CN112953735B - 网络服务设备和网络服务方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提出一种网络服务设备和网络服务方法,涉及数据通信领域。本公开利用内存数据库同步存储备份控制面数据,同时使用浮动IP地址技术,当控制面和转发面任一平面失效,能够实施热切换保持平面功能,从而减少网络服务停工时间,保持网络服务的高可用性。
Description
技术领域
本公开涉及数据通信领域,特别涉及一种基于控制面和转发面分离架构下的网络服务设备和网络服务方法。
背景技术
网络服务设备需要实现高可用性(High Availability),以便减少网络服务停工时间,保持网络服务的高可用性。
基于控制面和转发面分离架构的网络服务设备,被分为转发面与控制面,由于与传统一体化设备的架构不同,原来的高可用方法难以继续沿用。
发明内容
本公开利用内存数据库同步存储备份控制面数据,同时使用浮动IP地址技术,当控制面和转发面任一平面失效,能够实施热切换保持平面功能,从而减少网络服务停工时间,保持网络服务的高可用性。
本公开的一些实施例提出一种网络服务设备,包括:
设有第一内存数据库的第一控制面装置、设有第二内存数据库的第二控制面装置、第一转发面装置、以及第二转发面装置;
其中,第一内存数据库与第二内存数据库被配置为同步备份对方的控制面数据;并且,第一控制面装置和第二控制面装置配置了共同的第一浮动IP地址,第一转发面装置和第二转发面装置配置了共同的第二浮动IP地址。
在一些实施例中,第一控制面装置和第二控制面装置中的其中一个装置是主控制面装置时,其中的另一个装置是备控制面装置,备控制面装置的内存数据库被配置为同步备份主控制面装置的内存数据库中的控制面数据;第一转发面装置和第二转发面装置中的其中一个装置是主转发面装置时,其中的另一个装置是备转发面装置。
在一些实施例中,控制面装置与转发面装置之间设置有信息传输通道,信息传输通道被配置为利用第一浮动IP地址和第二浮动IP地址进行通信;其中,控制面装置为第一控制面装置或第二控制面装置,转发面装置为第一转发面装置或第二转发面装置。
在一些实施例中,控制面装置被配置为利用第一浮动IP地址与除自身之外的其他设备进行通信;转发面装置被配置为利用第二浮动IP地址与除自身之外的其他设备进行通信;其中,控制面装置为第一控制面装置或第二控制面装置,转发面装置为第一转发面装置或第二转发面装置。
本公开的一些实施例提出一种基于网络服务设备的网络服务方法,包括:
当前作为主控制面装置的第一控制面装置故障时,第二控制面装置切换为主控制面装置,
第二控制面装置将控制面数据下发到第二浮动IP地址对应的主转发面装置,并写入第二内存数据库,主转发面装置为第一转发面装置或第二转发面装置。
在一些实施例中,还包括:第一控制面装置恢复后,作为备控制面装置通过第一内存数据库对第二控制面装置中的控制面数据进行备份;第一控制面装置将所述控制面数据下发到备转发面装置。
在一些实施例中,还包括:当前作为主转发面装置的第一转发面装置故障时,第二转发面装置切换为主转发面装置;第二转发面装置通过第二浮动IP地址接收主控制面装置下发的控制面数据。
在一些实施例中,还包括:第一转发面装置恢复后,作为备转发面装置接收备控制面装置下发的控制面数据。
在一些实施例中,所述控制面数据包括上线用户的策略。
本公开的一些实施例提出一种基于网络服务设备的网络服务方法,包括:
当前作为主转发面装置的第一转发面装置故障时,第二转发面装置切换为主转发面装置;
第二转发面装置通过第二浮动IP地址接收主控制面装置下发的控制面数据,主控制面装置为第一控制面装置或第二控制面装置。
在一些实施例中,第一转发面装置恢复后,作为备转发面装置接收备控制面装置下发的控制面数据。
本公开的一些实施例提出一种非瞬时性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任一个实施例的网络服务方法的步骤。
附图说明
下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。根据下面参照附图的详细描述,可以更加清楚地理解本公开,
显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开的网络部署架构示意图。
图2为本公开在控制面装置故障时的网络服务方法流程示意图。
图3为本公开在转发面装置故障时的网络服务方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1为本公开的网络部署架构示意图。
如图1所示,在网络中,设有第一控制面装置11、第二控制面装置12、第一转发面装置13、以及第二转发面装置14,这些装置11-14合起来称为网络服务设备。此外,网络中还设有交换机,如接入(Access)交换机15、上行链路(Uplink)交换机16等。
控制面装置(如第一控制面装置11、第二控制面装置12)中可设置VxLAN GW(Virtual eXtensible Local Area Network Gateway,虚拟扩展局域网网关)111,121、RPC(Remote Procedure Call,远程过程调用)112,122、内存数据库DB 113,123等。为了描述方便,第一控制面装置11的内存数据库113也称第一内存数据库,第二控制面装置12的内存数据库123也称第二内存数据库。
转发面装置(如第一转发面装置13、第二转发面装置14)中可设置VxLAN GW131,141、网络接口控制器(Network Interface Controller,NIC)代理(Agent)132,142、以及监控功能(Monitor)133,143等。
控制面装置中的VxLAN GW111,121与转发面装置中的VxLAN GW131,141之间形成VxLAN通道,即数据通道,控制面装置中的RPC112,122与转发面装置中的NIC Agent132,142形成RPC通道,即策略下发通道。RPC通道还可以替换为NETCONF(网络配置,一种网络协议)通道。控制面装置与转发面装置之间设置的信息传输通道(VxLAN通道、RPC/NETCONF通道),利用浮动IP技术进行通信。具体来说,信息传输通道被配置为利用第一浮动IP地址和第二浮动IP地址进行通信。浮动IP技术,是指在做双机的时候,设定的一个浮动IP地址,通过访问这个浮动IP地址可以访问到后台的其中一个机器,具体是哪台机器,由一定的规则确定,具体到本案,会访问到主装置。也就是说,浮动IP是随资源一起走的,数据资源在哪台机器上,就会访问到那台机器。控制面装置(第一控制面装置或第二控制面装置)被配置为利用第一浮动IP地址与除自身之外的其他设备进行通信,第一浮动IP地址指向主控制面装置。转发面装置(第一转发面装置或第二转发面装置)被配置为利用第二浮动IP地址与除自身之外的其他设备进行通信,第二浮动IP地址指向主转发面装置。
此外,图1中还示出了主机(Host)、虚拟机(Virtual Machine,VM)、物理功能(Physical Function,PF)、虚拟功能(Virtual Function,VF)等。其中,第一控制面装置11、第二控制面装置12、第一转发面装置13、以及第二转发面装置14可以以虚拟机(虚线所示)的形式部署在某些主机(虚线外围的实线所示)上。PF(灰底的方块所示)和VF(圆圈所示)可以部署在转发面装置所在的主机上。
如图1所示,控制面装置采用1:1主/备模式,如第一控制面装置11、第二控制面装置12,第一控制面装置11和第二控制面装置12中的其中一个装置是主控制面装置时,其中的另一个装置是备控制面装置,备控制面装置的内存数据库被配置为同步备份主控制面装置的内存数据库中的控制面数据。其中,第一内存数据库与第二内存数据库被配置为同步备份对方的控制面数据;并且,第一控制面装置和第二控制面装置配置了共同的第一浮动IP地址,第一转发面装置和第二转发面装置配置了共同的第二浮动IP地址。
如图1所示,转发面装置采用1:1主/备模式,如第一转发面装置和第二转发面装置,第一转发面装置和第二转发面装置中的其中一个装置是主转发面装置时,其中的另一个装置是备转发面装置。当主转发面装置出现异常时,Uplink交换机和Access交换机对应的链路同步切换到备转发面装置。
控制面装置的工作过程如下:
主/备控制面装置初始化阶段:主控制面装置提供业务,备控制面装置通过内存数据库对主控制面装置中的控制面数据(如配置信息等)进行批量备份操作。
主/备控制面装置实时备份阶段:主控制面装置提供业务,如果某个用户的数据信息状态发生变化,则通知备控制面装置备份该用户的数据信息,备控制面装置通过内存数据库获取并备份该用户的数据信息。
主/备控制面装置倒换阶段:当前的主控制面装置(假设是第一控制面装置)发生故障,第二控制面装置切换为主控制面装置,检查数据的一致性(包含检查并批量恢复功能),继续提供业务功能。
主/备控制面装置恢复工作阶段:如上述的例子,第二控制面装置提供业务,第一控制面装置恢复运行后,第一控制面装置通过内存数据库获取配置信息以及进行数据批量备份操作。
图2为本公开在控制面装置故障时的网络服务方法流程示意图。
如图2所示,该实施例的方法包括:
在步骤21,当前作为主控制面装置的第一控制面装置故障时,第二控制面装置切换为主控制面装置,停止向备转发面装置发送控制面数据。
故障期间,控制面装置仍可以通过第一浮动IP地址正常为其他设备提供服务,或者说,其他设备仍可以通过第一浮动IP地址正常与控制面装置进行通信,只是,在当前作为主控制面装置的第一控制面装置故障之前,第一浮动IP地址指向第一控制面装置,在第一控制面装置故障之后,第一浮动IP地址指向第二控制面装置。
在步骤22,第二控制面装置将控制面数据下发到第二浮动IP地址对应的主转发面装置(假设主转发面装置是第一转发面装置;即,源地址可以是第一浮动IP地址,目的地址可以是第二浮动IP地址),并写入第二内存数据库,通知第一控制面装置备份。
在步骤23,第一控制面装置恢复后,作为备控制面装置通过第一内存数据库对第二控制面装置中的控制面数据进行备份。
在步骤24,第一控制面装置将控制面数据下发到备转发面装置(假设是第二转发面装置)。
利用内存数据库同步存储备份控制面数据,同时使用浮动IP地址技术,当控制面失效时,能够实施热切换保持控制面功能,从而减少网络服务停工时间,保持网络服务的高可用性。
图3为本公开在转发面装置故障时的网络服务方法流程示意图。
如图3所示,该实施例的方法包括:
在步骤31,当前作为主转发面装置的第一转发面装置故障时,第二转发面装置切换为主转发面装置。
故障期间,转发面装置仍可以通过第二浮动IP地址正常为其他设备提供服务,或者说,其他设备仍可以通过第二浮动IP地址正常与转发面装置进行通信,只是,在当前作为主转发面装置的第一转发面装置故障之前,第二浮动IP地址指向第一转发面装置,在第一转发面装置故障之后,第二浮动IP地址指向第二转发面装置。
在步骤32,主控制面装置如果有需要下发的控制面数据,向第二浮动IP地址下发控制面数据(即,源地址可以是第一浮动IP地址,目的地址可以是第二浮动IP地址),并写入自己的内存数据库,通知备控制面装置备份;第二转发面装置通过第二浮动IP地址接收主控制面装置下发的控制面数据。
在步骤33,第一转发面装置恢复后,作为备转发面装置接收备控制面装置下发的控制面数据。
利用控制面装置的内存数据库同步存储备份控制面数据,同时使用浮动IP地址技术,当转发面失效时,能够实施热切换保持转发面功能,从而减少网络服务停工时间,保持网络服务的高可用性。
在本公开的各个实施例中,控制面数据例如包括上线用户的策略等数据,但不限于所举施例。
本领域内的技术人员应当明白,本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本公开的较佳实施例,并不用以限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种基于控制面和转发面分离架构的网络服务设备,其特征在于,包括:
设有第一内存数据库的第一控制面装置、设有第二内存数据库的第二控制面装置、第一转发面装置、以及第二转发面装置;
其中,第一内存数据库与第二内存数据库被配置为同步备份对方的控制面数据;并且,第一控制面装置和第二控制面装置配置了共同的第一浮动IP地址,第一转发面装置和第二转发面装置配置了共同的第二浮动IP地址,
控制面装置与转发面装置之间设置有信息传输通道,信息传输通道被配置为利用第一浮动IP地址和第二浮动IP地址进行通信;
其中,控制面装置为第一控制面装置或第二控制面装置,第一控制面装置和第二控制面装置基于第一浮动IP地址进行热切换保持控制面功能,转发面装置为第一转发面装置或第二转发面装置,第一转发面装置和第二转发面装置基于第二浮动IP地址进行热切换保持转发面功能。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,
第一控制面装置和第二控制面装置中的其中一个装置是主控制面装置时,其中的另一个装置是备控制面装置,备控制面装置的内存数据库被配置为同步备份主控制面装置的内存数据库中的控制面数据;
第一转发面装置和第二转发面装置中的其中一个装置是主转发面装置时,其中的另一个装置是备转发面装置。
3.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,
控制面装置被配置为利用第一浮动IP地址与除自身之外的其他设备进行通信;
转发面装置被配置为利用第二浮动IP地址与除自身之外的其他设备进行通信;
其中,控制面装置为第一控制面装置或第二控制面装置,转发面装置为第一转发面装置或第二转发面装置。
4.一种基于权利要求1-3任一项所述的网络服务设备的网络服务方法,其特征在于,包括:
当前作为主控制面装置的第一控制面装置故障时,第二控制面装置基于第一浮动IP地址通过热切换方式切换为主控制面装置,
第二控制面装置将控制面数据下发到第二浮动IP地址对应的主转发面装置,并写入第二内存数据库,主转发面装置为第一转发面装置或第二转发面装置。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,还包括:
第一控制面装置恢复后,作为备控制面装置通过第一内存数据库对第二控制面装置中的控制面数据进行备份;
第一控制面装置将所述控制面数据下发到备转发面装置。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,还包括:
当前作为主转发面装置的第一转发面装置故障时,第二转发面装置切换为主转发面装置;
第二转发面装置通过第二浮动IP地址接收主控制面装置下发的控制面数据。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,还包括:
第一转发面装置恢复后,作为备转发面装置接收备控制面装置下发的控制面数据。
8.根据权利要求4-7任一项所述的方法,其特征在于,所述控制面数据包括上线用户的策略。
9.一种基于权利要求1-3任一项所述的网络服务设备的网络服务方法,其特征在于,包括:
当前作为主转发面装置的第一转发面装置故障时,第二转发面装置基于第二浮动IP地址通过热切换方式切换为主转发面装置;
第二转发面装置通过第二浮动IP地址接收主控制面装置下发的控制面数据,主控制面装置为第一控制面装置或第二控制面装置。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,
第一转发面装置恢复后,作为备转发面装置接收备控制面装置下发的控制面数据。
11.一种非瞬时性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权利要求4-10中任一项所述的网络服务方法的步骤。
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