CN114189547B - 一种集群下ssl隧道快速切换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种集群下SSL隧道快速切换方法，具体包括如下步骤：S1）网关服务模块持续向共享内存内写入不同的检测用数据；该共享内存为网关服务模块和健康检测模块的共享内存；S2）健康检测模块读取共享内存中的检测用数据，若多次读取的检测用数据相同，则判定网关服务模块异常，并将网关服务模块异常的信息发送至SSL代理模块；S3）在接收到网关服务模块异常的信息后，SSL代理模块去连接新的网关并进行SSL隧道的切换。本发明通过健康检测模块的快速检测能力，实现故障的快速发现，能够及时进行网关切换，同时通过SSL代理模块重连切换后的网关，达到用户对集群网关切换的无感知。

Description

一种集群下SSL隧道快速切换方法
技术领域
本发明涉及集群技术领域。具体地说是一种集群下SSL隧道快速切换方法。
背景技术
当今社会，信息迅速的膨胀，单独的一台接入网关已经无法满足用户的需求，为了保证用户的体验，网关往往会采用高可用技术，如使用集群技术，由均衡器对集群提供负载均衡来为用户提供服务，如图1所示。然而随之而来的便是信息安全的问题，各种数据泄露的危机伴随其中，从而信息安全的概念愈发深入人心，也越来越受到重视，随后对到达网关集群的信息进行保护以及网关发现故障的及时性便有了迫切的需求，此外当建立了一道加密通道后，一旦集群中的网关发生切换，新的网关没有旧网关的密钥信息，还需要与用户方重新协商密钥，若用户能够感知到这个过程，则会对用户的体验有不好的影响，并且就算解决了网关切换带来的用户体验问题，过长的切换延时也会影响到用户体验，综上，对信息服务中的信息的安全性、可靠性以及网关的服务能力产生了挑战。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种集群下SSL隧道快速切换方法，通过健康检测模块的快速检测能力，实现故障的快速发现，能够及时进行网关切换，同时通过SSL代理模块重连切换后的网关，达到用户对集群网关切换的无感知。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种集群下SSL隧道快速切换方法，网关集群中的网关中设有健康检测模块、网关管理模块、网关服务模块、共享内存、数据库管理模块和数据库模块；在客户端通过SSL代理模块与网关集群中的网关建立连接后，需要在网关服务模块出现问题时及时对SSL隧道进行切换，具体包括如下步骤：
S1）网关服务模块持续向共享内存内写入不同的检测用数据；该共享内存为网关服务模块和健康检测模块的共享内存；
S2）健康检测模块读取共享内存中的检测用数据，若多次读取的检测用数据相同，则判定网关服务模块异常，并将网关服务模块异常的信息发送至SSL代理模块；
S3）在接收到网关服务模块异常的信息后，SSL代理模块去连接新的网关并进行SSL隧道的切换。
上述集群下SSL隧道快速切换方法，在步骤S2）中，在健康检测模块读取共享内存中的检测用数据之前，且在每次网关服务模块进入特殊状态前，网关管理模块将通知健康检测模块取消该网关服务模块的检测，而当该网关服务模块退出特殊状态后，网关管理模块通知健康检测模块恢复对该网关服务模块的检测。
上述集群下SSL隧道快速切换方法，检测用数据为一个8字节的整型数据；网关服务模块在正常运行时不停地对该整型数据进行自增自减操作，而健康检测模块根据多次读取到的该整型数据的变化来判定网关服务模块的状态。
上述集群下SSL隧道快速切换方法，在步骤S2）中，在对网关服务模块运行状态进行检测的同时，健康检测模块还持续地对网关服务模块的存在性进行检测。
上述集群下SSL隧道快速切换方法，SSL代理模块在传输数据的同时还定时发送心跳以感知网关状态。
上述集群下SSL隧道快速切换方法，当网关服务模块出现异常，该网关服务模块从网关集群中退出。
上述集群下SSL隧道快速切换方法，当网关集群中网关发生切换时，SSL代理模块通过心跳及时感知到网关切换和在转发报文时及时感知到网关切换，并重新与新网关建立SSL隧道。
上述集群下SSL隧道快速切换方法，还包括如下步骤：
S0）将一个网关集群内网关中的数据库模块按照优先级别排序并将优先级别最高的数据库模块设置为主数据库模块，其他数据库模块设置为从数据库模块；
S4）健康检测模块对数据库模块运行状态进行监测，当数据库模块运行出现异常时，健康检测模块将通知数据库管理模块和SSL代理模块数据库模块运行状态发生异常；
S5）当主数据库模块运行出现异常时，则从数据库中优先级别最高的从数据库切换为主数据库模块，其余的从数据库仍为从数据库模块，同时，SSL代理模块将去与设为主数据库模块的数据库模块所在网关重新连接并建立SSL隧道，即完成SSL隧道的切换；主数据库模块和从数据库模块通过全量同步和增量同步的方式进行数据库数据同步。
上述集群下SSL隧道快速切换方法，当主数据库模块和从数据库模块进行数据同步时，从数据库模块初始化时向主数据库模块拉取全部数据的副本以及新的写数据命令，从数据库模块会首先丢弃所有旧数据，加载所有拉取的数据，并执行新的写入数据的命令，之后每次写入主数据库模块时，主数据库模块都会向所有的从数据库模块发送写入命令，将新数据同步到所有的从数据库模块内；客户端只能往主数据库模块中写入数据，不能直接往从数据库模块内写入数据，但是所有的从数据库模块都支持读操作。其中，新的写数据命令为将数据写入从数据库模块的新命令。
上述集群下SSL隧道快速切换方法，当有大于或等于2个从数据库模块的优先级相同时，则选择IP最大的数据库模块成为主数据库模块；在切换主数据库模块的过程中，各个数据库管理模块通过VRRP通告各个数据库模块的优先级，同时数据库模块存在异常的网关中的数据库管理模块将该数据库模块运行异常上报至健康检测模块，健康检测模块便及时让数据库模块运行异常的网关退出网关集群，让工作状态正常的网关为用户提供服务。
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
1.本发明中，网关服务模块在特殊状态时，使用网关管理模块通知健康检测模块避免了健康检测模块的误判。
2.本发明中，在集群中的网关产生切换时，使用SSL代理模块去连接新网关，重连接操作都在SSL代理模块内部完成，使得用户感知不到网关的切换。
3.本发明中，健康检测模块通过周期性快速读取共享内存，若网关故障，保障了能够在极短时间内发现故障，及时进行网关的切换，SSL代理也能快速的切换SSL隧道。
附图说明
图1为网关集群应用场景架构图；
图2为本发明中网关集群中网关的工作原理图；
图3为本发明应用场景架构图；
图4为本发明中总体的模块关系框架图。
具体实施方式
如图2和图3所示，本发明中所用的网关集群中的网关中设有健康检测模块、网关管理模块、网关服务模块、共享内存、数据库管理模块和数据库模块。客户端的SSL代理模块主要负责与网关服务模块建立SSL短连接，并在网关集群中的网关发生切换后，快速切换SSL隧道，所有数据都通过SSL代理模块与网关服务模块搭建的SSL隧道交互；网关管理模块负责管理网关服务模块；健康检测模块负责检测网关的运行状态，当网关故障时，能够快速发现和处理；数据库模块负责数据的存储和集群数据库的同步，数据库管理模块则负责数据库模块的主从切换，避免SSL隧道切换后，仍然往故障网关中的数据库模块中写入数据。本实施例中，网关集群中的网关使用网关管理模块配置VIP，网关集群中所有网关都使用提供统一的VIP地址实现对外服务。
如图4所示，在客户端通过SSL代理模块与网关集群中的网关建立连接后，需要在网关服务模块出现问题时及时对SSL隧道进行快速切换，具体包括如下步骤：
S0）将一个网关集群内网关中的数据库模块按照优先级别排序并将优先级别最高的数据库模块设置为主数据库模块，其他数据库模块设置为从数据库模块；
S1）网关服务模块持续向共享内存内写入不同的检测用数据；该共享内存为网关服务模块和健康检测模块的共享内存；
S2）健康检测模块读取共享内存中的检测用数据，若多次读取的检测用数据相同，则判定网关服务模块异常，并将网关服务模块异常的信息发送至SSL代理模块；其中，可适当调节读写共享内存的频率达到快速发现故障的目的；
S3）在接收到网关服务模块异常的信息后，SSL代理模块去连接新的网关并进行SSL隧道的切换；且当网关服务模块出现异常，该网关服务模块从网关集群中退出；其中，SSL代理模块在传输数据的同时还定时发送心跳以感知网关状态，而当网关集群中网关发生切换时，SSL代理模块通过心跳及时感知到网关切换和在转发报文时及时感知到网关切换，并重新与新网关建立SSL隧道；
S4）健康检测模块对数据库模块运行状态进行监测，当数据库模块运行出现异常时，健康检测模块将通知数据库管理模块和SSL代理模块数据库模块运行状态发生异常；
S5）当主数据库模块运行出现异常时，则从数据库中优先级别最高的从数据库切换为主数据库模块，其余的从数据库仍为从数据库模块，同时，SSL代理模块将去与设为主数据库模块的数据库模块所在网关重新连接并建立SSL隧道，即完成SSL隧道的切换；主数据库模块和从数据库模块通过全量同步和增量同步的方式进行数据库数据同步，其中，同步的数据内容包括了网关的服务配置、SSL证书的配置、用户信息以及一些访问控制的策略等信息。当有大于或等于2个从数据库模块的优先级相同时，则选择IP最大的数据库模块成为主数据库模块；在切换主数据库模块的过程中，各个数据库管理模块通过VRRP通告各个数据库模块的优先级，同时数据库模块存在异常的网关中的数据库管理模块将该数据库模块运行异常上报至健康检测模块，健康检测模块便能够及时让数据库模块运行异常的网关退出网关集群，让工作状态正常的网关为用户提供服务。
其中，当网关中数据库模块发生运行状态异常时，也认为该网关运行异常，需要进行网关的切换和SSL隧道的切换。
在步骤S2）中，在健康检测模块读取共享内存中的检测用数据之前，且在每次网关服务模块进入特殊状态前，网关管理模块将通知健康检测模块取消该网关服务模块的检测，而当该网关服务模块退出特殊状态后，网关管理模块通知健康检测模块恢复对该网关服务模块的检测。并且在对网关服务模块运行状态进行检测的同时，健康检测模块还持续地对网关服务模块的存在性进行检测。
检测用数据为一个8字节的整型数据；网关服务模块在正常运行时不停地对该整型数据进行自增自减操作，而健康检测模块只需根据多次读取到的该整型数据的变化来判定网关服务模块的状态，使用最省时的操作和最短小的数据来保证该操作的效率。其中，在该整型数据的大小未超出或达到临近8字节时，可以对该整型数据进行自增，反之则进行自减操作，以确保每次写入共享内存的整型数据不相同。
网关启动时，网关集群中的主数据库模块和从数据库模块进行数据同步。网关启动成功后，SSL代理模块便可以与网关的网关服务模块构建SSL隧道，保证了数据传输的安全性。当主数据库模块和从数据库模块进行数据同步时，从数据库模块初始化时向主数据库模块拉取全部数据的副本以及新的写数据命令，从数据库模块会首先丢弃所有旧数据，加载所有拉取的数据，并执行新的写入数据的命令，之后每次写入主数据库模块时，主数据库模块都会向所有的从数据库模块发送写入命令，将新数据同步到所有的从数据库模块内；客户端只能往主数据库模块中写入数据，不能直接往从数据库模块内写入数据，但是所有的从数据库模块都支持读操作，这也分担了主数据库模块的读操作负担。
网关在接收到SSL代理模块发来的业务数据后，需要写入数据库模块来存储数据，如当前会话的状态、当前用户的状态等信息，方便前端查询展示网关的服务状态。主数据库模块通过VRRP通知所有的从数据库模块，将主数据库模块的地址告知从数据库模块，此时，数据库管理模块便能够从数据库模块中读取到主数据库模块的地址。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种集群下SSL隧道快速切换方法，其特征在于，网关集群中的网关中设有健康检测模块、网关管理模块、网关服务模块、共享内存、数据库管理模块和数据库模块；在客户端通过SSL代理模块与网关集群中的网关建立连接后，在网关服务模块出现问题时对SSL隧道进行切换，具体包括如下步骤：
S1）网关服务模块持续向共享内存内写入不同的检测用数据；该共享内存为网关服务模块和健康检测模块的共享内存；
S2）健康检测模块读取共享内存中的检测用数据，若多次读取的检测用数据相同，则判定网关服务模块异常，并将网关服务模块异常的信息发送至SSL代理模块；
S3）在接收到网关服务模块异常的信息后，SSL代理模块去连接新的网关并进行SSL隧道的切换。
2.根据权利要求1所述的集群下SSL隧道快速切换方法，其特征在于，在步骤S2）中，在健康检测模块读取共享内存中的检测用数据之前，且在每次网关服务模块进入特殊状态前，网关管理模块将通知健康检测模块取消该网关服务模块的检测，而当该网关服务模块退出特殊状态后，网关管理模块通知健康检测模块恢复对该网关服务模块的检测。
3.根据权利要求1所述的集群下SSL隧道快速切换方法，其特征在于，检测用数据为一个8字节的整型数据；网关服务模块在正常运行时不停地对该整型数据进行自增自减操作，而健康检测模块根据多次读取到的该整型数据的变化来判定网关服务模块的状态。
4.根据权利要求1所述的集群下SSL隧道快速切换方法，其特征在于，在步骤S2）中，在对网关服务模块运行状态进行检测的同时，健康检测模块还持续地对网关服务模块的存在性进行检测。
5.根据权利要求1所述的集群下SSL隧道快速切换方法，其特征在于，SSL代理模块在传输数据的同时还定时发送心跳以感知网关状态。
6.根据权利要求1所述的集群下SSL隧道快速切换方法，其特征在于，当网关服务模块出现异常，该网关服务模块从网关集群中退出。
7.根据权利要求1～6任一所述的集群下SSL隧道快速切换方法，其特征在于，当网关集群中网关发生切换时，SSL代理模块通过心跳及时感知到网关切换和在转发报文时感知到网关切换，并重新与新网关建立SSL隧道。
8.根据权利要求1～6任一所述的集群下SSL隧道快速切换方法，其特征在于，还包括如下步骤：
S0）将一个网关集群内网关中的数据库模块按照优先级别排序并将优先级别最高的数据库模块设置为主数据库模块，其他数据库模块设置为从数据库模块；
S4）健康检测模块对数据库模块运行状态进行监测，当数据库模块运行出现异常时，健康检测模块将通知数据库管理模块和SSL代理模块数据库模块运行状态发生异常；
S5）当主数据库模块运行出现异常时，则从数据库中优先级别最高的从数据库切换为主数据库模块，其余的从数据库仍为从数据库模块，同时，SSL代理模块将去与设为主数据库模块的数据库模块所在网关重新连接并建立SSL隧道，即完成SSL隧道的切换；主数据库模块和从数据库模块通过全量同步和增量同步的方式进行数据库数据同步。
9.根据权利要求8所述的集群下SSL隧道快速切换方法，其特征在于，当主数据库模块和从数据库模块进行数据同步时，从数据库模块初始化时从主数据库模块中拉取全部数据的副本以及新的写数据命令，从数据库模块会首先丢弃所有旧数据，加载所有拉取的数据，并执行新的写入数据的命令，之后每次写入主数据库模块时，主数据库模块都会向所有的从数据库模块发送写入命令，将新数据同步到所有的从数据库模块内；客户端只能往主数据库模块中写入数据，不能直接往从数据库模块内写入数据，但是所有的从数据库模块都支持读操作。
10.根据权利要求9所述的集群下SSL隧道快速切换方法，其特征在于，当有大于或等于2个从数据库模块的优先级相同时，则选择IP最大的数据库模块成为主数据库模块；在切换主数据库模块的过程中，各个数据库管理模块通过VRRP通告各个数据库模块的优先级，同时数据库模块存在异常的网关中的数据库管理模块将该数据库模块运行异常上报至健康检测模块，健康检测模块便让数据库模块运行异常的网关退出网关集群，让工作状态正常的网关为用户提供服务。
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