CN114124712B - 一种基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法，其中，该方法包括：S01、切片带宽采集；S02、切片带宽调整策略制定；S03、切片带宽调整；S04、切片带宽的采集和显示；S05、切片带宽调整的实现；S06、切片带宽采集和调整的频率。该方法可以实现切片流量自动采集；切片带宽调整策略，用户可配置；切片可根据实际使用率，动态调整切片带宽；切片带宽调整，可支持不同厂家设备，混合组网；切片带宽调整时间间隔可配置。
Description
技术领域
本发明涉及网络切片领域，尤其是一种基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法。
背景技术
在新型城域网中，当前在接入Leaf设备实现了固移融合，固网业务和移动业务在同一张承载网上进行传输。为保证5G等高优先级业务优先传输，带宽不被低优先级业务(如家宽、ITV等)挤占，对物理接口带宽进行时分复用，FlexE切片的带宽，运营商当前是静态分配的。静态分配存在这样一个问题，给高优先级业务分配的带宽多了，可能用不完，存在浪费现象，如果分配的带宽少了，有可能不够用，导致业务质量下降。
例如当前城域网，从Access-Leaf到Spine，从Spine到B-Leaf连接的物理链路带宽为100G。固定划分为三个FlexE切片，分别是默认切片70G，政企组网切片10G，5G相关业务切片20G。当前政企组网业务及5G业务，分配的切片带宽是固定的，当业务流量比较小的时候，带宽比较浪费，当业务流量突发增大的时候，又可能业务比较拥挤，时延增大，丢包增多，无法保证服务质量。
发明内容
本发明提供一种基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法，通过对切片的流量进行采集，计算切片流量带宽使用率，根据用户指定的切片带宽调整策略，对切片带宽进行动态调整，生成的调整命令，通过城域网控制器下发到切片两端设备对应的端口上，下发命令后，再采集一次切片链路的带宽，页面显示调整后的切片带宽。这样可以达到切片带宽与业务流量相匹配的效果。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
在本发明一实施例中，提出了一种基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法，该方法包括：
S01、切片带宽采集；
S02、切片带宽调整策略制定；
S03、切片带宽调整；
S04、切片带宽的采集和显示；
S05、切片带宽调整的实现；
S06、切片带宽采集和调整的频率。
进一步地，所述S01包括：
S011、城域网控制器通过BGP链路状态协议BGP-LS，采集到IGP路由，获取到网络拓扑信息；
S012、采集机和IGP域内任意一台设备，建立BGP-LS邻居即可采集到BGP-LS数据；
S013、采用定时采集，采集到网络中的所有端口和链路信息；
S014、通过采集网络设备的配置，分析物理端口与切片端口之间的关系，分析出所有的切片信息，将切片相关信息写库；
S015、通过控制器数据库，查看切片两端连接的设备和端口，通过telemetry流量采集，采集到指定设备、指定端口的流量数据，从而分析出切片端口的带宽使用率。
进一步地，所述S012中采集机和IGP域内两台设备同时建立BGP-LS邻居，两台设备互为备份。
进一步地，所述S015包括：
S0151、telemetry流量采集，采集到端口累计流入的数据字节总数；
S0152、通过相邻两个采集点，计算出两个临近采集点流入的数据字节数；
S0153、用计算出的字节数除以采集的周期，计算出两个临近采集点采集周期内的流量平均速率；
S0154、用计算出的流量平均速率除以端口的带宽，计算出带宽使用率。
进一步地，所述S02包括：
S021、当切片带宽利用率大于80％，增加一个时隙的带宽；
S022、当切片带宽利用率小于10％，减少一个时隙的带宽；
S023、当切片带宽利用率在10％～80％之间，保持切片的带宽不变。
进一步地，所述切片带宽利用率，是取两个端口带宽利用率比较大的值，作为切片带宽利用率。
进一步地，所述S03包括：
S031、根据数据库里面的链路信息，查看到该切片两端的设备及端口信息；
S032、再查看切片链路A、B端的物理端口切片划分信息，连接上行设备端为A端、连接下行设备端为B端；
S033、根据设备的厂家信息，生成相关切片调整对应的CLI命令或者netconf命令，进行相关命令的配置下发。
进一步地，所述S04包括：
S041、对该切片两端物理端口的切片信息进行采集，并刷新数据库；
S042、页面将采集数据库的信息，进行实时显示，确保与设备实际切片的配置信息一致。
进一步地，所述S05包括：
S051、通过页面将切片端口展现，实现切片调整策略的管理；
S052、通过前台功能定时根据用户切片调整策略，进行计算，对每个切片进行判断是否需要进行切片带宽调整，及进行切片带宽调整配置的生成；
S053、通过后台功能将前台生成的配置，下发到具体的设备上，并且同时需要采集切片端口的配置，并且存库，供页面读取和显示。
进一步地，所述S06切片带宽采集和调整的频率为15-120分钟。
在本发明一实施例中，还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现前述基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法。
在本发明一实施例中，还提出了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法的计算机程序。
有益效果：
1、本发明切片流量自动采集；
2、切片带宽调整策略，用户可配置；
3、切片可根据实际使用率，动态调整切片带宽；
4、切片带宽调整，可支持不同厂家设备，混合组网；
5、切片带宽调整时间间隔可配置。
附图说明
图1是本发明一实施例的基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法流程示意图；
图2是BGP-LS采集拓扑图；
图3是S03的页面截图；
图4是S05的流程示意图；
图5是本发明一实施例的计算机设备结构示意图。
具体实施方式
下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神，应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。
根据本发明的实施方式，提出了一种基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法，通过对切片的流量进行采集，计算切片流量带宽使用率，根据用户指定的切片带宽调整策略，对切片带宽进行动态调整，生成的调整命令，通过城域网控制器下发到切片两端设备对应的端口上，下发命令后，再采集一次切片链路的带宽，页面显示调整后的切片带宽。这样可以达到切片带宽与业务流量相匹配的效果。
下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。
涉及的名词解释：
FlexE切片：灵活以太网切片
Access-Leaf：接入侧路由器，用于连接接入侧交换机或者OLT设备，
Spine：骨干路由器
B-Leaf：Border Leaf，边界路由器，起到跨域连接作用
Telemetry：一项监控设备性能和故障的远程数据采集技术。它采用“推模式”及时获取丰富的监控数据，可以实现网络故障的快速定位。
图1是本发明一实施例的基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法流程示意图。如图1所示，既定的检测流程，包括：
S01、切片带宽采集；
S02、切片带宽调整策略制定；
S03、切片带宽调整；
S04、切片带宽的采集和显示；
S05、切片带宽调整的实现；
S06、切片带宽采集和调整的频率。
如图2所示，所述S01包括：
S011、城域网控制器通过BGP链路状态协议BGP-LS，采集到IGP路由，获取到网络拓扑信息；
S012、采集机和IGP域内任意一台设备，建立BGP-LS邻居即可采集到BGP-LS数据；
S013、采用定时采集，采集到网络中的所有端口和链路信息；
S014、通过采集网络设备的配置，分析物理端口与切片端口之间的关系，分析出所有的切片信息，将切片相关信息写库；
S015、通过控制器数据库，查看切片两端连接的设备和端口，通过telemetry流量采集，采集到指定设备、指定端口的流量数据，从而分析出切片端口的带宽使用率。
所述S012中采集机和IGP域内两台设备同时建立BGP-LS邻居，两台设备互为备份。
所述S015包括：
S0151、telemetry流量采集，采集到端口累计流入的数据字节总数；
S0152、通过相邻两个采集点，计算出两个临近采集点流入的数据字节数；
S0153、用计算出的字节数除以采集的周期，计算出两个临近采集点采集周期内的流量平均速率；
S0154、用计算出的流量平均速率除以端口的带宽，计算出带宽使用率。
进一步地，所述S02包括：
S021、当切片带宽利用率大于80％，增加一个时隙的带宽；
S022、当切片带宽利用率小于10％，减少一个时隙的带宽；
S023、当切片带宽利用率在10％～80％之间，保持切片的带宽不变。
其中切片带宽利用率，是取A端和B端，端口带宽利用率比较大的值，作为切片带宽利用率。
为防止切片带宽被调整的过小或者过大，可配置切片最小带宽及最大带宽，当带宽达到极小值后，不再调小，达到极大值后，不再调大。如可设置5G切片，切片带宽最小为1个时隙，切片带宽最大为6个时隙。可以通过物理端口的带宽，以及所划分的时隙个数，计算出每一个时隙的带宽。例如物理带宽为100G，共计划分20个时隙，那么可以算出，每个时隙为5G带宽
如图3所示，所述S03包括：
S031、根据数据库里面的链路信息，查看到该切片两端的设备及端口信息；
S032、再查看切片链路A、B端的物理端口切片划分信息，连接上行设备端为A端、连接下行设备端为B端；
S033、根据设备的厂家信息，生成相关切片调整对应的CLI命令或者netconf命令，进行相关命令的配置下发。
例如、华为适配，切片带宽调整的命令情况：
先查到切片，对应的flexe client-instance-id,再client-instance模式下进行带宽配置
flexe client-instance<client-instance-id>
flexe-bandwidth<bandwidth>
假设当前物理端口划分三个切片，分别是默认切片，政企组网切片，5G业务切片。若对5G业务切片进行带宽调整，则需要同时对默认切片进行反向调整(所有切片带宽总和不大于物理端口带宽)。需要先进行带宽缩容的调整，再进行带宽扩容的相关调整。
由于物理接口的总的带宽是固定的，5G业务切片带宽调大，则同时需要把默认切片带宽调小。若5G业务切片带宽调小，则可以将剩余的带宽，分配给默认切片。
所述S04包括：
切片带宽调整命令下发后，为保证页面显示的切片带宽信息，与实际设备的切片带宽信息数据一致性，需要对该切片两端物理端口的切片信息，进行采集，并刷新数据库，页面将采集数据库的信息，进行相关的显示，保证页面显示的信息，与设备实际切片的配置信息，保持一致。
如图4所示，所述S05包括：
S051、通过页面将切片端口展现，实现切片调整策略的管理；
S052、通过前台功能定时根据用户切片调整策略，进行计算，对每个切片进行判断是否需要进行切片带宽调整，及进行切片带宽调整配置的生成；
S053、通过后台功能将前台生成的配置，下发到具体的设备上，并且同时需要采集切片端口的配置，并且存库，供页面读取和显示。
所述S06切片带宽采集和调整的频率，可设计页面，让用户可以进行调整。因切片带宽调整，可能涉及很多切片，需要采集切片流量，计算，进行配置下发等，为保证业务的稳定运行，切片带宽调整频率不宜过于频繁，一般建议最小调整间隔为15分钟，默认切片调整间隔为1小时。
需要说明的是，尽管在上述实施例及附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
为了对上述基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法进行更为清楚的解释，下面结合一个具体的实施例来进行说明，然而值得注意的是该实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明不当的限定。
一个物理链路，A端为HX-Spine01设备的FlexE100G1/0/12端口，B端为RML-Access-Leaf-01设备的FlexE100G2/0/2端口。现将该物理链路进行切片，划分为三个切片，分别是默认切片：(对应A端端口Flex1/2/106,B端端口Flex2/0/10)，政企专线切片(对应A端端口Flex1/2/107,B端端口Flex2/0/11)，5G2B切片(对应A端端口FlexE1/2/108,B端端口FlexE2/0/12)。物理带宽为100G，分成20个时隙，每个时隙5G。初始分配带宽分别为70G，20G，10G。
配置5G2B切片带宽，为动态带宽调整，调整策略如下：“当切片带宽利用率大于80％，增加一个时隙的带宽。当切片带宽利用率小于10％，减少一个时隙的带宽”。
通过telemetry采集5G2B切片两端端口的流出速率，A端端口为HX-Spine01设备的FlexE1/2/108，B端端口为RML-Access-Leaf-01设备的FlexE2/0/12。
telemetry每过10秒钟，会采集一下切片端口累计收到的数据包字节数，用这个字节数减去上个采集周期采集点采集到的数据包字节数，除以相邻两次采集的时间间隔，可以得到最近一个采集周期端口的平均发包速率。
每到切片带宽调整定时器超时后(循环定时器)，进行一轮扫描，查看各个切片链路的切片带宽使用率，判断是否需要进行切片带宽的调整。按照配置的带宽调整策略可知，当端口发包速率大于80％时，则将带宽调大一个时隙(当前1个时隙的带宽为5G)，当端口发包速率小于10％时，则将带宽调小一个时隙。当端口发包速率在10％到80％之间时，则保持当前带宽不调整。由于一个链路，对应有A、B两端，对应有两个切片端口的发包速率，如果需要调整，则双向同时进行调整。切片带宽调整策略，在计算切片带宽使用率时，以两个切片端口，速率比较大的那个，来进行测量和比较。举个例子，如果A端发包速率与切片带宽使用为81％，B端发包速率与切片带宽使用率为8％，那么根据A端的切片使用率，双向切片带宽需要调整，增加一个时隙。
下面以调整B端端口，RML-AccessLeaf-01设备的FlexE2/0/12为例，说明切片带宽调整的相关命令。
当需要进行切片带宽调整时，需要根据切片端口对应设备的厂家，获取该厂家切片带宽调整的相关命令，进行配置下发。如对于华为设备，切片带宽调整的命令，下发逻辑如下：
根据物理口FlexE-50|100G2/0/2,可以找到对应的flexe group为1201，根据切片端口FlexE2/0/12可以得知，flexe client-instance为31201。进入flexe client-instance实例，即可输入命令，调整该切片的带宽。
flexe group 1201
flexe-groupnum 404111
binding interface FlexE-50|100G2/0/2
#
flexe client-instance 31201 flexe-group 1201 flexe-type full-functionport-id 12
flexe-clientid 3
flexe-bandwidth 20
如需将切片带宽进行调整，则进行flexe client-instance模式，配置flexe-bandwidth即可。
为了保证切片带宽调整的时候，因为某些错误，导致前台页面显示的带宽，与实际切片配置的带宽，出现不一致情况，每次在切片带宽调整命令下发后，再次采集到设备上，采集一下，该切片的实际配置的带宽，然后将带宽刷新到数据库里面。再刷新前台页面的时候，页面会读取数据库里面的数据，保证页面显示的带宽，与设备实际配置的带宽是完全一致的。
为了防止切片带宽调整过于频繁，可以切片带宽调整频率，每次调整的时候，记录上次切片带宽调整的时间点，在需要新的调整时，计算一下，与上次调整的时间间隔，如果时间间隔小于最短切片调整时间间隔的话，则不进行切片带宽调整。
基于前述发明构思，如图5所示，本发明还提出一种计算机设备100，包括存储器110、处理器120及存储在存储器110上并可在处理器120上运行的计算机程序130，处理器120执行计算机程序130时实现前述基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法。
基于前述发明构思，本发明还提出一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行前述基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法的计算机程序。
本发明提出的基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法，通过对切片的流量进行采集，计算切片流量带宽使用率，根据用户指定的切片带宽调整策略，对切片带宽进行动态调整，生成的调整命令，通过城域网控制器下发到切片两端设备对应的端口上，下发命令后，再采集一次切片链路的带宽，页面显示调整后的切片带宽。这样可以达到切片带宽与业务流量相匹配的效果。
虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包含的各种修改和等同布置。
对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法，其特征在于，该方法包括：
S01、切片带宽采集；
S011、城域网控制器通过BGP链路状态协议BGP-LS，采集到IGP路由，获取到网络拓扑信息；
S012、采集机和IGP域内任意一台设备，建立BGP-LS邻居即可采集到BGP-LS数据；
S013、采用定时采集，采集到网络中的所有端口和链路信息；
S014、通过采集网络设备的配置，分析物理端口与切片端口之间的关系，分析出所有的切片信息，将切片相关信息写库；
S015、通过控制器数据库，查看切片两端连接的设备和端口，通过telemetry流量采集，采集到指定设备、指定端口的流量数据，从而分析出切片端口的带宽使用率；
S0151、telemetry流量采集，采集到端口累计流入的数据字节总数；
S0152、通过相邻两个采集点，计算出两个临近采集点流入的数据字节数；
S0153、用计算出的字节数除以采集的周期，计算出两个临近采集点采集周期内的流量平均速率；
S0154、用计算出的流量平均速率除以端口的带宽，计算出带宽使用率；
S02、切片带宽调整策略制定，根据切片带宽利用率，决定带宽的增减；
S03、切片带宽调整；
S04、切片带宽的采集和显示；
S05、切片带宽调整的实现；
S06、切片带宽采集和调整的频率。
2.根据权利要求1所述的基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法，其特征在于，所述S012中采集机和IGP域内两台设备同时建立BGP-LS邻居，两台设备互为备份。
3.根据权利要求1所述的基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法，其特征在于，所述S02包括：
S021、当切片带宽利用率大于80%，增加一个时隙的带宽；
S022、当切片带宽利用率小于10%，减少一个时隙的带宽；
S023、当切片带宽利用率在10%~80%之间，保持切片的带宽不变。
4.根据权利要求3所述的基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法，其特征在于所述切片带宽利用率，是取两个端口带宽利用率比较大的值，作为切片带宽利用率。
5.根据权利要求1所述的基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法，其特征在于，所述S03包括：
S031、根据数据库里面的链路信息，查看到该切片两端的设备及端口信息；
S032、再查看切片链路A、B端的物理端口切片划分信息，连接上行设备端为A端、连接下行设备端为B端；
S033、根据设备的厂家信息，生成相关切片调整对应的CLI命令或者netconf命令，进行相关命令的配置下发。
6.根据权利要求1所述的基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法，其特征在于，所述S04包括：
S041、对该切片两端物理端口的切片信息进行采集，并刷新数据库；
S042、页面将采集数据库的信息，进行实时显示，确保与设备实际切片的配置信息一致。
7.根据权利要求1所述的基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法，其特征在于，所述S05包括：
S051、通过页面将切片端口展现，实现切片调整策略的管理；
S052、通过前台功能定时根据用户切片调整策略，进行计算，对每个切片进行判断是否需要进行切片带宽调整，及进行切片带宽调整配置的生成；
S053、通过后台功能将前台生成的配置，下发到具体的设备上，并且同时需要采集切片端口的配置，并且存库，供页面读取和显示。
8.根据权利要求1所述的基于新型网络的硬切片动态扩缩容方法，其特征在于，所述S06切片带宽采集和调整的频率为15-120分钟。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理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计算机程序时实现权利要求1-8任一项所述方法。
10.一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执行权利要求1-8任一项所述方法的计算机程序。
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2021
- 2021-11-03 CN CN202111293600.8A patent/CN114124712B/zh active Active
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Also Published As
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|---|---|
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