CN117439994A - 连接保持方法、客户端设备、服务器、路由器和通信系统 - Google Patents

连接保持方法、客户端设备、服务器、路由器和通信系统 Download PDF

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Abstract

本公开提出一种连接保持方法、客户端设备、服务器、路由器和通信系统，涉及通信领域。客户端设备通过网络发起对一服务的任播地址的建立连接请求；客户端设备接收被路由器调度的提供所述服务的目标服务器发送的关闭连接响应，所述关闭连接响应包括重定向的所述目标服务器的地址信息；客户端设备根据所述关闭连接响应，停止与所述任播地址的连接，并基于所述目标服务器的地址信息与所述目标服务器进行连接；客户端设备保持与所述目标服务器的连接。从而实现一种可规模部署的连接保持方案，可避免在网络设备中保存大量的用户连接状态数据。

Description

连接保持方法、客户端设备、服务器、路由器和通信系统
技术领域
本公开涉及通信领域，尤其涉及IP(Internet Protocol，互联网协议)网络智能化领域，特别涉及一种连接保持方法、客户端设备、服务器、路由器和通信系统。
背景技术
在一些通信场景中，需要保持客户端设备与服务器之间的连接。例如，对于已经建立连接的客户端设备，提供服务的服务器需要保持不变，否则，如果提供服务的服务器改变，服务器之间需要同步大量信息，才能保持服务的连贯性。
在保持连接的一些相关技术中，连接所涉及的沿途的各路由器需要保存客户端设备的连接状态表。连接状态表记录了客户端设备、客户端设备所需的服务、下一跳的服务器等信息。客户端设备的连接状态表一经建立，在通信结束之前，就不会随网络状态和服务器的资源状态的变化而变化，从而保证该客户端设备的后续数据包按照该连接状态表进行转发。
在保持连接的另一些相关技术中，连接的头部路由器和尾部路由器保存客户端设备的连接状态表，连接状态表记录了客户端设备、客户端设备所需的服务、下一跳的服务器、隧道等信息，客户端设备的数据包经过头部路由器和尾部路由器间的隧道进行转发。
然而，按照相关技术的方案，为了保持连接，网络设备均需要保存用户的连接状态表，部署规模受限，都不是一种可规模部署的方案。
发明内容
本公开实施例提出一种可规模部署的连接保持方案，可避免在网络设备中保存大量的用户连接状态数据。此外，在分布式服务场景下，根据网络状态和能够提供所述服务的各个服务器的资源状态，调度适合为客户端设备提供服务的目标服务器，实现云网资源的合理运营。
本公开一些实施例提出一种连接保持方法，包括：
客户端设备通过网络发起对一服务的任播地址的建立连接请求；
客户端设备接收被路由器调度的提供所述服务的目标服务器发送的关闭连接响应，所述关闭连接响应包括重定向的所述目标服务器的地址信息；
客户端设备根据所述关闭连接响应，停止与所述任播地址的连接，并基于所述目标服务器的地址信息与所述目标服务器进行连接；
客户端设备保持与所述目标服务器的连接。
在一些实施例中，所述关闭连接响应包括新定义的TCP选项，用于传递重定向的所述目标服务器的地址信息。
在一些实施例中，所述新定义的TCP选项包括：
类型，用于标识新定义的TCP选项；
长度，用于指明所述新定义的TCP的长度；
地址信息，用于指明所述目标服务器的IP地址和端口，其中，所述目标服务器的IP地址包括所述目标服务器的IPv4地址、IPv6地址中的至少一个。
在一些实施例中，客户端设备通过TCP三次握手及认证流程，基于所述目标服务器的地址信息与所述目标服务器进行连接；客户端设备在通信结束之前保持与所述目标服务器的连接。
本公开一些实施例提出一种连接保持方法，包括：
目标服务器接收路由器转发的客户端设备对一服务的任播地址的建立连接请求；
目标服务器向客户端设备发送关闭连接响应，所述关闭连接响应包括重定向的所述目标服务器的地址信息，用于指示客户端设备停止与所述任播地址的连接，并与所述目标服务器的地址信息进行连接；
目标服务器接收客户端设备发送的建立连接请求，与客户端设备建立并保持连接。
在一些实施例中，所述关闭连接响应包括新定义的TCP选项，用于传递重定向的所述目标服务器的地址信息。
在一些实施例中，所述新定义的TCP选项包括：
类型，用于标识新定义的TCP选项；
长度，用于指明所述新定义的TCP的长度；
地址信息，用于指明所述目标服务器的IP地址和端口，其中，所述目标服务器的IP地址包括所述目标服务器的IPv4地址、IPv6地址中的至少一个。
本公开一些实施例提出一种连接保持方法，包括：
路由器接收客户端设备发送的对一服务的任播地址的建立连接请求；
路由器从能够提供所述服务的各个服务器中确定一个目标服务器；
路由器将所述建立连接请求转发给所述目标服务器；
路由器接收所述目标服务器发送的关闭连接响应，所述关闭连接响应包括重定向的所述目标服务器的地址信息，用于指示客户端设备停止与所述任播地址的连接，并与所述目标服务器的地址信息进行连接；
路由器将所述关闭连接响应转发给客户端设备。
在一些实施例中，路由器从能够提供所述服务的各个服务器中确定一个目标服务器包括：路由器根据网络状态和能够提供所述服务的各个服务器的资源状态，从能够提供所述服务的各个服务器中确定一个目标服务器。
在一些实施例中，还包括：路由器接收网络中通告的服务的任播地址、能够提供所述服务的各个服务器的地址信息和资源状态。
本公开一些实施例提出一种客户端设备，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行各实施例所述的方法。
本公开一些实施例提出一种服务器，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行各实施例所述的方法。
本公开一些实施例提出一种路由器，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行各实施例所述的方法。
本公开一些实施例提出一种通信系统，包括：客户端设备，以及，服务器。
在一些实施例中，通信系统还包括：路由器。
本公开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各实施例所述的方法的步骤。
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示出本公开一些实施例的连接保持方法的流程示意图。
图2示出本公开一些实施例的算力网络的连接保持场景的示意图。
图3示出本公开一些实施例的算力网络的连接保持方法的示意图。
图4示出本公开一些实施例的通信系统400的示意图。
图5示出本公开一些实施例的客户端设备410的示意图。
图6示出本公开一些实施例的服务器420的示意图。
图7示出本公开一些实施例的路由器430的示意图。
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示出本公开一些实施例的连接保持方法的流程示意图。
如图1所示，该实施例的连接保持方法包括：
在步骤110，客户端设备通过网络发起对一服务的任播地址的建立连接请求，该建立连接请求以任播地址为访问的目的地址。
客户端设备向网络中发送TCP SYN包，用于建立传输控制协议(TCP，TransmissionControl Protocol)连接，TCP SYN包的目的地址为某一服务的任播地址(设为IPs)。
不同的服务可对应不同的任播地址。任播地址用来标识一个服务，并不对应该服务的具体服务器，服务的具体服务器有自己的地址。
在步骤120，路由器接收客户端设备发送的对一服务的任播地址的建立连接请求，从能够提供所述服务的各个服务器中确定一个目标服务器，将所述建立连接请求转发给所述目标服务器。
路由器根据网络状态和能够提供所述服务的各个服务器的资源状态，从能够提供所述服务的各个服务器中确定一个目标服务器。例如，路由器选择服务器的资源多、服务器连接的路由器的网络负荷较低的服务器作为目标服务器。目标服务器能够为用户提供更好的服务。
网络中各路由器通告彼此的网络状态和其连接的服务器的信息，例如，服务的任播地址、能够提供所述服务的各个服务器的地址信息和资源状态等。路由器接收并保存网络中通告的服务的任播地址、能够提供所述服务的各个服务器的地址信息和资源状态。
在步骤130，目标服务器接收路由器转发的客户端设备对一服务的任播地址的建立连接请求，向客户端设备发送关闭连接响应，所述关闭连接响应包括重定向的所述目标服务器的地址信息，用于指示客户端设备停止与所述任播地址的连接，并与所述目标服务器的地址信息进行连接。
目标服务器向客户端设备发送TCP FIN包，TCP FIN包携带重定向的目标服务器的地址信息，用于指示客户端设备关闭TCP连接，并与所述目标服务器的地址信息进行连接。目标服务器的地址信息包括目标服务器的IP地址和端口等寻址信息。
所述关闭连接响应包括新定义的TCP选项(TCP Option)，用于传递重定向的所述目标服务器的地址信息。
所述新定义的TCP选项包括：
类型，用于标识新定义的TCP选项；
长度，用于指明所述新定义的TCP的长度；
地址信息，用于指明所述目标服务器的IP地址和端口，其中，所述目标服务器的IP地址包括所述目标服务器的IPv4地址、IPv6地址中的至少一个。
表1-新定义的TCP Option
在步骤140，路由器接收所述目标服务器发送的关闭连接响应，将所述关闭连接响应转发给客户端设备。
在步骤150，客户端设备接收被路由器调度的提供所述服务的目标服务器发送的关闭连接响应，根据所述关闭连接响应，停止与所述任播地址的连接，并基于所述目标服务器的地址信息与所述目标服务器进行连接，在通信结束之前保持与所述目标服务器的连接。
客户端设备通过TCP三次握手及认证流程，基于所述目标服务器的地址信息与所述目标服务器进行连接。
第一次握手：建立连接时，客户端设备发送SYN包(seq＝j)到目标服务器，并进入SYN_SENT(发送)状态，等待目标服务器确认。其中，SYN表示同步序列编号(SynchronizeSequence Numbers)。
第二次握手：目标服务器收到SYN包，发送ACK包，用于确认客户端设备的SYN(ack＝j+1)，同时自己也发送一个SYN包(seq＝k)，即目标服务器发送SYN+ACK包，此时目标服务器进入SYN_RECV(接收)状态。
第三次握手：客户端设备收到目标服务器的SYN+ACK包，向目标服务器发送确认包ACK(ack＝k+1)包，此包发送完毕，客户端设备和目标服务器进入ESTABLISHED(表示TCP连接成功)状态，完成三次握手。
上述实施例提出一种可规模部署的连接保持方案，可避免在网络设备中保存大量的用户连接状态数据。此外，在分布式服务场景下，根据网络状态和能够提供所述服务的各个服务器的资源状态，调度适合为客户端设备提供服务的目标服务器，实现云网资源的合理运营。
本公开的连接保持方案可以应用于算力网络的连接保持场景。
图2示出本公开一些实施例的算力网络的连接保持场景的示意图。
如图2所示，在算力网络场景下，可同时提供某服务(Service，S)的服务器分布在网络中的不同地方，这些服务器自己的IP地址分别为IP1、IP2、IP3、IP4，该服务的任播地址(IPs)以Anycast(任播)方式在网络中的不同地点(如路由器R1、R2、R3、R4)进行广播，同时位于不同地点的服务器的算力资源状态也在网络中进行泛洪。
如果按照传统技术，路由器需要保存用户的连接状态表，例如，路由器R1上需要保存的连接状态表如表2所示：
表2-路由器R1上的连接状态表
图3示出本公开一些实施例的算力网络的连接保持方法的示意图。
按照本公开的方案，如图3所示，如果客户A发起对服务S的访问，其TCP连接请求到达路由器R1时，R1依据该TCP数据包的目的地址(IPs，是服务S在网络中发布的任播地址)，结合R1收到的从其他路由器发过来的可提供同样服务(IPs)的算力资源状态，结合R1当前所处网络的状态，提前进行综合调度运算，找到最适合服务该请求的算力资源为挂在路由器R4下的服务器IP4。
接着，R1将用户的TCP连接请求依据提前算好的转发表，将该请求发送到R4后面的服务器IP4，由该服务器IP4进行服务。
接着，服务器IP4在收到该连接请求后，给客户返回TCP FIN包，同时携带新定义的TCP Option，其中包括可直接提供服务的本服务器所拥有的独特IP地址(IP4)以及相应端口。
接着，客户A在接收到包含新定义的TCP Option的TCP FIN包后，停止与任播地址IPs的连接，重新与TCP Option中指定的服务器地址IP4与端口进行连接，后续流程沿用常规的TCP三次握手及认证流程。
后续客户A与本服务器IP4的通信，均采用新指定的地址IP4与端口。当网络与各点算力资源发生变化时，R1上的优化调度算法不影响已经建立的连接，只影响后续新进入用户的连接，从而既保证了算网资源的合理综合调度，又保持了最优的服务器连接选择。
图4示出本公开一些实施例的通信系统400的示意图。
如图4所示，该实施例的通信系统400包括：客户端设备410，服务器420以及路由器430。
图5示出本公开一些实施例的客户端设备410的示意图。
如图5所示，该实施例的客户端设备410包括：存储器411以及耦接至该存储器411的处理器412，处理器412被配置为基于存储在存储器411中的指令，执行前述任意一些实施例中的方法。
例如，客户端设备通过网络发起对一服务的任播地址的建立连接请求；客户端设备接收被路由器调度的提供所述服务的目标服务器发送的关闭连接响应，所述关闭连接响应包括重定向的所述目标服务器的地址信息；客户端设备根据所述关闭连接响应，停止与所述任播地址的连接，并基于所述目标服务器的地址信息与所述目标服务器进行连接；客户端设备保持与所述目标服务器的连接。
客户端设备410还可以包括输入输出接口413、网络接口414、存储接口415等。这些接口413，414，415以及存储器411和处理器412之间例如可以通过总线416连接。
图6示出本公开一些实施例的服务器420的示意图。
如图6所示，该实施例的服务器420包括：存储器421以及耦接至该存储器421的处理器422，处理器422被配置为基于存储在存储器421中的指令，执行前述任意一些实施例中的方法。
例如，服务器作为目标服务器，接收路由器转发的客户端设备对一服务的任播地址的建立连接请求，向客户端设备发送关闭连接响应，所述关闭连接响应包括重定向的所述目标服务器的地址信息，用于指示客户端设备停止与所述任播地址的连接，并与所述目标服务器的地址信息进行连接，接收客户端设备发送的建立连接请求，与客户端设备建立并保持连接。
所述关闭连接响应包括新定义的TCP选项，用于传递重定向的所述目标服务器的地址信息。
所述新定义的TCP选项包括：
类型，用于标识新定义的TCP选项；
长度，用于指明所述新定义的TCP的长度；
地址信息，用于指明所述目标服务器的IP地址和端口，其中，所述目标服务器的IP地址包括所述目标服务器的IPv4地址、IPv6地址中的至少一个。
服务器420还可以包括输入输出接口423、网络接口424、存储接口425等。这些接口423，424，425以及存储器421和处理器422之间例如可以通过总线426连接。
图7示出本公开一些实施例的路由器430的示意图。
如图7所示，该实施例的路由器430包括：存储器431以及耦接至该存储器431的处理器432，处理器432被配置为基于存储在存储器431中的指令，执行前述任意一些实施例中的方法。
例如，路由器接收客户端设备发送的对一服务的任播地址的建立连接请求；路由器从能够提供所述服务的各个服务器中确定一个目标服务器；路由器将所述建立连接请求转发给所述目标服务器；路由器接收所述目标服务器发送的关闭连接响应，所述关闭连接响应包括重定向的所述目标服务器的地址信息，用于指示客户端设备停止与所述任播地址的连接，并与所述目标服务器的地址信息进行连接；路由器将所述关闭连接响应转发给客户端设备。其中，路由器根据网络状态和能够提供所述服务的各个服务器的资源状态，从能够提供所述服务的各个服务器中确定一个目标服务器。
又例如，路由器接收网络中通告的服务的任播地址、能够提供所述服务的各个服务器的地址信息和资源状态。
路由器430还可以包括输入输出接口433、网络接口434、存储接口435等。这些接口433，434，435以及存储器431和处理器432之间例如可以通过总线436连接。
其中，存储器例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。
其中，处理器可以用通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或其它可编程逻辑设备、分立门或晶体管等分立硬件组件方式来实现。
其中，输入输出接口为显示器、鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备提供连接接口。网络接口为各种联网设备提供连接接口。存储接口为SD卡、U盘等外置存储设备提供连接接口。总线可以使用多种总线结构中的任意总线结构。例如，总线结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、微通道体系结构(Micro ChannelArchitecture，MCA)总线、外围组件互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线。
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程序代码的非瞬时性计算机可读存储介质(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 (16)

1.一种连接保持方法，其特征在于，包括：
客户端设备通过网络发起对一服务的任播地址的建立连接请求；
客户端设备接收被路由器调度的提供所述服务的目标服务器发送的关闭连接响应，所述关闭连接响应包括重定向的所述目标服务器的地址信息；
客户端设备根据所述关闭连接响应，停止与所述任播地址的连接，并基于所述目标服务器的地址信息与所述目标服务器进行连接；
客户端设备保持与所述目标服务器的连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述关闭连接响应包括新定义的TCP选项，用于传递重定向的所述目标服务器的地址信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述新定义的TCP选项包括：
类型，用于标识新定义的TCP选项；
长度，用于指明所述新定义的TCP的长度；
地址信息，用于指明所述目标服务器的IP地址和端口，其中，所述目标服务器的IP地址包括所述目标服务器的IPv4地址、IPv6地址中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
客户端设备通过TCP三次握手及认证流程，基于所述目标服务器的地址信息与所述目标服务器进行连接；
客户端设备在通信结束之前保持与所述目标服务器的连接。
5.一种连接保持方法，其特征在于，包括：
目标服务器接收路由器转发的客户端设备对一服务的任播地址的建立连接请求；
目标服务器向客户端设备发送关闭连接响应，所述关闭连接响应包括重定向的所述目标服务器的地址信息，用于指示客户端设备停止与所述任播地址的连接，并与所述目标服务器的地址信息进行连接；
目标服务器接收客户端设备发送的建立连接请求，与客户端设备建立并保持连接。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述关闭连接响应包括新定义的TCP选项，用于传递重定向的所述目标服务器的地址信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述新定义的TCP选项包括：
类型，用于标识新定义的TCP选项；
长度，用于指明所述新定义的TCP的长度；
地址信息，用于指明所述目标服务器的IP地址和端口，其中，所述目标服务器的IP地址包括所述目标服务器的IPv4地址、IPv6地址中的至少一个。
8.一种连接保持方法，其特征在于，包括：
路由器接收客户端设备发送的对一服务的任播地址的建立连接请求；
路由器从能够提供所述服务的各个服务器中确定一个目标服务器；
路由器将所述建立连接请求转发给所述目标服务器；
路由器接收所述目标服务器发送的关闭连接响应，所述关闭连接响应包括重定向的所述目标服务器的地址信息，用于指示客户端设备停止与所述任播地址的连接，并与所述目标服务器的地址信息进行连接；
路由器将所述关闭连接响应转发给客户端设备。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，路由器从能够提供所述服务的各个服务器中确定一个目标服务器包括：
路由器根据网络状态和能够提供所述服务的各个服务器的资源状态，从能够提供所述服务的各个服务器中确定一个目标服务器。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
路由器接收网络中通告的服务的任播地址、能够提供所述服务的各个服务器的地址信息和资源状态。
11.一种客户端设备，包括：
存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行权利要求1-4中任一项所述的方法。
12.一种服务器，包括：
存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行权利要求5-7中任一项所述的方法。
13.一种路由器，包括：
存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行权利要求8-10中任一项所述的方法。
14.一种通信系统，包括：
权利要求11所述的客户端设备，以及，
权利要求12所述的服务器。
15.根据权利要求14所述的通信系统，还包括：
权利要求13所述的路由器。
16.一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1-10任一项所述的方法的步骤。
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