CN1863120A - 基于多服务器的用户接入方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于多服务器的用户接入方法及装置。本发明主要包括：首先，配置网络中若干个AAA(鉴权、认证、计费)服务器的权重信息；之后，当用户接入网络时，根据各AAA服务器的权重信息选择一个AAA服务器对用户接入网络过程中的鉴权、认证和计费报文进行处理。因此，本发明可以有效避免主备模式下单台AAA服务器负荷过重，同时也有效降低了网络拥塞发生的概率。总之，本发明的实现可以有效提高用户成功接入网络的可能性，避免因网络拥塞或单台AAA服务器负荷过重导致接入网络过程中认证或计费操作失败。

Description

基于多服务器的用户接入方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种基于多服务器的用户接入方法及装置。

背景技术

随着网络通讯技术的迅速发展，各种网络应用也日渐增多。同时，大量物理位置分散的用户可以使用Modem(调制解调器)等设备从不同的物理位置通过公共网对其它网络进行随机的访问。

在网络访问过程中，用户可以将自己的信息传递给相应网络，也可以从相应网络得到自己想要的信息。正是由于存在这种内外双向的数据流动，网络安全便成为重要问题，为此，对用户的管理就成为网络接入服务器的主要任务。网络接入服务器管理的内容包括：获得访问权的用户信息以及其可以获得的服务信息，对使用网络资源的用户进行计费的方式。

目前，网络接入服务器包括RADIUS(远程拨号认证服务器)，RADIUS服务器通过建立一个唯一的用户数据库，存储用户名、用户密码以便于对用户进行验证；同时，还通过存储用户的服务类型以及相应的配置信息完成针对用户的授权处理，从而使得用户可以顺利接入并访问其他网络。

在用户接入网络过程中，用户的认证请求和计费请求都是通过网络提交给RADIUS服务器。在大规模的网络通信系统中时，可能由于大量用户的上线导致网络拥塞，这样，某些用户的认证请求则会发送失败，进而导致用户接入失败。同时，当用于认证服务的某台RADIUS服务器发生短暂故障时也会造成用户的认证请求报文发送失败。另外，当存在大量用户上线时，大量的计费报文的发送也会出现类似的问题。

RADIUS协议中描述了一种主备方式的服务器选择策略，用于为用户提供认证计费的保证。即在网络中存在多台可为同一用户提供认证和计费服务的RADIUS服务器。具体为：当BRAS(宽带接入服务器)下面的用户上线时，BRAS系统首先选择向主RADIUS服务器发送认证请求报文，当主RADIUS服务器不可用，再选择向后备RADIUS服务器发送。即当用户向某台RADIUS服务器发送失败时，便可以选择另一台RADIUS服务器进行认证、授权以及计费处理。

从上述主备方式的服务器选择策略可知，当BRAS下面的存在大量用户上线时，如果都选择向主RADIUS认证服务器发送认证请求报文，用户上线后又都选择向主RADIUS计费服务器发送计费报文，则很有可能造成主RADIUS服务器的负载过重而DOWN(去激活)机，即无法正常工作。

另外，还可能会由于网络拥塞导致某些用户无法上线或者影响上线速度。因而，上述主备方式的服务器选择策略在大规模的网络系统中应用极可能造成性能降低或者部分数据的丢失。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多服务器的用户接入方法及装置，从而可以在网络中存在大量用户上线情况下，有效降低用户接入失败的可能性，以提高用户接入网络的成功率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种基于多服务器的用户接入方法，包括：

A、配置网络中若干个鉴权、认证、计费AAA服务器的权重信息；

B、当用户接入网络时，根据各AAA服务器的权重信息选择一个AAA服务器对用户接入网络过程中的鉴权、认证和计费报文进行处理。

所述的方法还包括：

C、在网络接入设备中配置探测AAA服务器状态的参数，并根据探测结果标记各个AAA服务器的状态信息，所述的状态信息包括可以正常工作的激活UP状态和无法正常工作的去激活DOWN状态。

所述的步骤C包括：

在网络接入设备中设置各AAA服务器的初始状态为UP状态，且当网络接入设备在预定的尝试次数内无法与处于UP状态的AAA服务器通信时，则将其状态修改为DOWN状态，并在经过预定的恢复等待时间后，再将其状态修改为UP状态。

所述的步骤A包括：

根据各AAA服务器的性能和硬件配置情况进行对应的权重信息的配置。

所述的步骤B包括：

当用户接入网络时，根据各AAA服务器对应的权重信息随机选择一个AAA服务器对用户接入网络过程中的鉴权、认证和计费报文进行处理，且所述的随机选择过程中，各AAA服务器被选中的概率与权重信息对应。

所述的步骤B还包括：

当用户接入网络时，根据接入用户的用户信息为该用户选择相应的AAA服务器，负责处理该用户发送的所有报文；或者，

当用户接入网络时，根据接入用户发送的报文数为该报文选择相应的AAA服务器，负责处理该报文。

所述的步骤B包括：

B1、当用户接入网络时，网络接入设备确定处于UP状态的所有可以选择的AAA服务器的权重信息；

B2、计算顺序编码的各AAA服务器与小于其自身编码的顺序编码的AAA服务器的权重之和，作为该AAA服务器对应的权重之和；

B3、根据为选择AAA服务器随机生成一个小于所有可以选择的AAA服务器的权重之和的数值，以及各AAA服务器对应的权重之和选择相应的AAA服务器对用户接入网络过程中的鉴权、认证和计费报文进行处理。

所述的可以选择的AAA服务器包括：

根据网络接入设备中记录的信息确定的用户接入网络过程未选择过的AAA服务器。

所述的步骤B1还包括：

当不存在处于UP状态的所有可以选择的AAA服务器时，则确定处于DOWN状态的所有可以选择的AAA服务器。

所述的步骤B3包括：

当为选择AAA服务器随机生成一个小于所有可以选择的AAA服务器的权重之和的数值小于编号为N的AAA服务器对应的权重之和，且若N大于1，该数值还应大于编号为N-1的AAA服务器对应的权重之和，则选择编号为N的AAA服务器对用户接入网络过程中的鉴权、认证和计费报文进行处理。

所述的步骤B3还包括：

当各AAA服务器对应的权重之和均为0时，则随机选择一个AAA服务器对用户接入网络过程中的鉴权、认证和计费报文进行处理。

本发明还提供了一种基于多服务器的用户接入装置，包括：

权重信息配置模块：用于配置保存各AAA服务器的权重信息；

服务器选择模块：当用户接入网络时，用于根据权重信息配置模块配置保存的各AAA服务器的权重信息为接入网络用户产生的鉴权、认证和计费报文选择相应的AAA服务器。

所述装置还包括：

AAA服务器状态处理模块：用于根据针对AAA服务器状态的探测结果标记各个AAA服务器的状态信息，并将各AAA服务器的状态信息提供给服务器选择模块，所述的状态信息包括可以正常工作的激活UP状态和无法正常工作的去激活DOWN状态；和/或，

使用状态记录模块：用于记录当前待处理报文使用失败的AAA服务器。

所述的服务器选择模块包括：

权重计算模块：根据各AAA服务器的状态及使用情况计算可用的AAA服务器对应的权重值；

随机数生成模块：用于生成一个在可能的权重值范围内的随机数；

选择模块：根据生成的随机数及所述各AAA服务器对应的权重值选择对应的AAA服务器。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明应用在大容量的BRAS系统中，则可以实现当用户通过RADIUS服务器认证和计费接入时，能够合理地扩展RADIUS协议，采用一种比较简单有效的方法实现在多台RADIUS服务器间的负载均衡，从而可以有效避免主备模式下单台RADIUS服务器负荷过重，同时也有效降低了网络拥塞发生的概率。因此，本发明的实现可以有效提高用户成功接入网络的可能性，避免因网络拥塞或RADIUS服务器负荷过重导致接入网络过程中认证或计费操作失败。

附图说明

图1为本发明可以应用的网络结构示意图；

图2为本发明所述的方法的流程图；

图3为本发明所述的装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的主要目的是提供一种在大容量的BRAS系统中当有大量用户上线时选择AAA(认证、授权及计费)服务器的方法及装置，从而可以实现负载均衡，避免因部分服务器负载过重导致用户接入失败。

本发明中，所述的AAA服务器包括但不限于RADIUS服务器，下面将以RADIUS服务器为例对本发明具体的实现进行描述。

也就是说，在大容量的BRAS系统中，当存在多台可相互备份的RADIUS服务器时，便可以通过本发明提供的负载均衡的方法实现对用户的分流，从而有效避免网络拥塞和单台RADIUS服务器负荷过重的情况发生。

下面将结合附图对本发明提供的方法的具体实现方式进行说明。

通常，在网络中用户是通过三层设备向RADIUS服务器发送认证和计费报文的，所述的三层设备包括各种NAS(网络接入服务器)设备。本发明中，用户接入的网络如图1所示，通常会在一个局域网或一个城域网中放置多台互为备份的RADIUS服务器，如图1中的计费服务器和认证服务器，用来对整个网络的接入用户进行统一的认证、授权、计费服务。

本发明实现的目的是在多个认证、授权、计费服务器之间实现负载均衡，所述的负载均衡可以是基于用户的负载均衡，也可以是基于报文的负载均衡，总之，只要可以实现各个服务器之间均衡处理各认证、计费、授权过程中的报文即可。在BRAS系统中，具体根据配置的RADIUS服务器的权重，为相应的用户可待处理的报文选择相应的服务器。

本发明中，所述的基于用户的负载均衡是对用户进行负载均衡，当某个用户有上线请求时，将按照负载均衡的方式选择一台服务器作为认证服务器，对计费服务器的选择也是如此，在服务器正常的情况下，随后该用户所有与服务器交互的一系列报文都将发往该服务器进行处理，这就是基于上线用户数的一种负载均衡机制。例如，共有8个上线用户，以及两台计费服务器，此时，根据基于用户的负载均衡处理结果为：每台计费服务器分别负责处理相应数量的用户发送的报文。

本发明中，所述的基于报文的负载均衡是对报文进行负载均衡，当有发向RADIUS服务器的报文时，将按照负载均衡算法选择一台服务器发送，而不考虑该报文所属的用户，这就是一种基于报文数的一种负载均衡机制。例如，若干个用户上线，共发送了80个报文，同样共有两台计费服务器，此时，根据基于报文的负载均衡处理结果为：每台计费服务器分别负责处理相应数量的报文。

本发明所述的负载均衡的应用领域包括但不局限于对RADIUS服务器的选择，其他应用AAA主备服务器选择的情况均可采用负载均衡的方式，比如对COPS服务器(授权服务器)的选择等。

下面将结合附图对本发明所述的方法的具体实现方式进行说明。

如图2所示，本发明所述的方法具体包括以下处理过程：

步骤21：为网络中每台RADIUS服务器在BRAS系统中都配置相应的权重信息，以便于相应的网络接入设备可以根据该配置的权重信息选择相应的服务器对认证计费报文进行处理；

所述的权重可以根据每台服务器的性能和硬件配置情况设置，对硬件配置好，性能高的RADIUS服务器其相应的权重可设置的高些，权重的可设置范围为0-100；

步骤22：在BRAS系统中用两种状态标记标识RADIUS服务器的状态，具体为：可以正常工作的UP(激活)和无法正常工作的DOWN(去激活)；

初始时所有的RADIUS服务器的状态都是UP状态，所述的DOWN状态的含义是：BRAS系统向某个RADIUS服务器连续发送N个报文(N可在BRAS系统中配置)，均收不到该RADIUS服务器的回应，则BRAS系统认为该RADIUS服务器已经DOWN掉，相应的会将其状态置为DOWN；

RADIUS服务器状态变为DOWN以后，过一定的时间后BRAS系统会把该RADIUS服务器重新设为UP状态，该恢复时间间隔可在BRAS系统中配置。

上述步骤21和步骤22的配置过程不分先后顺序，也可以先配置服务器的状态，之后，配置其权重信息，只要完成两种信息的配置即可。

完成上述配置工作后，便可以采用相应的处理过程实现各RADIUS服务器之间均衡处理认证和计费处理报文，相应的具体处理过程具体包括：

步骤23：当有用户上线时，判断是否存在状态为UP且没有使用过的RADIUS服务器，如果存在，则执行步骤24，否则，执行步骤25；

步骤24：BRAS系统首先计算所有状态为UP且没有使用过的RADIUS服务器的权重之和，执行步骤26；

该步骤具体为：网络接入设备确定处于UP状态的所有可以选择的AAA服务器的权重信息，并计算顺序编码的各RADIUS服务器与小于其自身编码的顺序编码的RADIUS服务器的权重之和，作为该RADIUS服务器对应的权重之和，例如，编号为4的RADIUS服务器的权重之和为自身的权重信息与编号为1、2和3的RADIUS服务器的权重信息的和；

对于该用户或该报文曾经使用过的服务器信息会在BRAS系统进行标记，这样，根据标记的信息便可以确定各服务器是否被使用过；

所述的使用过是指相应的用户或报文在以前的接入过程中已经选择过的服务器，但未成功建立与该服务器的通信；

步骤25：如果没有状态为UP的RADIUS服务器，则计算所有配置了的且没有使用过的RADIUS服务器权重之和，执行步骤26；

具体的计算方法参见步骤24，此处不再详述；

步骤26：判断所述的权重之和是否大于0，如果是，则执行步骤27，否则，执行步骤28；

步骤27：如果RADIUS服务器的权重之和大于0，则生成一个不大于所有的RADIUS服务器的权重之和的随机种子，即生成一个随机数，根据随机种子的数值以及各RADIUS服务器的权重之和选择相应的RADIUS服务器；

当为选择RADIUS服务器随机生成一个小于所有可以选择的RADIUS服务器的权重之和的数值小于编号为N的RADIUS服务器对应的权重之和，且若N大于1，该数值还应大于编号为N-1的RADIUS服务器对应的权重之和，则选择编号为N的RADIUS服务器对用户接入网络过程中的鉴权、认证和计费报文进行处理；

在该步骤中，具体的选择原则为：从第一个符合条件的RADIUS服务器开始，寻找一台满足如下条件的RADIUS服务器作为发送服务器：随机种子的值(即随机数)介于该服务器前面W台RADIUS服务器权重之和与该服务器的权重加上前面W台服务器的权重之和之间。

假设在步骤24和步骤25中生成如下表中的权重信息，具体如表1所示：

                                         表1

网络中所有RADIUS服务器的编号	1	2	3	4	5
						RADIUS服务器在BRAS系统中的权重	9	4	3	6	2
前面RADIUS服务器的权重之和	0	9	13	16	22
						本RADIUS服务器权重加上其前面的RADIUS服务器权重之和	9	13	16	22	24
可命中的随机种子	0到9	10到13	14到16	17到22	23到24

以表1所列信息为例，则如果在该步骤中某一时刻生成的随机种子是18，将选中的服务器是编号为4的服务器；

由上表可以看出，对权重越大的RADIUS服务器被选中的机会就越大，如表1中的编码为1的服务器被选中的可能性最大，这样，通过权重的配置便可以灵活地调整各服务器的负载情况。

步骤28：当所有RADIUS服务器对应的权重之和均为0时，则随机选择一个RADIUS服务器对用户接入过程中的报文进行认证和计费处理；

如果所有服务器的权重之和是0，则生成一个小于服务器数的随机种子M，并选择符合条件的第M+1台服务器作为发送服务器，这样，每台服务器的被选中的机会均等。

本发明还提供了一种基于多服务器的用户接入装置，如图3所示，具体包括以下各处理模块：

(1)权重信息配置模块：用于配置保存各AAA服务器的权重信息，具体为根据各个AAA服务器的性能等因素进行设置；

(2)服务器选择模块：当用户接入网络时，用于根据权重信息配置模块配置保存的各AAA服务器的权重信息为接入网络用户产生的鉴权、认证和计费报文选择相应的AAA服务器，且所述的服务器选择模块具体包括：

权重计算模块：根据AAA服务器状态处理模块记录的各AAA服务器的状态，还根据AAA服务器的使用情况计算可用的AAA服务器对应的权重值；

随机数生成模块：用于生成一个在可能的权重值范围内的随机数；

选择模块：根据生成的随机数及所述各AAA服务器对应的权重值选择对应的AAA服务器，即所述的随机数与哪一个AAA服务器对应的权重值匹配，则选择哪一个AAA服务器；

(3)AAA服务器状态处理模块：用于根据针对AAA服务器状态的探测结果标记各个AAA服务器的状态信息，并将各AAA服务器的状态信息提供给服务器选择模块，所述的状态信息包括可以正常工作的激活UP状态和无法正常工作的去激活DOWN状态；

(4)使用状态记录模块：用于记录当前待处理报文使用失败的AAA服务器，即当前待处理报文尝试使用相应的AAA服务器但未成功，则记录该信息，以便于在下一次选择过程中不再选择该AAA服务器。

本发明中，所述的装置可以设置于网络接入设备中，或者，也可以独立于网络接入设备设置。

综上所述，本发明的实现使得在大容量的BRAS系统中，当用户通过RADIUS认证和计费接入时，合理的扩展了RADIUS协议，采用一种比较简单有效的方法实现了RADIUS服务器的负载均衡，从而可以有效避免主备模式下单台RADIUS服务器负荷过重，同时也有效降低了网络拥塞发生的概率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1、一种基于多服务器的用户接入方法，其特征在于，包括：

A、配置网络中若干个鉴权、认证、计费AAA服务器的权重信息；

B、当用户接入网络时，根据各AAA服务器的权重信息选择相应的AAA服务器对用户接入网络过程中的鉴权、认证和计费报文进行处理。

2、根据权利要求1所述的基于多服务器的用户接入方法，其特征在于，所述的方法还包括：

C、在网络接入设备中配置探测AAA服务器状态的参数，并根据探测结果标记各个AAA服务器的状态信息，所述的状态信息包括可以正常工作的激活UP状态和无法正常工作的去激活DOWN状态。

3、根据权利要求2所述的基于多服务器的用户接入方法，其特征在于，所述的步骤C包括：

在网络接入设备中设置各AAA服务器的初始状态为UP状态，且当网络接入设备在预定的尝试次数内无法与处于UP状态的AAA服务器通信时，则将其状态修改为DOWN状态，并在经过预定的恢复等待时间后，再将其状态修改为UP状态。

4、根据权利要求1所述的基于多服务器的用户接入方法，其特征在于，所述的步骤A包括：

根据各AAA服务器的性能和硬件配置情况进行对应的权重信息的配置。

5、根据权利要求1、2、3或4所述的基于多服务器的用户接入方法，其特征在于，所述的步骤B包括：

当用户接入网络时，根据各AAA服务器对应的权重信息随机选择一个AAA服务器对用户接入网络过程中的鉴权、认证和计费报文进行处理，且所述的随机选择过程中，各AAA服务器被选中的概率与权重信息对应。

6、根据权利要求5所述的基于多服务器的用户接入方法，其特征在于，所述的步骤B还包括：

当用户接入网络时，根据接入用户的用户信息为该用户选择相应的AAA服务器，负责处理该用户发送的所有报文；或者，

当用户接入网络时，根据接入用户发送的报文数为该报文选择相应的AAA服务器，负责处理该报文。

7、根据权利要求5所述的基于多服务器的用户接入方法，其特征在于，所述的步骤B包括：

B1、当用户接入网络时，网络接入设备确定处于UP状态的所有可以选择的AAA服务器的权重信息；

B2、计算顺序编码的各AAA服务器与小于其自身编码的顺序编码的AAA服务器的权重之和，作为该AAA服务器对应的权重之和；

B3、根据为选择AAA服务器随机生成一个小于所有可以选择的AAA服务器的权重之和的数值，以及各AAA服务器对应的权重之和选择相应的AAA服务器对用户接入网络过程中的鉴权、认证和计费报文进行处理。

8、根据权利要求7所述的基于多服务器的用户接入方法，其特征在于，所述的可以选择的AAA服务器包括：

根据网络接入设备中记录的信息确定的用户接入网络过程未选择过的AAA服务器。

9、根据权利要求7所述的基于多服务器的用户接入方法，其特征在于，所述的步骤B1还包括：

当不存在处于UP状态的所有可以选择的AAA服务器时，则确定处于DOWN状态的所有可以选择的AAA服务器。

10、根据权利要求7所述的基于多服务器的用户接入方法，其特征在于，所述的步骤B3包括：

当为选择AAA服务器随机生成一个小于所有可以选择的AAA服务器的权重之和的数值小于编号为N的AAA服务器对应的权重之和，且若N大于1，该数值还应大于编号为N-1的AAA服务器对应的权重之和，则选择编号为N的AAA服务器对用户接入网络过程中的鉴权、认证和计费报文进行处理。

11、根据权利要求7所述的基于多服务器的用户接入方法，其特征在于，所述的步骤B3还包括：

当各AAA服务器对应的权重之和均为0时，则随机选择一个AAA服务器对用户接入网络过程中的鉴权、认证和计费报文进行处理。

12、一种基于多服务器的用户接入装置，其特征在于，包括：

权重信息配置模块：用于配置保存各AAA服务器的权重信息；

服务器选择模块：当用户接入网络时，用于根据权重信息配置模块配置保存的各AAA服务器的权重信息为接入网络用户产生的鉴权、认证和计费报文选择相应的AAA服务器。

13、根据权利要求12所述的基于多服务器的用户接入装置，其特征在于，所述装置还包括：

AAA服务器状态处理模块：用于根据针对AAA服务器状态的探测结果标记各个AAA服务器的状态信息，并将各AAA服务器的状态信息提供给服务器选择模块，所述的状态信息包括可以正常工作的激活UP状态和无法正常工作的去激活DOWN状态；和/或，

使用状态记录模块：用于记录当前待处理报文使用失败的AAA服务器。

14、根据权利要求12或13所述的基于多服务器的用户接入装置，其特征在于，所述的服务器选择模块包括：

权重计算模块：根据各AAA服务器的状态及使用情况计算可用的AAA服务器对应的权重值；

随机数生成模块：用于生成一个在可能的权重值范围内的随机数；

选择模块：根据生成的随机数及所述各AAA服务器对应的权重值选择对应的AAA服务器。

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