CN116886497A - 基于dpu的服务网格业务集中代理切换方法及处理系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法及处理系统，方法包括：若接收到主机侧的第一集中式代理模块发出的接管集中代理消息，则将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为第一集中式代理模块；在DPU中将业务报文转发至当前的目标数据平面，以经由该目标数据平面将业务报文发送至主机侧的业务容器进行处理。本申请能够提高对数据平面进行统一管理的便捷性，并使得主备切换能够有效适用于集中式代理场景，且能够有效提高基于DPU的服务网格业务集中代理切换的有效性，进而能够有效提高基于DPU的服务网格业务处理的有效性及可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及DPU技术领域，尤其涉及基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法及处理系统。
背景技术
服务网格是一种用于管理微服务架构中服务之间通信的平台。它通常由两个组件组成：控制平面和数据平面。控制平面负责服务发现、负载均衡、流量管理等任务，数据平面则负责实际的请求转发和处理。在DPU(Data Process Unit，数据处理单元或专用数据处理器)上部署的服务网格，控制平面通过控制平面组件向数据平面下发代理转发配置数据，以此来进行基于DPU的服务网格业务处理。
目前，在现有的基于DPU的服务网格业务处理方法中，需要为主机侧的每一个工作节点中均设置一个数据平面，该种方式会导致数据平面的设置成本增加，且不便于对各个数据平面进行统一管理，进而影响基于DPU的服务网格业务处理过程的可靠性。另外，为了避免数据平面因状态异常而影响服务网格业务处理的有效性，现有技术中通过在每个数据平面的同一侧分别设置备用数据平面来实现异常时的主备切换，但该种方式中，同侧设置的数据平面和备份数据平面可能同时出现网络异常，因此依然无法保证基于DPU的服务网格业务处理过程的有效性。
发明内容
鉴于此，本申请实施例提供了基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法及处理系统，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。
本申请的一个方面提供了一种基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法，包括：
若接收到主机侧的第一集中式代理模块发出的接管集中代理消息，则将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块；
在DPU中将业务报文转发至当前的目标数据平面，以经由该目标数据平面将所述业务报文发送至所述主机侧的业务容器进行处理。
在本申请的一些实施例中，所述接管集中代理消息是所述第一集中式代理模块在基于心跳机制确定所述第二集中式代理模块当前处于异常状态，并将自身确定为当前的主集中式代理模块后生成的。
在本申请的一些实施例中，在所述将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块之后，还包括：
若接收到所述第二集中式代理模块发出的恢复集中代理消息，则将当前的目标数据平面从所述第一集中式代理模块切换为所述第二集中式代理模块；其中，在所述第二集中式代理模块发出所述恢复集中代理消息之前或之时，所述第一集中式代理模块基于心跳机制获知所述第二集中式代理模块当前处于正常状态，并将自身切换为当前的备用集中式代理模块。
在本申请的一些实施例中，在所述将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块之后，还包括：
若接收到所述第一集中式代理模块发出的取消集中代理消息，则将当前的目标数据平面从所述第一集中式代理模块切换为所述第二集中式代理模块；其中，所述取消集中代理消息为所述第一集中式代理模块在基于心跳机制确定所述第二集中式代理模块当前恢复正常状态，并将自身切换为当前的备用集中式代理模块后生成的。
在本申请的一些实施例中，在所述将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块之后，还包括：
若接收到所述第二集中式代理模块发出的第一集中式代理模块异常消息，则将当前的目标数据平面从所述第一集中式代理模块切换为所述第二集中式代理模块；其中，所述第一集中式代理模块异常消息为所述第二集中式代理模块在基于心跳机制确定所述第一集中式代理模块当前处于异常正常状态，并将自身切换为当前的主集中式代理模块后生成的。
在本申请的一些实施例中，所述将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块，包括：
判断所述第二集中式代理模块对应的业务连接当前是否均已关闭，若是，则将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块；
相对应的，所述将当前的目标数据平面从所述第一集中式代理模块切换为所述第二集中式代理模块，包括：
判断所述第一集中式代理模块对应的业务连接当前是否均已关闭，若是，则将当前的目标数据平面从所述第一集中式代理模块切换为所述第二集中式代理模块。
在本申请的一些实施例中，在所述将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块之前，还包括：
接收DPU中的第二集中式代理模块发出的初始集中代理消息，将所述第二集中式代理模块确定为当前的目标数据平面；
其中，所述第二集中式代理模块的初始状态为主集中式代理模块，主机侧的第一集中式代理模块的初始状态为备用集中式代理模块，且所述第一集中式代理模块和所述第二集中式代理模块均基于所述主机侧的控制平面获取服务网格的代理转发配置数据；
自DPU中接收业务报文；
将所述业务报文发送至当前的目标数据平面，以经由该目标数据平面将所述业务报文发送至所述主机侧的业务容器。
本申请的另一个方面提供了一种基于DPU的服务网格业务集中代理切换装置，包括：
主备切换模块，用于若接收到主机侧的第一集中式代理模块发出的接管集中代理消息，则将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块；
报文转发模块，用于在DPU中将业务报文转发至当前的目标数据平面，以经由该目标数据平面将所述业务报文发送至所述主机侧的业务容器进行处理。
本申请的第三个方面提供了一种服务网格业务处理系统，包括：设置在主机侧的服务网格的控制平面和第一集中式代理模块，以及，分别设置在DPU中的转发引擎和第二集中式代理模块；
所述转发引擎用于执行所述基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法；
主机侧设有工作节点，且每个所述工作节点中均包括多个业务容器和一个所述集中式代理模块；
所述第一集中式代理模块和所述第二集中式代理模块互为主备关系，且其中的主集中式代理模块用于作为所述服务网格当前的目标数据平面。
本申请的第四个方面提供了一种电子设备，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计算机程序时实现所述的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法。
本申请的第五个方面提供了一种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所述的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法。
本申请提供的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法，若接收到主机侧的第一集中式代理模块发出的接管集中代理消息，则将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块；在DPU中将业务报文转发至当前的目标数据平面，以经由该目标数据平面将所述业务报文发送至所述主机侧的业务容器进行处理，通过采用一个第二集中式代理模块作为服务网格中的主数据平面，不需要为每个工作节点中均配置主数据平面，能够有效降低数据平面的设置成本，且能够提高对数据平面进行统一管理的便捷性；通过将作为备份数据平面的第一集中式代理模块和第二集中式代理模块分侧设置在主机侧和DPU侧，能够有效避免同侧设置的主备数据平面同时出现网络异常，使得主备切换能够有效适用于集中式代理，且能够有效提高基于DPU的服务网格业务集中代理切换的有效性，进而能够有效提高基于DPU的服务网格业务处理的有效性及可靠性。
本申请的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本申请的实践而获知。本申请的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
本领域技术人员将会理解的是，能够用本申请实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本申请能够实现的上述和其他目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本申请的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本申请的原理。为了便于示出和描述本申请的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本申请实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：
图1为本申请一实施例中的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法的第一种流程示意图。
图2为传统的分布式服务网格模式示意图。
图3为本申请提供的集中式代理模式示意图。
图4为本申请实施例提供的基于DPU的服务网格业务处理系统的结构示意图。
图5为本申请实施例提供的第一集中式代理模块作为当前的目标数据平面时的服务网格业务处理过程示意图。
图6为本申请一实施例中的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法的第一种流程示意图。
图7为本申请实施例提供的第二集中式代理模块作为当前的目标数据平面时的服务网格业务处理过程示意图。
图8为本申请一实施例中的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法的第三种流程示意图。
图9为本申请一实施例中的基于DPU的服务网格业务集中代理切换装置的结构示意图。
图10为本申请应用实例中的基于DPU的服务网格业务处理系统的结构举例示意图。
图11为本申请应用实例中的主Envoy接管流量走向的举例示意图。
图12为本申请应用实例中的备Envoy接管流量走向的举例示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本申请做进一步详细说明。在此，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本申请，在附图中仅仅示出了与根据本申请的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本申请关系不大的其他细节。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。
在下文中，将参考附图描述本申请的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
在本申请的一个或多个实施例中，DPU(Data Processing Unit，数据处理单元或专用数据处理器)是以数据为中心、I/O密集型、采用软件定义技术路线支撑基础设施资源层虚拟化，具备提升计算系统效率、降低整体系统的总拥有成本，并提高数据处理效能、降低其他计算芯片性能损耗的新一代计算芯片。
在本申请的一个或多个实施例中，控制平面以Istio为示例，Istio是一种开源的服务网格平台，它提供了一个控制平面，负责服务发现、流量管理和安全等功能。而数据平面以Envoy为示例，Envoy还包含其边车部署模式sidecar，Envoy是一种开源的高性能代理，它通常用作服务网格的数据平面，负责实际的请求转发和处理。
本申请实施例提供一种可由基于DPU的服务网格业务集中代理切换装置实现的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法，参见图1，所述基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法具体包含有如下内容：
步骤100：若接收到主机侧的第一集中式代理模块发出的接管集中代理消息，则将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块。
可以理解的是，所述步骤100执行之前，也可以在DPU中将业务报文转发至当前的目标数据平面，以经由该目标数据平面将所述业务报文发送至所述主机侧的业务容器进行处理，即，只要接收到业务报文转发，那么基于DPU的服务网格业务集中代理切换装置就可以将该业务报文转发到当前的目标数据平面，需要说明的是，在步骤100之前，此时的目标数据平面是初始状态为主数据平面的第二集中式代理模块。
在本申请的一个或多个实施例中，所述第一集中式代理模块和第二集中式代理模块均可以采用Envoy实现。
在本申请的一个或多个实施例中，所述基于DPU的服务网格业务集中代理切换装置具体可以为一种设置在DPU中的转发引擎。
步骤200：在DPU中将业务报文转发至当前的目标数据平面，以经由该目标数据平面将所述业务报文发送至所述主机侧的业务容器进行处理。
基于上述步骤100和步骤200需要说明的是，本申请的设计人首先发现在为主机侧的每一个工作节点中均设置一个数据平面的基于DPU的服务网格业务处理架构中，参见图2，在传统的分布式服务网格模式中，工作节点中的各个业务容器与边车部署模式sidecar同处于一个命名空间，且该命名空间存在于集群中，控制平面与数据平面可以无障碍的进行数据交流，但也因其采用的一对一管理的代理模式，使得该种方式会导致数据平面的设置成本增加，且不便于对各个数据平面进行统一管理，进而会影响基于DPU的服务网格业务处理过程的可靠性。为了解决这一问题，本申请的设计人首先将一对一管理的代理模式优化为集中管理的模式，即在主机侧的外部、也就是说DPU中设置集中式代理模块，这样，无论主机侧的分布式集群中有多少工作节点，都仅需在DPU中设置一个集中式代理模块作为这些工作节点对应的数据平面，该种方式不但能够有效降低数据平面的设置成本增加，且能够提高对数据平面进行统一管理的便捷性，进而能够提高基于DPU的服务网格业务处理过程的可靠性。也就是说，在本申请提供的集中式代理模式中，参见图3，控制平面位于集群中，数据平面位于集群外，突破传统的集群内部分布式管理和一对一管理的代理模式。同时，在传统的分布式服务网格模式中，业务容器与边车部署模式sidecar同处于一个命名空间，一对一的连接方式使用了复用已存在连接的操作来节省连接套接字，而在集中式代理模式中，在多个数据平面代理请求连接控制平面时就不能使用该方式，并且主备集中式代理分别对请求控制平面连接做了区分处理，主备集中式代理同步从集群内控制平面接收代理配置，主备集中式代理配置都同步相同。
在此基础上，本申请的设计人在进行DPU上集中式网格流量测试峰值时发现，会出现集中式代理的单点故障，超出负载导致集中式代理瘫痪等问题，集中式代理有限的处理器、内存、等资源难以承载高并发的服务请求。考虑到若在DPU上部署的服务网格，仅采用单一的集中式代理模块作为数据平面，那么一旦当前的集中式代理模块发生故障或处于维护状态等异常状态时，将导致整个服务网格不可用，并且会导致网络瘫痪，甚至服务器被击穿雪崩等后果。为避免此情况，就需要增加备用以实现主备切换，使得主集中式代理出问题时，备集中式代理可以暂时接管DPU上服务网格数据平面的运行，直到主集中式代理恢复正常。而在现有技术中，虽然已经公开了针对一对一管理的代理模式的备份数据平面的技术，但其并不适用于集中式代理模块，其将主数据平面和备份数据平面均设置在主机侧或者DPU侧，一旦同侧出现网络异常，则会导致主数据平面和备份数据平面同时不可用，因此，本申请的设计人针对这一问题，通过将初始状态作为备份数据平面的第一集中式代理模块和初始状态作为主数据平面的第二集中式代理模块分侧设置在主机侧和DPU侧，参见图4，能够有效避免同侧设置的主备数据平面同时出现网络异常，使得主备切换能够有效适用于集中式代理，且能够有效提高基于DPU的服务网格业务集中代理切换的有效性，进而能够有效提高基于DPU的服务网格业务处理的有效性及可靠性。
从上述描述可知，本申请实施例提供的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法，通过采用一个第二集中式代理模块作为服务网格中的主数据平面，不需要为每个分布式集群中均配置主数据平面，能够有效降低数据平面的设置成本增加，且能够提高对数据平面进行统一管理的便捷性；通过将作为备份数据平面的第一集中式代理模块和第二集中式代理模块分侧设置在主机侧和DPU侧，能够有效避免同侧设置的主备数据平面同时出现网络异常，使得主备切换能够有效适用于集中式代理，且能够有效提高基于DPU的服务网格业务集中代理切换的有效性，进而能够有效提高基于DPU的服务网格业务处理的有效性及可靠性。
为了进一步提高基于DPU的服务网格业务集中代理切换的有效性和实时性，在本申请实施例提供的一种基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法中，所述基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法中的所述接管集中代理消息是所述第一集中式代理模块在基于心跳机制确定所述第二集中式代理模块当前处于异常状态，并将自身确定为当前的主集中式代理模块后生成的。
也就是说，第一集中式代理模块在主机侧实时基于心跳机制判断DPU侧的第二集中式代理模块的运行状态，一旦在预设时间段(例如0.1秒至60秒之间的任意时长)内没有收到第二集中式代理模块返回的心跳报文，或者检测到第二集中式代理模块返回的两个心跳报文之间的时间间隔超过了预设时间阈值(例如0.1秒至60秒之间的任意时间长)，则判断第二集中式代理模块当前处于异常状态，并将自身标记为当前的主集中式代理模块来替代异常的第二集中式代理模块，同时生成用于主张自身当前为主集中式代理模块的告知消息，即接管集中代理消息，并将该接管集中代理消息发送给所述基于DPU的服务网格业务集中代理切换装置。
参见图5，在第一集中式代理模块作为当前的目标数据平面时，转发引擎执行的步骤200的过程为：在DPU中将业务报文转发至所述第一集中式代理模块，以经由该第一集中式代理模块将所述业务报文发送至所述主机侧的业务容器进行处理。
为了进一步提高基于DPU的服务网格业务集中代理切换的可靠性和实时性，在本申请实施例提供的一种基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法中，参见图6，所述基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法中的步骤100之后还具体包含有如下内容：
步骤300：若接收到所述第二集中式代理模块发出的恢复集中代理消息，则将当前的目标数据平面从所述第一集中式代理模块切换为所述第二集中式代理模块；其中，在所述第二集中式代理模块发出所述恢复集中代理消息之前或之时，所述第一集中式代理模块基于心跳机制获知所述第二集中式代理模块当前处于正常状态，并将自身切换为当前的备用集中式代理模块。
而后执行步骤200。参见图7，在第二集中式代理模块作为当前的目标数据平面时，转发引擎执行的步骤200的过程为：在DPU中将业务报文转发至所述第二集中式代理模块，以经由该第二集中式代理模块将所述业务报文发送至所述主机侧的业务容器进行处理。
为了进一步提高基于DPU的服务网格业务集中代理切换的可靠性和实时性，在本申请实施例提供的一种基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法中，参见图6，所述基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法中的步骤100之后还可以具体包含有如下内容：
步骤400：若接收到所述第一集中式代理模块发出的取消集中代理消息，则将当前的目标数据平面从所述第一集中式代理模块切换为所述第二集中式代理模块；其中，所述取消集中代理消息为所述第一集中式代理模块在基于心跳机制确定所述第二集中式代理模块当前恢复正常状态，并将自身切换为当前的备用集中式代理模块后生成的。
为了进一步提高基于DPU的服务网格业务集中代理切换的可靠性和实时性，在本申请实施例提供的一种基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法中，参见图6，所述基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法中的步骤100之后还可以具体包含有如下内容：
步骤500：若接收到所述第二集中式代理模块发出的第一集中式代理模块异常消息，则将当前的目标数据平面从所述第一集中式代理模块切换为所述第二集中式代理模块；其中，所述第一集中式代理模块异常消息为所述第二集中式代理模块在基于心跳机制确定所述第一集中式代理模块当前处于异常正常状态，并将自身切换为当前的主集中式代理模块后生成的。
也就是说，第二集中式代理模块在DPU侧实时基于心跳机制判断主机侧的第一集中式代理模块的运行状态，一旦在预设时间段(例如0.1秒至60秒之间的任意时长)内没有收到第一集中式代理模块返回的心跳报文，或者检测到第一集中式代理模块返回的两个心跳报文之间的时间间隔超过了预设时间阈值(例如0.1秒至60秒之间的任意时间长)，则判断第一集中式代理模块当前处于异常状态，并将自身标记为当前的主集中式代理模块来替代异常的第一集中式代理模块，同时生成用于主张第一集中式代理模块异常的告知消息，即第一集中式代理模块异常消息，并将该接管集中代理消息发送给所述基于DPU的服务网格业务集中代理切换装置。
需要说明的是，当步骤100的主备切换后，一旦第二集中式代理模块恢复正常，可以通过步骤300的方式由其自身主动重新主张自身为主集中式代理模块以接管目标数据平面，还可以通过步骤400的方式由第一集中式代理模块通过检测第二集中式代理模块恢复正常来自动将自身降为备份集中式代理模块，并将目标数据平面换给第二集中式代理模块进行接管；另外还可以一直由第一集中式代理模块作为目标数据平面，直到第二集中式代理模块发现第一集中式代理模块也出现异常，则重新接管目标数据平面。
基于上述内容可知，步骤300至步骤500可以择一执行，也可以均执行，具体可以根据实际应用需求等进行设置。而在一种举例中，为了进一步提高对数据平面进行统一管理的便捷性，优先选择采用步骤300和/或步骤400进行再次的主备切换，以使得DPU中的第二集中式代理模块尽量长时间作为主集中式代理模块。
为了进一步提高基于DPU的服务网格业务集中代理切换的可靠性和有效性，在本申请实施例提供的一种基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法中，参见图8，所述基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法中的步骤100中可以具体包含有如下内容：
步骤110：若接收到主机侧的第一集中式代理模块发出的接管集中代理消息，则判断所述第二集中式代理模块对应的业务连接当前是否均已关闭，若是，则执行步骤120；若否，则等待后重新判断，直到所述第二集中式代理模块对应的业务连接当前是否均已关闭后再执行步骤120。
步骤120：将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块。
相对应的，所述步骤300具体包含有如下内容：
步骤310：若接收到所述第二集中式代理模块发出的恢复集中代理消息，则判断所述第一集中式代理模块对应的业务连接当前是否均已关闭，若是，则执行步骤600；若否，则等待后重新判断，直到所述第一集中式代理模块对应的业务连接当前是否均已关闭后再执行步骤600。
步骤600：将当前的目标数据平面从所述第一集中式代理模块切换为所述第二集中式代理模块。
相对应的，所述步骤400具体包含有如下内容：
步骤410：若接收到所述第一集中式代理模块发出的取消集中代理消息，则判断所述第一集中式代理模块对应的业务连接当前是否均已关闭，若是，则执行步骤600；若否，则等待后重新判断，直到所述第一集中式代理模块对应的业务连接当前是否均已关闭后再执行步骤600。
相对应的，所述步骤500具体包含有如下内容：
步骤510：若接收到所述第二集中式代理模块发出的第一集中式代理模块异常消息，则判断所述第一集中式代理模块对应的业务连接当前是否均已关闭，若是，则执行步骤600；若否，则等待后重新判断，直到所述第一集中式代理模块对应的业务连接当前是否均已关闭后再执行步骤600。
为了进一步提高基于DPU的服务网格业务集中代理切换的可靠性和实时性，在本申请实施例提供的一种基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法中，参见图8，所述基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法中的步骤100之前还可以具体包含有如下内容：
步骤010：接收DPU中的第二集中式代理模块发出的初始集中代理消息，将所述第二集中式代理模块确定为当前的目标数据平面；其中，所述第二集中式代理模块的初始状态为主集中式代理模块，主机侧的第一集中式代理模块的初始状态为备用集中式代理模块，且所述第一集中式代理模块和所述第二集中式代理模块均基于所述主机侧的控制平面获取服务网格的代理转发配置数据。
步骤020：自DPU中接收业务报文。
步骤030：将所述业务报文发送至当前的目标数据平面，以经由该目标数据平面将所述业务报文发送至所述主机侧的业务容器。
综上所述，本申请实施例提供的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法，在控制平面与数据平面的服务网格实现中，控制平面通过控制平面组件给予DPU侧的数据平面下发代理转发配置数据，本申请中在基于DPU集中式代理添加备用的集中式代理，并添加主集中式代理与备用集中式代理心跳监控机制对主备切换实现监控，对于主集中式代理出现异常情况或需要维护时将通过心跳通道通知切换到备用集中式代理，备用集中式代理主要承担临时数据平面的存在，备用集中式代理可以顶替其工作，确保服务的可用性和稳定性。
本申请还提供一种用于执行所述基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法中全部或部分内的基于DPU的服务网格业务集中代理切换装置，参见图9，所述基于DPU的服务网格业务集中代理切换装置具体包含有如下内容：
主备切换模块10，用于若接收到主机侧的第一集中式代理模块发出的接管集中代理消息，则将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块。
报文转发模块20，用于在DPU中将业务报文转发至当前的目标数据平面，以经由该目标数据平面将所述业务报文发送至所述主机侧的业务容器进行处理。
本申请提供的基于DPU的服务网格业务集中代理切换装置的实施例具体可以用于执行上述实施例中的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法的实施例的处理流程，其功能在此不再赘述，可以参照上述基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法实施例的详细描述。
所述基于DPU的服务网格业务集中代理切换装置进行基于DPU的服务网格业务集中代理切换的部分可以在客户端设备中完成。具体可以根据所述客户端设备的处理能力，以及用户使用场景的限制等进行选择。本申请对此不作限定。若所有的操作都在所述客户端设备中完成，所述客户端设备还可以包括处理器，用于基于DPU的服务网格业务集中代理切换的具体处理。
上述的客户端设备可以具有通信模块(即通信单元)，可以与远程的服务器进行通信连接，实现与所述服务器的数据传输。所述服务器可以包括任务调度中心一侧的服务器，其他的实施场景中也可以包括中间平台的服务器，例如与任务调度中心服务器有通信链接的第三方服务器平台的服务器。所述的服务器可以包括单台计算机设备，也可以包括多个服务器组成的服务器集群，或者分布式装置的服务器结构。
上述服务器与所述客户端设备端之间可以使用任何合适的网络协议进行通信，包括在本申请提交日尚未开发出的网络协议。所述网络协议例如可以包括TCP/IP协议、UDP/IP协议、HTTP协议、HTTPS协议等。当然，所述网络协议例如还可以包括在上述协议之上使用的RPC协议(Remote Procedure Call Protocol，远程过程调用协议)、REST协议(Representational State Transfer，表述性状态转移协议)等。
从上述描述可知，本申请实施例提供的基于DPU的服务网格业务集中代理切换装置，通过采用一个第二集中式代理模块作为服务网格中的主数据平面，不需要为每个分布式集群中均配置主数据平面，能够有效降低数据平面的设置成本增加，且能够提高对数据平面进行统一管理的便捷性；通过将作为备份数据平面的第一集中式代理模块和第二集中式代理模块分侧设置在主机侧和DPU侧，能够有效避免同侧设置的主备数据平面同时出现网络异常，使得主备切换能够有效适用于集中式代理，且能够有效提高基于DPU的服务网格业务集中代理切换的有效性，进而能够有效提高基于DPU的服务网格业务处理的有效性及可靠性。
基于上述的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法和/或基于DPU的服务网格业务集中代理切换装置的实施例，本申请还提供一种服务网格业务处理系统，参见图4，所述服务网格业务处理系统具体包含有如下内容：
设置在主机侧的服务网格的控制平面和第一集中式代理模块，以及，分别设置在DPU中的转发引擎和第二集中式代理模块；
所述转发引擎用于执行所述基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法；也就是说，由DPU硬件的转发引擎判断处理报文是上送DPU侧集中式代理还是主机侧集中式代理，备升主、主重新恢复都将通知硬件转发引擎，硬件转发引擎做后续流量处理。
所述主机侧包括分布式集群，且每个所述分布式集群中均包括多个业务容器和一个所述集中式代理模块；
所述第一集中式代理模块和所述第二集中式代理模块互为主备关系，且其中的主集中式代理模块用于作为所述服务网格当前的目标数据平面。
为了进一步说明本方案，本申请还提供一种基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法的具体应用实例，以Kubernetes/Istio/Envoy作为举例说明，实际本申请描述过程不限于任何形式的容器编排工具，服务网格控制平面及数据平面工具。图10示例云服务器节点上已经基于Kubernetes部署应用服务容器，并使用Istio作为服务网格控制平面，DPU的操作系统Soc(system on chip)侧的Envoy与主机侧的Envoy为数据平面，分别为主备，主备Envoy建立心跳通道。备Envoy在规定时间内未收到探测正常信号，则升为主，向DPU侧宣告自己为主；DPU后续流量会上送到主机侧的Envoy处理，DPU侧的Envoy恢复正常后，向主机侧Envoy发心跳报文，并宣称自己为主；主机侧Envoy在收到一定数量的心跳报文后，认为主已恢复，主动把自己降为备；后续流量上送DPU侧的Envoy处理。其中，主备Envoy接管流量走向区别参见图11和图12，Pod-A表示一业务容器，P0表示端口。
其中，SoC(system on chip)是部署在DPU上的操作系统，在本例中使用Ubuntu系统；在主机上基于Kubernetes部署Istio，主备Envoy通过Istio的组件获取服务网格控制平面配置；在主机上与DPU SoC上部署Envoy实例，初始化主备Envoy，开启心跳通道；DPU硬件转发引擎加入对报文的判断上送DPU侧的Envoy还是主机侧的Envoy。
本申请应用实例通过在DPU之外部署备用服务网格集中式代理实例，提供能够临时承载云服务器节点上服务应用的服务请求，可以解决DPU上使用集中式代理带来的性能瓶颈问题。具体来说，本申请应用实例提供的基于DPU外部部署备用集中式代理，与主集中式代理建立心跳通道，若主集中式代理存在异常将通过心跳通道通知备用集中式代理启动，以提供能够完全承载主集中式代理瘫痪后的服务请求，数据流量转发以及服务网格流量控制层面需求的能力。
本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备可以包括处理器、存储器、接收器及发送器，处理器用于执行上述实施例提及的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法，其中处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接，以通过总线连接为例。该接收器可通过有线或无线方式与处理器、存储器连接。
处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法。
存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器中，当被所述处理器执行时，执行实施例中的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法。
在本申请的一些实施例中，用户设备可以包括处理器、存储器和收发单元，该收发单元可包括接收器和发送器，处理器、存储器、接收器和发送器可通过总线系统连接，存储器用于存储计算机指令，处理器用于执行存储器中存储的计算机指令，以控制收发单元收发信号。
作为一种实现方式，本申请中接收器和发送器的功能可以考虑通过收发电路或者收发的专用芯片来实现，处理器可以考虑通过专用处理芯片、处理电路或通用芯片实现。
作为另一种实现方式，可以考虑使用通用计算机的方式来实现本申请实施例提供的服务器。即将实现处理器，接收器和发送器功能的程序代码存储在存储器中，通用处理器通过执行存储器中的代码来实现处理器，接收器和发送器的功能。
本申请实施例还提供一种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以实现前述基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法的步骤。该计算机可读存储介质可以是有形存储介质，诸如随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、软盘、硬盘、可移动存储盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本申请的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。
需要明确的是，本申请并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本申请的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本申请的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
本申请中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法，其特征在于，包括：
若接收到主机侧的第一集中式代理模块发出的接管集中代理消息，则将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块；
在DPU中将业务报文转发至当前的目标数据平面，以经由该目标数据平面将所述业务报文发送至所述主机侧的业务容器进行处理。
2.根据权利要求1所述的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法，其特征在于，所述接管集中代理消息是所述第一集中式代理模块在基于心跳机制确定所述第二集中式代理模块当前处于异常状态，并将自身确定为当前的主集中式代理模块后生成的。
3.根据权利要求1所述的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法，其特征在于，在所述将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块之后，还包括：
若接收到所述第二集中式代理模块发出的恢复集中代理消息，则将当前的目标数据平面从所述第一集中式代理模块切换为所述第二集中式代理模块；其中，在所述第二集中式代理模块发出所述恢复集中代理消息之前或之时，所述第一集中式代理模块基于心跳机制获知所述第二集中式代理模块当前处于正常状态，并将自身切换为当前的备用集中式代理模块。
4.根据权利要求1所述的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法，其特征在于，在所述将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块之后，还包括：
若接收到所述第一集中式代理模块发出的取消集中代理消息，则将当前的目标数据平面从所述第一集中式代理模块切换为所述第二集中式代理模块；其中，所述取消集中代理消息为所述第一集中式代理模块在基于心跳机制确定所述第二集中式代理模块当前恢复正常状态，并将自身切换为当前的备用集中式代理模块后生成的。
5.根据权利要求1所述的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法，其特征在于，在所述将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块之后，还包括：
若接收到所述第二集中式代理模块发出的第一集中式代理模块异常消息，则将当前的目标数据平面从所述第一集中式代理模块切换为所述第二集中式代理模块；其中，所述第一集中式代理模块异常消息为所述第二集中式代理模块在基于心跳机制确定所述第一集中式代理模块当前处于异常正常状态，并将自身切换为当前的主集中式代理模块后生成的。
6.根据权利要求3至5任一项所述的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法，其特征在于，所述将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块，包括：
判断所述第二集中式代理模块对应的业务连接当前是否均已关闭，若是，则将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块；
相对应的，所述将当前的目标数据平面从所述第一集中式代理模块切换为所述第二集中式代理模块，包括：
判断所述第一集中式代理模块对应的业务连接当前是否均已关闭，若是，则将当前的目标数据平面从所述第一集中式代理模块切换为所述第二集中式代理模块。
7.根据权利要求1所述的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法，其特征在于，在所述将服务网格当前的目标数据平面从DPU中的第二集中式代理模块切换为所述第一集中式代理模块之前，还包括：
接收DPU中的第二集中式代理模块发出的初始集中代理消息，将所述第二集中式代理模块确定为当前的目标数据平面；
其中，所述第二集中式代理模块的初始状态为主集中式代理模块，主机侧的第一集中式代理模块的初始状态为备用集中式代理模块，且所述第一集中式代理模块和所述第二集中式代理模块均基于所述主机侧的控制平面获取服务网格的代理转发配置数据；
自DPU中接收业务报文；
将所述业务报文发送至当前的目标数据平面，以经由该目标数据平面将所述业务报文发送至所述主机侧的业务容器。
8.一种服务网格业务处理系统，其特征在于，包括：设置在主机侧的服务网格的控制平面和第一集中式代理模块，以及，分别设置在DPU中的转发引擎和第二集中式代理模块；
所述转发引擎用于执行权利要求1至7任一项所述的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法；
主机侧设有工作节点，且每个所述工作节点中均包括多个业务容器和一个所述集中式代理模块；
所述第一集中式代理模块和所述第二集中式代理模块互为主备关系，且其中的主集中式代理模块用于作为所述服务网格当前的目标数据平面。
9.一种电子设备，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，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任一项所述的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法。
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任一项所述的基于DPU的服务网格业务集中代理切换方法。
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