，T2，...，Tj，其中子事务T1，T2，...，Tj-1执行成功，子事务Tj执行失败，之后Saga算法启动补偿机制，顺序执行相应的补偿动作Cj-1，...，C2，C1，对第1，2，...，j-1个网络设备进行补偿，回滚掉其前面下发的Ipsec配置信息。
本发明对现有的Saga算法进行改进，不对执行失败的当前子事务Tj进行补偿，即不执行补偿动作Cj。这是由于网络设备具有原子性操作特性，事务必须遵循“全有或全无”规则，即事务可以全部执行，也可以根本不执行，因此当当前子事务Tj失败时，第j个网络设备自身可以将失败的子事务Tj下发给其的Ipsec配置信息自动进行回滚，无需对其再执行补偿动作Ci，若执行补偿动作Ci进行回滚也会报错。
Saga算法通过持久化日志(log)来保存子事务的执行顺序，出现问题时帮助进行补偿，恢复状态。
现有的Saga算法是在每个子事务开始执行前就用日志文件对该子事务进行存储，当某一子事务执行失败时，对所有执行的子事务进行补偿，实现方案如下代码所示：
具体而言，现有的Saga算法是根据上述代码中的“//存储日志：”所注释的部分代码先来实现把从如智能手机这样的用户终端所发送来的Ipsec配置信息存储在日志文件中，其中存储的“Type：ActionStart”是Ipsec配置信息中的行为开始的界定符，存储的“SubTxID：subTxID”是Ipsec配置信息中的子任务的标识符，存储的“Time：time.Now()”是Ipsec配置信息中的发送时间，存储的“Params：MarshalParam(s.sec，args)”是Ipsec配置信息中的输入参数。根据上述代码中的“//执行子事务”所注释的部分代码再来实现如路由器或者交换机这样的网络设备把Ipsec配置信息作为子事务传送到如服务器这样的后台终端中，上述代码中的“//若子事务执行失败，执行补偿动作，回滚：”是在服务器这样的后台终端子事务执行失败时，意味着向该网络设备下发Ipsec配置信息失败，就调用s.Abort()语句实现回滚功能，这样执行的流程会在网络设备确认下发Ipsec配置信息失败前已经存储了日志文件，占用了网络设备的大量的软硬件资源并且这样的先存储日志文件再下发Ipsec配置信息会导致延迟，实时性不高的缺陷。
本发明中对现有的Saga算法进行改进，只有当子事务执行成功时才会用日志对该子事务进行存储，当某一子事务执行失败时对其前面执行成功的子事务进行补偿，实现方案如下代码所示：
改进的Saga算法是根据上述代码中的“//执行子事务”所注释的部分代码先来实现如路由器或者交换机这样的网络设备把Ipsec配置信息作为子事务传送到如服务器这样的后台终端中，上述代码中的“//若子事务执行失败，执行补偿动作，回滚：”是在服务器这样的后台终端子事务执行失败时，意味着向该网络设备下发Ipsec配置信息失败，就调用s.Abort()语句实现回滚功能，上述代码中的“//存储日志：”所注释的部分代码是在服务器这样的后台终端子事务执行成功后，意味着向该网络设备下发Ipsec配置信息成功，把从如智能手机这样的用户终端所发送来的Ipsec配置信息存储在日志文件中。这样执行的流程会在网络设备确认下发Ipsec配置信息成功后才存储日志文件，节省了步骤，提高了效率，节省了当前网络设备的软硬件的占有率、时间复杂度和空间复杂度，从而降低了延迟时间，提高了实时性，降低了出错率和补偿的回滚难度。
本发明通过对现有的Saga算法的改进，可以适应网络环境中对数据一致性的要求，做到用户的智能终端和网络设备的信息的一致性。
在本发明中，对于子事务的执行采用内存map进行日志存储，这样可以避免因为需要持久化引入其他文件，由于对于控制器的操作需要控制器处于可用状态，所以用map完全可以满足灵活和业务需要，实现方案如下代码所示：
当本次向若干网络设备下发Ipsec配置信息的所有子事务都执行完成以后，对内存中记录的所有日志都进行清除，即EndSaga后清除本次Saga算法的存储的日志，实现方案如下代码所示：
在本发明中，当多个用户同时通过控制器向网络设备下发Ipsec配置时，为提高执行效率，采用并发或协程或同步的方式进行，实现方案如下代码所示：
go configIpsec(ctx，configIpsecRequest，delIpsecRequest，configIpsecRequest2，delIpsecRequest2)
在本发明的一种实施例中，如图2所示，包括设备1和设备2共两个网络设备，可以是图3和图4中的路由器R1和路由器R2，则Ipsec隧道配置流程为：
步骤1：Saga将Order Service的一个长事务划分为devicel和device2两个子事务；
步骤2：子事务device1给设备1下发Ipsec配置信息；
步骤3：设备1返回配置结果，成功则继续执行步骤4，否则结束Ipsec隧道配置；
步骤4：将子事务device1在日志中进行存储；
步骤5：子事务device2给设备2下发Ipsec配置信息；
步骤6：设备2返回配置结果，成功则将子事务device2在日志中进行存储，再执行步骤7，否则补偿子事务device1，将子事务device1下发给设备1的Ipsec配置信息回滚，如图3、图4所示，结束Ipsec隧道配置；
步骤7：将存储子事务device1和子事务device2的日志删除，结束Ipsec隧道配置。
图2中的数字1至6分别对应上述的步骤l至步骤6。
本实施例的实现方案如下代码所示：
本发明还公开了一种Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性系统，包括Saga算法模块，Saga算法模块包括：
子事务生成模块：将用户向网络设备下发Ipsec配置信息的任务划分为一系列子事务，每个子事务表示向对应的一个网络设备下发Ipsec配置信息；
根据每个子任务生成对应的补偿动作，每个补偿动作表示将向对应的一个网络设备下发的Ipsec配置信息回滚；
执行模块：顺序执行每个子事务；
判断模块：判断是否存在子事务执行失败
补偿模块：从最后一个成功的子事务起，依次向前对成功的子事务进行对应的补偿动作，直到所有成功的子事务向对应的网络设备下发的Ipsec配置信息回滚操作结束；
反馈模块：向网络设备下发Ipsec配置信息成功的回馈
日志存储模块：当一个子事务执行成功后，日志存储模块在日志中存储该子事务；日志存储模块在内存中存储日志；
日志删除模块：当所有子事务执行成功后，日志删除模块删除存储有子事务的日志。
本发明还公开了一种Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性设备，包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性方法。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性方法。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性方法，其特征在于，当用户向网络设备下发Ipsec配置信息时，通过Saga算法将其划分为一系列子事务，每个子事务表示向对应的一个网络设备下发Ipsec配置信息；每个子事务都有对应的补偿动作，每个补偿动作表示将向对应的一个网络设备下发的Ipsec配置信息回滚；
顺序执行每个子事务，若存在子事务执行失败，则向网络设备下发Ipsec配置信息失败，从最后一个成功的子事务起，依次向前对成功的子事务进行对应的补偿动作，直到所有成功的子事务向对应的网络设备下发的Ipsec配置信息回滚操作结束；若所有子事务执行成功，则向网络设备下发Ipsec配置信息成功的回馈。
2.根据权利要求1所述的一种Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性方法，其特征在于，当一个子事务执行成功后，Saga算法在日志中存储该子事务。
3.根据权利要求2所述的一种Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性方法，其特征在于，Saga算法在内存中存储日志。
4.根据权利要求2所述的一种Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性方法，其特征在于，当所有子事务执行成功后，Saga算法删除存储有子事务的日志。
5.根据权利要求1所述的一种Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性方法，其特征在于，当一个以上用户向网络设备下发Ipsec配置信息时，每个用户向网络设备下发Ipsec配置信息的操作采用并发或者协程或者同步的方式进行。
6.一种Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性系统，其特征在于，包括Saga算法模块，Saga算法模块包括：
子事务生成模块：将用户向网络设备下发Ipsec配置信息的任务划分为一系列子事务，每个子事务表示向对应的一个网络设备下发Ipsec配置信息；根据每个子任务生成对应的补偿动作，每个补偿动作表示将向对应的一个网络设备下发的Ipsec配置信息回滚；
执行模块：顺序执行每个子事务；
判断模块：判断是否存在子事务执行失败；
补偿模块：从最后一个成功的子事务起，依次向前对成功的子事务进行对应的补偿动作，直到所有成功的子事务向对应的网络设备下发的Ipsec配置信息回滚操作结束；
反馈模块：向网络设备下发Ipsec配置信息成功的回馈。
7.根据权利要求6所述的一种Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性系统，其特征在于，Saga算法模块还包括日志存储模块：当一个子事务执行成功后，日志存储模块在日志中存储该子事务；日志存储模块在内存中存储日志。
8.根据权利要求7所述的一种Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性系统，其特征在于，Saga算法模块还包括日志删除模块：当所有子事务执行成功后，日志删除模块删除存储有子事务的日志。
9.一种Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性设备，包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1-5所述Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现上述权利要求1-5所述Ipsec隧道配置中的微服务数据一致性方法。
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