CN108737454A

CN108737454A - 用于在虚拟网关服务器间进行信息同步的方法和设备

Info

Publication number: CN108737454A
Application number: CN201710239673.6A
Authority: CN
Inventors: 张立新
Original assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2017-04-13
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2018-11-02
Anticipated expiration: 2037-04-13
Also published as: CN108737454B

Abstract

本公开的实施例公开了用于通信网络中虚拟网关服务器或其他虚拟网关托管设施(本文统称为虚拟网关服务器)的信息同步的方法和设备。本公开的一个方面提供在通信网络中的第一虚拟网关服务器处的方法，该方法包括：与所述通信网络中的第二虚拟网关服务器建立虚拟网关同步应用连接，所述第二虚拟网关服务器与所述第一虚拟网关服务器在物理上分离以用于提供冗余保护；以及将所述第一虚拟网关服务器处托管的信息同步到所述第二虚拟网关服务器，该信息包括以下中的至少一项：广域网参数，局域网参数，动态主机配置协议(DHCP)配置，DHCP状态，域名服务器本地状态，网络地址转换配置，端口映射状态，应用层网关配置和防火墙配置。本公开的实施例还提供对端虚拟服务器中的方法、以及相应的设备。

Description

用于在虚拟网关服务器间进行信息同步的方法和设备

技术领域

本公开的实施例总体上涉及通信领域，并且具体地，涉及一种在虚拟网关服务器间进行信息同步的方法和设备。

背景技术

宽带论坛(BBF)制定的技术报告TR-317中提出了网络增强的住宅网关(NERG)解决方案，将住宅网关的部分功能转移到运营商的网络中执行。NERG有利于运营商提供和更新附加服务，诸如个性化的服务、智能家庭和增强的多媒体服务。

利用NERG，传统上由住宅网关所提供的一些功能现在将在现场设备(例如桥接住宅网关(BRG))和基于网络的部件之间分布。其中基于网络的该部件被称为虚拟网关(vG)。虚拟网关的托管设施，在本文中也称为虚拟网关服务器，是NERG解决方案中关键的网元。

发明内容

总体上，本公开的实施例提出了用于虚拟网关服务器的信息同步的方法和设备，以便于实现虚拟网关服务器的冗余/保护机制。本公开的实施例可以用于NERG解决方案，但是不限于该应用场景，而是可以被应用于存在类似问题的通信***。

在本公开的第一方面，提供一种在通信网络中的第一虚拟网关服务器处的方法。该方法包括：与通信网络中的第二虚拟网关服务器建立虚拟网关同步应用连接，该第二虚拟网关服务器与第一虚拟网关服务器在物理上分离以用于提供冗余保护；以及将所述第一虚拟网关服务器处托管的信息同步到所述第二虚拟网关服务器，所述信息包括以下至少一项：广域网(WAN)参数，局域网(LAN)参数，动态主机配置协议(DHCP)配置，DHCP状态，域名服务器(DNS)本地状态，网络地址转换(NAT)配置，端口映射状态，应用层网关(ALG) 配置和防火墙配置。

在一个实施例中，第一虚拟网关服务器托管了若干活动虚拟网关，并且所述第二虚拟网关服务器托管了若干备份虚拟网关。

在另一实施例中，将所述第一虚拟网关服务器处托管的信息同步到所述第二虚拟网关服务器可以包括：确定所述第一虚拟网关服务器处托管的信息是否被改变；以及响应于确定所述信息被改变，将所述信息同步到所述第二虚拟网关服务器。

在又一实施例中，将所述第一虚拟网关服务器处托管的信息同步到所述第二虚拟网关服务器可以包括以下中的一项：通过向所述第二虚拟网关服务器发送信息同步类型长度值(TLV)来向所述第二虚拟网关服务器同步所述信息；通过向所述第二虚拟网关服务器发送信息增加TLV来向所述第二虚拟网关服务器增加所述信息的一部分；通过向所述第二虚拟网关服务器发送信息移除TLV来从所述第二虚拟网关服务器移除所述信息的一部分；以及通过向所述第二虚拟网关服务器发送信息改变TLV来向所述第二虚拟网关服务器同步所述信息的被改变的部分。

在一些实施例中，将所述第一虚拟网关服务器处托管的信息同步到所述第二虚拟网关服务器可以包括：从所述第二虚拟网关服务器接收信息同步请求；以及响应于接收到所述同步请求，将所述信息同步到所述第二虚拟网关服务器。在一个实施例中，从所述第二虚拟网关服务器接收信息同步请求可以包括：在冗余组(RG)应用数据消息中的同步请求类型长度值(TLV)中接收所述同步请求，所述同步请求TLV包括用于唯一标识所述同步请求的请求标识符和对于所请求同步的信息的类型的指示；并且其中响应于接收到所述同步请求，将所述信息同步到所述第二虚拟网关服务器可以包括：向所述第二虚拟网关服务器发送第一消息，所述第一消息包括所述请求标识符以及以下中的至少一项：指示开始信息同步的第一标志，以及指示所述信息同步结束的第二标志。在进一步的实施例中，对于所请求同步的信息的所述类型的所述指示可以是比特位图，所述比特位图中的比特指示相应类型的信息是否被请求同步。

在一些实施例中，与所述第二虚拟网关服务器建立虚拟网关同步应用连接可以包括：向所述第二虚拟网关服务器发送包括跨机框虚拟网关连接类型长度值(TLV)的冗余组(RG)连接消息，所述跨机框虚拟网关连接TLV包括类型字段，所述类型字段被设置成相应的类型值以指示与所述第二虚拟网关服务器建立跨机框虚拟网关同步应用连接。

在另一实施例中，将所述第一虚拟网关服务器处托管的信息同步到所述第二虚拟网关服务器可以包括：向所述第二虚拟网关服务器发送冗余组(RG)应用数据消息，所述RG应用数据消息包括携带了要同步的所述信息的类型长度值(TLV)，并且所述TLV包括类型字段，所述类型字段被设置成相应的类型值以指示要同步的所述信息的类型。

在一些实施例中，WAN参数可以包括以下至少一项：用于所托管的虚拟网关的WAN媒体接入控制(MAC)地址、以及用于所托管的虚拟网关的WAN因特网协议(IP)栈的参数。在另一些实施例中，LAN参数包括以下至少一项：用于所托管的虚拟网关的LAN端口的媒体接入控制(MAC)地址、以及用于所托管的虚拟网关的LAN 端口的因特网协议(IP)配置。

在另一实施例中，DHCP配置可以包括以下至少一项：DHCP服务器是否被启用的指示、因特网协议(IP)地址池的指示、IP地址租用时间、网关IP地址、子网掩码、主DNS服务器IP地址、和辅DNS 服务器IP地址。在又一实施例中，DHCP状态可以包括DHCP服务器的因特网协议(IP)地址分配表，并且所述DHCP服务器的IP地址分配表的表项包括IP地址、媒体接入控制(MAC)地址和剩余租用时间。

在一个实施例中，DNS本地状态可以包括DNS服务器的完整的本地命名表，并且所述DNS服务器的完整的本地命名表包括本地设备标识和相应的因特网协议(IP)地址。

在另一实施例中，NAT配置可以包括以下至少一项：NAT功能是否被启用的指示、端口控制协议(PCP)是否被启用的指示、NAT 端口映射协议(NAT-PMP)是否被启用的指示、通用即插即用因特网网关设备控制协议(UPnP-IGD)是否被启用的指示。在又一实施例中，端口映射状态可以包括以下至少一项：关于所托管的虚拟网关的内部因特网协议(IP)地址、外部IP地址、内部端口号、外部端口号、协议、以及剩余生命周期。

在一些实施例中，ALG配置可以包括指示以下至少一项是否被启用的信息：点对点遂道协议(PPTP)、第二层隧道协定(L2TP)、网际协议安全(IPsec)、文件传输协议(FTP)、会话初始协议(SIP) 以及实时流传输协议(RTSP)。

在另一实施例中，防火墙配置可以指示防火墙的保护等级，所述保护等级可以包括为关闭、高、中或低。

在又一实施例中，该方法还可以包括：向所述第二虚拟网关服务器发送断开连接消息。在进一步的实施例中，断开连接消息可以包括断开连接的原因的指示

在本公开的第二方面，提供一种在通信网络中的第二虚拟网关服务器处实施的方法，该方法包括：与通信网络中的第一虚拟网关服务器建立虚拟网关同步应用连接，所述第二虚拟网关与所述第一虚拟网关服务器分离以用于提供冗余保护；以及从第一虚拟网关服务器接收在所述第一虚拟网关服务器处托管的信息以用于与所述第一虚拟网关服务器同步，所述信息包括以下至少一项：WAN参数，LAN参数，DHCP配置，DHCP状态，DNS本地状态，NAT配置，端口映射状态，ALG配置和防火墙配置。

在本公开的第三方面，提供一种装置，该装置包括控制器和存储器，所述存储器包含可由所述控制器执行的指令，由此所述装置***作为执行根据本公开的第一方面所述的任一方法。

在本公开的第四方面，提供一种装置，该装置包括控制器和存储器，所述存储器包含可由所述控制器执行的指令，由此所述装置***作为执行根据本公开的第二方面所述的任一方法。

利用本公开的实施例，能够在网络中提供冗余虚拟网关服务器，并且实现虚拟网关服务器间的信息同步，以便于实现虚拟网关服务器的冗余/保护机制，提高网络可靠性和改善用户体验。

附图说明

通过参考附图的以下详细描述，本公开的各种实施例的以上和其它方面、特征和益处将变得更加明显，附图中类似的附图标记或字母用于指代类似或等同的元件。附图被示出以促进更好地理解本公开的实施例，并且不一定按比例绘制，在附图中：

图1示出了在其中可以实现本公开实施例的网络环境的示意图；

图2示出了根据本公开的一个实施例执行虚拟网关服务器同步的过程示例；

图3A、3C、3D示出了根据本公开的一个实施例在虚拟网关服务器中执行的方法的示例流程图；

图3B示出了根据本公开的一个实施例由虚拟网关服务器发送的由于建立连接的TLV的示例；

图4A-4B示出了根据本公开的一个实施例用于同步请求的TLV 的示例；

图5示出了根据本公开的一个实施例用于同步数据的TLV的示例；

图6A-6S示出了根据本公开的实施例用于在虚拟网关服务器间同步不同类型的信息的TLV的示例；

图7A-7B示出了根据本公开的一个实施例用于断开虚拟网关服务器间的连接的TLV的示例；

图8示出了根据本公开的一个实施例在另一虚拟网关服务器处的方法的示例流程图；

图9示出了根据本公开的一些实施例的装置的框图；

图10示出了根据本公开的一些实施例的另一装置的框图；以及

图11示出了根据本公开的某些实施例的设备的框图。

具体实施方式

在下文中，将参考示意性实施例描述本公开的原理和精神。应当理解，所有这些实施例仅为本领域技术人员更好地理解和进一步实施本公开而给出，而不是用于限制本公开的范围。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例。为了清楚起见，在本说明书中描述的实际实现的一些特征可以被省略。

说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是不必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这样的短语不一定指代相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，认为结合其它实施例来实现这样的特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识范围内的，而无论其是否被明确描述。

应当理解，尽管术语“第一”和“第二”等在本文中可以用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件进行区分。例如，在不脱离示例实施例的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。如本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出的条目的任意和所有组合。

本文所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制示例实施例。如本文所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还将理解，当在本文中使用时，术语“包括”、“包含”、“具有”、指定所述特征、元件和/组件等的存在，但不排除一个或多个其它特征、元件、组件和 /或其组合的存在或添加。

本文使用的所有术语具有与本公开所属领域的普通技术人员的通常理解相同的含义，除非另外明确定义。

本公开的实施例可以在，例如，NERG架构中实施。如前所述，利用NERG，传统上由住宅网关所提供的一些功能现在将在现场设备 (例如BRG)和基于网络的部件之间分布。其中基于网络的该部件被称为虚拟网关。虚拟网关托管设施在本文中也称为虚拟网关服务器，是NERG中关键的网元。

本公开的发明人注意到，在现有NERG解决方案中(例如TR-317 所描述的解决方案中)没有将虚拟网关服务器的冗余/保护机制纳入考虑，因此，在端到端的NERG解决方案中，虚拟网关服务器成了单一故障点。在虚拟网关服务器发生故障的情况下，大量用户的互联网接入服务将中断。因此，本公开的发明人认为，对于运营商级的NERG 解决方案，虚拟网关服务器的冗余/保护机制是必要的。

本公开的实施例通过提出跨机框虚拟网关同步解决方案来支持虚拟网关服务器的冗余保护，对现有的NERG解决方案进行改进。当前，NERG解决方案并不支持任何跨机框虚拟网关服务器冗余/保护机制。

在图1中示出了本公开的实施例能够在其中实施的网络环境100 的示意图。如图所示，网络环境100中包括桥接住宅网关(BRG)101，接入节点(AN)102，宽带网网关(BNG)103和113，虚拟网关服务器104和114，以太网汇聚网络110，伪线(PW)或者叠加隧道 111。其中，接入节点通过以太网汇聚网络110连接到BNG 103和113。 BNG 103以及113和虚拟网关服务器104以及114通过IP/MPLS或者纯IP汇聚网络120连接。虚拟网关服务器104和114连接到IP核心网130。伪线或叠加隧道111可以是MPLS伪线或者任何类型的层3之上的网络虚拟化(NVO3)隧道，诸如虚拟可扩展局域网(VxLAN) 隧道或者使用通用路由封装的网络虚拟化(NVGRE)隧道。

在BBF的TR-317描述了用于端到端NERG解决方案的两种连接模型，即扁平的逻辑用户链路(LSL)模型和叠加的LSL模型。图1 中示出的是扁平的LSL模型的示意图，但是应该注意，本公开的实施例不限于图1的模型，而是对两种连接模型均适用。

在本公开中，多个(例如一对)冗余的虚拟网关服务器(例如图 1中的104和114)被称为冗余组。本公开的一些实施例中提出用于跨机框虚拟网关服务器冗余/保护解决方案的跨机框虚拟网关同步机制/协议。

在一些实施例中，所提出的跨机框虚拟网关同步协议可以是跨机框通信协议(ICCP)的扩展。具体地，在一些实施例中提出新的ICCP 应用，即跨机框虚拟网关同步协议应用。在进一步的实施例中，还定义了一组新的MC-vG(跨机框虚拟网关)应用类型长度值(TLV)，以用于在物理上分离的冗余虚拟网关服务器之间同步所托管的冗余虚拟网关的配置和/或状态信息。

另外，完整的虚拟网关服务器冗余/保护解决方案可以包括两个部分。第一部分在物理上分离的虚拟网关服务器之间同步所托管的冗余虚拟网关的配置和状态信息。该部分例如可以根据本公开的实施例进行。第二部分从冗余的虚拟网关服务器和伪线和/或叠加隧道中选择活动成员，以及在故障时切换到备份成员。该部分可以称为跨机框选择 /切换协议，并且该部分可以采取任何已知的或者将来开发的技术进行，本公开并不对此进行限制。例如，跨机框选择/切换协议可以重用现有的标准机制(例如基于ICCP协议的跨机框伪线冗余机制(RFC 7225, RFC 6718,以及RFC 6870)、或者基于BGP协议的虚拟私有局域网服务(VPLS)多归连接机制(参见例如draft-ietf-bess-vpls-multihoming)。也就是说，本公开中提出的跨机框虚拟网关同步机制可以与任何合适的跨机框选择/切换协议结合使用，以支持NERG解决方案中的跨机框虚拟网关服务器冗余保护。

在图2中示出了根据本公开的一个实施例的用于虚拟网关服务器之间的信息同步的示例过程。在该示例中，假定虚拟网关服务器104 和114分别为活动虚拟网关服务器和备份虚拟网关服务器。如图2所示，虚拟网关服务器104和114建立210虚拟网关同步应用连接；并且虚拟网关服务器104处托管的信息被同步220到虚拟网关服务器114。在一些实施例中，该信息同步220可以是虚拟网关服务器104 未经请求而主动发起的。在另一些实施例中，在该信息同步220之前，虚拟网关服务器114可以向虚拟网关服务器104发送215信息同步请求。

以下结合附图3A描述在第一虚拟网关服务器处执行的方法300。该第一虚拟网关服务器可以是，例如但不限于，图1中所示的虚拟网关服务器104或者114或具有类似功能的任何其他网络设备。为了便于讨论，下面将参照虚拟网关服务器104和参考图1所描述的网络环境100来描述方法300。

如图3A所示，在块310，第一虚拟网关服务器104与通信网络 100中的第二虚拟网关服务器(例如图1中的114)建立虚拟网关同步应用连接。该通信网络100中物理上分离的第一虚拟网关服务器 104和第二虚拟网关服务器114被用于提供冗余保护。这种冗余虚拟网关服务器结构区别于现有的NERG解决方案。

作为示例而非限制，在块310，第一虚拟网关服务器104可以通过向第二虚拟网关服务器114发送连接消息或者从第二虚拟网关服务器114接收连接消息来建立虚拟网关同步应用连接。在一个实施例中，该连接信息可以是ICCP“RG连接”消息。在该RG连接消息中可以包括跨机框虚拟网关(MC-vG)连接TLV。该MC-vG连接TLV可以包括类型字段，并且该类型字段被设置成相应的类型值以指示与所述第二虚拟网关服务器114建立跨机框虚拟网关同步应用连接。

在图3B中示出了MC-vG连接TLV 301的格式示例。根据本公开的一个实施例，该TLV中的各字段可以如表1所示被定义。

表1

现在返回图3A。在块320，第一虚拟网关104将其托管的信息同步到所述第二虚拟网关服务器。作为示例而非限制，该信息可以包括以下中的至少一项：广域网(WAN)参数，局域网(LAN)参数，动态主机配置协议(DHCP)配置，DHCP状态，域名服务器(DNS) 本地状态，网络地址转换(NAT)配置，端口映射状态，应用层网关 (ALG)配置和防火墙配置。

在一些实施例中，块320中的信息同步可以是第一虚拟网关服务器104主动发起的。例如，在图3C示出的块320的示例实施方式3201 中，第一虚拟网关服务器104可以在块321确定所述第一虚拟网关服务器处托管的信息是否被改变；以及在块322，响应于确定所述信息被改变，将所述信息同步到所述第二虚拟网关服务器。

替代地或者附加地，在另一实施例中，在块320，第一虚拟网关服务器104可以基于对端虚拟网关服务器114的请求而进行信息的同步。例如，在图3D示出的块320的另一示例实施方式3202中，在块 323，第一虚拟网关服务器104从第二虚拟网关服务器114接收信息同步请求；以及在块324，响应于接收到该同步请求，将信息同步到第二虚拟网关服务器114。该操作与图2中所示的过程215和220类似。

作为示例而非限制，在一个实施中，该请求可以以MC-vG同步请求TLV的形式被包括在“RG应用数据”消息中。在图4A中示出了MC-vG同步请求TLV的格式示例。

MC-vG同步请求TLV中的U、F、长度、类型的含义与表1中所示相同，因此不再赘述。不同的是，对于该TLV，类型字段可以被设置为另一类型值(例如，类型码-20)以用于指示该MC-vG应用为一种请求对等虚拟网关服务器重新发送配置和/或状态信息以进行同步的应用。

此外，该TLV可以包括用于唯一标识该同步请求的请求标识符。例如，在图4A的示例中，该请求标识符为“请求编号”字段411，其包含用于唯一标识该请求的未被指配过的编号。该编号例如可以被用于匹配针对该请求的响应。在一个实施例中，“请求编号”取值“0”被保留用于表示非基于请求的同步，并且因此不在基于请求的MC-vG 同步请求TLV中使用。

图4A中的另一字段“同步请求标志”412用于指示所请求同步的信息的类型。在一个示例中，该“同步请求标志”412可以包括2 字节。作为示例，其中有效的9个比特中的每个比特可以指示虚拟网关服务器请求其对等虚拟网关服务器发送的配置和/或状态信息的一种类型。例如，该“同步请求标志”字段可以具有如图4B所示的格式。通过将相应的比特值设置为，例如，“1”，可以指示相应类型的信息被要求同步。例如，如果虚拟网关服务器请求对于WAN参数信息的同步，则将图4B中的“WAN参数”比特设置为1；否则设为 0。图4B中的第14、13、12、11、10、9、8、7比特可以被类似设置，以分别独立地指示LAN参数信息，DHCP配置信息，DHCP状态信息，DNS本地状态信息，NAT配置信息，端口映射状态信息，ALG 配置信息和防火墙配置信息是否被请求同步。图4B中的“保留”比特(即比特0到6)未被使用，并且可以被设置为0。应该注意的是，在另一实施例中，0到6比特中的一些比特可以被用于指示其他信息是否被要求同步。

现在返回图3D，在一个实施例中，在块324，接收到MC-vG同步请求TLV的第一虚拟网关服务器104可以发送MC-vG同步信息作为响应。该MC-vG同步信息，例如，可以作为MC-vG同步数据TLV 被包括在RG应用数据消息中。作为示例，第一虚拟网关服务器104 可以使用一对MC-vG同步数据TLV来界定作为对于MC-vG同步请求TLV的响应而发送的包含同步数据的MC-vG应用TLV。例如，起界定作用的该MC-vG同步数据TLV可以将同步数据的起始或结束用信号通知第二虚拟网关服务器114。另外，该MC-vG同步数据 TLV还包括请求标识符，例如“请求编号”字段以将该响应与对应的同步请求相关联。

在图5中示出了MC-vG同步数据TLV的格式示例。“请求编号”字段511与图4A中的含义相同，唯一地标识请求该同步数据的 MC-vG同步请求TLV中的请求编号。

在一些实施例中，除了用于对同步请求进行响应之外，该MC-vG 同步数据TLV还可以被用于非基于请求的MC-vG配置和/或状态信息的同步。也就是说，在图3C所示的块322也可以使用该方式用于信息同步。在这种情况下，“请求编号”字段511可以被设置为“0”。

作为示例，图5中该TLV中的类型字段可以被设置为类型码22。在另一示例中，图5中的“同步数据标志”字段512的可能取值和含义如表2所示。

表2

值	含义
		0x0000	同步数据开始
0x0001	同步数据结束

在一些实施例中，无论基于请求的同步还是非基于请求的同步，同步数据均可以通过一对如图5所示的MC-vG同步数据TLV来界定。即，虚拟网关服务器可以将MC-vG同步数据TLV中的“同步数据标志”字段设置为0x0000以指示同步数据的开始，并且将另一MC-vG 同步数据TLV中的“同步数据标志”字段设置为0x0001以指示同步数据的结束。

现在返回图3A。在一些实施例中，在块320，第一虚拟网关服务器104可以向第二虚拟网关服务器114发送RG应用数据消息，并且该RG应用数据消息包含携带要同步的信息的TLV。在一个示例中，该TLV包括类型字段，并且该类型字段被设置成相应的类型值以指示要同步的所述信息的类型。

在本公开的附图6A-6S中示出了用于，例如在图3A中的块320，进行不同类型的信息同步的TLV。应该理解的是，这些TLV仅是作为示例而非限制而被呈现的。本公开并不限于所示类型的信息同步，也不限于所示出的具体信令格式。

图6A示出用于同步WAN参数的MC-vG WAN参数TLV 610的格式示例。其中U、F、长度、以及类型字段的含义与表1中所示的相同，并且这几个字段贯穿全文(包括其它TLV示例)具有相同的含义，因此为简单起见，后文不再重复解释。在该示例TLV中，类型字段可以被设置为，例如类型码-3，以指示MC-vG应用的类型或者要同步的信息的类型。

图6A中的冗余对象标识符(ROID)字段611的含义可以与其在 RFC 7275的第6.1.3节中定义的相同。即，该ROID字段是唯一地标识冗余组中受保护的冗余对象的一般不透明的句柄。在本公开中，冗余对象即虚拟网关，并且ROID可以被设置为虚拟网关标识符(虚拟网关ID)。在一个实施例中，该ROID可以被以8字节无符号整数编码。在另一个示例中，ROID的0值可以被保留。贯穿全文(包括其它TLV示例)，ROID字段和保留字段的含义不变，因此，后文将不再针对每个TLV赘述。

在一些实施例中，被同步的WAN参数可以包括以下中的至少一项：用于所托管的虚拟网关的WAN媒体接入控制(MAC)地址612、以及用于所托管的虚拟网关的WAN互联网协议(IP)栈的参数 (613-619)。

图6A中的WAN MAC地址字段612包含被托管的虚拟网关的 WAN端口的MAC地址。图6A中所示的WAN IPv4栈模式613、 WAN IPv4地址514、WAN IPv4地址租用时间615、WAN IPv4子网掩码616、WAN网关IPv4地址617、主DNS服务器IPv4地址618、和辅DNS服务器IPv4地址字段619指示用于被托管的虚拟网关的 WAN IPv4堆栈的当前参数的值。WAN IPv4栈模式字段613指示被托管的虚拟网关的WAN端口的IPv4堆栈如何别配置。注意，在BBF 的TR-317中，以太网上的点到点协议(PPPoE)不再被认为是用于 WAN IP堆栈配置的选项之一。因此，在一个实施例中，该WAN IPv4 栈模式字段可以被设置为，例如，以下模式之一：

1：静态配置

2：经由DHCPv4的动态配置

如果WAN IPv4栈模式为1(静态配置)，则WAN IPv4地址租用时间应当被设置为0xFFFFFFFF，意味着永不过期，而所有其他字段应当包含静态配置的值。

如果WAN IPv4栈模式为2(DHCPv4动态态配置)，则WAN IPv4 地址租用时间应当被包含WAN IPv4地址的当前有效租用时间，而其他字段应当包含经由DHCPv4协议获取的相应值。

尽管图6A和下文的一些其它TLV示例中使用IPv4栈的参数作为示例，但是本公开的实施例不限于此，而是可以适用于其它的IP 协议栈(例如，IPv6)的配置和参数同步。

图6B示出了用于同步LAN参数的MC-vG LAN参数TLV 620 的格式示例。该TLV也可以被包括在ICCP的“RG应用数据”消息中。在一些实施例中，LAN参数包括以下中的至少一项：用于所托管的虚拟网关的LAN端口的MAC地址、以及用于所托管的虚拟网关的LAN端口的IP配置。

在图6B的示例中，类型字段可以被设置为，例如类型码-4。图中的LAN MAC地址字段包含被托管的虚拟网关的LAN端口的 MAC地址。LAN IPv4地址、以及LAN IPv4子网掩码字段均包含用于被托管的虚拟网关的LAN端口的IPv4配置。

图6C示出用于同步DHCP服务器配置的MC-vG DHCP服务器配置TLV 630的格式示例。该TLV也可以被包括在ICCP的“RG应用数据”消息中。

在一些实施例中，DHCP服务器配置可以包括以下中的至少一项： DHCP服务器是否被启用的指示、IP地址池的指示、IP地址租用时间、网关IP地址、子网掩码、主DNS服务器IP地址、和辅DNS服务器 IP地址。

在图6C的示例中，类型字段可以被设置为，例如类型码-4。另外，DHCP服务器被启用字段可以包含布尔值。例如，1指示DHCP 服务器在虚拟网关上被启用，而0指示DHCP服务器在虚拟网关上被禁用。

图6C中的IPv4地址池的指示字段例如可以包括IPv4地址池开始字段和IPv4地址池结束字段，以分别用于指示包含的IPv4地址池的第一个地址和最后一个地址。IPv4地址租用时间字段可以例如以秒为单位表示用于IPv4地址指配的租用时间。

在一些实施例中，该TLV中的网关IPv4地址和子网掩码字段包含与“MC-vG LAN参数TLV中的“LAN IPv4地址”和“LAN IPv4 子网掩码”字段相同的取值。另外，该TLV中的主DNS服务器IPv4 地址字段包含与“MC-vG LAN参数TLV”中的“LAN IPv4地址”字段相同的取值。

在一些实施例中，该TLV的“辅DNS服务器IPv4地址”字段可以被设置为0，即，虚拟网关被设置为用于LAN设备的缺省的DNS 服务器。

图6D示出用于同步DHCP服务器状态的MC-vG DHCP服务器状态TLV 640的格式示例。该TLV也可以被包括在ICCP的RG应用数据消息中。

在一些实施例中，DHCP状态包括DHCP服务器的IP地址分配表，并且所述DHCP服务器的IP地址分配表的表项包括IP地址、 MAC地址和剩余租用时间。

在本公开的实施例中，图3A中的块320中的信息(包括DHCP 状态信息)的同步可以通过不同的方式进行。例如：第一虚拟网关服务器104可以通过向第二虚拟网关服务器114发送信息同步TLV来向第二虚拟网关服务器114同步信息；或者，通过向第二虚拟网关服务器114发送信息增加TLV来向第二虚拟网关服务器114增加信息的一部分；或者，通过向第二虚拟网关服务器114发送信息移除TLV 来从第二虚拟网关服务器114移除信息的一部分；或者，通过向第二虚拟网关服务器114发送信息改变TLV来向第二虚拟网关服务器114 同步信息的被改变的部分。对于DHCP状态信息同步，不同的信息同步方式例如可以通过图6D中的子TLV字段641来实现。

在一些实施例中，该子TLV 641可以包含图6E-6G中所示的TLV 之一，用于以不同的方式同步被托管的虚拟网关的DHCP服务器的 IPv4地址分配表。

图6E中的MC-vG DHCP服务器表同步TLV 6411可以被用于基于请求的DHCP服务器状态同步，并且可以同步DHCP服务器的完整的IPv4地址分配表。图6E中的“DHCP服务器表项数目”字段指示 DHCP服务器的IPv4地址分配表项的数目。IPv4地址分配表的每一表项，例如，可以包含由{IPv4地址、MAC地址、剩余租用时间}三元组。其中剩余租用时间指示被分配的IPv4地址的剩余有效时间。例如，被静态配置的IPv4地址的剩余租用时间可以被设置为0xFFFFFFFF,以指示“永不过期”。

图6F中示出了MC-vG DHCP服务器添加表项TLV 6412的格式示例。该TLV可以被用于非基于请求的DHCP服务器状态同步，并且可以用于通告被托管的虚拟网关的DHCP服务器的IPv4地址分配表的新表项的添加。例如，图6F中{IPv4地址、MAC地址、剩余租用时间}组成的三元组可以表示一个新表项。

图6G中示出了MC-vG DHCP服务器移除表项TLV 6413的格式示例。该TLV可以被用于非基于请求的DHCP服务器状态同步，并且可以用于通告被托管的虚拟网关的DHCP服务器的IPv4地址分配表的表项的移除。其中图6G中的“IPv4地址”字段指示DHCP服务器的IPv4地址分配表中的该IPv4地址的表项要被移除。

应当注意，图6E-6G中仅以示例的方式给出了可以包括在图6D 中的TLV中的子TLV 641的示例。在另外的实施例中，包括在图6D 中的子TLV 641也可以是例如“MC-vG DHCP服务器改变表项TLV”。除图6F或者6G中所示的字段之外，该MC-vG DHCP服务器改变表项TLV例如可以包括“改变模式”字段以指示要添加还是移除表项，或者指示其他改变方式。

图6H中示出了用于DNS服务器状态同步的TLV的格式示例。作为示例，DNS本地状态包括DNS服务器的完整的本地命名表，并且所述DNS服务器的完整的本地命名表包括本地设备标识和相应的 IP地址。该TLV可以被称为MC-vG DNS服务器本地状态TLV 650。

图6H中的该TLV 650也可以被包括在ICCP的“RG应用数据”消息中。在一个示例中，该TLV中的类型字段可以被设置为，例如，类型码10。在一些实施例中，该TLV中的子TLV字段651例如可以包含图6I-6K中所示的TLV(即，“MC-vG DNS服务器本地表同步 TLV”,“MC-vGDNS服务器添加本地表项TLV”,和“MC-vG DNS S服务器移除本地表项TLV”)之一，用于以不同方式进行DNS服务器状态同步。

图6I示出服务器本地表同步TLV 6511的格式示例。该TLV可以被用于基于请求的DNS服务器状态同步，并且可以同步被托管的虚拟网关的DNS服务器的完整的本地名称表。

图6I中的“DNS服务器本地表项数目”字段指示DNS服务器的本地名称表项的数目。DNS服务器的本地名称表项包含LAN设备ID 和其相应IPv4地址之间的动态映射，该映射一般可以例如，通过LAN 自动发现，例如DHCPv4请求来获得。

图6J中示出了MC-vG DNS服务器添加本地表项TLV 6512的格式示例。该TLV可以被用于非基于请求的DNS服务器本地状态同步，并且可以用于通告被托管的虚拟网关的DNS服务器的本地名称表的新表项的添加。例如，图6J中{LAN设备ID、LAN设备ID的IPv4 地址}表示LAN设备ID和其相应IPv4地址之间的映射。

图6K中示出了MC-vG DNS服务器移除本地表项TLV 6513的格式示例。该TLV可以被用于非基于请求的DNS服务器本地状态同步，并且可以用于通告被托管的虚拟网关的DNS服务器的本地名称表的表项的移除。例如，图6K中LAN设备ID指示DNS服务器的本地名称表中要被移除的表项。

类似的，在另外的实施例中，包括在图6H中的子TLV也可以是例如“MC-vG DNS服务器改变表项TLV”。除图6J或者6K中所示的字段之外，该MC-vG DNS服务器改变表项TLV例如可以包括“改变模式”字段以指示要添加还是移除表项，或者指示其他改变方式。

图6L中示出了用于在虚拟网关服务器之间同步网络地址/端口转换(NAT)配置信息的TLV的格式示例。该TLV可以被称为例如 MC-vG NAT配置TLV 660。在一些实施例中，NAT配置包括，但不限于，以下中的至少一项：NAT功能是否被启用的指示、端口控制协议(PCP)是否被启用的指示、NAT端口映射协议(NAT-PMP)是否被启用的指示、通用即插即用互联网网关设备控制协议(UPnP-IGD) 是否被启用的指示。

在一个示例中，图6L示例中的“NAT启用”,“PCP启用”, “NAT-PMP启用”和“UPnP-IGD启用”字段可以分别包含布尔值0或者1以指示相应功能是否启用。其中，“NAT启用”字段控制NAT功能是否在被托管的虚拟网关的WAN端口上被启用。类似地，“PCP启用”,“NAT-PMP启用”和“UPnP-IGD启用”字段分别控制PCP,NAT-PMP,和UPnP-IGD协议是否被允许控制被托管的虚拟网关的端口映射状态。在另一实施例中，也可以用其它表示来指示相应功能的启用。

在一些实施例中，如果“NAT启用”字段被设置为不启用，例如以0值表示，则“PCP启用”,“NAT-PMP启用”和“UPnP-IGD 启用”字段被保留，例如其值应当被设置为0。如果“NAT启用”字段被设置为启用，例如以1值表示，则“PCP启用”,“NAT-PMP 启用”和“UPnP-IGD启用”字段包含有效的值。

图6M中示出了用于在虚拟网关服务器之间同步端口映射状态信息的TLV的格式示例。该TLV可以被称为例如MC-vG端口映射状态TLV 670。其中头部的信息类型例如可以通过类型码-15来指示。在一些实施例中，端口映射状态包括以下中的至少一项：关于所托管的虚拟网关的内部IP地址、外部IP地址、内部端口号、外部端口号、协议、以及剩余生命周期。

如图6M所示，该TLV也可以包含子TLV 671。该子TLV 671 例如可以是，但不限于，图6N-6P所示的TLV(即MC-vG端口映射表同步TLV”、“MC-vG端口映射表项添加TLV”和“MC-vG端口映射表项移除TLV”)之一，用于以不同的方式同步端口映射状态。

图6N示出MC-vG端口映射表同步TLV 6711的格式示例。该 TLV可以被用于基于请求的端口映射状态同步，并且可以同步被托管的虚拟网关的完整的端口映射表。关于所托管的虚拟网关的“内部IP 地址”(例如“内部IPv4地址”)、“外部IP地址”(例如“外部 IPv4地址”)、“内部端口号”、“外部端口号”和“协议”字段包含端口映射规则，并且“剩余生命周期”字段包含端口映射规则的剩余有效时间。对于静态的端口映射，“剩余生命周期”的值可以表示为0xFFFFFFFF，意味着“永不过期”。

图6O示出MC-vG端口映射表项添加TLV 6712的格式示例。该 TLV可以被用于非基于请求的端口映射状态同步，并且可以用于通告被托管的虚拟网关的新的端口映射规则。该TLV中的“内部IP地址”(例如“内部IPv4地址”)、“外部IP地址”(例如“外部IPv4 地址”)、“内部端口号”、“外部端口号”和“协议”字段包含新的端口映射规则，并且“剩余生命周期”字段包含新的端口映射规则的剩余有效时间。对于静态的端口映射，“剩余生命周期”的值可以被设置为0xFFFFFFFF，意味着“永不过期”。

图6P示出MC-vG端口映射表项移除TLV 6713的格式示例。该 TLV可以被用于非基于请求的端口映射状态同步，并且可以用于通告被托管的虚拟网关的端口映射规则的移除。该TLV中的“内部IP地址”(例如“内部IPv4地址”)、“外部IP地址”(例如“外部IPv4 地址”)、“内部端口号”、“外部端口号”和“协议”字段包含待移除的端口映射规则。

图6Q中示出了用于在虚拟网关服务器之间同步应用层网关 (ALG)配置信息的TLV的格式示例。该TLV可以被称为例如MC-vG ALG配置TLV 680。其中头部的信息类型例如可以通过类型码-19来指示。该MC-vG ALG配置TLV也可以被包括在RG应用层数据消息中。在一些实施例中，ALG配置包括指示以下中的至少一项是否被启用的信息：点对点遂道协议(PPTP)、第二层隧道协定(L2TP)、网际协议安全(IPsec)、文件传输协议(FTP)、会话初始协议(SIP) 以及实时流传输协议(RTSP)。

如图6Q所示，该TLV包括“ALG标记”字段681。该字段681 例如可以具有如图6R所示的结构。图6R中每个比特指示相应的 ALG是否应当在被托管的虚拟网关中被启用。例如第2到7比特分别指示RTSP、SIP、FTP、IPsec、L2TP、以及PPTP是否应当被启用。在该示例中，第0和1比特被保留不用，并且可以被设置为0。应当理解，在另一实施例中，该“ALG标记”字段可以包括更多或者更少的比特，或者指示不同的ALG配置。

在一个实施例中，该TLV还可以包括可选的子TLV 682，以携带额外的ALG配置参数。而在另一些实施例中，该TLV可以仅使用简单的ALG标记字段来指示ALG配置。

图6S中示出了用于在虚拟网关服务器之间同步防火墙配置信息的TLV的格式示例。该TLV可以被称为例如MC-vG防火墙配置TLV 690。其中头部的信息类型例如可以通过类型码-20来指示。该MC-vG 防火墙配置TLV也可以被包括在RG应用层数据消息中。

如图6S所示，该TLV包含“防火墙防护等级”字段691，以指示，防火墙的防护等级。该“防火墙防护等级”例如可以被设置为 BBF TR-317第7.5.8节“防火墙需求”中指定的以下表3所示的取值之一：

表3

在一个实施例中，该TLV还可以包括可选的子TLV，以携带额外的防火墙配置参数。而在另一些实施例中，该TLV可以仅使用简单的防火墙防护等级字段来指示防火墙配置，并且，这在大多数用例中已经足够。

现在返回图3A。在一个实施例中，方法300还包括块330，其中第一虚拟网关服务器104向第二虚拟网关服务器114发送断开连接消息。作为示例，在块330，第一虚拟网关服务器104可以将MC-vG断开连接TLV 700包括在ICCP“RG断开连接”消息，并向第二虚拟网关服务器114发送，以指示MC-vG应用连接将被终止。

图7A示出了MC-vG断开连接TLV 700的格式示例。根据本公开的一个实施例，该TLV中的U、F、长度、类型、以及可选子TLV 各字段的含义与表1中所示相同。不同的是，对于该TLV，类型字段可以被设置为不同的类型码，例如，类型码-2。长度字段的取值可以根据该TLV的具体长度而被设置。

另外，在一些实施例中，在块330发送的断开连接消息可以包括断开连接的原因的指示。例如，第一虚拟网关服务器104可以在 MC-vG断开连接TLV中包括称为“MC-vG断开连接原因TLV”的子TLV 710，以指示连接断开的原因。

图7B中示出了MC-vG断开连接原因TLV 710的格式示例。该 TLV的类型字段可以被设置为，例如，类型码-23。另外，如图7B所示，MC-vG断开连接原因TLV包括断开连接原因字符串字段，其包括可变长度的字符串，用于指定断开连接的原因。在一些实施例中，断开连接原因字符串可以用统一字符编码标准转换格式8(UTF-8) 进行编码。在一个实施例中，该字符串可以不包含终止空字符。

在另一实施例中，第一虚拟网关服务器104也可以从第二虚拟网关服务器114接收断开连接消息，尽管该动作未在图3A中示出。

以下结合图8描述在第二虚拟网关服务器处执行的方法800。该第二虚拟网关服务器可以是，例如但不限于，图1中所示的虚拟网关服务器104或者114或具有类似功能的任何其他网络设备。为了便于讨论，下面将参照虚拟网关服务器114和图1的网络环境100来描述方法800。

如图8所示，在块810，第二虚拟网关服务器114与通信网络100 中的第一虚拟网关服务器(例如图1中的104)建立虚拟网关同步应用连接。该通信网络100中的分离的第一虚拟网关服务器104(例如为活动虚拟网关服务器)和第二虚拟网关服务器114(例如为备份虚拟网关服务器)被用于提供冗余保护。这种冗余虚拟网关服务器结构区别于现有的NERG解决方案。

在块820，第二虚拟网关服务器114从第一虚拟网关服务器104 接收被该第一虚拟网关服务器104托管的信息，用于同步。在一些实施例中，该信息包括以下中的至少一项：WAN参数，LAN参数，DHCP 配置，DHCP状态，DNS本地状态，NAT配置，端口映射状态，ALG 配置和防火墙配置。

在一个实施例中，块810和820的操作分别与方法300的块310 和320的操作对应，或者与图2中的过程210、220对应。因此，以上参考图2的过程和方法300所述的相关内容在此同样适用。

例如，在块820，第二虚拟网关服务器114可以向第一虚拟网关服务器104发送同步请求，并且接收作为对该同步请求的响应的同步信息。前文例如参考图3D、4A、4B所述的关于同步请求的描述在此同样适用，并不再赘述。在另一实施例中，第二虚拟网关服务器114 也可以在未发送同步请求的情况下从第一虚拟网关服务器104接收同步信息。

在一些实施例中，第二虚拟网关服务器114可以通过接收如图 6A-6S所示的TLV中的至少一个TLV来接收同步信息。

在又一实施例中，方法800还可以包括与方法300的块330对应的块830，其中，第二虚拟网关服务器114可以从第一虚拟网关服务器104接收断开连接消息。在进一步的实施例中，该断开连接消息可以包含断开连接的原因的指示。在又一实施例中，第二虚拟网关服务器104也可以向第一虚拟网关服务器114发送断开连接消息，尽管该动作未在图8中示出。结合方法300和图7A-7B所提供的关于断开连接消息的描述在此同样适用。

应该理解的是，本公开中提出的跨机框虚拟网关同步机制(例如结合方法300和800所述的机制)应结合跨机框选择/切换协议一起使用以组成完整的跨机框虚拟网关服务器冗余/保护解决方案。跨机框虚拟网关同步机制保持冗余虚拟网关服务器上所托管的冗余虚拟网关的配置和/或状态信息的同步；而跨机框选择/切换协议从冗余的虚拟网关服务器和伪线/叠加隧道中选择活动成员，并且在发生故障时切换到备份成员。然而，本公开不受限于任何具体的跨机框选择/切换协议。例如，其可以是标准的基于ICCP的跨机框伪线冗余机制或者基于 BGP的VPLS多归连接机制。

例如，在图1中出现两个冗余的虚拟网关服务器时，每个虚拟网关服务器可以运行用于跨机框虚拟网关服务器冗余/保护的两个应用。一个应用例如是基于ICCP的跨机框虚拟网关同步应用，用于根据本公开的实施例执行冗余虚拟网关的配置和/或状态同步；另一个应用是跨机框选择/切换应用，用于从冗余的虚拟网关服务器和伪线/叠加隧道中选择活动的虚拟网关服务器和伪线/叠加隧道。

活动的虚拟网关服务器上的活动虚拟网关将响应用户的操作，并且相应地改变其配置和/或状态数据。活动虚拟网关的配置和/或状态数据的改变可以，例如，以非基于请求的方式，经由合适的跨机框虚拟网关应用TLV(例如图6A-6S中的一个或者多个)被立即同步到托管在备份虚拟网关服务器中的备份虚拟网关。

另外，备份虚拟网关服务器中托管的每个备份虚拟网关也可以通过向活动的虚拟网关服务器发送根据本公开的实施例的合适的跨机框虚拟网关同步请求TLV来请求其期望的虚拟网关配置和/或状态数据的任何一部分的同步。

利用针对当前配置和/状态信息的基于请求的同步机制，以及针对增量修改地配置和/状态信息的非基于请求的同步机制，活动虚拟网关服务器和备份虚拟网关服务器中的虚拟网关对将能够保持热冗余备份。由此，在虚拟网关服务器切换时，用户能够在不中断服务的情况下立即切换到备份虚拟网关服务器中的虚拟网关。

本公开的一些实施例中提出了基于RFC 7275的扩展的跨机框虚拟网关同步协议。该协议可以与现有跨机框选择/切换协议(诸如基于 ICCP的跨机框伪线冗余机制或者基于BGP的VPLS多归连接机制) 结合，以提供用于BBF TR-317NERG解决方案的跨机框虚拟网关服务器的冗余/保护。在现有BBF TR-317NERG解决方案中，作为关键网元的虚拟网关托管设施是端到端解决方案的单一故障点。当前还没有针对该问题的解决方案，本公开首次尝试解决该问题。

NERG被认为是下一代固定接入网中主要的网络功能虚拟化 (NFV)解决方案之一。很可能许多运营商将部署某种形式的NERG 解决方案。虚拟网关托管设施是端到端解决方案中的关键网元，因此，本公开的发明人认为，针对虚拟网关托管设施的冗余保护机制是必要的，并且运营商将受益于本公开中提出的同步机制/协议。

图9示出了根据本公开的一个实施例的装置900的框图。该装置 900可以被实现为/于第一虚拟网关服务器(例如，图1所示的虚拟网关服务器104或者114)或具有类似功能的任何合适的网络设备。为简单起见，假定装置1000被实现于虚拟网关服务器104。装置900 可操作为执行参考图3A-3D描述的示例方法300和可能的任何其它过程或方法。还应当理解，方法300不一定由装置900执行。方法300 的至少一些操作可以由一个或多个其他实体执行。

如图9所示，装置900包括连接建立单元901和同步单元902。该连接建立单元901被配置为与所述通信网络100中的第二虚拟网关服务器114建立虚拟网关应用连接。该第二虚拟网关服务器114与第一虚拟网关服务器104在物理上分离，组成冗余组以用于提供冗余保护。该同步单元902被配置为将所述第一虚拟网关服务器处托管的虚拟网关信息同步到所述第二虚拟网关服务器，其中该信息包括以下中的至少一项：广域网参数，局域网参数，动态主机配置协议配置，DHCP 状态，域名服务器本地状态，网络地址转换配置，端口映射状态，应用层网关配置和防火墙配置。

在一些实施例中，连接建立单元901和同步单元902可以分别被配置为执行与方法300的块310和320类似的操作，因此，结合方法 300和附图3A-7B所述的相关内容在此同样适用。

在另一实施例中，装置900还可以包括发送单元903，其被配置为向所述第二虚拟网关服务器114发送断开连接消息。前文关于断开连接消息的描述在此同样适用。在另一实施例中，装置900也可以包括未示出的接收单元，其被配置为从所述第二虚拟网关服务器114接收断开连接消息

图10示出了根据本公开的一个实施例的装置1000的框图。该装置1000可以被实现为/于第二虚拟网关服务器(例如，图1所示的虚拟网关服务器104或者114)或具有类似功能的任何合适的网络设备。为简单起见，假定装置1000被实现于虚拟网关服务器114。装置1000可操作为执行参考图8描述的示例方法800和可能的任何其它过程或方法。还应当理解，方法800不一定由装置800执行。方法800的至少一些操作可以由一个或多个其他实体执行。

如图10所示，装置1000包括连接建立单元1001和同步单元1002。该连接建立单元1001被配置为与所述通信网络100中的第一虚拟网关服务器104建立虚拟网关应用连接。该第二虚拟网关服务器114与第一虚拟网关服务器104分离，组成冗余组以用于提供冗余保护。该同步单元1002被配置为从第一虚拟网关服务器104接收其托管的信息，用于同步，其中该信息包括以下中的至少一项：广域网参数，局域网参数，DHCP配置，DHCP状态，域名服务器本地状态，网络地址转换配置，端口映射状态，应用层网关配置和防火墙配置。

在一些实施例中，连接建立单元1001和同步单元1002可以分别被配置为执行与方法800的块810和820相同的操作，因此，结合方法800所述的相关内容同样适用于连接建立单元1001和同步单元 1002。

在另一实施例中，装置1000还可以包括接收单元1003，其被配置为从第一虚拟网关服务器104接收断开连接消息。前文关于断开连接消息的描述在此同样适用。在另一实施例中，装置1000也可以包括未示出的发送单元，其被配置为向所述第一虚拟网关服务器114发送断开连接消息。

图11示出了适合实现本公开的实施例的设备1100的简化方框图。设备1100可以用来实现如上文所描述进行操作的虚拟网关服务器(例如虚拟网关104或者114)或者其一部分。如图所示，设备1100包括一个或者多个处理器1110，耦合到处理器1110的一个或者多个存储器1120，以及耦合到处理器1110的一个或者多个发射器和/或接收器(TX/RX)1140。

处理器1110可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以包括但不限于通用计算机、专用计算机、微控制器、数字信号控制器(DSP)以及基于控制器的多核控制器架构中的一个或多个多个。设备1100也可以包括多个处理器，诸如专用集成电路，该专用集成电路在时间上从属于同步主处理器的时钟。

存储器1120可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以利用任何合适的数据存储技术来实现，作为非限制性示例可以包括例如非瞬态计算机可读介质、基于半导体的存储器件、磁存储器件和***、光存储器件和***、固定存储器以及可移除存储器。尽管图11中仅仅示出了一个存储器单元，但是在设备1100中可以有多个物理不同的存储器单元。

存储器1120存储程序1130的至少一部分。TX/RX 1140用于双边通信。图中的通信接口可以表示用于与其它网元进行通信需要的任何接口。

程序1130被假定为包含程序指令，该程序指令在由关联的处理器执行时，使得设备1100执行根据本公开的实施例的操作，如参考附图2-10所述的。即，本公开的实施例可以通过可由处理器1110和装置1100执行的计算机软件来实施，或者由软件和硬件的组合来实施。

例如，当设备1100充当虚拟网关服务器时，控制器1110执行存储器1120中存储的指令1130，使得虚拟网关服务器实现上文参考图 3A-7B所述的方法300或者参考图8所述的方法800。上文参考图3A- 图8所描述的所有特征均适用于设备1100，在此不再赘述。

一般而言，本公开的各种示例实施例可以在硬件或专用电路、软件、固件、逻辑，或其任何组合中实施。某些方面可以在硬件中实施，而其他方面可以在可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件中实施。当本公开的实施例的各方面被图示或描述为框图、流程图或使用某些其他图形表示时，将理解此处描述的方框、装置、***、技术或方法可以作为非限制性的示例在硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备，或其某些组合中实施。

作为示例，可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或用于执行本文所述的功能的部件的任意组合来实现或执行结合本公开所描述的各种示例性的逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，或者，处理器也可以是任何普通的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它此种结构。

作为示例，本公开的实施例可以在机器可执行指令的上下文中被描述，机器可执行指令诸如包括在物理或者虚拟处理器上的器件中执行的程序模块中。一般而言，程序模块包括例程、程序、库、对象、类、组件、数据结构等，其执行特定的任务或者实现特定的抽象数据结构。在各实施例中，程序模块的功能可以在所描述的程序模块之间合并或者分割。用于程序模块的机器可执行指令可以在本地或者分布式设备内执行。在分布式设备中，程序模块可以位于本地和远程存储介质二者中。

用于实现本公开的方法的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言编写。这些计算机程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程的数据处理装置的处理器，使得程序代码在被计算机或其他可编程的数据处理装置执行的时候，引起在流程图和/或框图中规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在计算机上、部分在计算机上、作为独立的软件包、部分在计算机上且部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。

在本公开还提供机器可读介质，其上存储有计算机指令，该指令当由装置执行时，使得该装置实施根据本公开的实施例的方法。该机器可读介质可以是包含或存储用于或有关于指令执行***、装置或设备的程序的任何有形介质。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读存储介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体***、装置或设备，或其任意合适的组合。机器可读存储介质的更详细示例包括带有一根或多根导线的电气连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存储存取器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光存储设备、磁存储设备，或其任意合适的组合。

另外，尽管一些实施例中的操作以特定顺序被描绘，但这并不应该理解为要求此类操作以示出的特定顺序或以相继顺序完成，或者执行所有图示的操作以获取期望结果。在某些情况下，多任务或并行处理会是有益的。同样地，尽管上述讨论包含了某些特定的实施细节，但这并不应解释为限制任何发明或权利要求的范围，而应解释为对可以针对特定发明的特定实施例的描述。本说明书中在分开的实施例的上下文中描述的某些特征也可以整合实施在单个实施例中。反之，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分离地在多个实施例或在任意合适的子组合中实施。

尽管已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题，但是应当理解，所附权利要求中限定的主题并不限于上文描述的特定特征或动作。相反，上文描述的特定特征和动作是作为实现权利要求的示例形式而被公开的。

Claims

1.一种在通信网络中的第一虚拟网关服务器处的方法，包括：

与所述通信网络中的第二虚拟网关服务器建立虚拟网关同步应用连接，所述第二虚拟网关服务器与所述第一虚拟网关服务器在物理上分离以用于提供冗余保护；以及

将所述第一虚拟网关服务器处托管的信息同步到所述第二虚拟网关服务器，所述信息包括以下至少一项：广域网(WAN)参数，局域网(LAN)参数，动态主机配置协议(DHCP)配置，DHCP状态，域名服务器(DNS)本地状态，网络地址转换(NAT)配置，端口映射状态，应用层网关(ALG)配置和防火墙配置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一虚拟网关服务器托管了若干活动虚拟网关，并且所述第二虚拟网关服务器托管了若干备份虚拟网关。

3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一虚拟网关服务器处托管的信息同步到所述第二虚拟网关服务器包括：

确定所述第一虚拟网关服务器处托管的信息是否被改变；以及

响应于确定所述信息被改变，将所述信息同步到所述第二虚拟网关服务器。

4.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一虚拟网关服务器处托管的信息同步到所述第二虚拟网关服务器包括以下中的一项：

通过向所述第二虚拟网关服务器发送信息同步类型长度值(TLV)来向所述第二虚拟网关服务器同步所述信息；

通过向所述第二虚拟网关服务器发送信息增加TLV来向所述第二虚拟网关服务器增加所述信息的一部分；

通过向所述第二虚拟网关服务器发送信息移除TLV来从所述第二虚拟网关服务器移除所述信息的一部分；以及

通过向所述第二虚拟网关服务器发送信息改变TLV来向所述第二虚拟网关服务器同步所述信息的被改变的部分。

5.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一虚拟网关服务器处托管的信息同步到所述第二虚拟网关服务器包括：

从所述第二虚拟网关服务器接收信息同步请求；以及

响应于接收到所述同步请求，将所述信息同步到所述第二虚拟网关服务器。

6.根据权利要求5所述的方法，其中从所述第二虚拟网关服务器接收信息同步请求包括：

在冗余组(RG)应用数据消息中的同步请求类型长度值(TLV)中接收所述同步请求，所述同步请求TLV包括用于唯一标识所述同步请求的请求标识符和对于所请求同步的信息的类型的指示；并且

其中响应于接收到所述同步请求，将所述信息同步到所述第二虚拟网关服务器包括：

向所述第二虚拟网关服务器发送第一消息，所述第一消息包括所述请求标识符以及以下中的至少一项：

指示开始信息同步的第一标志，以及

指示所述信息同步结束的第二标志。

7.根据权利要求6所述的方法，其中对于所请求同步的信息的所述类型的所述指示为比特位图，所述比特位图中的比特指示相应类型的信息是否被请求同步。

8.根据权利要求1所述的方法，其中与所述第二虚拟网关服务器建立虚拟网关同步应用连接包括：

向所述第二虚拟网关服务器发送包括跨机框虚拟网关连接类型长度值(TLV)的冗余组(RG)连接消息，所述跨机框虚拟网关连接TLV包括类型字段，所述类型字段被设置成相应的类型值以指示与所述第二虚拟网关服务器建立跨机框虚拟网关同步应用连接。

9.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一虚拟网关服务器处托管的信息同步到所述第二虚拟网关服务器包括：

向所述第二虚拟网关服务器发送冗余组(RG)应用数据消息，所述RG应用数据消息包括携带了要同步的所述信息的类型长度值(TLV)，并且所述TLV包括类型字段，所述类型字段被设置成相应的类型值以指示要同步的所述信息的类型。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述WAN参数包括以下至少一项：用于所托管的虚拟网关的WAN媒体接入控制(MAC)地址、以及用于所托管的虚拟网关的WAN因特网协议(IP)栈的参数。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述LAN参数包括以下至少一项：用于所托管的虚拟网关的LAN端口的媒体接入控制(MAC)地址、以及用于所托管的虚拟网关的LAN端口的因特网协议(IP)配置。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述DHCP配置包括以下至少一项：DHCP服务器是否被启用的指示、因特网协议(IP)地址池的指示、IP地址租用时间、网关IP地址、子网掩码、主DNS服务器IP地址、和辅DNS服务器IP地址。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述DHCP状态包括DHCP服务器的因特网协议(IP)地址分配表，并且所述DHCP服务器的IP地址分配表的表项包括IP地址、媒体接入控制(MAC)地址和剩余租用时间。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述DNS本地状态包括DNS服务器的完整的本地命名表，并且所述DNS服务器的完整的本地命名表包括本地设备标识和相应的因特网协议(IP)地址。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述NAT配置包括以下至少一项：NAT功能是否被启用的指示、端口控制协议(PCP)是否被启用的指示、NAT端口映射协议(NAT-PMP)是否被启用的指示、通用即插即用因特网网关设备控制协议(UPnP-IGD)是否被启用的指示。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述端口映射状态包括以下至少一项：

关于所托管的虚拟网关的内部因特网协议(IP)地址、外部IP地址、内部端口号、外部端口号、协议、以及剩余生命周期。

17.根据权利要求1所述的方法，其中所述ALG配置包括指示以下至少一项是否被启用的信息：

点对点遂道协议(PPTP)、第二层隧道协定(L2TP)、网际协议安全(IPsec)、文件传输协议(FTP)、会话初始协议(SIP)以及实时流传输协议(RTSP)。

18.根据权利要求1所述的方法，其中所述防火墙配置指示防火墙的保护等级，所述保护等级为关闭、高、中或低。

19.根据权利要求1所述的方法，还包括：

向所述第二虚拟网关服务器发送断开连接消息。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述断开连接消息包括断开连接的原因的指示。

21.一种在通信网络中的第二虚拟网关服务器处的方法，包括：

与所述通信网络中的第一虚拟网关服务器建立虚拟网关同步应用连接，所述第二虚拟网关与所述第一虚拟网关服务器在物理上分离以用于提供冗余保护；以及

从所述第一虚拟网关服务器接收在所述第一虚拟网关服务器处托管的信息以用于与所述第一虚拟网关服务器同步，所述信息包括以下至少一项：广域网(WAN)参数，局域网(LAN)参数，动态主机配置协议(DHCP)配置，DHCP状态，域名服务器(DNS)本地状态，网络地址转换(NAT)配置，端口映射状态，应用层网关(ALG)配置和防火墙配置。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述第一虚拟网关服务器托管了若干活动虚拟网关，并且所述第二虚拟网关服务器托管了若干备份虚拟网关。

23.根据权利要求21所述的方法，其中从所述第一虚拟网关服务器接收在所述第一虚拟网关服务器处托管的信息包括以下中的一项：

通过从所述第一虚拟网关服务器接收信息同步类型长度值(TLV)来接收所述信息；

通过从所述第一虚拟网关服务器接收信息增加TLV来接收用于在所述第二虚拟网关服务器处增加的所述信息；

通过从所述第一虚拟网关服务器接收信息移除TLV来接收用于从所述第二虚拟网关服务器移除的所述信息；以及

通过从所述第一虚拟网关服务器接收信息改变TLV来接入用于在所述第二虚拟网关服务器处改变的所述信息。

24.根据权利要求21所述的方法，其中从所述第一虚拟网关服务器接收在所述第一虚拟网关服务器处托管的信息包括：

第一虚拟网关服务器主动发送的未经请求的同步信息；以及

向所述第一虚拟网关服务器发送信息同步请求；以及

从所述第一虚拟网关服务器接收作为对所述同步请求的响应而发送的所述信息。

25.根据权利要求24所述的方法，其中向所述第一虚拟网关服务器发送信息同步请求包括：

在冗余组(RG)应用数据消息中的同步请求类型长度值(TLV)中发送所述同步请求，所述同步请求TLV包括用于唯一标识所述同步请求的请求标识符和对于所请求同步的信息的类型的指示；并且

其中从所述第一虚拟网关服务器接收作为对所述同步请求的响应而发送的所述信息包括：

从所述第一虚拟网关服务器接收消息，所述消息包括所述请求标识符以及以下中的至少一项：

指示开始信息同步的第一标志，以及

指示所述信息同步结束的第二标志。

26.根据权利要求25所述的方法，其中对于所请求同步的信息的所述类型的所述指示为比特位图，所述比特位图中的比特指示相应类型的信息是否被请求同步。

27.根据权利要求21所述的方法，其中与所述第一虚拟网关服务器建立虚拟网关同步应用连接包括：

向所述第一虚拟网关服务器发送包括跨机框虚拟网关连接类型长度值(TLV)的冗余组(RG)连接消息，所述跨机框虚拟网关连接TLV包括类型字段，所述类型字段被设置成相应的类型值以指示与所述第一虚拟网关服务器建立跨机框虚拟网关同步应用连接。

28.根据权利要求21所述的方法，其中从所述第一虚拟网关服务器接收在所述第一虚拟网关服务器处托管的信息包括：

从所述第一虚拟网关服务器接收冗余组(RG)应用数据消息，所述RG应用数据消息包括携带了要同步的所述信息的类型长度值(TLV)，并且所述TLV包括类型字段，所述类型字段被设置成相应的类型值以指示要同步的所述信息的类型。

29.根据权利要求21所述的方法，其中所述WAN参数包括以下至少一项：用于所托管的虚拟网关的WAN媒体接入控制(MAC)地址、以及用于所托管的虚拟网关的WAN因特网协议(IP)栈的参数。

30.根据权利要求21所述的方法，其中所述LAN参数包括以下至少一项：用于所托管的虚拟网关的LAN端口的媒体接入控制(MAC)地址、以及用于所托管的虚拟网关的LAN端口的因特网协议(IP)配置。

31.根据权利要求21所述的方法，其中所述DHCP配置包括以下至少一项：DHCP服务器是否被启用的指示、因特网协议(IP)地址池的指示、IP地址租用时间、网关IP地址、子网掩码、主DNS服务器IP地址、和辅DNS服务器IP地址。

32.根据权利要求21所述的方法，其中所述DHCP状态包括DHCP服务器的因特网协议(IP)地址分配表，并且所述DHCP服务器的IP地址分配表的表项包括IP地址、媒体接入控制(MAC)地址和剩余租用时间。

33.根据权利要求21所述的方法，其中所述DNS本地状态包括DNS服务器的完整的本地命名表，并且所述DNS服务器的完整的本地命名表包括本地设备标识和相应的因特网协议(IP)地址。

34.根据权利要求21所述的方法，其中所述NAT配置包括以下至少一项：NAT功能是否被启用的指示、端口控制协议(PCP)是否被启用的指示、NAT端口映射协议(NAT-PMP)是否被启用的指示、通用即插即用因特网网关设备控制协议(UPnP-IGD)是否被启用的指示。

35.根据权利要求21所述的方法，其中所述端口映射状态包括以下至少一项：

36.根据权利要求21所述的方法，其中所述ALG配置包括指示以下至少一项是否被启用的信息：

37.根据权利要求21所述的方法，其中所述防火墙配置指示防火墙的保护等级，所述保护等级为关闭、高、中或低。

38.根据权利要求21所述的方法，还包括：

从所述第一虚拟网关服务器接收断开连接消息。

39.根据权利要求38所述的方法，其中所述断开连接消息包括断开连接的原因的指示。

40.一种装置，包括处理器和与所述处理器耦合的存储器，所述存储器包含存储在其中的指令，所述指令在由所述处理器执行时使得所述装置执行根据权利要求1-20中的任一项所述的方法。

41.一种装置，包括处理器和与所述处理器耦合的存储器，所述存储器包含存储在其中的指令，所述指令在由所述处理器执行时使得所述装置执行根据权利要求21-39中的任一项所述的方法。

42.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序包含计算机指令，所述计算机指令在由至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器执行根据权利要求1-20中的任一权利要求所述的方法。

43.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序包含计算机指令，所述计算机指令在由至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器执行根据权利要求21-39中的任一权利要求所述的方法。