CN115484217B - 基于正交架构一体化的高效动态收敛机制实现方法和系统 - Google Patents

基于正交架构一体化的高效动态收敛机制实现方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于正交架构一体化的高效动态收敛机制实现方法和系统，实现方法步骤201CLOS网络分流器与CLOS刀片服务器建立连接，步骤202CLOS网络分流器进行数据流量的第一级过滤，步骤203CLOS网络分流器提取第一组会话报文，步骤204CLOS刀片服务器判断第一会话报文是否为所关心的会话报文，步骤205数据流量发送到CLOS刀片服务器，步骤206CLOS网络分流器进行第一组会话报文的第二级过滤，步骤207CLOS网络分流器提取第二组会话报文和步骤208CLOS网络分流器提取第三组会话报文；本发明能够解决数据流量收敛方案和机制效率低、稳定性不够、性能差以及数据流量压力大的问题。

Description

基于正交架构一体化的高效动态收敛机制实现方法和系统
技术领域
本发明涉及基于正交架构一体化的高效动态收敛机制实现方法和系统，属于互联网的流量数据领域。
背景技术
现有的分流采集系统常由CLOS网络分流器、交换机设备和DPI(Deep packetinspection)服务器三个部分组成，之间使用光纤互联，DPI服务器通过网络通信的方式向分流设备下发过滤规则，规则在业务板上会永久有效，规则越来越多的情况下会导致规则容量不够，需要DPI服务器不断地对规则进行删除维护，耗费处理性能，这种网络拓扑结构不但成本高、布线复杂、体积大、功耗高，数据流量收敛方案和机制也有效率低、稳定性不够、性能差等缺点。
当前普遍应用的网络分流器、交换机设备和DPI服务器组合网络拓扑结构，本身存在着兼容性差、稳定性差等诸多问题，另外，DPI服务器通过网络通信向分流器下发过滤规则，也存在时延大、生效慢的问题，尤其是网络环境不稳定情况下，流量收敛效果会非常差，给后端DPI服务器造成很大的流量压力；而且过滤规则不能定期自动删除，会耗尽规则容量空间，需要DPI服务器实时地去维护，对DPI服务器的处理性能也带来很大影响。
ATCA架构是PICMG的标准之一，随着新技术的发展，ATCA瓶颈凸显，主要如下：
大容量、高密度：ATCA的板卡面积有限，不能容纳更多的集成电路芯片；
高性能、高计算：新一代的CPU功耗过高，一张板卡至少拥有2-4颗已经常见，同时ATCA散热能力有限，不能满足，板卡布局有限，无法支持单板卡双节点刀片服务器；
高带宽、高传输：背板通道40G在一些多业务交换场景下存在瓶颈；
同时ATCA背板通道数据流程已经固化，不能基于该架构做更多的业务。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了基于正交架构一体化的高效动态收敛机制实现方法和系统，以解决数据流量收敛方案和机制效率低、稳定性不够、性能差以及数据流量压力大的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
基于正交架构一体化的高效动态收敛机制实现系统，包括CLOS正交平台和上行数据流量及下行数据流量，所述CLOS正交平台包括CLOS刀片服务器总成和CLOS网络分流器，其中，CLOS网络分流器串接在网络链路中；CLOS刀片服务器总成包括至少一个CLOS刀片服务器，且每个CLOS刀片服务器分别与CLOS网络分流器连接。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述CLOS刀片服务器与CLOS网络分流器通过物理通道建立连接。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
基于正交架构一体化的高效动态收敛机制实现系统的实现方法，具体包括如下步骤：
步骤201，CLOS网络分流器与CLOS刀片服务器总成建立连接：CLOS网络分流器上设置每个CLOS刀片服务器的ip地址、用户名和密码；CLOS刀片服务器总成上同时设置CLOS网络分流器的ip地址、用户名和密码，通过CLOS网络分流器和CLOS刀片服务器总成相互验证的方式完成CLOS网络分流器与每个CLOS刀片服务器的通讯，CLOS网络分流器和每个CLOS刀片服务器都具有固定的物理通道，即通过物理通道建立连接；
步骤202，CLOS网络分流器进行数据流量的第一级过滤：在CLOS网络分流器设置静态过滤规则，利用静态过滤规则完成数据流量的第一级过滤；
步骤203，CLOS网络分流器提取第一组会话报文：CLOS网络分流器提取满足静态过滤规则的第一组会话报文，不满足静态过滤规则的第一组会话报文进入步骤205发送至任一CLOS刀片服务器；
步骤204，CLOS刀片服务器总成判断第一会话报文是否为所关心的会话报文：CLOS网络分流器通过物理通道将提取的第一组会话报文发送给CLOS刀片服务器总成，CLOS刀片服务器总成通过对第一组会话报文进行解析，判断是否为CLOS刀片服务器总成关心的第一组会话报文，若是CLOS刀片服务器关心的第一组会话报文，进入步骤205发送至任一CLOS刀片服务器；若第一组会话报文不是CLOS刀片服务器所关心的，CLOS刀片服务器总成下发会话管理指令，进入步骤206进行第一组会话报文的第二级过滤；
步骤205，数据流量发送到任一CLOS刀片服务器；
步骤206，CLOS网络分流器进行第一组会话报文的第二级过滤：CLOS刀片服务器总成通过对第一组会话报文进行提取，提取第一组会话报文的五元组信息，CLOS刀片服务器总成下发会话管理指令，CLOS网络分流器获取会话管理指令，根据会话管理指令对第一组会话报文进行第二级过滤，将满足五元组规则的第一组会话报文进行滤除，进入步骤207提取第二组会话报文，不满足五元组规则的第一组会话报文进入步骤208提取第三组会话报文；
步骤207，CLOS网络分流器提取第二组会话报文：提取第一组会话报文中不满足会话管理指令的流量数据作为第二组会话报文，第二组会话报文返回到网络链路或丢弃；
步骤208，CLOS网络分流器提取第三组会话报文 ：提取第一组会话报文中满足会话管理指令的流量数据作为第三组会话报文，进入步骤205发送到任一CLOS刀片服务器，即将第三组会话报文发送到任一CLOS刀片服务器。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述静态过滤规则至少根据所述数据流量的源IP、目的IP、源port、目的port、协议号、入接口、字符串和净荷长度中的一项进行设定，选择其中一元或多元进行过滤，不会全部配置。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述会话管理指令是针对所述第一组会话报文下发的五元组规则。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述CLOS网络分流器包括对会话管理指令的管理，为会话管理指令的保留和删除，避免会话管理指令在CLOS网络分流器上永久停留，当会话管理指令越来越多，会导致CLOS网络分流器的存储容量不够，需要不断地对会话管理指令进行删除维护，耗费处理性能。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述会话管理指令的管理的方法包括：获取设定老化时间；计时，CLOS网络分流器收到会话管理指令后开始计时；判断是否计时的时间超过老化时间，若计时的时间超过设定老化时间，则CLOS网络分流器删除会话管理指令；若计时的时间小于设定老化时间，则CLOS网络分流器保留所述会话管理指令；
其中，老化时间的设定的范围是0 ~ 365天。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明提供的基于正交架构一体化的高效动态收敛机制实现方法和系统，提高了数据流量收敛方案和机制的时效性和稳定性，整体性能优于以往的方案，解决了ATCA刀片服务器的数据流量压力大的问题以及ATCA架构的瓶颈。
本发明的CLOS正交架构相比较ATCA架构，解决了更大流量的一个数据接入和数据收敛，提高了性能，内部的通信由千兆变成了万兆，由40GE变成了100GE，带宽更大，容忍能力强；
关于数据收敛这块，本发明具备了一体化集中管理功能，就是说收敛这块完全是通过硬件内部的通信实现快速交互，稳定性更高，而之前的ATCA是通过外部网线实现的；之前的ATCA在交互数据的时候，交互路径比较长，CLOS正交架构导致交互路径比较短；而且硬件的扩展，导致容量更大。
附图说明
图1是本发明CLOS正交架构一体化的高效动态收敛机制实现系统的原理框图；
图2是基于正交架构一体化的高效动态收敛机制实现方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。
此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。
同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括“、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。
实施例1：
图1是本发明基于CLOS正交架构一体化的高效动态收敛机制实现系统框图。基于CLOS正交架构一体化的高效动态收敛机制实现系统包括CLOS正交平台、上行数据流量和下行数据流量，所述CLOS正交平台包括CLOS刀片服务器总成和CLOS网络分流器，其中，CLOS网络分流器串接在网络链路中；CLOS刀片服务器总成包括至少一个CLOS刀片服务器，如图1所示，CLOS刀片服务器总成包括两个CLOS刀片服务器，且每个CLOS刀片服务器分别与CLOS网络分流器连接。
进一步地，CLOS刀片服务器总成与CLOS网络分流器通过物理通道建立连接。
进一步地，CLOS刀片服务器总成中CLOS刀片服务器的数量至少为1个，用户可根据实际情况进行扩展。
实施例2：
图2是本发明基于CLOS正交架构一体化的高效动态收敛机制实现方法的流程图。如图2所示，具体步骤如下：
步骤201，CLOS网络分流器与CLOS刀片服务器总成建立连接：CLOS网络分流器上设置每个CLOS刀片服务器的ip地址、用户名和密码，CLOS刀片服务器总成上同时设置CLOS网络分流器的ip地址、用户名和密码，通过CLOS网络分流器和CLOS刀片服务器总成相互验证的方式完成CLOS网络分流器与每个CLOS刀片服务器的通讯，CLOS网络分流器和每个CLOS刀片服务器都具有固定的物理通道（比如，CLOS网络分流器上的接口），即CLOS刀片服务器与CLOS网络分流器总成通过物理通道建立连接。
步骤202，CLOS网络分流器进行数据流量的第一级过滤：在CLOS网络分流器设置静态过滤规则，静态过滤规则至少根据所述数据流量的源IP、目的IP、源port、目的port、协议号、入接口、字符串和净荷长度中的一项进行设定，如静态过滤规则设置为：sip=192.168.1.1 dip=172.0.0.1 sp=80 dp=5923 proto=tcp iifgrp=1 keywords=ABClength=15，一般情况只会选择其中一元或多元进行过滤，不会全部配置。利用静态过滤规则完成数据流量的第一级过滤，本发明不对具体的静态过滤规则进行限定。
步骤203，CLOS网络分流器提取第一组会话报文：CLOS网络分流器提取满足静态过滤规则的第一组会话报文，若数据流量不满足静态过滤规则，则进入步骤205发送到任一CLOS刀片服务器。
步骤204，CLOS刀片服务器总成判断第一会话报文是否为所关心的会话报文 ：CLOS网络分流器通过物理通道将步骤 203中提取的第一组会话报文发送给CLOS刀片服务器总成 ，CLOS刀片服务器总成通过对第一组会话报文进行解析，CLOS刀片服务器总成对第一组会话报文进行解析的过程为判断是否为CLOS刀片服务器总成关心的第一组会话报文的过程，若是CLOS刀片服务器总成关心的第一组会话报文，则进入步骤205将数据流量发送到任一CLOS刀片服务器；若第一组会话报文不是CLOS刀片服务器总成所关心的，CLOS刀片服务器总成下发会话管理指令，进入步骤206进行第一组会话报文的第二级过滤。
其中，CLOS刀片服务器总成已经设定所关心的第一组会话报文，如邮件、网页或P2P等流量数据。
步骤205，数据流量发送到任一CLOS刀片服务器。
步骤206，CLOS网络分流器进行第一组会话报文的第二级过滤：CLOS刀片服务器总成通过对第一组会话报文进行提取，提取第一组会话报文的五元组信息，CLOS刀片服务器总成下发会话管理指令（即，五元组规则），CLOS网络分流器获取CLOS刀片服务器总成下发会话管理指令，CLOS网络分流器根据会话管理指令对第一组会话报文进行第二级过滤 ，满足五元组规则的第一组会话报文进行滤除，进入步骤207中的CLOS网络分流器提取第二组会话报，不满足五元组规则的第一组会话报文进入步骤208中CLOS网络分流器提取第三组会话报文。
其中，五元组规则为第一组会话报文的源IP、目的IP、源port、目的port和协议号，CLOS刀片服务器总成实时下发会话管理指令，CLOS网络分流器利用会话管理指令完成所述第一组会话报文的第二级过滤，五元组规则可以第一组会话报文的源IP、目的IP、源port、目的port和协议号中的一种或几种，本发明不对具体的五元组规则进行限定。
步骤207，CLOS网络分流器提取第二组会话报文 ：提取第一组会话报文不满足会话管理指令的流量数据作为第二组会话报文，第二组会话报文返回到网络链路或丢弃。
步骤208，CLOS网络分流器提取第三组会话报文：提取第一组会话报文满足会话管理指令的流量数据作为第三组会话报文，进入步骤205发送到任一CLOS刀片服务器，即将第三组会话报文发送到CLOS刀片服务器。
进一步地，CLOS网络分流器包括对会话管理指令的管理。其中，会话管理指令的管理为会话管理指令的保留和删除。避免会话管理指令在CLOS网络分流器上会永久停留，会话管理指令在CLOS网络分流器上会永久停留，会话管理指令越来越多，导致CLOS网络分流器的存储容量不够，需要不断地对会话管理指令进行删除维护，耗费处理性能。
会话管理指令的管理的方法包括：获取设定老化时间；计时，CLOS网络分流器收到会话管理指令后开始计时；判断是否计时的时间超过老化时间。
其中，老化时间的设定的范围是0 ~ 365天，用户可根据具体情况进行设定老化时间，本发明不做限制。
若计时的时间超过设定老化时间，则CLOS网络分流器删除会话管理指令；若计时的时间小于设定老化时间，则CLOS网络分流器保留所述会话管理指令。

Claims (6)

1.基于正交架构一体化的高效动态收敛机制实现方法，其特征在于：高效动态收敛机制实现系统包括CLOS正交平台和上行数据流量及下行数据流量，所述CLOS正交平台包括CLOS刀片服务器总成和CLOS网络分流器，其中，CLOS网络分流器串接在网络链路中；CLOS刀片服务器总成包括至少一个CLOS刀片服务器，且每个CLOS刀片服务器分别与CLOS网络分流器连接；
实现方法具体包括如下步骤：
步骤201，CLOS网络分流器与CLOS刀片服务器总成建立连接：CLOS网络分流器上设置每个CLOS刀片服务器的ip地址、用户名和密码；CLOS刀片服务器总成上同时设置CLOS网络分流器的ip地址、用户名和密码，通过CLOS网络分流器和CLOS刀片服务器总成相互验证的方式完成CLOS网络分流器与每个CLOS刀片服务器的通讯，CLOS网络分流器和每个CLOS刀片服务器都具有固定的物理通道，即通过物理通道建立连接；
步骤202，CLOS网络分流器进行数据流量的第一级过滤：在CLOS网络分流器设置静态过滤规则，利用静态过滤规则完成数据流量的第一级过滤；
步骤203，CLOS网络分流器提取第一组会话报文：CLOS网络分流器提取满足静态过滤规则的第一组会话报文，不满足静态过滤规则的流量数据进入步骤205发送至任一CLOS刀片服务器；
步骤204，CLOS刀片服务器总成判断第一会话报文是否为所关心的会话报文：CLOS网络分流器通过物理通道将提取的第一组会话报文发送给CLOS刀片服务器总成，CLOS刀片服务器总成通过对第一组会话报文进行解析，判断是否为CLOS刀片服务器总成关心的第一组会话报文，若是CLOS刀片服务器关心的第一组会话报文，进入步骤205发送至任一CLOS刀片服务器；若第一组会话报文不是CLOS刀片服务器所关心的，CLOS刀片服务器总成下发会话管理指令，进入步骤206进行第一组会话报文的第二级过滤；
步骤205，数据流量发送到任一CLOS刀片服务器；
步骤206，CLOS网络分流器进行第一组会话报文的第二级过滤：CLOS刀片服务器总成通过对第一组会话报文进行提取，提取第一组会话报文的五元组信息，CLOS刀片服务器总成下发会话管理指令，CLOS网络分流器获取会话管理指令，根据会话管理指令对第一组会话报文进行第二级过滤，将满足五元组规则的第一组会话报文进行滤除，进入步骤207提取第二组会话报文，不满足五元组规则的第一组会话报文进入步骤208提取第三组会话报文；
步骤207，CLOS网络分流器提取第二组会话报文：提取第一组会话报文中不满足会话管理指令的流量数据作为第二组会话报文，第二组会话报文返回到网络链路或丢弃；
步骤208，CLOS网络分流器提取第三组会话报文 ：提取第一组会话报文中满足会话管理指令的流量数据作为第三组会话报文，进入步骤205发送到任一CLOS刀片服务器，即将第三组会话报文发送到任一CLOS刀片服务器。
2.根据权利要求1所述的基于正交架构一体化的高效动态收敛机制实现方法，其特征在于：所述静态过滤规则至少根据所述数据流量的源IP、目的IP、源port、目的port、协议号、入接口、字符串和净荷长度中的一项进行设定，选择其中一元或多元进行过滤，不会全部配置。
3.根据权利要求1所述的基于正交架构一体化的高效动态收敛机制实现方法，其特征在于：所述会话管理指令是针对所述第一组会话报文下发的五元组规则。
4.根据权利要求3所述的基于正交架构一体化的高效动态收敛机制实现方法，其特征在于：所述CLOS网络分流器包括对会话管理指令的管理，为会话管理指令的保留和删除，避免会话管理指令在CLOS网络分流器上永久停留，当会话管理指令越来越多，会导致CLOS网络分流器的存储容量不够，需要不断地对会话管理指令进行删除维护，耗费处理性能。
5.根据权利要求3所述的基于正交架构一体化的高效动态收敛机制实现方法，其特征在于：所述会话管理指令的管理的方法包括：获取设定老化时间；计时，CLOS网络分流器收到会话管理指令后开始计时；判断是否计时的时间超过老化时间，若计时的时间超过设定老化时间，则CLOS网络分流器删除会话管理指令；若计时的时间小于设定老化时间，则CLOS网络分流器保留所述会话管理指令；
其中，老化时间的设定的范围是0 ~ 365天。
6.基于正交架构一体化的高效动态收敛机制实现系统，实现权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于：所述CLOS刀片服务器与CLOS网络分流器通过物理通道建立连接。
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