[发明专利]用于具有低时延故障转移的虚拟化服务的N+1冗余

说明书

为服务器集群提供了故障转移保护，该服务器集群包括备用节点和支持用户会话的多个主节点。当该备用节点确定集群中的主节点已经发生故障时，该备用节点配置其网络接口以使用故障主节点的互联网协议(IP)地址。该备用节点还从针对集群的低时延数据库中取回由故障主节点支持的用户会话的会话数据，并在备用节点处恢复该用户会话。当该用户会话被恢复时，该备用节点从备用模式切换到活动模式。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月13日提交的美国临时申请No.62/779313和2018年11月21日提交的美国临时申请No.62/770550的优先权。这些参考文献中的每一个的公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于通信网络的故障保护，并且更具体地，涉及用于具有低时延故障转移的虚拟化服务的N+1冗余方案。

背景技术

在通信网络中负责处理用户业务的网络节点发生故障的情况下，存在用于维护服务的连续性的两个主要的故障保护方案。两个主要的保护方案是1+1保护和N+1保护。通过1+1保护，N个备用节点可用于N个网络节点来接管一个或多个故障主节点的功能。在1+1保护方案中，每个网络节点具有其自己的专用备用节点，该专用备用节点可以接管当前由其对应的网络节点处理的业务，而不会丢失会话。这被称为“热备用”。1+1保护的一个缺点是：它要求系统资源加倍。通过N+1保护，1个备用节点可用于N个网络节点来接管单个故障主节点的功能。然而，N+1冗余方案通常仅提供“冷备用”保护，使得由故障的网络节点处理的业务在切换时丢失。现有的N+1解决方案不能保留故障主节点的状态，从而导致现有会话的拆除。这是因为备用节点不专用于N个主节点中的任何特定主节点，因此没有在故障之后如何在备份节点中使任何一个主节点的状态可用的解决方案。最终，仅有的益处是容量不会在故障之后下降，但不会为正在进行的会话提供保护。

在基于虚拟路由器冗余协议(VRRP)的解决方案的情况下，备用节点可以接管故障主节点的互联网协议(IP)地址以及故障主节点的功能，但是这些解决方案不接管保留套接字的会话连续性所需的故障主节点的实时状态。此外，网络的运营商必须针对每个VRRP关系来配置具有单独IP地址的单独VRRP会话(即，针对每个被视为要保护的主节点，备用节点需要单独的VRRP上下文)。这样，较大集群中的配置开销使解决方案烦琐。

发明内容

本公开包括为包括备用节点和多个主节点在内的网络节点的集群提供N+1冗余的方法和装置。当备用节点确定集群中的主节点已经发生故障时，该备用节点配置该备用节点以使用故障主节点的IP地址。该备用节点还从针对集群的低时延数据库中取回与故障主节点相关联的用户会话的会话数据，并在备用节点处恢复该用户会话。当用户会话被恢复时，该备用节点从备用模式切换到活动模式。

本公开的第一方面包括为网络节点的集群提供N+1冗余的方法。在一个实施例中，该方法包括：由备用节点确定集群中的主节点已经发生故障；配置备用节点以使用故障主节点的IP地址；从针对集群的低时延数据库中取回与故障主节点相关联的用户会话的会话数据；在备用节点处恢复用户会话；以及从备用模式切换到活动模式。

本公开的第二方面包括一种网络节点，其被配置为备用节点以为包括该备用节点和多个主节点在内的网络节点的集群提供N+1保护。该备用节点包括用于通过通信网络进行通信的网络接口和处理电路。该处理电路被配置为确定集群中的主节点已经发生故障。响应于确定主节点已经发生故障，该处理电路配置备用节点以使用故障主节点的IP地址。该处理电路还被配置为从针对集群的低时延数据库中取回与故障主节点相关联的用户会话的会话数据，并在备用节点处恢复用户会话。在用户会话被恢复之后，该处理电路将备用节点从备用模式切换到活动模式。

本公开的第三方面包括一种计算机程序，该计算机程序包括可执行指令，该可执行指令在由网络节点中的冗余控制器中的处理电路执行时，使该冗余控制器执行根据第一方面的方法。