[發(fā)明專利]用于云計(jì)算系統(tǒng)的可靠虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202080014730.0
• 申請(qǐng)日: 2020-01-28
• 公開（公告）號(hào): CN113454949A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·拉杜諾維克;M·J·巴爾克威爾;N·A·拜恩布雷格;張永光;A·卡特薩拉基斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 微軟技術(shù)許可有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H04L12/24
• 分類號(hào): H04L12/24
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 馬明月

可靠網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(rVNF)系統(tǒng)包括虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能(VNF)應(yīng)用實(shí)例，VNF應(yīng)用實(shí)例包括多個(gè)物理VNF實(shí)例。負(fù)載均衡器提供客戶端與VNF應(yīng)用實(shí)例之間的接口。負(fù)載均衡器接口促進(jìn)與特定用戶上下文有關(guān)的分組向同一物理VNF實(shí)例的傳遞。通信接口促進(jìn)客戶端與VNF應(yīng)用實(shí)例之間的通信。應(yīng)用存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)與VNF應(yīng)用實(shí)例相關(guān)聯(lián)的會(huì)話數(shù)據(jù)。

背景技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)是將傳統(tǒng)上在專用(并且通常是專有的)硬件上運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)虛擬化的努力。利用NFV，例如路由、負(fù)載均衡、以及防火墻等功能被打包為商品硬件上的虛擬機(jī)(VM)。個(gè)體虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能或VNF，是NFV架構(gòu)的重要組件。

大多數(shù)蜂窩虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能(VNF)維持控制平面與數(shù)據(jù)平面之間的嚴(yán)格分離。例如，在4G蜂窩控制平面中，服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)(PGW)是數(shù)據(jù)平面功能的示例，而移動(dòng)性管理實(shí)體(MME)、家庭訂閱服務(wù)器(HSS)以及策略和計(jì)費(fèi)規(guī)則功能(PCRF)是控制平面功能的示例。類似的拆分在2G、3G和5G蜂窩核心以及電話系統(tǒng)(例如，IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)、LTE語音承載(VoLTE))、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)等中也被觀察到。這與諸如網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)、防火墻等的常規(guī)互聯(lián)網(wǎng)VNF(或中間件)形成對(duì)比，在這些常規(guī)互聯(lián)網(wǎng)VNF中流從數(shù)據(jù)分組被隱式地標(biāo)識(shí)。

大多數(shù)蜂窩VNF在控制平面上操作。它們負(fù)責(zé)設(shè)立和拆除針對(duì)不同應(yīng)用的流和呼叫、管理移動(dòng)性、計(jì)費(fèi)、認(rèn)證、設(shè)立服務(wù)質(zhì)量(QoS)等。控制平面的主要的明顯特征中的一個(gè)特征是相對(duì)低的業(yè)務(wù)體量。移動(dòng)設(shè)備(例如，智能電話)通常交換一些控制消息來設(shè)立數(shù)據(jù)連接，并且然后數(shù)據(jù)分組會(huì)流過數(shù)據(jù)平面VNF。控制平面的另一明顯特征是針對(duì)高可用性的需求。控制平面上的任何臨時(shí)故障都可以在故障期間丟棄所有呼叫嘗試，其被最終用戶視為故障。這與典型傳輸協(xié)議可以從其容易地恢復(fù)的臨時(shí)數(shù)據(jù)平面故障形成對(duì)比。

為了達(dá)到高可用性，虛擬化蜂窩VNF裝置使用特殊的硬件和軟件以及層2(數(shù)據(jù)鏈路層)網(wǎng)絡(luò)抽象。然而，許多云計(jì)算系統(tǒng)假設(shè)商品硬件、層3(網(wǎng)絡(luò)層)網(wǎng)絡(luò)抽象，以及跨多個(gè)故障和更新域的完全地被復(fù)制的軟件。由于這些(和其他)差異，在云計(jì)算系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)針對(duì)蜂窩VNF的控制平面架構(gòu)可以是困難的。

發(fā)明內(nèi)容

本文公開了一種用于云計(jì)算系統(tǒng)的可靠虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能(rVNF)系統(tǒng)。根據(jù)本公開的rVNF系統(tǒng)包括虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能(VNF)應(yīng)用實(shí)例，該VNF應(yīng)用實(shí)例包括多個(gè)物理VNF實(shí)例。負(fù)載均衡器提供客戶端與VNF應(yīng)用實(shí)例之間的接口。負(fù)載均衡器接口促進(jìn)與特定用戶上下文有關(guān)的分組向同一物理VNF實(shí)例的傳遞。通信接口促進(jìn)客戶端與VNF應(yīng)用實(shí)例之間的通信。應(yīng)用存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)與VNF應(yīng)用實(shí)例相關(guān)聯(lián)的會(huì)話數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1圖示了根據(jù)本公開的可靠VNF(rVNF)系統(tǒng)的示例。

圖2圖示了在多個(gè)物理VNF實(shí)例上被復(fù)制的負(fù)載均衡器和應(yīng)用存儲(chǔ)裝置。

圖3圖示了示出負(fù)載均衡器接口可以如何促進(jìn)與特定用戶上下文有關(guān)的所有分組向同一物理VNF實(shí)例的傳遞的示例。

圖4A-圖4B圖示了負(fù)載均衡器接口的另一示例。

圖5圖示了根據(jù)本公開的可以結(jié)合SCTP協(xié)議使用的套接字接口的方面。

圖6圖示了根據(jù)本公開的可以由套接字接口利用的通用套接字架構(gòu)的示例。

圖7圖示了用于SCTP套接字示例的消息交換。

圖7A圖示了虛擬化RESTful API的示例。

圖7B圖示了可以利用虛擬化RESTful API的系統(tǒng)的示例。

圖8A-圖8D圖示了可以在事務(wù)性鍵值存儲(chǔ)庫(key-value store)中被實(shí)現(xiàn)的主備份設(shè)計(jì)原理的方面。

圖9圖示了在物理VNF實(shí)例從rVNF系統(tǒng)被移除之后鍵重新分配的示例。