一种虚拟网络设备及相关方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种虚拟网络设备以及一种虚拟网络设备中实现负载分担的方法。
【背景技术】
[0002]在网络中，宽带网络业务网关(英文-Broadband Network Gateway，简称BNG)用于提供网络用户的授权接入、计费、流量控制、数据转发等功能。例如，宽带远程接入服务器(英文-Broadband Remote Access Server，简称BRAS)是一种BNG。在网络虚拟化和云化的技术推动下，网络可以采用虚拟网络设备来实现BNG的功能。该虚拟网络设备可以称之为虚拟宽带网络业务网关(英文:virtual Broadband Network Gateway，简称vBNG)。例如，虚拟宽带远程接入服务器(英文:virtual Broadband Remote Access Server，简称vBRAS)是一种vBNG。
[0003]vBNG可以由虚拟机(英文:virtual machine，简称VM)组成。其中，vBNG包括转发VM。转发VM用于实现vBNG中网络用户的数据转发功能。但是，一个vBNG通常仅支持一个转发VM为网络用户提供数据转发功能。也就是说，一个vBNG无法提供多个转发VM同时用于网络用户的数据转发功能。因此，vBNG难以灵活地应对动态变化的网络业务需求。
【发明内容】
[0004]本申请所要解决的技术问题是，提供一种虚拟网络设备以及一种虚拟网络设备中实现负载分担的方法和装置，以使得vBNG能够提供多个转发单元同时用于网络用户的数据转发功能，从而使得vBNG能够更灵活地应对动态变化的网络业务需求。
[0005]第一方面，提供了一种虚拟网络设备，所述虚拟网络设备用于实现宽带网络业务网关BNG的功能，所述虚拟网络设备包括负载均衡单元和第一转发单元；
[0006]所述负载均衡单元，用于接收来自第一用户终端的第一数据报文，根据所述第一数据报文和第一对应关系确定所述第一转发单元，并向所述第一转发单元发送所述第一数据报文，其中，所述第一对应关系指示所述第一用户终端到所述第一转发单元的映射；
[0007]所述第一转发单元，用于接收并转发所述第一数据报文。
[0008]在本申请中，来自用户终端的数据报文是由负载均衡单元根据对应关系分发到转发单元进行转发处理，因此，虚拟网络设备接收到的数据报文不仅能够被负载均衡单元分发到同一个转发单元进行转发处理，而且也能够被负载均衡单元分发到多个不同的转发单元进行转发处理。同一个vBNG不仅能够支持一个转发单元为网络用户提供数据转发功能，而且也能够支持多个转发单元同时用于网络用户的数据转发功能，这样vBNG就能够更灵活地应对动态变化的网络业务需求。
[0009]在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述虚拟网络设备还包括第一管理单元；
[0010]所述负载均衡单元，还用于在接收所述第一数据报文之前，接收来自所述第一用户终端的第一上线请求报文，根据所述第一上线请求报文和第二对应关系确定所述第一管理单元，向所述第一管理单元发送所述第一上线请求报文，其中，所述第二对应关系指示所述第一用户终端到所述第一管理单元的映射。
[0011]来自用户终端的上线请求报文可以由负载均衡单元根据对应关系分发到管理单元进行处理。因此，虚拟网络设备不仅能够将所有用户终端的上线请求报文都集中到同一个管理单元进行处理，而且也能够将多个用户终端的上线请求报文分发到多个管理单元分别进行处理。同一个VBNG不仅能够支持一个管理单元为网络用户提供用户管理功能，而且也能够支持多个管理单元同时用于网络用户的用户管理功能，这样VBNGK就能够更灵活地应对动态变化的网络业务需求。
[0012]结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述虚拟网络设备还包括第一控制单元；
[0013]所述负载均衡单元，还用于在向所述第一管理单元发送所述第一上线请求报文之前，向所述第一控制单元发送所述第一上线请求报文，接收所述第一控制单元发送的所述第一对应关系和所述第二对应关系；
[0014]所述第一控制单元，用于接收所述负载均衡单元发送的所述第一上线请求报文，根据所述第一上线请求报文生成所述第一对应关系和所述第二对应关系，向所述负载均衡单元发送所述第一对应关系和所述第二对应关系。
[0015]在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述虚拟网络设备还包括第二管理单元；
[0016]所述负载均衡单元，还用于在接收所述第一数据报文之前，接收来自所述第一用户终端的第二上线请求报文，根据所述第二上线请求报文和所述第一对应关系确定所述第一转发单元，向所述第一转发单元发送所述第二上线请求报文；
[0017]所述第一转发单元，还用于接收所述负载均衡单元发送的所述第二上线请求报文，根据所述第二上线请求报文和第三对应关系确定所述第二管理单元，向所述第二管理单元发送所述第二上线请求报文，其中，所述第三对应关系指示所述第一用户终端到所述第二管理单元的映射。
[0018]来自用户终端的上线请求报文可以由负载均衡单元根据对应关系分发到转发单元，再由转发单元根据对应关系分发到管理单元进行处理。因此，虚拟网络设备不仅能够将所有用户终端的上线请求报文都集中到同一个管理单元进行处理，而且也能够将多个用户终端的上线请求报文分发到多个管理单元分别进行处理。同一个vBNG不仅能够支持一个管理单元为网络用户提供用户管理功能，而且也能够支持多个管理单元同时用于网络用户的用户管理功能，这样VBNGK就能够更灵活地应对动态变化的网络业务需求。
[0019]结合第一方面的第三种可能的实现方式中，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述虚拟网络设备还包括第二控制单元；
[0020]所述负载均衡单元，还用于在向所述第一转发单元发送所述第二上线请求报文之前，向所述第二控制单元发送所述第二上线请求报文，接收所述第二控制单元发送的所述第一对应关系；
[0021 ]所述第二控制单元，用于接收所述负载均衡单元发送的所述第二上线请求报文，根据所述第二上线请求报文生成所述第一对应关系和所述第三对应关系，向所述负载均衡单元发送所述第一对应关系，向所述第一转发单元发送所述第三对应关系；
[0022]所述第一转发单元，还用于接收所述第二控制单元发送的所述第三对应关系。
[0023]结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述虚拟网络设备还包括第三控制单元；
[0024]所述负载均衡单元，还用于在向所述第一转发单元发送所述第二上线请求报文之前，向所述第三控制单元发送所述第一上线请求报文，接收所述第三控制单元发送的所述第一对应关系；
[0025]所述第三控制单元，用于接收所述负载均衡单元发送的所述第二上线请求报文，根据所述第二上线请求报文生成所述第一对应关系和所述第三对应关系，向所述负载均衡单元发送所述第一对应关系，向所述第二管理单元发送所述第三对应关系；
[0026]所述第二管理单元，还用于接收所述第三控制单元发送的所述第三对应关系，向所述第一转发单元发送所述第三对应关系；
[0027]所述第一转发单元，还用于接收所述第二管理单元发送的所述第三对应关系。
[0028]在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述虚拟网络设备还包括第四控制单元；
[0029]所述第四控制单元，用于监控所述虚拟网络设备中的转发单元的负载状态，若确定所述虚拟网络设备中的转发单元的负载状态符合预设的第一扩容条件，在所述虚拟网络设备中增加第二转发单元，在增加所述第二转发单元之后生成第四对应关系，向所述负载均衡单元发送所述第四对应关系，其中，所述第四对应关系指示第二用户终端到所述第二转发单元的映射；
[0030]所述负载均衡单元，还用于接收所述第四控制单元发送的所述第四对应关系，接收来自所述第二用户终端的第二数据报文，根据所述第二数据报文和所述第四对应关系确定所述第二转发单元，向所述第二转发单元发送所述第二数据报文；
[0031]所述第二转发单元，用于接收并转发所述负载均衡单元发送的所述第二数据报文。
[0032]可选的，第一方面的第六种可能的实现方式可以结合第一方面的第一种可能的实现方式至第五种可能的实现方式中的任意一种实现方式。
[0033]控制单元可以通过监测所述虚拟网络设备中的转发单元的负载状态，从而可以根据虚拟网络设备中的转发单元的负载状态对虚拟网络设备进行转发单元的扩容，这样虚拟网络设备就能够更灵活地应对动态变化的网络业务需求。
[0034]结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，
[0035]所述负载均衡单元，还用于在接收所述第二数据报文之前，接收来自所述第二用户终端的第三上线请求报文，向所述第四控制单元发送所述第三上线请求报文；
[0036]所述在增加所述第二转发单元之后生成第四对应关系，具体包括:接收所述负载均衡单元发送的所述第三上线请求报文，在增加所述第二转发单元之后根据所述第三上线请求报文生成所述第四对应关系。
[0037]结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，
[0038]所述第四控制单元，还用于在增加所述第二转发单元之后生成第五对应关系，向所述负载均衡单元发送所述第五对应关系，其中，所述第五对应关系指示第一用户终端到所述第二转发单元的映射；
[0039]所述负载均衡单元，还用于接收所述第四控制单元发送的所述第五对应关系，用所述第五对应关系替换所述第一对应关系，接收来自所述第一用户终端的第三数据报文，根据所述第三数据报文和所述第五对应关系确定所述第二转发单元，向所述第二转发单元发送所述第三数据报文；
[0040]所述第二转发单元，用于接收并转发所述负载均衡单元发送的所述第三数据报文。
[0041]在第一方面的第九种可能的实现方式中，所述虚拟网络设备还包括第五控制单元和第三转发单元；
[0042]所述第五控制单元，用于监控所述虚拟网络设备中的转发单元的负载状态，若确定所述虚拟网络设备中的转发单元的负载状态符合预设的第一缩容条件，生成并向所述负载均衡单元发送第六对应关系，在所述第六对应关系发送之后在所述虚拟网络设备中删除所述第一转发单元，其中，所述第六对应关系指示所述第一用户终端到所述第三转发单元的对应关系；
[0043]所述负载均衡单元，还用于接收所述第五控制单元发送的所述第六对应关系，用所述第六对应关系替换所述第一对应关系，接收所述第一用户终端的第四数据报文，根据所述第四数据报文和所述第六对应关系确定所述第三转发单元，向所述第三转发单元发送所述第四数据报文；
[0044]所述第三转发单元，用于接收并转发所述负载均衡单元发送的所述第四数据报文。
[0045]可选的，第一方面的第九种可能的实现方式可以结合第一方面的第一种可能的实现方式至第五种可能的实现方式中的任意一种实现方式。
[0046]控制单元可以通过监测所述虚拟网络设备中的转发单元的负载状态，从而可以根据虚拟网络设备中的转发单元的负载状态对虚拟网络设备进行转发单元的缩容，这样虚拟网络设备就能够更灵活地应对动态变化的网络业务需求。
[0047]结合第一方面的第一种可能的实现方式至第五种可能的实现方式，在第一方面的第十种可能的实现方式中，所述虚拟网络设备还包括第六控制单元；
[0048]所述第六控制单元，用于监控所述虚拟网络设备中的管理单元的负载状态，若确定所述虚拟网络设备中的管理单元的负载状态符合预设的第二扩容条件，在所述虚拟网络设备中增加第三管理单元。
[0049]控制单元可以通过监测所述虚拟网络设备中的管理单元的负载状态，从而可以根据虚拟网络设备中的管理单元的负载状态对虚拟网络设备进行管理单元的扩容，这样虚拟网络设备就能够更灵活地应对动态变化的网络业务需求。
[0050]结合第一方面的第一种可能的实现方式至第五种可能的实现方式，在第一方面的第十种可能的实现方式中，所述虚拟网络设备还包括第七控制单元和第四管理单元；
[0051]所述第七控制单元，用于监控所述虚拟网络设备中的管理单元的负载状态，若确定所述虚拟网络设备中的管理单元的负载状态符合预设的第二缩容条件，将所述第一管理单元中的用户信息迀移到所述第四管理单元并在迀移完成后在所述虚拟网络设备中删除所述第一管理单元；
[0052]或，
[0053]所述第七控制单元，用于监控所述虚拟网络设备中的管理单元的负载状态，若确定所述虚拟网络设备中的管理单元的负载状态符合预设的第二缩容条件，将所述第二管理单元中的用户信息迀移到所述第四管理单元并在迀移完成后在所述虚拟网络设备中删除所述第二管理单元。
[0054]控制单元可以通过监测所述虚拟网络设备中的管理单元的负载状态，从而可以根据虚拟网络设备中的管理单元的负载状态对虚拟网络设备进行管理单元的扩容或缩容，这样虚拟网络设备就能够更灵活地应对动态变化的网络业务需求。
[0055]第二方面，提供了一种虚拟网络设备中实现负载分担的方法，所述虚拟网络设备用于实现宽带业务网关BNG的功能，所述虚拟网络设备包括负载均衡单元和第一转发单元；
[0056]所述方法包括:所述负载均衡单元接收来自第一用户终端的第一数据报文；
[0057]所述负载均衡单元根据所述第一数据报文和第一对应关系确定所述第一转发单元，其中，所述第一对应关系指示所述第一用户终端到所述第一转发单元的映射；
[0058]所述负载均衡单元向所述第一转发单元发送所述第一数据报文；
[0059]所述第一转发单元接收并转发所述第一数据报文。
[0060]在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述虚拟网络设备还包括第一管理单元；
[0061]在所述负载均衡单元接收所述第一数据报文之前，所述方法还包括:
[0062]所述负载均衡单元接收来自所述第一用户终端的第一上线请求报文；
[0063]所述负载均衡单元根据所述第一上线请求报文和第二对应关系确定所述第一管理单元，其中，所述第二对应关系指示所述第一用户终端到所述第一管理单元的映射；
[0064]所述负载均衡单元向所述第一管理单元发送所述第一上线请求报文。
[0065]结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述虚拟网络设备还包括第一控制单元；
[0066]在所述负载均衡单元向所述第一管理单元发送所述第一上线请求报文之前，所述方法还包括:
[0067]所述负载均衡单元向所述第一控制单元发送所述第一上线请求报文；
[0068]所述第一控制单元接收所述负载均衡单元发送的所述第一上线请求报文；
[0069]所述第一控制单元根据所述第一上线请求报文生成所述第一对应关系和所述第二对应关系；
[0070]所述第一控制单元向所述负载均衡单元发送所述第一对应关系和所述第二对应关系;
[0071]所述负载均衡单元接收所述第一控制单元发送的所述第一对应关系和所述第二对应关系。
[0072]在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述虚拟网络设备还包括第二管理单元；
[0073]在所述负载均衡单元接收所述第一数据报文之前，所述方法还包括:
[0074]所述负载均衡单元接收来自所述第一用户终端的第二上线请求报文；
[0075]所述负载均衡单元根据所述第二上线请求报文和所述第一对应关系确定所述第一转发单元；
[0076]所述负载均衡单元向所述第一转发单元发送所述第二上线请求报文；
[0077]所述第一转发单元接收所述负载均衡单元发送的所述第二上线请求报文；
[0078]所述第一转发单元根据所述第二上线请求报文和第三对应关系确定所述第二管理单元，其中，所述第三对应关系指示所述第一用户终端到所述第二管理单元的映射；
[0079]所述第一转发单元向所述第二管理单元发送所述第二上线请求报文。
[0080]结合第二方面的第三种可能的实现方式中，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述虚拟网络设备还包括第二控制单元；
[0081]在所述负载均衡单元向所述第一转发单元发送所述第二上线请求报文之前，所述方法还包括:
[0082]所述负载均衡单元向所述第二控制单元发送所述第二上线请求报文；
[0083]所述第二控制单元接收所述负载均衡单元发送的所述第二上线请求报文；
[0084]所述第二控制单元根据所述第二上线请求报文生成所述第一对应关系和所述第三对应关系；
[0085]所述第二控制单元向所述负载均衡单元发送所述第一对应关系并向所述第一转发单元发送所述第三对应关系；
[0086]所述第一转发单元接收所述第二控制单元发送的所述第三对应关系，所述负载均衡单元接收所述第二控制单元发送的所述第一对应关系。
[0087]结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述虚拟网络设备还包括第三控制单元；
[0088]在所述负载均衡单元向所述第一转发单元发送所述第二上线请求报文之前，所述方法还包括:
[0089]所述负载均衡单元向所述第三控制单元发送所述第一上线请求报文；
[0090]所述第三控制单元接收所述负载均衡单元发送的所述第二上线请求报文；
[0091]所述第三控制单元根据所述第二上线请求报文生成所述第一对应关系和所述第三对应关系；
[0092]所述第三控制单元向所述负载均衡单元发送所述第一对应关系并向所述第二管理单元发送所述第三对应关系；
[0093]所述负载均衡单元接收所述第三控制单元发送的所述第一对应关系，所述第二管理单元接收所述第三控制单元发送的所述第三对应关系并向所述第一转发单