一种异厂商容灾备份机制平滑切换方法

1.本公开属于备份机制切换技术领域，尤其涉及一种异厂商容灾备份机制平滑切换方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.随着新业务的发展及数据业务的快速增长，5g/网络云等业务接入需求日益增大，构建一张健壮的数据通信网对于运营商来说至关重要。目前，网络运营商采用的主流数据通信网络架构如图1所示。
4.如图2所示，现有的地市级接入层支撑ce(即边缘路由器)大量使用思科(cisco)品牌路由器，其中相当一部分设备入网年限高，性能老旧，故障率高，影响了业务承载可靠性，急需升级替换。由于思科路由器上配置热备份路由器协议hsrp(hot standby router protocol)与下联设备网元对接，对现网中互为冗余备份的主备思科路由器异厂商替换时，由于思科设备配置了私有hsrp作为下联设备的网关，而其他厂商(例如华为和中兴)只支持标准的虚拟路由冗余协议vrrp(virtual router redundancy protocol)，与hsrp不兼容，无法实现平滑割接，导致下联业务受影响。
5.发明人发现，针对异厂商支撑ce割接问题，由于思科设备使用hsrp协议，目前只能采用两台同时替换的方案(如图3所示)：即一对新设备先入网，再将一对老设备下联业务分批次进行割接，割接影响下挂相关设备网络管理，涉及bsc、核心网(server、mgw)、sbc、ce、bits等设备网管，换言之在设备替换操作过程中涉及的下联设备网元均会出现脱管现象，该过程中下联设备将无法登录，业务影响较大。此过程中数据不可提前制作，需要在原思科设备上删除现网配置，然后在新建华为或中兴设备上配置。操作过程中下联业务会产生中断(若为减少中断时间，主备设备同时割接，将导致更大的网络隐患)，并在替换完成后新入网设备需要重新纳入管控及数据网管等系统。因此，该方案涉及相关业务中断及相关资料变更，需要至少四个割接窗口，该工程实施历时较长，业务影响巨大，且耗费人力物力较多。


技术实现要素：

6.本公开为了解决上述问题，提供了一种异厂商容灾备份机制平滑切换方法，所述方案通过将现网思科设备的私有hsrp协议转换成为公有vrrp协议，实现思科设备与异厂商设备备份，将设备替换方案由复杂的成对同时替换改为单台整体替换，相比原方案更加安全可靠，且操作过程中对业务无影响，大大减小了割接隐患和相关工作的复杂性，缩短了工程割接次数，保障了工程期间涉及业务的安全性，降本增效，减少人力物力消耗。
7.在一个和多个实施例中，提供了一种异厂商容灾备份机制平滑切换方法，包括：
8.分别对互为冗余备份的第一设备和第二设备进行拉断测试，在测试过程中分别将第一设备和第二设备的协议修改为替代设备协议，并对修改协议后的第一设备和第二设备
进行业务测试；
9.利用第一替代设备对第一设备进行整体替换，并进行业务测试，业务测试正常后，利用第二替代设备对第二设备进行整体替换；
10.在第一替代设备和第二替代设备之间形成冗余备份，实现异厂商容灾备份机制的平滑切换。
11.进一步的，在拉断测试前，预先对替代设备进行安装加电及线路布放。
12.进一步的，在测试过程中分别将第一设备和第二设备的协议修改为替代设备协议，具体为：关闭单边互联端口，选择第一或第二设备进行协议修改，配置完成后打开单边互联端口，对剩余设备进行协议修改。
13.进一步的，所述第一替代设备对第一设备进行整体替换后，所述第一替代设备与第二设备之间形成冗余备份。
14.进一步的，所述替代设备的替换过程还可以为：
15.利用第一替代设备对第二设备进行整体替换，并进行业务测试，业务测试正常后，利用第二替代设备对第一设备进行整体替换。
16.进一步的，所述利用第一替代设备对第二设备进行整体替换后，所述第一替代设备与第一设备之间形成冗余备份。
17.与现有技术相比，本公开的有益效果是：
18.(1)本公开所述方案基于思科独有的热备份路由器协议hsrp及公有虚拟路由冗余协议vrrp特性，打破传统思路，从现网设备考虑，通过将现网思科设备的私有hsrp协议转换成为公有vrrp协议，实现思科设备与异厂商设备备份，将设备替换方案由复杂的成对同时替换改为单台整体替换，相比原方案更加安全可靠，且操作过程中对业务无影响，大大减小了割接隐患和相关工作的复杂性，缩短了工程割接次数，保障了工程期间涉及业务的安全性，降本增效，减少人力物力消耗。
19.(2)本公开所述方案割接次数从原来的至少4次缩减为2次，且对业务无影响，大大减小了割接隐患和相关工作的复杂性；并且，从原来的业务中断到现在不影响业务，业务安全性提升了100％。
20.本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
21.构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
22.图1为本公开实施例一中所述的现有运营商数据通信网络拓扑图；
23.图2为本公开实施例一中所述的异厂商支撑ce兼容性示意图；
24.图3为本公开实施例一中所述的非平滑异厂家ce割接方案示意图；
25.图4为本公开实施例一中所述的协议更改前hsrp状态示例图；
26.图5为本公开实施例一中所述的协议更改后vrrp状态示例图；
27.图6为本公开实施例一中所述的异厂商容灾备份机制平滑切换方法流程图；
28.图7为本公开实施例一中所述的思科7609与中兴m6000-8s互为冗余备份时vrrp状
态示例图；
29.图8为本公开实施例一中所述的思科7609与华为ne40e-x16a互为冗余备份时vrrp状态示例图。
具体实施方式
30.下面结合附图与实施例对本公开做进一步说明。
31.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
32.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
33.在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
34.实施例一：
35.本实施例的目的是提供一种异厂商容灾备份机制平滑切换方法。
36.如图1所示，为现有网络运营商采用的主流数据通信网络架构，其中，被网管或被计费网元接入支撑ce(边缘路由器)，同对支撑ce之间采用ibgp(边界网关协议)互联，支撑ce与上联地市ar(接入路由器)之间采用ebgp(外部边界网关协议)互联，同对地市ar之间和地市ar与上联省内br(汇聚路由器)之间igp(内部网关协议)均采用isis(链接状态路由协议)，egp(外部网关协议)采用bgp-4(边界网关路由协议4.0版本)，省公司局点省内ar采用ebgp与网管网、业支网互联，业支系统与网管网及省内ip承载网均有互联出口。各地市网元的4a管理、告警监控、数据采集、流量监测及计费互通等业务通过地市机房部署的支撑ce上联到省内省中心ip承载网与其他地市或业务系统实现互通(网元-支撑ce-地市ar-省内br-省内业务出口ar-网管系统/业支系统)。下联设备网元双跨接入一对热备支撑ce，支撑ce将与网元的互联地址和业务地址发布进省内ip承载网，由此达到全网互通的效果。当网元与支撑ce的链路发生单边中断时，备份路由器会立即生效转发数据，达到业务不中断的目的。
37.基于本公开背景技术中(即图2和图3中展示的问题)提到的问题，本公开提供了一种异厂商容灾备份机制平滑切换方法，包括：
38.分别对互为冗余备份的第一设备和第二设备进行拉断测试，在测试过程中分别将第一设备和第二设备的协议修改为替代设备协议，并对修改协议后的第一设备和第二设备进行业务测试；
39.利用第一替代设备对第一设备进行整体替换，并进行业务测试，业务测试正常后，利用第二替代设备对第二设备进行整体替换；
40.在第一替代设备和第二替代设备之间形成冗余备份，实现异厂商容灾备份机制的平滑切换。
41.进一步的，在拉断测试前，预先对替代设备进行安装加电及线路布放。
42.进一步的，在测试过程中分别将第一设备和第二设备的协议修改为替代设备协议，具体为：关闭单边互联端口，选择第一或第二设备进行协议修改，配置完成后打开单边
互联端口，对剩余设备进行协议修改。
43.进一步的，所述第一替代设备对第一设备进行整体替换后，所述第一替代设备与第二设备之间形成冗余备份。
44.进一步的，所述替代设备的替换过程还可以为：
45.利用第一替代设备对第二设备进行整体替换，并进行业务测试，业务测试正常后，利用第二替代设备对第一设备进行整体替换。
46.进一步的，所述利用第一替代设备对第二设备进行整体替换后，所述第一替代设备与第一设备之间形成冗余备份。
47.进一步的，所述第一设备和第二设备均为边缘路由器。
48.进一步的，所述边缘路由器的软件版本均支持热备份路由器协议和虚拟路由冗余协议。
49.进一步的，所述第一设备和第二设备的初始状态协议为热备份路由器协议。
50.进一步的，所述替代设备协议为虚拟路由冗余协议。
51.进一步的，所述第一设备和第二设备互为主备设备。
52.具体的，为了便于理解，以下结合附图以及具体实例(即思科路由设备)对本公开所述方案进行详细说明：
53.本方案关键技术点为在思科设备上将hsrp协议更改为vrrp协议，方案制定前经过与思科技术专家确认，现网cisco7600系列路由器及设备软件版本支持hsrp和vrrp协议，遂针对单个业务进行操作，并且利用原有ip地址，先关闭单边互联端口，测试正常后对该平面(即所述第一设备和第二设备中的任一设备)进行配置(即协议转换)，配置完成后打开端口，立即对另外一个平面进行操作配置，配置完成后观察状态，状态正常后进行业务测试。思科设备私有hsrp协议转换脚本以及数据配置修改前后hsrp和vrrp状态示例如图4和图5所示。
54.如图4所示，操作前该端口配置了hsrp协议，hsrp序列号为43，端口配置的虚拟ip为10.90.76.209，端口配置的物理ip为10.90.76.210，hsrp优先级为150，抢占时延为120，认证密钥为xxx，查看hsrp状态可见该设备端口的hsrp状态为active，standby设备端口的物理ip地址为10.90.76.211，当前该业务流量从此设备端口转发。
55.如图5所示，操作后该端口配置了vrrp协议，vrrp序列号为43，端口配置的虚拟ip为10.90.76.209，端口配置的物理ip为10.90.76.210，vrrp优先级为150，抢占时延为120，认证密钥为xxx，查看vrrp状态可见该设备端口的vrrp状态为master，master设备端口的物理ip地址为10.90.76.210，当前该业务流量从此设备端口转发。
56.具体的，如图6所示，本公开所述方案具体流程如下所示：
57.步骤(1)：设备替换操作前准备工作：设备替换计划及方案、新设备安装加电及线路布放、现网设备拉断测试、现网思科设备hsrp协议更改为vrrp协议、业务测试。
58.其中，所述拉断测试是指将设备上的业务以该设备的端口为单位进行逐个线缆的拔出中断，利用工具或人工确定对端业务设备的具体物理位置，便于在操作过程中出现问题时进行线缆布放。
59.所述业务测试是指根据业务接入的类型进行相应的测试工作，例如语音业务需要进行拨打通话测试，上网业务需要进行网络访问的相关测试，网管业务需要登录网管进行
网络管理的测试。
60.步骤(2)：设备替换操作：备平面单台设备整体替换、主平面单台设备整体替换、业务测试。
61.其中，所述”主平面“和”备平面“具体为：两台设备组成冗余热备关系后，会区分出主用路由和备用路由器，正常情况下业务会只在主用路由器单平面转发，称之为主平面；当主用路由器失效或人为进行业务切换时，业务会从备用路由器即备平面转发。
62.本方案在操作过程所有业务不受影响，更改完成后设备上变更为配置vrrp作为下联设备的网关，效果与之前的hsrp相同，且可以与其他厂商设备互为备份，形成vrrp主备关系。协议转换完成后，即可对互为冗余备份思科设备进行异厂商单台整体替换。经过华为、中兴两个厂商试验，均可与思科设备对接配对，主备设备vrrp主备状态正常，vrrp状态切换也正常。
63.如图7所示，展示了思科7609与中兴m6000-8s互为冗余备份时vrrp状态示例，具体的，思科7609设备配置了vrrp协议，vrrp序列号为43，端口配置的虚拟ip为10.90.76.209，vrrp优先级为150，状态为master，master设备端口的物理ip地址为10.90.76.210，该业务流量从此设备端口转发；中兴m6000-8s设备同样配置vrrp协议与思科7609形成冗余热备，vrrp序列号为43，端口配置的虚拟ip为10.90.76.209，vrrp优先级为100，状态为backup，master设备端口的物理ip地址为10.90.76.210，该业务流量从master设备端口转发，该组vrrp状态正常。
64.如图8所示,展示了思科7609与华为ne40e-x16a互为冗余备份时vrrp状态示例，具体的，思科7609设备配置了vrrp协议，vrrp序列号为19，端口配置的虚拟ip为10.217.249.1，vrrp优先级为150，状态为master，master设备端口的物理ip地址为10.217.249.2，该业务流量从此设备端口转发；华为ne40e-x16a设备同样配置vrrp协议与思科7609形成冗余热备，vrrp序列号为19，端口配置的虚拟ip为10.217.249.1，状态为backup，该业务流量从master设备端口转发，该组vrrp状态正常。
65.本公开所述方案经过实验测试后，目前已在某省运营商投入使用。投入使用后，相关替换工程进展迅速，目前已有30台设备完成思科ce的异厂商替换操作，设备状态及业务平稳运行，该成果的实用性已得到充分的验证。
66.进一步的，通过具体实施验证，本公开所述方案相对现有技术具有如下技术效果：
67.(1)本公开提出一种新颖的设备替换方案，减少了割接隐患。
68.该成果填补了思科设备替换时无法对异构厂商互为备份的技术空白，发明了一种私有hsrp协议转换技术，可完美实现思科设备与其他厂商设备组成冗余热备关系。在思科设备协议更改之前，由于新旧ce不同厂商、不同冗余备份协议，即思科使用hsrp，华为使用vrrp，不能实现浮动ip，所以只能使用“先新建再逐步割接业务”的方案对思科设备进行替换，替换过程较为复杂，对业务影响巨大；采用本发明的方案完成协议转换后，思科设备可使用vrrp协议与其他厂商设备组成冗余热备关系。之后，本发明将替换方案调整为单台整体替换，大大减小了割接隐患和相关工作的复杂性。
69.(2)本公开操作实施方案简单，复杂度简化50％。
70.按照原方案，需要提前完成新设备入网，然后再进行业务割接，此过程至少需要四个割接窗口；在实行本成果方案后，设备工程替换方案得到了很大程度的简化，只需要两个
割接窗口即可，即每次割接单台整体替换一个平面。在割接次数上，从原来的至少4次割接缩减为2次，同时也省去了设备入网等一系列复杂繁琐的流程。
71.(3)本公开所述方案能够实现平滑切换，业务影响降低到0。
72.原方案由于协议不同，需要对下联业务进行两个平面同时割接，在此过程中业务必将出现中断的情况；而新方案中，每次割接只进行单平面的链路中断，此过程中业务会根据vrrp协议迁移至另外一个平面转发，下联业务不受任何中断影响，业务可靠性大大提升。
73.(4)本公开所述方案有效减少了割接次数，提高工程效率。
74.本方案打破传统思路，从现网设备着手；在对设备进行工程替换时，经常会遇到各种各样的问题，因为新设备不带业务，调整实施起来比较安全方便，我们会尽量考虑从新设备着手解决；本问题如果单从替换的新设备来考虑，方案为先新建设备入网再分批次进行业务割接，不仅将会导致相关业务中断及相关资料变更，而且需要经过多次割接才能完成替换工程，比较复杂；现方案改为从现网思科设备着手考虑，通过改变现网设备的协议，将设备替换方案改为单台整体替换，比原方案更加安全可靠，割接次数从原来的至少4次缩减为2次，且对业务无影响，大大减小了割接隐患和相关工作的复杂性。通过技术层面考虑设备的支持性，提前搭建环境进行测试，方案经过充分验证后进行下一步实施，先对业务较少的设备进行试点验证，实施效果达到方案预期后再逐步推广实用。很大程度上减少了工程复杂程度，减少了物理链路的布放，缩短了工程周期，加快了工程进度，一个地市原计划至少2周的耗时缩短为1周即可完成；保障了工程期间涉及业务的安全性，从原来的业务中断到现在不影响业务，业务安全性提升了100％。
75.(5)本公开所述方案实现了降本增效，减少人力物力消耗。
76.通过对现网思科设备的私有hsrp协议转换成为公有vrrp协议，实现思科设备与异厂商设备备份，从而达到设备所有ip地址及网络拓扑利旧的目的，无需再进行新的ip地址等资源规划，后期无需再对新设备纳入4a管控、数据网管等，大大减少了拓扑变更带来的耗材、资源及维护成本，每对设备至少节约1周工期，约节省28人工天，节约100条左右的尾纤或网线物理耗材。
77.上述实施例提供的一种异厂商容灾备份机制平滑切换方法可以实现，具有广阔的应用前景。
78.以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。