CN114585009A - Upf双机热备切换方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

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CN114585009A CN202210483874.1A CN202210483874A CN114585009A CN 114585009 A CN114585009 A CN 114585009A CN 202210483874 A CN202210483874 A CN 202210483874A CN 114585009 A CN114585009 A CN 114585009A
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Abstract

本发明提供一种UPF双机热备切换方法、装置、电子设备及存储介质，属于计算机技术领域，包括：建立第一UPF与邻接设备通信；各邻接设备的ARP缓存表中的虚拟IP地址对应第一UPF的mac地址；第一UPF故障后控制第二UPF作为主用master向邻接设备发送ARP广播；ARP广播携带有虚拟IP地址和第二UPF的mac地址；建立第二UPF与邻接设备之间的通信。本发明通过在备用UPF切换到主用master后发送免费ARP给邻接设备，以通知邻接设备更新其ARP缓存表内中的虚拟IP地址的mac地址，能确保主、备用UPF切换过程中UPF和邻接设备的通信不中断，能有效地提升用户网络业务的可靠性。

Description

UPF双机热备切换方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种UPF双机热备切换方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
用户面功能（User Plane Function，UPF)，是3GPP 5G核心网系统架构的重要组成部分，主要负责5G核心网用户面数据包的路由和转发相关功能。UPF在5G面向低时延、大带宽的边缘计算和网络切片技术上发挥着举足轻重的作用。两台UPF（又称主备用UPF）作为master-slave部署在核心网络能充分保证用户面数据的可靠性。主备用UPF对外共用一个虚拟IP地址，当主用UPF因设备故障，业务需要切换到备用UPF处理，免费地址解析协议（Address Resolution Protocol，ARP）可以快速实现主备用UPF之间的切换，保证用户业务不中断。
在正常情况下，只有一台主用UPF作为主用master处理用户网络数据，另一台备用UPF也运行但不接入核心网络。当主用UPF故障后，备用UPF会被迅速接入至核心网络，变为主用master开始与邻接设备通信处理用户网络数据。
但由于主用UPF和备用UPF的媒体存取控制位址（Media Access ControlAddress，mac）不一样，会导致邻接设备和切换作为主用master的备用UPF之间无法通信。
发明内容
本发明提供一种UPF双机热备切换方法、装置、电子设备和存储介质，用以解决现有技术中UPF主备切换时会中断通信，以重新进行网络配置的缺陷，能实现UPF和邻接设备的通信不中断。
第一方面，本发明提供一种UPF双机热备切换方法，包括：将第一UPF作为主用master，建立所述第一UPF与邻接设备通信；各邻接设备的ARP缓存表中的虚拟IP地址对应所述第一UPF的mac地址；所述虚拟IP地址是配置在所述第一UPF网口上的虚拟IP地址；
若确定所述第一UPF故障，则控制所述第一UPF进入故障模式，并控制第二UPF作为新的主用master向所述邻接设备发送第一ARP广播；所述第一ARP广播的目标IP地址为第二UPF的虚拟IP地址，所述第一ARP广播携带有虚拟IP地址和与所述虚拟IP地址对应的第二UPF的mac地址；
建立所述第二UPF与所述邻接设备之间的通信。
根据本发明提供的一种UPF双机热备切换方法，在控制所述第一UPF进入故障模式之后，还包括：
清除所述第一UPF网口上的所述虚拟IP地址，并在所述第二UPF网口上配置所述虚拟IP地址。
根据本发明提供的一种UPF双机热备切换方法，在控制第二UPF作为新的主用master向所述邻接设备发送第一地址解析协议ARP广播之后，还包括：
控制所述邻接设备更新各自ARP缓存表中的所述虚拟IP地址对应的mac地址为所述第二UPF的mac地址。
根据本发明提供的一种UPF双机热备切换方法，在所述将第一UPF作为主用master之后，在所述建立所述第一UPF与邻接设备通信之前，还包括：
在所述第一UPF网口上配置所述虚拟IP地址；
控制各邻接设备发送第二ARP广播，以供所述第一UPF响应所述第二ARP广播向各邻接设备反馈ARP响应包；
所述第二ARP广播的目标IP地址为所述虚拟IP地址，所述ARP响应包中携带有所述第一UPF的mac地址。
根据本发明提供的一种UPF双机热备切换方法，所述第二UPF是基于vrrp竞选机制确定的。
根据本发明提供的一种UPF双机热备切换方法，在控制所述邻接设备更新各自ARP缓存表中的所述虚拟IP地址对应的mac地址为所述第二UPF的mac地址之后，还包括：
由所述邻接设备向所述第二UPF反馈应答指令。
根据本发明提供的一种UPF双机热备切换方法，所述UPF双机热备切换的总时长小于100毫秒。
第二方面，本发明还提供一种UPF双机热备切换装置，包括：
通信控制单元，将第一UPF作为主用master，建立所述第一UPF与邻接设备通信；各邻接设备的ARP缓存表中的虚拟IP地址对应所述第一UPF的mac地址；所述虚拟IP地址是配置在所述第一UPF网口上的虚拟IP地址；
热备切换单元，若确定所述第一UPF故障，则控制所述第一UPF进入故障模式，并控制第二UPF作为新的主用master向所述邻接设备发送第一ARP广播；所述第一ARP广播的目标IP地址为第二UPF虚拟IP地址，所述第一ARP广播携带有虚拟IP地址和与所述虚拟IP地址对应的第二UPF的mac地址；
通信重建单元，建立所述第二UPF与所述邻接设备之间的通信。
第三方面，本发明提供一种电子设备，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，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述UPF双机热备切换方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述UPF双机热备切换方法的步骤。
本发明提供的UPF双机热备切换方法、装置、电子设备及存储介质，通过在备用UPF切换到主用master后发送免费ARP给邻接设备，以通知邻接设备更新其ARP缓存表内中的虚拟IP地址的mac地址，这样能确保主、备用UPF切换过程中UPF和邻接设备的通信不中断，从而能有效地提升用户网络业务的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的UPF双机热备切换方法的流程示意图；
图2是本发明提供的由免费ARP实现UPF双机热备切换的流程示意图；
图3是本发明提供的UPF双机热备切换装置的结构示意图；
图4是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
需要说明的是，在本发明实施例的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
地址解析协议（Address Resolution Protocol，ARP），是根据IP地址获取mac地址的一个TCP/IP协议。任一邻接设备或者主用master发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到局域网络上的所有邻接设备，并接收其他邻接设备返回的消息，以此确定其他邻接设备的物理地址；收到返回消息后将该目标IP地址和各邻接设备的mac地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。ARP是建立在网络中各个主机互相信任的基础上的，局域网络上的主机可以自主发送ARP应答消息，其他主机收到应答报文时不会检测该报文的真实性就会将其记入本机ARP缓存；ARP命令可用于查询本机ARP缓存中IP地址和mac地址的对应关系、添加或删除静态对应关系等。
用户面功能（User Plane Function，UPF）是3GPP 5G 核心网系统架构的重要组成部分，主要负责5G核心网用户面数据包的路由和转发相关功能。UPF在5G面向低时延、大带宽的边缘计算和网络切片技术上发挥着举足轻重的作用。
UPF作为5GC 网络用户面网元，主要支持用户（User Experience，UE）业务数据的路由和转发、数据和业务识别、动作和策略执行等。UPF通过N4接口与会话管理功能（Session Management Function，SMF）进行交互，直接受SMF控制和管理，依据SMF下发的各种策略执行业务流的处理。
主用UPF和备用UPF设备对外共用一个虚拟ip地址，正常情况下主用UPF作为主用master使用该虚拟ip地址和邻接设备通信，当主用UPF故障，备用UPF设备切换为主用master，继续使用该虚拟ip地址继续和其他邻接设备通信。
但目前主备用UPF切换后，邻接设备的ARP缓存表里存储的主用master的虚拟ip地址是对应切换前的主用UPF网口的mac地址。在备用UPF切换到主用master之后，邻接设备的ARP缓存表不能及时更新虚拟ip地址的mac地址为新的主用master的mac地址，故会导致在进行主备用UPF切换，UPF与各邻接设备之间的通信中断。
为解决这一缺陷，下面结合图1-图4描述本发明实施例所提供的UPF双机热备切换方法、装置、电子设备及存储介质。
图1是本发明提供的UPF双机热备切换方法的流程示意图，如图1所示，包括但不限于以下步骤：
步骤101：将第一UPF作为主用master，建立所述第一UPF与邻接设备通信；各邻接设备的ARP缓存表中的虚拟IP地址对应所述第一UPF的mac地址；所述虚拟IP地址是配置在所述第一UPF网口上的虚拟IP地址。
其中，第一UPF是主备切换前的主用UPF，第二UPF是主备用切换前的备用UPF。第一UPF和第二UPF均部署在同一用户网络，稳定工作时，第一UPF和第二UPF共同使用同一个虚拟IP地址与该局域网内的其他邻接设备通信。
具体地，在第一UPF在开始建立与其他邻接设备之间的通信的时候，第一UPF的网口接管虚拟IP地址，第二UPF的网口没有该虚拟IP地址，各邻接设备仅与第一UPF通信。
在任一邻接设备与第一UPF首次通信时，所述任一邻接设备的ARP缓存表里没有缓存该虚拟IP地址对应的第一UPF的mac地址。
此时，需要该邻接设备发送ARP广播，ARP广播的目标IP地址为第一UPF的IP地址。第一UPF接收到该邻接设备的ARP广播请求后，第一UPF就会响应该ARP广播，向该邻接设备发送ARP响应包，里面带有第一UPF的mac地址。
邻接设备收到第一UPF的ARP响应包之后，把第一UPF的IP地址与其mac地址关联缓存起来，后面该邻接设备就可以与第一UPF直接正常通信。
步骤102：若确定所述第一UPF故障，则控制所述第一UPF进入故障模式，并控制第二UPF作为新的主用master向所述邻接设备发送第一ARP广播；所述第一ARP广播（即免费ARP广播包）的目标IP地址为第二UPF的虚拟IP地址，所述第一ARP广播携带有虚拟IP地址和与所述虚拟IP地址对应的第二UPF的mac地址。
图2是本发明提供的由免费ARP实现UPF双机热备切换的流程示意图，如图2所示，第一UPF与第二UPF之间发送心跳帧信号，以确认彼此的运行状态是否正常。在第一UPF工作的过程中，由于某种原因（例如：内部程序退出或硬件网口故障）发生了故障，第一UPF和第二UPF上的冗余协议（Virtual Router Redundancy Protocol，VRRP）竞选机制，会通知第一UPF进入故障（fault）状态，并通知第二UPF进入主用master状态，同时在第二UPF的网口上配置上述虚拟IP地址。
进一步地，第二UPF进入主用master状态后，在开始工作前，会控制其在配置了虚拟IP地址的网口上发送免费ARP广播包（此处称作第一ARP广播），第一ARP广播报文的数据字段中的源IP地址是第二UPF的虚拟IP地址，源mac地址是第二UPF网口的mac地址，目的IP地址是第二UPF的虚拟IP地址，目的MAC地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF（如00-00-C0-15-AD-18），这样让用户网络上的所有主机（即所有邻接设备）接收第一ARP广播报文，并更新各自的ARP缓存表。
步骤103：建立所述第二UPF与所述邻接设备之间的通信。
从任一邻接设备的角度来看，在其接收到第一ARP广播报文之前，其ARP缓存表里UPF的IP地址对应第一UPF网口的mac地址，故在其收到切换为主用master的第二UPF发来的第一ARP广播报文后，就会更新其ARP缓存表，把UPF的IP地址对应的mac地址更新为第二UPF的的mac地址，后续该邻接设备就可以与第二UPF正常通信。
本发明提供的UPF双机热备切换方法，通过在备用UPF切换到主用master后发送免费ARP给邻接设备，以通知邻接设备更新其ARP缓存表内中的虚拟IP地址的mac地址，这样能确保主、备用UPF切换过程中UPF和邻接设备的通信不中断，从而能有效地提升用户网络业务的可靠性。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在控制所述第一UPF进入故障模式之后，还包括：
清除所述第一UPF网口上的所述虚拟IP地址，并在所述第二UPF网口上配置所述虚拟IP地址。
结合图2所示，在确定第一UPF故障时，vrrp竞选机制会通知第一UPF进入故障状态，同时通知第二UPF开始作为主用master建立与其它邻接设备之间的通信。
需要说明的是，由于第一UPF和第二UPF均部署在同一用户网络，在确定第二UPF转为主用master时，会同时清除第一UPF网口上的虚拟IP地址，同时在第二UPF网口上配置该虚拟IP地址，以确保同一用户网络中所有其他邻接设备重新建立与第二UPF之间的通信，避免其他邻接设备依旧保持与第一UPF之间的通信，导致通信冲突的发生。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在控制第二UPF作为新的主用master向所述邻接设备发送第一地址解析协议ARP广播之后，还包括：
控制所述邻接设备更新各自ARP缓存表中的所述虚拟IP地址对应的mac地址为所述第二UPF的mac地址。
具体地，在第二UPF转为新的主用master之后，在其配置了相同虚拟IP地址的网口上发送第一ARP广播，第一ARP广播报文的数据字段中的源IP地址是第二UPF的虚拟IP地址，源mac地址是第二UPF网口的mac地址，目的IP地址是第二UPF的虚拟IP地址，目的MAC地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF（如00-00-C0-15-AD-18），这样让用户网络上的所有主机（即所有邻接设备）在接收第一ARP广播报文后，以供各邻接设备更新各自的ARP缓存表。
在各邻接设备接收到第一ARP广播报文之前，其ARP缓存表里UPF的IP地址对应第一UPF网口的mac地址，故在其收到切换为主用master的第二UPF发来的第一ARP广播报文后，就会更新其ARP缓存表，把UPF的IP地址对应的mac地址更新为第二UPF的的mac地址，后续该邻接设备就可以与第二UPF正常通信。
本发明提供的UPF双机热备切换方法，在UPF双机热备场景下，考虑到第一UPF与第二UPF进行主备倒换后，与第一UPF邻接的网络设备ARP缓存表中UPF虚拟IP地址对应的mac地址未更新，会导致邻接设备发往第二UPF的数据包石沉大海而引起通信中断，本发明在第二UPF切到主用master后及时发送免费ARP广播，通知各邻接设备更新UPF虚拟IP的mac地址。后面邻接设备发往UPF的数据包就会发到切到主用master的第二UPF上，第二UPF继续处理数据包，保证用户业务网络不中断，故能够充分满足两台UPF主备使用高可靠性的要求。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在所述将第一UPF作为主用master之后，在所述建立所述第一UPF与邻接设备通信之前，还包括：
在所述第一UPF网口上配置所述虚拟IP地址；
控制各邻接设备发送第二ARP广播，以供所述第一UPF响应所述第二ARP广播向各邻接设备反馈ARP响应包。
其中，所述第二ARP广播的目标IP地址为所述虚拟IP地址，所述ARP响应包中携带有所述第一UPF的mac地址。
在第一UPF正常的情况下，且在第一UPF开始建立与其他邻接设备之间的通信时，第一UPF的网口接管虚拟IP地址（第二UPF的网口没有该虚拟IP地址），各邻接设备仅与第一UPF通信。
具体地，在任一邻接设备与第一UPF首次通信时，该任一邻接设备的ARP缓存表里没有缓存改虚拟IP地址对应的第一UPF的mac地址。
此时，需要该邻接设备发送ARP广播（此处称作第二ARP广播），第二ARP广播的目标IP地址为第一UPF的IP地址。第一UPF接收到该邻接设备的第二ARP广播请求后，第一UPF就会响应该第二ARP广播，向邻接设备发送ARP响应包，里面带有第一UPF的mac地址。
邻接设备收到第一UPF的ARP响应包之后，把第一UPF的IP地址与第一UPF的mac地址关联缓存起来，这样，后续各邻接设备就可以与第一UPF直接正常通信。
本发明提供的UPF双机热备切换方法，由于主备UPF切换的第一UPF和第二UPF对各邻居设备来说，是共用一个虚拟IP地址，主备UPF切换时，由于UPF的虚拟IP地址不变，用户网络感知不到UPF的切换，通信业务就不中断。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所述第二UPF是基于vrrp竞选机制确定的。
VRRP竞选机制是通过把几台UPF（本发明至少包括第一UPF和第二UPF）联合组成一台虚拟的UPF设备，将虚拟UPF设备的虚拟IP地址作为用户的默认网关实现与其它邻居设备之间的网络通信。即VRRP竞选机制主要是用于从多个UPF中选举出主用master：VRRP竞选机制的备份组中的多个UPF根据优先级选举出主用master，master设备通过发送免费ARP报文，将虚拟MAC地址通知给与它连接的其他邻居设备，从而承担报文转发任务。
当发现默认网关发生故障时（即第一UPF故障），VRRP竞选机制能够选举新的UPF（如第二UPF）组成新的默认网关承担数据流量，从而保障网络的可靠通信。
VRRP竞选机制，能够在不改变组网的情况下，将多台UPF虚拟成一个虚拟UPF，通过配置虚拟UPF的虚拟IP地址为默认网关，实现网关的备份。
可选地，本发明提供的VRRP竞选机制的选举规则可以包括：
1）比较所有UPF的优先级的大小，优先级高者当选为主用master设备。
2）当两台UPF的优先级相同时，如果已经存在主用master，则其保持其master身份不变，无需继续选举；如果不存在主用master，则继续比较网口IP地址的大小，将IP地址较大的UPF当选为主用master。
本发明提供的UPF双机热备切换方法，可以通过在用户网络中部署一个主用UPF和至少一个备用UPF，能够通过VRRP竞选机制自动进行通信状态监控，在确定主用UPF故障时，能够快速决策出备用UPF，并将其切换至主用master继续执行通信任务，而不至于引起网络通信的中断。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在控制所述邻接设备更新各自ARP缓存表中的所述虚拟IP地址对应的mac地址为所述第二UPF的mac地址之后，还包括：
由所述邻接设备向所述第二UPF反馈应答指令。
具体来说，在各邻接设备收到第二UPF发来的免费ARP广播（即第一ARP广播）之后，邻接设备会更新各自ARP缓存表中的所述虚拟IP地址对应的mac地址为第二UPF的mac地址。
在各邻接设备完成更新之后，会生成一个应答指令反馈给第二UPF，以用于告知第二UPF其已经完成了IP地址与mac地址的匹配更新。
这样，在第二UPF确定所有邻接设备均完成了更新后，就可以作为主用master，开始与各邻接设备之间的数据通信。
本发明提供的UPF双机热备切换方法，在进行主备UPF切换时，各个邻接设备自动更新各自ARP缓存表中虚拟IP地址应的mac地址为切换后的主用master的mac地址之后，分别向主用master反馈应答指令，以使得主用master可以获知各邻接设备的ARP缓存表更新情况，能够进一步确保数据通信的准确性和安全性。
进一步地，本发明提供的UPF双机热备切换方法，在执行UPF双机热备切换的总时长小于100毫秒，是远远小于目前的UPF双机热备切换需要耗费几分钟（或者更大时长），能最大程度上满足主备UPF切换过程中UPF和邻接设备的通信不中断，从而保证用户网络业务的可靠性。
图3是本发明提供的UPF双机热备切换装置的结构示意图，如图3所示，主要包括通信控制单元11、热备切换单元12和通信重建单元13，其中：
通信控制单元11，用于将第一UPF作为主用master，建立所述第一UPF与邻接设备通信；各邻接设备的ARP缓存表中的虚拟IP地址对应所述第一UPF的mac地址；所述虚拟IP地址是配置在所述第一UPF网口上的虚拟IP地址；
热备切换单元12，用于在确定所述第一UPF故障，则控制所述第一UPF进入故障模式，并控制第二UPF作为新的主用master向所述邻接设备发送第一ARP广播；所述第一ARP广播的目标IP地址为第二UPF的虚拟IP地址，所述第一ARP广播携带有虚拟IP地址和与所述虚拟IP地址对应的第二UPF的mac地址；
通信重建单元13，用于建立所述第二UPF与所述邻接设备之间的通信。
需要说明的是，本发明实施例提供的UPF双机热备切换装置，在具体运行时，可以执行上述任一实施例所述的UPF双机热备切换方法，对此本实施例不作赘述。
本发明提供的UPF双机热备切换装置，通过在备用UPF切换到主用master后发送免费ARP给邻接设备，以通知邻接设备更新其ARP缓存表内中的虚拟IP地址的mac地址，这样能确保主、备用UPF切换过程中UPF和邻接设备的通信不中断，从而能有效地提升用户网络业务的可靠性。
图4是本发明提供的电子设备的结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器（processor）410、通信接口（Communications Interface）420、存储器（memory）430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令，以执行UPF双机热备切换方法，该方法包括：将第一UPF作为主用master，建立所述第一UPF与邻接设备通信；各邻接设备的ARP缓存表中的虚拟IP地址对应所述第一UPF的mac地址；所述虚拟IP地址是配置在所述第一UPF网口上的虚拟IP地址；若确定所述第一UPF故障，则控制所述第一UPF进入故障模式，并控制第二UPF作为新的主用master向所述邻接设备发送第一ARP广播；所述第一ARP广播的目标IP地址为第二UPF的虚拟IP地址，所述第一ARP广播携带有虚拟IP地址和与所述虚拟IP地址对应的第二UPF的mac地址；建立所述第二UPF与所述邻接设备之间的通信。
此外，上述的存储器430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的UPF双机热备切换方法，该方法包括：将第一UPF作为主用master，建立所述第一UPF与邻接设备通信；各邻接设备的ARP缓存表中的虚拟IP地址对应所述第一UPF的mac地址；所述虚拟IP地址是配置在所述第一UPF网口上的虚拟IP地址；若确定所述第一UPF故障，则控制所述第一UPF进入故障模式，并控制第二UPF作为新的主用master向所述邻接设备发送第一ARP广播；所述第一ARP广播的目标IP地址为第二UPF的虚拟IP地址，所述第一ARP广播携带有虚拟IP地址和与所述虚拟IP地址对应的第二UPF的mac地址；建立所述第二UPF与所述邻接设备之间的通信。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的UPF双机热备切换方法，该方法包括：将第一UPF作为主用master，建立所述第一UPF与邻接设备通信；各邻接设备的ARP缓存表中的虚拟IP地址对应所述第一UPF的mac地址；所述虚拟IP地址是配置在所述第一UPF网口上的虚拟IP地址；若确定所述第一UPF故障，则控制所述第一UPF进入故障模式，并控制第二UPF作为新的主用master向所述邻接设备发送第一ARP广播；所述第一ARP广播的目标IP地址为第二UPF的虚拟IP地址，所述第一ARP广播携带有虚拟IP地址和与所述虚拟IP地址对应的第二UPF的mac地址；建立所述第二UPF与所述邻接设备之间的通信。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上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精神和范围。

Claims (10)

1.一种UPF双机热备切换方法，其特征在于，包括：
将第一UPF作为主用master，建立所述第一UPF与邻接设备通信；各邻接设备的ARP缓存表中的虚拟IP地址对应所述第一UPF的mac地址；所述虚拟IP地址是配置在所述第一UPF网口上的虚拟IP地址；
若确定所述第一UPF故障，则控制所述第一UPF进入故障模式，并控制第二UPF作为新的主用master向所述邻接设备发送第一ARP广播；所述第一ARP广播的目标IP地址为所述第二UPF的虚拟IP地址，所述第一ARP广播携带有虚拟IP地址和与所述虚拟IP地址对应的第二UPF的mac地址；
建立所述第二UPF与所述邻接设备之间的通信。
2.根据权利要求1所述的UPF双机热备切换方法，其特征在于，在控制所述第一UPF进入故障模式之后，还包括：
清除所述第一UPF网口上的所述虚拟IP地址，并在所述第二UPF网口上配置所述虚拟IP地址。
3.根据权利要求1所述的UPF双机热备切换方法，其特征在于，在控制第二UPF作为新的主用master向所述邻接设备发送第一地址解析协议ARP广播之后，还包括：
控制所述邻接设备更新各自ARP缓存表中的所述虚拟IP地址对应的mac地址为所述第二UPF的mac地址。
4.根据权利要求1所述的UPF双机热备切换方法，其特征在于，在所述将第一UPF作为主用master之后，在所述建立所述第一UPF与邻接设备通信之前，还包括：
在所述第一UPF网口上配置所述虚拟IP地址；
控制各邻接设备发送第二ARP广播，以供所述第一UPF响应所述第二ARP广播向各邻接设备反馈ARP响应包；
所述第二ARP广播的目标IP地址为所述虚拟IP地址，所述ARP响应包中携带有所述第一UPF的mac地址。
5.根据权利要求1所述的UPF双机热备切换方法，其特征在于，所述第二UPF是基于vrrp竞选机制确定的。
6.根据权利要求3所述的UPF双机热备切换方法，其特征在于，在控制所述邻接设备更新各自ARP缓存表中的所述虚拟IP地址对应的mac地址为所述第二UPF的mac地址之后，还包括：
由所述邻接设备向所述第二UPF反馈应答指令。
7.根据权利要求1所述的UPF双机热备切换方法，其特征在于，所述UPF双机热备切换的总时长小于100毫秒。
8.一种UPF双机热备切换装置，其特征在于，包括：
通信控制单元，用于将第一UPF作为主用master，建立所述第一UPF与邻接设备通信；各邻接设备的ARP缓存表中的虚拟IP地址对应所述第一UPF的mac地址；所述虚拟IP地址是配置在所述第一UPF网口上的虚拟IP地址；
热备切换单元，用于在确定所述第一UPF故障，则控制所述第一UPF进入故障模式，并控制第二UPF作为新的主用master向所述邻接设备发送第一ARP广播；所述第一ARP广播的目标IP地址为所述第二UPF的虚拟IP地址，所述第一ARP广播携带有虚拟IP地址和与所述虚拟IP地址对应的第二UPF的mac地址；
通信重建单元，用于建立所述第二UPF与所述邻接设备之间的通信。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述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如权利要求1至7任一项所述UPF双机热备切换方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述UPF双机热备切换方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115296983A (zh) * 2022-08-03 2022-11-04 青岛海信微联信号有限公司 一种设备管理方法、装置、电子设备和存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107465556A (zh) * 2017-09-07 2017-12-12 郑州云海信息技术有限公司 一种主备服务器的切换方法、装置及系统
WO2021080810A1 (en) * 2019-10-23 2021-04-29 Cisco Technology, Inc. Integrity verification for managing network configurations
CN112954722A (zh) * 2021-01-26 2021-06-11 深圳震有科技股份有限公司 一种5g upf主备链路快速切换系统和方法
CN112994948A (zh) * 2021-03-31 2021-06-18 杭州迪普科技股份有限公司 静默双机切换方法、装置、设备及计算机可读存储介质

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107465556A (zh) * 2017-09-07 2017-12-12 郑州云海信息技术有限公司 一种主备服务器的切换方法、装置及系统
WO2021080810A1 (en) * 2019-10-23 2021-04-29 Cisco Technology, Inc. Integrity verification for managing network configurations
CN112954722A (zh) * 2021-01-26 2021-06-11 深圳震有科技股份有限公司 一种5g upf主备链路快速切换系统和方法
CN112994948A (zh) * 2021-03-31 2021-06-18 杭州迪普科技股份有限公司 静默双机切换方法、装置、设备及计算机可读存储介质

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115296983A (zh) * 2022-08-03 2022-11-04 青岛海信微联信号有限公司 一种设备管理方法、装置、电子设备和存储介质

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