CN101232395A - 一种实现网络设备自动配置安装的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种实现网络设备自动配置安装的方法，用于在由网管客户端，网管服务器，软件中心，配置服务器及DHCP服务器组成的网络管理系统中，对基于互联网的互动电视网络中的刀片服务器进行自动配置安装。根据全局网络规划，通过网管客户端对刀片服务器进行预配置，就能根据刀片服务器的物理位置信息，通过扩展的DHCP得到网络接口配置，随即访问配置服务器和软件中心，获取逻辑配置，下载软件进行自动配置和安装，实现了网络中刀片服务器的即插即用。避免了大量刀片服务器的繁琐安装和设置操作，也不需要操作人员到本地一台一台的对刀片服务器进行安装和配置，节省了维护安装成本。

Description

一种实现网络设备自动配置安装的方法

技术领域

本发明涉及自动安装的一种方法，特别是一种基于DHCP协议和网络规划信息，实现电信网络中大批量刀片服务器自动布署、配置的方法。

背景技术

电信网络部署与扩容中往往涉及大批量的刀片服务器(BLADE)安装配置，它们往往要求现场人员做一些繁琐、重复的工作，其中包括：

网络接口配置：IP地址、网关、DNS、主机名等网口信息；

固件及基本服务安装/升级：手工安装/升级服务器的image/firmware组件；

应用软件所依赖的基本服务的配置：时区、NTP、SYSLOG等基本服务信息；

网络管理功能部署：网管代理(AGENT)软件安装、配置；

应用服务软件安装。

这些操作有一些共同特点：它们需要从全局考虑，并统一进行筹划安排，不但要考虑物理上的位置，更要从网络、软件配置方面进行全面考量。

然而这些步骤普遍比较繁琐、手工操作容易出错，且重复性高。同时由于某些操作需要操作人员本地进行(比如IP指配)，而刀片服务器可能分布在不同的物理位置，这就需要操作人员到处奔波，从而增加运维的成本。

因此业界人员就积极寻找一种实现刀片服务器自动安装的方法，在现有技术中，网管系统创建网络设备的拓扑信息及配置文件，并依照拓扑信息对接入网络的网络设备进行身份验证，将验证合法的网络设备加入管理域，并依照网管中的配置文件对网络设备进行配置。

但是现有方法通常解决的都是网络设备已经初始化完毕，网络管理系统自动的对网络设备进行参数的配置。而无法仅仅根据网络设备的物理位置达到即插即安装即使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现网络的自动安装配置，实现即插即自动配置安装，根据网络设备的物理位置信息，访问DHCP服务器并得到配置信息，建立网络接口，访问软件及配置服务器，进行自动安装和配置。

本发明用于在由网管客户端，网管服务器，软件中心，配置服务器及DHCP服务器组成的网络管理系统中，实现网络中设备的自动安装配置，其特征在于包括如下步骤：

步骤1对网络各节点网络设备进行预配置，建立网络设备物理位置信息与逻辑配置之间的对应关系；

步骤2将预配置信息上传至DHCP服务器和软件中心及配置服务器；

步骤3将网络设备安装到网络节点上的物理位置上，所述网络设备将自身的物理位置信息上报DHCP服务器；

步骤4 DHCP服务器返回网络配置信息给所述网络设备；

步骤5所述网络设备根据DHCP服务器反馈的网络配置信息，进行网络接口配置；

步骤6所述网络设备访问软件中心及配置服务器；

步骤7所述网络设备从软件中心及配置服务器下载配置及软件，完成安装。

特别地，本发明应用于基于互联网的互动电视网络，实现网络中刀片服务器的自动配置和安装。首先根据网络规划，在网管客户端上对刀片服务器进行预配置，配置方法可以是通过GUI图形界面进行配置，也可以通过电子表格直接导入到网管系统。预配置内容包括物理信息，网络接口信息和逻辑配置信息，其中物理信息是指刀片服务器插入机框槽位后的物理标识信息，即其所处的机框和槽位编号；网络接口信息包括接口名，IP地址，子网掩码，广播地址，网关地址；逻辑配置信息包括机架-机框-槽位信息，所述的网络设备所依赖的服务及其配置信息，即NTP服务使用的NTP服务器地址，SYSLOG输出LOG的目的服务器地址，以及需要在网络设备上安装的所有应用软件，并进一步包括了这些软件在此网络设备上运行所必须的参数及配置信息。

刀片服务器在出厂前内置了初始化进程和固件程序，初始化进程含有DHCP客户端，所述的DHCP客户端扩展了DHCP信息的Option60字段，加入了网络设备的物理位置信息。而所述的固件程序能在所述的刀片服务器插入槽位时，自动获得网络设备的物理位置信息。然后通过DHCP客户端发送请求信息到DHCP客户端，获得IP地址以及软件中心及配置服务器地址及SYSLOG地址等信息。

刀片服务器建立网络接口后，随即访问配置服务器和软件中心，获取逻辑配置，下载软件进行自动配置和安装。

所述方法避免了网络中大量刀片服务器的繁琐安装和设置操作，也不需要操作人员到本地一台一台的对刀片服务器进行安装和配置，节省了维护安装成本。

附图说明

图1：本发明网管系统架构图；

图2：本发明配置文件的形成和发送图；

图3：本发明DHCP协议时序图；

图4：本发明系统时序图。

具体实施方式

本发明提出的网络管理系统包括DHCP服务器(DHCP Server)，软件中心及配置服务器(Software Center & Configuration Server)，网管客户端(NMSClient)，网管服务器(NMS Server)。上述的网管系统用来管理IPTV(基于互联网络的互动电视网络)网络中的刀片服务器。

其中软件中心、配置服务器可以同处一台服务器，提供FTP服务器给网管上传软件及配置，同时可以被刀片服务器访问来下载文件。

网管客户端提供用户图形界面来配置刀片服务器的物理位置信息，网络接口信息以及一切与刀片服务器相关的网络、服务信息等逻辑配置信息。

网管服务端接收来自网管客户端的请求，发送到其它网管设备；将用户输入的网络规划转换为XML格式的配置文件，上传到DHCP服务器和软件中心及配置服务器。

同时刀片服务器出厂时安装有固件程序和初始化进程(Blade InitialDaemon)，它将与其它网管设备通信，实现在刀片服务器本地的具体配置、安装操作。所述的固件程序相当于硬件的驱动程序，能在所述的刀片服务器插入槽位时，自动获得网络设备的物理位置信息。

本发明的相应步骤如下，如图1所示：

第1步：全局网络规划，在网管客户端对刀片服务器进行预配置。

利用电信网络规划信息实现刀片服务器的自动安装与配置将起到事半功倍的效果。一般情况，网络安装之前，都会有一个全局网络规划的过程。这个过程一般将需要安装的各子网刀片服务器形成一张表格，表格中包括机框、机架等物理信息，同时还包括IP、网关等网络基本信息。用户在网管客户端上根据此表格配置刀片服务器的物理信息、网络接口和逻辑配置。

各种配置详述如下：

·物理信息包括：6字节的机框物理ID；1字节的槽位号。它们共同组成7字节的刀片服务器物理标识信息。它们可以通过出厂时刀片服务器上的固件程序获得。

·网络接口配置包括：接口名，IP地址，子网掩码，广播地址，网关地址。

·逻辑配置包括：机架-机框-槽位；刀片服务器所依赖的服务及其配置，具体包括：NTP服务使用的NTP服务器地址，SYSLOG输出LOG的目的服务器地址；需要在此刀片服务器上安装的所有应用软件，并进一步包括了这些软件在此刀片服务器上运行所必须的参数及配置信息。根据刀片服务器的具体作用和类型，所安装的软件和配置也会不同。

用户在网管上通过图形界面根据“机框ID-槽位”建立刀片服务器物理位置与逻辑配置之间的对应关系。机框ID是一个6字节的机框标识，它与槽位一起，可以唯一确定一个刀片服务器的物理位置，组成7字节的刀片服务器的物理位置信息。即也确定了刀片服务器所在的“机架-机框-槽位”信息。这样操作员就不再需要到本地一台一台的对刀片服务器进行安装和配置。

针对以前通过表格进行网络规划的方式，操作员也可以将刀片服务器物理位置与逻辑配置对应关系以电子表格(EXCEL表格)表示，如表1所示，然后导入网管系统中，从而达到同样的效果。

机框物理编号	刀片服务器编号	刀片服务器IP地址		刀片服务器主机名		组名
							01:C8:4D:56:0A:00	SVR1-1-3	10.56.63.27
01:C8:4D:56:0A:00	SVR1-1-4	10.56.63.28
							刀片服务器IP地址	接口
名称		ip		掩码
						10.56.63.27
10.56.63.28

表1：BLADE配置的EXCEL表

第2步：

网管服务器(NMS Server)将用户第1步配置的所有刀片服务器的物理位置与逻辑配置对应关系转换成XML文件，并传送到DHCP服务器(DHCP Server)，该文件同时也被传送到软件中心及配置服务器(Software Center &Configuration Server)。如图2所示。

DHCP服务器解析这个XML文件，它只关心物理信息到网络接口的对应，并产生“机框ID-槽位”到网络接口的对应关系，如下表所示：

物理信息(机框ID-槽位)	IP地址	网关	网络掩码
				010E1A31080B-03	10.45.8.13	10.45.8.1	255.255.255.0
010E1A31080B-04	10.45.8.14	10.45.8.1	255.255.255.0
				010E1A31080B-05	10.45.8.15	10.45.8.1	255.255.255.0

表2：DHCP物理信息与网络配置对照表

第3步：

用户通过网管系统将需要安装升级的软件、固件的安装包上载到软件中心及配置服务器，供刀片服务器稍后下载使用。

第4步：

安装有初始化进程(Blade Initial Daemon)的刀片服务器首先从所插入的槽位获取到“机框ID-槽位”物理信息，通过DHCP协议发出广播，向DHCP服务器请求自己的网络配置。

DHCP的OPTION字段是T/L/V的编码方式：

|type|length|value

发送的请求(REQUEST)包中，扩展了DHCP的Option60字段，如表2：

类型	数据类型	长度	描述
				1	String	N	BLADE的物理位置信息，格式为：机框ID-槽位例如：010E1A31080B-02

表3：DHCP协议之Option60字段的扩展

DHCP返回它的IP地址以及软件中心及配置服务器地址及SYSLOG地址等信息。

如图3所示的DHCP协议时序图中，DHCP过程如下：

1、客户端发送DISCOVER广播，寻找服务器；

2、服务端以OFFER应答确认；

3、客户端发送REQUEST，不同于一般DHCP协议将MAC地址作为身份标识，此处，将“机框ID-槽位”作为刀片服务器标识；

4、服务端以刀片服务器标识为索引查找刀片服务器对应的IP地址等配置信息；

5、在ACK回应中，服务端将IP地址以及软件中心及配置服务器地址及SYSLOG地址等信息发送给刀片服务器，完成交互。

步骤3中，根据刀片服务器的物理位置信息代替传统的MAC地址向DHCP服务器请求网络配置，将刀片服务器物理位置与逻辑配置联系起来。

第5步：刀片服务器初始化进程根据配置自动将网络接口建立起来后，向配置服务器请求进一步的逻辑配置，解析出刀片服务器所依赖的服务及其配置。然后，从软件中心下载需要安装的软件，并执行安装步骤。最后，还需要进一步监视安装后的服务运行状态，并将安装结果发送至一台SYSLOG服务器。

通过上述5个步骤完成刀片服务器整个自动化安装配置过程。

完整的系统时序图如图4，各步描述如下：

准备阶段：

1：当用户改变刀片服务器配置时，网管系统将刀片服务器配置信息组织为XML格式的文件，并将它通过FTP上传至DHCP服务器；

2：上传成功后，网管系统通过SNMP的SET命令通知DHCP服务器。这时，DHCP就应该重新加载XML文件，刷新物理位置到刀片服务器逻辑配置的对应关系数据；

3：网管系统通过FTP上传XML配置文件到软件中心及配置服务器；

4：在刀片服务器初始化过程前，还需要上传所有需要安装和初始化用到的软件包到软件中心及配置服务器；

刀片服务器初始化阶段：

5：DHCP客户端广播DHCP发现消息(DHCPDISCOVERY)并等待回应；

6：DHCP服务器收到DHCPDISCOVERY消息，并发送DHCP回应(DHCPOFFER)确认；

7：一旦获知DHCP服务器，DHCP客户端发送DHCP请求(DHCPREQUEST)消息。消息中包含“机框ID-槽位”的7字节物理信息，它能唯一标识此刀片服务器；

8：DHCP服务器在之前加载的数据中查找刀片服务器配置。其中包括：软件中心及配置服务器的IP地址，用户名，密码，以及需要安装的软件的版本，名称；

9：DHCP服务器发送DHCPACK到DHCP客户端；

10：DHCP客户端根据收到的信息配置刀片服务器的IP地址，网关，DNS服务，主机名；

11：然后，解析出软件中心及配置服务器的信息，并传送给本机的初始化进程；

12：初始化进程通过FTP从软件中心及配置服务器获取配置数据；

13：初始化进程通过FTP下载需要安装的软件，这里为提高性能应该使用与第12步相同的FTP会话；

14：最后，安装这些软件，并完成其它初始化步骤，如：配置NTP服务。

通过上述方法，实现了IPTV网络中刀片服务器的即插即用，不需要在现场对刀片服务器进行配置和安装，只需要在网管客户端进行预配置，就能根据刀片服务器的物理位置信息，通过扩展的DHCP得到网络接口配置，随即访问配置服务器和软件中心，获取逻辑配置，下载软件进行自动配置和安装。避免了网络中大量刀片服务器的繁琐安装和设置操作，也不需要操作人员到本地一台一台的对刀片服务器进行安装和配置，节省了维护安装成本。

Claims (13)

1.一种实现网络设备自动安装的方法，用于在由网管客户端，网管服务器，软件中心，配置服务器及DHCP服务器组成的网络管理系统中，实现网络中设备的自动安装配置，其特征在于包括如下步骤：

步骤1对网络各节点网络设备进行预配置，建立网络设备物理位置信息与逻辑配置之间的对应关系；

步骤2将预配置信息上传至DHCP服务器和软件中心及配置服务器；

步骤3将网络设备安装到网络节点上的物理位置上，所述网络设备将自身的物理位置信息上报DHCP服务器；

步骤4 DHCP服务器返回网络配置信息给所述网络设备；

步骤5所述网络设备根据DHCP服务器反馈的网络配置信息，进行网络接口配置；

步骤6所述网络设备访问软件中心及配置服务器；

步骤7所述网络设备从软件中心及配置服务器下载配置及软件，完成安装。

2.根据权利要求1所述的一种实现网络设备自动安装的方法，其特征在于所述的网络设备是刀片服务器。

3.根据权利要求1所述的一种实现网络设备自动安装的方法，其特征在于所述的预配置包括物理信息，网络接口信息和逻辑配置信息。

4.根据权利要求3所述的一种实现网络设备自动安装的方法，其特征在于所述的物理信息是指所述的网络设备的物理标识信息，即其所处的机框和槽位的编号。

5.根据权利要求3所述的一种实现网络设备自动安装的方法，其特征在于所述的网络接口信息包括接口名，IP地址，子网掩码，广播地址，网关地址。

6.根据权利要求3所述的一种实现网络设备自动安装的方法，其特征在于所述的逻辑配置信息包括机架-机框-槽位信息，所述的网络设备所依赖的服务及其配置信息，需要在网络设备上安装的所有应用软件，并进一步包括了这些软件在此网络设备上运行所必须的参数及配置信息。

7.根据权利要求6所述的一种实现网络设备自动安装的方法，其特征在于所述的网络设备所依赖的服务及其配置信息包括NTP服务使用的NTP服务器地址，SYSLOG输出LOG的目的服务器地址。

8.根据权利要求1所述的一种实现网络设备自动安装的方法，其特征在于所述的网络设备含有初始化进程。

9.根据权利要求8所述的一种实现网络设备自动安装的方法，其特征在于所述的初始化进程含有DHCP客户端。

10.根据权利要求9所述的一种实现网络设备自动安装的方法，其特征在于所述的DHCP客户端扩展了DHCP信息的Option60字段，加入了网络设备的物理位置信息。

11.根据权利要求1所述的一种实现网络设备自动安装的方法，其特征在于所述的网络设备含有固件程序。

12.根据权利要求10所述的一种实现网络设备自动安装的方法，其特征在于所述的固件程序能在所述的刀片服务器插入槽位时，自动获得网络设备的物理位置信息。

13.根据权利要求1所述的一种实现网络设备自动安装的方法，其特征在于步骤4中所述的DHCP服务器反馈的配置信息包括所述网络设备的IP地址以及软件中心及配置服务器地址及SYSLOG地址等信息。

Images