[发明专利]无状态集群边缘上的有状态服务

说明书

本发明公开涉及无状态集群边缘上的有状态服务。为了使得能够在边缘处动态缩放网络服务，提供了使得能够添加新节点或去除现有节点，同时保持通过有状态服务的流的紧密度的新颖系统和方法。该方法提供了可以动态调整大小以操纵和处理利用有状态网络服务的网络流量的网络节点集群。流经边缘的现有流量在集群成员资格更改期间和之后继续工作。集群中的所有节点都以活动‑活动模式操作，即，它们正在接收和处理流量流，从而最大化可用处理能力的利用率。

本申请是申请日为2014年12月30日、申请号为 201480083356.4、发明名称为“无状态集群边缘上的有状态服务”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明公开通常涉及无状态集群边缘上的有状态服务。

背景技术

诸如防火墙和NAT的有状态网络服务在流量流进和流出的网络边缘处是常见的。它提供基本的安全能力，诸如网络安全网关服务和用于性能和可用性的Web负载平衡。随着网络流量的增加，对边缘服务的需求也增加，从而需要为边缘服务分配附加的资源。

发明内容

为了使得能够在边缘处动态缩放网络服务，一些实施例提供能够添加新节点或去除现有节点，同时保持通过有状态服务的流的紧密度 (affinity)的系统和方法。一些实施例提供了可以动态调整大小以操纵和处理利用有状态网络服务的网络流量的网络节点集群。流经边缘的现有流量在集群成员资格(membership)更改期间和之后继续工作。在一些实施例中，集群中的所有节点都以活动-活动模式操作，即，它们正在接收和处理流量流，从而最大化可用处理能力的利用率。

为了创建在网络(或网络段)边缘处执行有状态服务的动态可扩展的节点集群，一些实施例将流分发到集群的不同节点，使得集群的所有节点都在主动参与有状态服务。在一些实施例中，流通过一致性散列函数散列到集群的节点中。一致性散列函数是在集群的节点之上(或基于集群的成员资格)，使得不同的流将被几乎均匀地分发到集群的不同节点。在这些实施例中的一些实施例中，通过一致性散列函数产生的每个可能的散列值都被映射到集群中的节点，并且每个节点被映射到至少一个可能的散列值。因此，集群的每个节点都在主动处理至少一个流的有状态服务。为了确保为每个流正确执行有状态服务，在流的生命周期期间，将每个流分配给集群中的节点。分配给流的节点管理和维护与流相关的状态信息。在一些实施例中，流的标识符用于将属于该流的分组引导到所分配的节点。

在从ECMP过程接收到分组之后，在一些实施例中，节点识别流的所有者节点，并将分组转发到识别出的所有者节点。在一些实施例中，边缘集群中的每个节点对分组中的流标识符(例如，源(IP) 地址、源端口、目的地(IP)地址、目的地端口、传输协议的五元组) 执行一致性散列，以便识别流的所有者节点。

在一些实施例中，由特定流的一致性散列识别出的所有者节点不是对流执行有状态服务最合适的边缘节点。当通过一致性散列识别出的流的所有者节点不具有正确处理流所需的必要状态信息，而是这种状态信息被保持在集群中的另一个节点处时，情况就是这样。该另一个节点可以是流的前所有者节点，或者可以是需要其状态信息来正确处理该流的相关流的所有者节点，为了提供一致性有状态服务，在一些实施例中，通过一致性散列识别出的所有者节点将分组委派给其中保持状态信息的节点。

一些实施例允许集群中的异构服务支持。在这些实施例中的一些实施例中，一致性散列函数是基于被调用以服务流的服务的类型。具体而言，在一些实施例中，不同的节点集合用于不同的服务，即，不同的服务基于不同的节点集合具有不同的一致性散列函数。

在一些实施例中，流委派是基于驻留在边缘集群的节点中的固定流(pinnedflow)表和间接表。间接表和固定流表中的每个条目对应于流。每个间接表条目指示其边缘节点根据条目转发或委派属于流的分组。用于流的固定流表中的每个条目指示其边缘节点本地处理流(因此固定或锚定流)并且为流提供有状态服务，而不管节点是否是流的所有者节点。不是所有者节点将分组转发到流的状态信息所保持处的委派节点，而是一些实施例将状态信息转发给所有者节点。