TW201603531A - 全網域服務控制器 - Google Patents
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Abstract
一種全網域服務控制器,包括監控裝置、智能裝置、和管理裝置。其中,監控裝置監控至少一網路的狀態。其次,智能裝置根據至少一網路之狀態,決定至少一網路中的路徑。智能裝置進一步接收來自用戶的指令,並轉換該指令為低階指令。管理裝置分析智能裝置的低階指令,並根據低階指令的分析結果以及由智能裝置決定之路徑,控制封包的轉發。
Description
本發明涉及一種全網域的服務控制器。
雲端運算可通過網際網路動態提供擴充性和虛擬化資源。雲端運算對可配置之計算資源的共享池(shared pool)提供便利且按需要自選的網路存取,例如網路、伺服器、存儲空間、應用程序和服務。雲端計算經常被描述為一個堆疊,其中包括軟件即服務(Software as a Service,SaaS)、平台即服務(Platform as a Service,PaaS)和基礎設施即服務(Infrastructure as a Service,IaaS)。軟件即服務可允許用戶從遠端執行程式。基礎設施即服務含有虛擬計算機,附帶保證的運算能力和預留頻寬以供儲存和網際網路存取。平台即服務類似於基礎設施即服務,但包括針對特定應用的作業系統和所需服務。
要能成功地邁入雲端計算,需要一個能支撐雲端計算能力的架構。由於面向服務架構(SOA)使用用戶前端應用程式和企業後端服務輕易存取雲端服務,因此面向服務架構針對雲端應用提供了一個受歡迎的架構。
一個利用雲端運算的計算程序可能同時在一個或多
個連網電腦上運作,這是利用虛擬化的概念。藉由虛擬化,一個或多個實體伺服器可被配置並分割成多個獨立的虛擬機器,其皆為獨立運作,並且對用戶看起來就是個別的實體裝置。這樣的虛擬機器並非以實體方式存在,而是可被四處遷移,並動態地擴充或縮小。但是,通常當一虛擬機器從某一實體伺服器被遷移到另一實體伺服器時,另一實體伺服器的防火牆並不會相應地更動,從而導致安全性問題。
虛擬化網路架構可以提供並支撐雲端運算服務,從而解決傳統分散式網路架構之複雜性和靜態性。然而,此虛擬化網路架構也有一些缺點:它們是單體式(monolithic),未具備明確定義的使用者介面和應用程式概念;此虛擬化網路架構包含軟體堆疊,每當有新功能加入時就要全部更新,而每次更新後會造成很多問題。
在一些實施例中,一種全網域服務控制器包括監控裝置、智能裝置和管理裝置。該監控裝置被配置為監控該至少一網路的狀態。該智能裝置被配置為根據至少一網路之狀態,決定至少一網路中的路徑。智能裝置進一步被配置為接收來自用戶的指令,並轉換其指令為低階指令。管理裝置被配置為分析該智能裝置的低階指令,並根據低階指令的分析結果以及由智能裝置決定之路徑,控制封包的轉發。
在一些實施例中,一種全網域服務控制器包括處理器和耦合到該處理器的記憶體。記憶體存儲一整合指令集。處理
器被配置為執行整合指令集以監控至少一網路的狀態,根據至少一網路的狀態進行路徑計算,將用戶之指令轉換為低階指令,分析其低階指令,並根據其低階指令的分析結果和路徑計算控制封包的轉發。
為了促進理解本發明關於前述之目的、特性和優點,茲提供實施例並參考圖式以作為詳細解釋。
10‧‧‧全網域服務控制器
101‧‧‧虛擬網路單元
102‧‧‧閘道路由器
103‧‧‧交換機
201‧‧‧監控裝置
202‧‧‧管理裝置
203‧‧‧智能裝置
401‧‧‧存儲器
402‧‧‧顯示裝置
403‧‧‧路徑計算單元模組
404‧‧‧轉換模組
405‧‧‧用戶
406‧‧‧轉發模組
501‧‧‧分析模組
502‧‧‧管理模組
503‧‧‧控制器
601‧‧‧處理器
602‧‧‧記憶體
701‧‧‧接收伺服器
702‧‧‧用戶資訊伺服器
703‧‧‧起始程序
本發明乃是依照所附圖式描述,其中:第1圖顯示本發明一實施例之全網域服務控制器之應用示意圖。
第2圖顯示本發明一實施例之全網域服務控制器示意圖。
第3圖顯示本發明一實施例之監控裝置示意圖。
第4圖顯示本發明一實施例之智能裝置示意圖。
第5圖顯示本發明一實施例之管理裝置示意圖。
第6圖顯示本發明另一實施例之全網域服務控制器示意圖。
第7圖顯示本發明一實施例之可提供組合式服務之方法的方塊圖。
為了使所屬技術領域中具有通常知識者能製造並使用所揭露之實施例,以下描述乃針對一個特別的應用及其條件的情況。各種針對所揭露之實施例所進行的修改方式,對所屬技術領域中具有通常知識者是顯而易見的。而在此所定義的一般原理,在不
偏離所揭露之實施例的精神與範圍下,可用於其他的實施方式和應用。因此,所揭露之實施方式並不侷限於已顯示之實施例,而可得到與在此所揭示內容之原理與特徵相符的最寬廣範圍。
第1圖顯示本發明一實施例之全網域服務控制器之應用示意圖。如第1圖所示,一全網域服務控制器10被配置為管理至少一網路。該全網域服務控制器10被配置為對資料如何轉發至目的地進行控制(其與交換機硬體有別)。該全網域服務控制器10可提供針對整體網路摘要、集中化的看法。該全網域服務控制器10可使用戶在下層的轉發層之裝置或系統(如交換機或路由器)處理數據流量時,快速且容易地作出決定並送出決定。該全網域服務控制器10可包含一協定供該控制器10定義封包該如何轉發。在某些實施例中,該協定為一開放式協定,例如(但不限定):OpenFlow。並且,該全網域服務控制器10對網路流量進行可程式化之中央控制,無須對網路交換機或路由器進行實體存取。該全網域服務控制器10可連接至至少一實體網路,並且可經由使用一組標準協定之閘道器與網路硬體溝通。該閘道器可收集實體網路的資料,且促成第四層到第七層網路服務與安全性的服務鏈。
在一些實施例中,該全網域服務控制器10使用戶能夠調整流量和部署服務以滿足變動的業務需求,而不需要碰觸轉發層中個別的交換機或路由器。在一些實施例中,該全網域服務控制器10包括一個基於一軟體定義網路(SDN)的控制器。
在一些實施例中,該全網域服務控制器10被包含在
一控制層中,與數據層交換機接口,並執行數據層交換機上的封包處理規則。
在一些實施例中,該全網域服務控制器10應用於以第二層和第三層基礎設施單元為目標的架構。
在一些實施例中,該全網域服務控制器10可依序使用多個虛擬網路功能(VNFs)來對用戶提供服務。該虛擬網路功能可位於所有可能位置,從數據中心、網路節點到用戶位置。該全網域服務控制器10可附加最起碼的服務至個別流程或流程群組(即聚合的流程)。該全網域服務控制器10可針對實現一項服務,定義所需的單元和順序以及配置方式。服務可在一具有多個/分割化之作業系統的機器上實現,其位於一管理程序(hypervisor)內,以分散式或群集為複合體方式位於裸機或虛擬容器上。服務可自然地與網路邊界相聯繫,例如藉由將一安全性策略附加至一網路邊界。該網路邊界可以是租戶網路和外部網路(網際網路或企業網路之虛擬私人網路(VPN))之邊界、租戶網路與另一租戶網路之邊界、或者同一租戶的多個網路之間的邊界。
該全網域服務控制器10可以藉由定義實現一服務所需的單元和順序以及配置方式、識別並操作要拜訪服務節點或一連串服務節點的通信流程、並發出信號至該服務節點以告知對方哪些服務要應用於哪些包含服務參數的流程,而將服務應用於通信流程中。
如第1圖所示,該全網域服務控制器10被配置為與一
虛擬網路單元101(包括vRouters)或一實體網路單元(包括一閘道路由器102和一交換機103)進行通訊。該全網域服務控制器10的vRouters介面,可以是但不限於,可擴展消息傳遞和存在協議(XMPP)。該全網域服務控制器10對該閘道路由器102和該交換機103的介面,可以是但不限於,板閘道協議(BGP)和網路配置協議(NETCONF)。該虛擬網路單元101與該交換機103的介面,可以是但不限於,在通用路由封裝上之多協議標籤交換(MPLS over GRE)、或在用戶數據報協議或虛擬可延伸區域網路上之多協議標籤交換(MPLS over UDP or VxLAN)。
第2圖顯示本發明一實施例之全網域服務控制器示意圖。
該全網域服務控制器10是一個硬體控制器或一個以電腦實現的應用。該全網域服務控制器10包括一監控裝置201、一管理裝置202和一智能裝置203。該監控裝置201、該管理裝置202、以及該智能裝置203可彼此連接,或只有那些需要進行通訊者才連接。該監控裝置201、該管理裝置202、以及該智能裝置203可使用排線進行通訊,但本發明並不限於此實施方式。
由第2圖和第3圖所示,該監控裝置201被配置為監控至少一網路、一實體網路、一虛擬網路、一有線網路、一無線網路、一企業區域網路、一虛擬私人網路(VPN)、或一服務提供者之廣域網路(WAN)之一狀態。該監控裝置201可以在啟動時發現應用程式、網路、以及伺服器/系統。該監控裝置201可以藉由使用如
Cisco發現協議(CDP)、動態主機配置協議(DHCP))、位址解析協議(ARP)、網際網路控制訊息協議(ICMP))和路由表之技術,發現第二層/第三層不同裝置之間的關聯。該網路狀態可包括節點與鏈路的位置和可連線性、該鏈路的實體傳輸延遲、每一節點和鏈路的安全狀態、以及該鏈路的可用頻寬。該監控裝置201被配置為傳送網路的監測結果和該網路狀態至該智能裝置203。
如第4圖所示,該智能裝置203被配置為決定一路徑,以根據該網路狀態在該至少一網路中轉發封包。該智能裝置203可根據路由協議所使用之至少一參數決定一合適或最佳路徑。該參數可包括中繼數(hop count)或頻寬,但本發明並不侷限於前述參數。
在一些實施例中,該全網域服務控制器10或該智能裝置203使用該網路狀態來構建網路裝置,像是交換機、路由器、VLANs、ATM(非同步)/訊框中繼(Frame relay))、橋接器和集線器之間的至少一拓撲結構圖。該拓撲結構可包括一實體網路拓撲結構、一虛擬網路拓撲結構、或者兩者兼而有之。拓撲結構之發現(Topology discovery)可包括第二層和第三層的發現。
如第4圖所示,該智能裝置203被配置為接收該至少一網路之狀態的數據,並存儲數據在一存儲器401中,其可部署於該智能裝置203或該全網域服務控制器10中,供往後的分析。該存儲器401可耦合至一顯示裝置402,其可被用於向用戶顯示該至少一網路之狀態。該存儲器401可以是光學、磁性、半導體、或電子
式存儲器。
該智能裝置203可包括一個路徑計算單元(PCE)模組403,其可與該存儲器401耦合,並從該存儲器401中取出網路狀態數據,以決定一轉發封包之合適或最佳路徑。在一些實施例中,路徑計算可使用一集中式路徑計算單元或分散式路由協議來實現。在前者的情況下,該路徑計算單元模組403可以考慮網路的資源、拓撲結構和估計的流量矩陣併同其他參數和目標,而優化流量佈局。可替代地,該分散式路由協議依賴一分散式控制層,其中路由器交換路由資訊(路徑、拓撲數據等)以計算其路由表。
如第4圖所示,該智能裝置203可包括一轉換模組404,其可以從一用戶405接收一指令或網路行為的請求,並轉換該指令或請求為一低階指令或資訊,以藉由控制代碼進行實現。
該智能裝置203可以包括一轉發模組406。該轉發模組406可耦合到該轉換模組404以傳送該低階指令或轉換後的資訊給該管理裝置202。該轉發模組406可以進一步耦合至該路徑計算單元(PCE)模組403,以從該路徑計算單元(PCE)模組403接收一結果(一路徑計算之合適路徑),並將其傳送到該管理裝置202。
第5圖顯示本發明一實施例之管理裝置示意圖。
該管理裝置202可以包括一分析模組501,其被配置為接收該智能裝置203的低階指令或轉換後的資訊,並分析該低階指令或該轉換後的資訊。然後,該分析結果被送至一管理模組502以及一控制器503,其兩者都包含在該管理裝置202中。
該管理模組502可耦合至一實體網路、一虛擬網路、或兩者兼而有之。用戶可向該智能裝置203發出指令,以經由一實體網路、一虛擬網路、或以上兩者之中的該管理模組502執行例如安全防護、快取(caching)和頻寬管理之動作。
該控制器503被耦合到一實體網路、一虛擬網路、或者兩者兼有。該控制器503被配置為控制連網裝置(例如路由器、封包交換機和區域網路交換機)之功能。該控制器503被配置為管理連網裝置的轉發狀態。該控制器503被配置為藉由合適的路由協議與連網裝置進行通訊,以便根據由該智能裝置203之路徑計算單元模組403中決定之路徑,改變其路由表,使得相關數據封包可以根據該路徑以及該低階指令或轉換後的資訊之分析結果被轉發。
第6圖顯示本發明另一實施例之全網域服務控制器示意圖。
該耦合至少一網路之全網域服務控制器10可以包括一處理器601和一記憶體602。該處理器601和該記憶體602可以經由,例如一排線603,而耦合。該處理器601是一可執行存儲在該記憶體602中指令之硬體。該記憶體602可以是易失性的(volatile)或非易失性的。該記憶體602可存儲一整合指令集,而該處理器601執行該整合指令集以監控至少一網路之狀態,以及根據該至少一網路之狀態執行路徑運算,以決定一合適的路徑轉發相對應的封包。該處理器601可以執行該整合指令集,以接收來自用戶的指令或請求,並將該指令轉換為低階指令或資訊。該低階指令是可被
連網裝置接受的指令。該處理器601可以進一步執行該整合指令集,以分析該低階指令或資訊,並根據該低階指令或資訊的分析結果以及該合適路徑,控制相對應的封包轉發。該全網域服務控制器10可以連接到一顯示裝置402,以顯示存儲在一存儲器中的網路狀態。
第7圖顯示本發明一實施例之可提供組合式服務之方法的方塊圖。
如第7圖所示,在一些實施例中,該全網域服務控制器10允許應用程序請求和處理由一網路提供的服務。該全網域服務控制器10可以根據用戶的請求,組成一網路服務,滿足某一特定應用之要求。該全網域服務器10可以包括一接收伺服器701,其被配置為接收一服務請求,並解析其請求以決定用戶資訊和請求細節。該接收服務器701更進一步被配置為傳送該用戶資訊至包括在該全網域服務控制器10中的一用戶資訊伺服器702,並傳送該請求細節至一起始程序。被包括在該全網域服務控制器10的該用戶資訊伺服器702可根據該用戶資訊至少決定一用戶位置以及其他所需資訊。被包括在該全網域服務控制器10之該起始處理器或程序703可以決定該請求細節中之服務規格,並相應地從至少一網路中選擇或輸入相對應之程序。所選擇的程序會接著被組合並與該用戶位置資訊一同被傳送。
在一些實施例中,該全網域服務控制器10連接到網路,並且被配置為協調分佈於網路中的服務,以滿足用戶需求。
在一些實施例中,該管理裝置202和/或該智能裝置203可被配置為協調分佈在網路中的服務。
在一些實施例中,該全網域服務控制器10可以被用來構建多個虛擬環境,並且可以進一步被配置為在多個虛擬環境之間部署負載均衡器。在一些實施例中,該管理裝置202和/或該智能裝置203可被配置為建立多個虛擬環境,並且可以進一步被配置為在多個虛擬環境之間部署負載均衡器。
在一些實施例中,該全網域服務控制器10可以被配置為優化計算資源(例如電腦、電腦群、網路鏈路、中央處理單元或磁碟機)之間的負載平衡,以便對計算資源適當地分配工作負載。在一些實施例中,該管理裝置202和/或該智能裝置203可被配置為優化計算資源之間的負載平衡。
在一些實施例中,該全網域服務控制器10可以根據系統的要求或安全性策略提供帶有不同安全性需求的不同防火牆服務。在一些實施例中,當一虛擬機器從一計算環境被遷移到另一個所使用防火牆服務與先前計算環境之防火牆服務不同的計算環境中時,該全網域服務控制器10可以在該虛擬機器遷移後,對其提供與先前的計算環境相同的防火牆服務,使得該虛擬機器可以透過使用相同適合的防火牆服務而受到保護,其中它的安全性不會因為其遷移入一使用較不安全防火牆服務的計算環境中而受減損。在一些實施例中,該管理裝置202和/或該智能裝置203可被配置為根據系統的要求或安全性策略提供帶有不同安全性需求的
不同防火牆服務。
在實施方式章節中所描述的數據結構和代碼通常存儲在非暫時性之電腦可讀取存儲媒介中,其可以是任何可存儲代碼和/或數據而能為電腦系統使用之裝置或媒介。該非暫時性電腦可讀取存儲媒介,其包括但不限於,易失性(volatile)存儲器,非易失性存儲器,磁性和光學存儲裝置如磁碟機、磁帶、CD(光碟)、DVD(數位視碟)、或者現在已知或以後開發而能存儲代碼的其它媒介和/或數據。
在實施方式章節所描述的方法和程序可以代碼和/或數據加以實施,其可存儲在如上所述之非暫時性電腦可讀取存儲媒介中。當電腦系統讀取並執行存儲在非暫時性電腦可讀取存儲媒介上的代碼和/或數據時,該電腦系統執行具體化為數據結構和代碼且存儲在非暫時性電腦可讀取存儲媒介中的方法和程序。此外,所描述的方法和程序可以包含在硬體模組中。例如,該硬體模組,可包括但不限於,特定應用積體電路(ASIC)晶片、可程式邏輯閘陣列(FPGA)、以及其它現在已知的或以後開發的可程式化邏輯裝置。當該硬體模組被啟動時,該硬體模組執行內含於該硬體模組中的方法和程序。
對所屬技術領域中具有通常知識者來說,對所揭露之實施方式進行各種修改和變形是顯而易見的。這是想要讓說明書和實施例被認為僅是例示性,而本揭露的真正範圍是由以下權利要求範圍和其均等範圍所指明。
10‧‧‧全網域服務控制器
101‧‧‧虛擬網路單元
102‧‧‧閘道路由器
103‧‧‧交換機
Claims (19)
- 一種全網域服務控制器,包括:一監控裝置,其被配置為監控至少一網路的一狀態;一智能裝置,其被配置為根據該至少一網路之該狀態,決定該至少一網路中的一路徑;該智能裝置進一步被配置為接收來自一用戶的一指令,並轉換該指令為一低階指令;以及一管理裝置,其被配置為分析該智能裝置的該低階指令,並根據該低階指令的一分析結果以及由該智能裝置決定的該路徑,控制封包的轉發。
- 根據申請專利範圍第1項所述之全網域服務控制器,其中該智能裝置被配置為執行一路徑計算,並決定該路徑。
- 根據申請專利範圍第1項所述之全網域服務控制器,進一步包括一個存儲器,其中該智能裝置被配置為將該至少一網路之該狀態的數據存儲於該存儲器以供分析。
- 根據申請專利範圍第1項所述之全網域服務控制器,進一步被配置為藉由組合程序而組成一服務。
- 根據申請專利範圍第1項所述之全網域服務控制器,進一步被配置為協調分佈在該至少一網路中之服務。
- 根據申請專利範圍第1項所述之全網域服務控制器,被配置為建立多個虛擬環境。
- 根據申請專利範圍第6項所述之全網域服務控制器,被配置為在多個虛擬環境之間部署一負載平衡器。
- 如請求項根據申請專利範圍第1項所述之全網域服務控制器,被配置為經由根據該至少一網路之該狀態執行路徑計算 之一結果,優化該至少一網路之計算資源之間的負載平衡。
- 根據申請專利範圍第1項所述之全網域服務控制器,被配置為提供多個具有不同安全性需求的防火牆。
- 根據申請專利範圍第1項所述之全網域服務控制器,被配置為向在該至少一網路中一被遷移的虛擬機器提供一相同防火牆。
- 根據申請專利範圍第1項所述之全網域服務控制器,該智能裝置被配置為根據一用戶請求,協調分佈在該至少一網路中之服務。
- 一種全網域服務控制器,包括:一處理器;以及一記憶體耦合到該處理器;其中該記憶體存儲一整合指令集,該處理器被配置為執行該整合指令集以監控至少一網路的一狀態,根據該至少一網路的該狀態進行路徑計算,將一用戶之一指令轉換為一低階指令,分析該低階指令,並根據該低階指令的分析結果和該路徑計算控制封包的轉發。
- 根據申請專利範圍第12項所述之全網域服務控制器,其中該整合指令集被進一步配置為根據一用戶請求組合程序而組成一服務。
- 根據申請專利範圍第12項所述之全網域服務控制器,其中該整合指令集被進一步配置為建立多個虛擬環境。
- 根據申請專利範圍第12項所述之全網域服務控制器,其中該整合指令集被進一步被配置為在多個虛擬環境之間部署一負 載平衡器。
- 根據申請專利範圍第12項所述之全網域服務控制器,其中該整合指令集被進一步配置為根據該至少一網路的該狀態,藉由執行路徑計算的一結果,優化該至少一網路的計算資源之間的負載平衡。
- 根據申請專利範圍第12項所述之全網域服務控制器,其中該整合指令集被進一步配置為提供多個具有不同安全需求的防火牆。
- 根據申請專利範圍第12項所述之全網域服務控制器,其中該整合指令集被進一步配置為向一在該至少一網路中被遷移的虛擬機器,提供一相同防火牆。
- 根據申請專利範圍第12項所述之全網域服務控制器,其中該整合指令集被進一步配置為協調分佈在該至少一網路中之服務。
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