处理电路上执行的方法、网络设备及存储介质与流程

本公开总体上涉及计算机网络，并且更具体地，涉及在计算机网络内路由分组。

背景技术：

1、计算机网络是可以交换数据和共享资源的互连计算设备的集合。示例性计算设备包括在开放系统互连(osi)参考模型的第2层(即，数据链路层)内操作的路由器、交换机和其他第2层(l2)网络设备，以及在osi参考模型的第3层(即，网络层)内操作的第3层(l3)网络设备。计算机网络内的网络设备通常包括为网络设备提供控制平面功能的控制单元和用于路由或交换数据单元的转发组件。

2、计算设备可以建立“网络会话”(本文中也被称为“会话”)以实现计算机网络上的设备之间的通信。会话可以是双向的，因为会话包括在第一设备与第二设备之间在两个方向上行进的分组。例如，会话包括来自第一设备并且去往第二设备的正向分组流以及来自第二设备并且去往第一设备的反向分组流。会话的正向分组流和反向分组流相互关联，因为正向分组流的源地址和源端口与反向分组流的目的地地址和目的地端口相同，并且正向分组流的目的地地址和目的地端口与反向分组流的源地址和源端口相同。为了建立会话，计算设备可以使用一个或多个通信会话协议，包括传输控制协议(tcp)、传输层安全(tls)、用户数据报协议(udp)、互联网控制消息协议(icmp)等。

技术实现思路

1、总体上，本公开描述用于在通信会话的活跃节点丢失的情况下使用基于会话的路由使会话状态信息与会话控制器同步以促使无缝故障转移的技术。多个会话中的每个会话包括在源客户端设备与目的地客户端设备之间的正向分组流和反向分组流。被配置成提供基于会话的路由(例如，由瞻博网络公司提供的安全向量路由(svr))的路由器(例如，节点)可以接收会话的初始(“第一”)分组，并且仅修改会话的初始分组以包括指定描述会话状态的信息(例如，初始分组的5元组和关于分组所做出的改变的信息)的元数据，以用信号通知其他路由器关于会话的信息并且使用会话状态信息来执行有会话状态的路由。路由器还可以对修改后的分组的报头执行网络地址转换(nat)以确保修改后的分组(其也可被包括在元数据中)。通过使用基于会话的路由，可以在不使用隧道的情况下安全地传送会话的分组，从而通过避免在隧道端点处执行封装和解封装的需要而节省相当大的网络资源。

2、根据本公开中描述的技术，路由器充分利用基于会话的路由来将每个会话的会话状态信息(例如，分组的5元组和元数据)发送到会话控制器，该会话控制器作为网络的会话状态信息的集中的源/宿操作，使得会话控制器可将活跃节点的会话的会话状态信息同步到备用节点，以便在活跃节点发生故障的情况下，会话无缝地故障转移到备用节点。例如，使用基于会话的路由，活跃节点可以在会话的初始分组中向会话控制器发送会话的会话状态信息。会话控制器可以响应于确定活跃节点已发生故障而选择分配给发生故障的活跃节点的备用节点。响应于选择备用节点，会话控制器可以将发生故障的活跃节点的会话状态信息与备用节点同步，使得备用节点可以具有发生故障的活跃节点的会话状态信息并恢复会话。

3、本公开的技术可以对计算机联网的计算机相关领域提供具有实际应用的特定改进。例如，该技术可以减少同步会话状态信息进行故障转移所需的开销和资源。例如，传统的解决方案使路由器对之间的会话状态信息同步，这导致数百万(可能数千万)会话的大量数据交换。传统的解决方案可以实施明文通信信道或安全协议(诸如，ipsec或macsec)以用于会话状态信息的同步；然而，信道/协议建立过程可能消耗相当大的资源容量(例如，处理器周期)和/或需要额外的报头信息，从而导致用于同步会话状态信息的额外开销。取代使用通道/协议建立过程在路由器之间同步会话状态信息，会话控制器可以充分利用基于会话的路由机制来安全地同步会话状态信息，这避开了隧道的使用，从而通过避免在隧道端点处执行封装和解封装的需要来节省相当大的网络资源。此外，当实现基于会话的路由时，仅会话的初始“第一”分组包括来自包含元数据的开销，而会话的后续分组不包括开销。另外，不同于n:1或1:1的传统的解决方案，通过实施本发明的技术，会话控制器可以在包括m:n的任何冗余水平下提供对会话故障转移的支持。

4、在一个示例中，本公开描述了一种在网络的会话控制器的处理电路上执行的方法，该方法包括：从网络的多个路由器中的第一路由器接收第一客户端设备与第二客户端设备之间的会话的会话状态信息，其中，会话状态信息包括指定会话的属性的元数据；确定第一路由器已发生故障；响应于确定第一路由器已发生故障，选择网络的第二路由器作为第一路由器的备用路由器；并且将会话的会话状态信息同步到第二路由器。

5、在另一示例中，本公开描述了一种作为网络的会话控制器操作的网络设备，该网络设备包括：处理电路；以及存储器，存储器包括指令，该指令在由处理电路执行时使处理电路：从网络的多个路由器中的第一路由器接收第一客户端设备与第二客户端设备之间的会话的会话状态信息，其中，会话状态信息包括指定会话的属性的元数据；确定第一路由器已发生故障；响应于确定第一路由器已发生故障，选择网络的第二路由器作为第一路由器的备用路由器；将会话的会话状态信息同步到第二路由器。

6、在另一示例中，本公开描述了一种包括程序指令的非暂时性计算机可读存储介质，该程序指令被配置为使处理电路：从网络的多个路由器中的第一路由器接收第一客户端设备与第二客户端设备之间的会话的会话状态信息，其中，会话状态信息包括指定会话的属性的元数据；确定第一路由器已发生故障；响应于确定第一路由器已发生故障，选择网络的第二路由器作为第一路由器的备用路由器；并且将会话的会话状态信息同步到第二路由器。

7、在以下附图和描述中阐述了本公开的技术的一个或多个示例的细节。这些技术的其他特征、目的和优点将从说明书和附图以及从权利要求中显而易见。

技术特征：

1.一种网络的会话控制器的处理电路上执行的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述会话状态信息包括会话标识符。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述会话标识符与5元组数据集相对应，所述5元组数据集包括前一网络设备的地址和端口、下一网络设备的地址和端口、以及路由协议。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，选择所述网络的所述第二路由器作为所述第一路由器的所述备用路由器还包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述第二路由器预先配置为所述备用路由器还包括：

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，选择所述网络的所述第二路由器作为所述第一路由器的所述备用路由器还包括：

7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，选择所述网络的所述第二路由器作为所述第一路由器的所述备用路由器还包括：

8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述元数据的一个或多个所述属性包括所述第一客户端设备的地址和端口、所述第二客户端设备的地址和端口、以及路由协议，其中，所述第一客户端设备和所述第二客户端设备识别所述会话的正向路径或反向路径。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，选择所述网络的所述第二路由器作为所述第一路由器的所述备用路由器还包括：

10.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，选择所述网络的所述第二路由器作为所述第一路由器的所述备用路由器还包括：

11.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，还包括：

12.一种网络设备，用作网络的会话控制器，所述网络设备包括：

13.根据权利要求12所述的网络设备，其中，一个或多个所述属性包括所述第一客户端设备的地址和端口、所述第二客户端设备的地址和端口、以及路由协议，其中，所述第一客户端设备和所述第二客户端设备标识所述会话的正向路径或反向路径。

14.根据权利要求12所述的网络设备，其中，所述会话状态信息包括与5元组数据集相对应的会话标识符，所述5元组数据集包括前一网络设备的地址和端口、下一网络设备的地址和端口、以及路由协议。

15.根据权利要求12所述的网络设备，其中，为了选择所述网络的所述第二路由器作为所述第一路由器的所述备用路由器，所述处理电路进一步被配置为：

16.根据权利要求15所述的网络设备，其中，为了将所述第二路由器预先配置为所述备用路由器，所述处理电路进一步被配置为：

17.根据权利要求12至16中任一项所述的网络设备，其中，为了选择所述网络的所述第二路由器作为所述第一路由器的所述备用路由器，所述处理电路进一步被配置为：

18.根据权利要求12至16中任一项所述的网络设备，其中，所述处理电路进一步被配置为：

19.根据权利要求12至16中任一项所述的网络设备，其中，为了选择所述网络的所述第二路由器作为所述第一路由器的所述备用路由器，所述处理电路进一步被配置为：

20.一种计算机可读存储介质，编码有指令，所述指令用于使一个或多个可编程处理器执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。

技术总结
公开了一种处理电路上执行的方法、网络设备及存储介质，用于管理客户端设备之间的网络流量的通信会话和使用最新的会话状态来实现路由器之间的无缝故障转移。一种示例技术可使每个备用路由器准备好在发生故障转移时恢复活跃路由器的会话，并且使网络流量重新定向，以完成到备用路由器的故障转移。在热切换示例中，被称为会话控制器的网络设备在发生故障之前将会话状态信息同步到备用路由器，并且然后响应于活跃路由器发生故障，使网络流量重新定向到备用路由器。在暖切换示例中，同一会话控制器在检测到活跃路由器发生故障之后动态地选择备用路由器，将会话状态信息同步到备用路由器，并触发路由更新，使网络流量重新定向到备用路由器。

技术研发人员：赫马钱德兰·卡南·莫汉,萨韦什·K·巴塔,阿卜杜·卡达尔·吉兰尼·哈比·穆罕默德
受保护的技术使用者：瞻博网络公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13