一种网关和服务器一体化的整合方法及其系统

技术领域

本发明涉及网络服务设备技术领域，特别涉及一种网关和服务器一体化的整合方法及其系统。

背景技术

目前，深圳市天海世界卫星应用科技有限公司已经具有天海网关、飞享服务器、本地服务器3种不同设备。

天海网关负责大部分路由数据转发、访问控制、网络、管理维护、多链路切换的功能；飞享服务器负责视频获取、数据存储、娱乐内容分类、点播、广告运营；本地服务器则负责认证&计费、行为管控、套餐定制、个性化服务等特色功能。

三种设备采用各自独立的X86硬件平台独立运行各自的操作系统、服务软件，通过天海网关的不同网络接口连接、相互通信。因此，在现场部署需要同时配置三套X86硬件设备，这样一来在成本、效能、空间利用上产生了重复的资源浪费，而这三套X86硬件设备的配置又非常具有极度相似性，不同的地方仅限于存储空间的大小不同。

这样一来，对三种设备进行X86硬件平台整合就显得十分有必要，进而发挥资源的最大效用。

发明内容

本发明提供一种网关和服务器一体化的整合方法及其系统，旨在解决网关、视频服务器、本地服务器需分别配套硬件设备造成资源效用低的问题。

本发明提供一种网关和服务器一体化的整合方法，包括网关、视频服务器、本地服务器，选择视频服务器作为宿主机，将网关和本地服务器整合到宿主机上，并按以下步骤整合：

在宿主机操作系统上安装虚拟机，通过虚拟机将网关img固件、本地服务器img固件分别创建网关虚拟机和本地服务器虚拟机，宿主机启动后运行原有视频服务器的功能部件，同时配置网关虚拟机和本地服务器虚拟机的参数，启动网关虚拟机和本地服务器虚拟机，并检测两个虚拟机的状态，启动守护进程；

通过虚拟机工具，将实时检测宿主机上硬件接口的状态同步到网关虚拟机和本地服务器虚拟机。

作为本发明的进一步改进，所述网关配置多个IP地址作为DHCP地址池，配置第一IP地址作为网关静态地址，配置第二IP地址作为视频服务器静态地址，配置第三IP地址作为本地服务器静态地址；

网关创建虚拟网卡，建立宿主机与网关、本地服务器的通信连接。

作为本发明的进一步改进，所述虚拟机中的操作包括：

a1.准备网关虚拟机和本地服务器虚拟机的img固件；

a2.创建网关虚拟机和本地服务器虚拟机；

a21.创建网关虚拟机：配置网关序列号，指定网关使用的物理内存；网关配置多路路由物理网卡，并配置一路虚拟网卡用于网关与宿主机之间的通信；

a22.创建本地服务器虚拟机：配置本地服务器序列号，指定本地服务器使用的物理内存，本地服务器通过网关的虚拟网卡与网关相互通信；

a3.启动网关虚拟机和本地服务器虚拟机，并监测守护；

a31.查询网关虚拟机是否在宿主机系统进程表中，若查询到网关虚拟机不在系统进程表中，先执行关闭网关虚拟机命令，再重启网关虚拟机；若查询到网关虚拟机在系统进程表中，则不执行动作；

s32.查询本地服务器虚拟机是否在宿主机系统进程表中，若查询到本地服务器虚拟机不在系统进程表中，先执行关闭本地服务器虚拟机命令，再重启本地服务器虚拟机；若查询到本地服务器虚拟机在系统进程表中，则不执行动作。

作为本发明的进一步改进，所述视频服务器选择Centos作为宿主机的操作系统，且在视频服务器中执行操作：

b1.进入宿主机操作系统后关闭selinux和防火墙；

b2.更换Centos7 yum源为阿里源，备份旧的配置文件，安装epel repo源、picocom工具，清理缓存，重新生成缓存，并更新；

b3.在Centos系统home目录下载并安装虚拟机组件；

b4.启动docker；

b5.配置数据库，并在数据库中赋予远程登录root密码，创建前置数据库portal；

b6.安装portal镜像包，解压完后设置预设机尾号sn号；

b7.启动portal容器。

作为本发明的进一步改进，所述宿主机上，实时检测的硬件接口包括宿主机网口和串口。

本发明还提供一种网关和服务器一体化的整合系统，包括网关、视频服务器、本地服务器，所述视频服务器作为宿主机，所述网关和本地服务器整合到宿主机上：

在宿主机的操作系统上安装虚拟机，通过虚拟机将网关img固件、本地服务器img固件分别创建网关虚拟机和本地服务器虚拟机，宿主机启动后运行原有视频服务器的功能部件，同时配置网关虚拟机和本地服务器虚拟机的参数，启动网关虚拟机和本地服务器虚拟机，并检测两个虚拟机的状态，启动守护进程；

通过虚拟机工具，将实时检测宿主机上硬件接口的状态同步到网关虚拟机和本地服务器虚拟机。

作为本发明的进一步改进，所述网关配置多个IP地址作为DHCP地址池，配置第一IP地址作为网关静态地址，配置第二IP地址作为视频服务器静态地址，配置第三IP地址作为本地服务器静态地址；

网关创建虚拟网卡，建立宿主机与网关、本地服务器的通信连接。

作为本发明的进一步改进，所述虚拟机还用于：

准备网关虚拟机和本地服务器虚拟机的img固件；

创建网关虚拟机和本地服务器虚拟机；

创建网关虚拟机：配置网关序列号，指定网关使用的物理内存；网关配置多路路由物理网卡，并配置一路虚拟网卡用于网关与宿主机之间的通信；

创建本地服务器虚拟机：配置本地服务器序列号，指定本地服务器使用的物理内存，本地服务器通过网关的虚拟网卡与网关相互通信；

启动网关虚拟机和本地服务器虚拟机，并监测守护；

查询网关虚拟机是否在宿主机系统进程表中，若查询到网关虚拟机不在系统进程表中，先执行关闭网关虚拟机命令，再重启网关虚拟机；若查询到网关虚拟机在系统进程表中，则不执行动作；

查询本地服务器虚拟机是否在宿主机系统进程表中，若查询到本地服务器虚拟机不在系统进程表中，先执行关闭本地服务器虚拟机命令，再重启本地服务器虚拟机；若查询到本地服务器虚拟机在系统进程表中，则不执行动作。

作为本发明的进一步改进，所述视频服务器选择Centos作为宿主机的操作系统，且所述视频服务器还用于：

进入宿主机操作系统后关闭selinux和防火墙；

更换Centos7 yum源为阿里源，备份旧的配置文件，安装epel repo源、picocom工具，清理缓存，重新生成缓存，并更新；

在Centos系统home目录下载并安装虚拟机组件；

启动docker；

配置数据库，并在数据库中赋予远程登录root密码，创建前置数据库portal；

安装portal镜像包，解压完后设置预设机尾号sn号；

启动portal容器。

作为本发明的进一步改进，所述宿主机上，实时检测的硬件接口包括宿主机网口和串口。

本发明的有益效果是：整合已有网关成熟数据接入技术、互联行业娱乐领先平台、本地服务器支付平台，将原来独立的需要3台设备变成1台整合设备，解决相关设备的稳定问题、效率问题、降低了成本。

附图说明

图1是本发明网关和服务器一体化整合系统的部件连接框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例一

本发明网关和服务器一体化的整合方法中所包括的网关、视频服务器、本地服务器3种不同设备，其中，网关采用天海网关，视频服务器采用飞享服务器，其配置如下。

（1）天海网关由CONSOLE接口、USB 2.0接口、6路千兆以太网接口（4 LAN口+2 WAN口）、1U机箱组成。

硬件配置：Intel酷睿i5-3470 CPU，主频3.2GHz；DDR3 1600MHz 4G；硬盘MSATA32G；

操作系统：openwrt 14.07。

（2）飞享服务器由VGA接口、USB 3.0接口、1路千兆以太网接口、2路串口、1U机箱组成。

硬件配置：Intel 酷睿i7 6700处理器，默认主频为3.4GHz；DDR4 2133MHz 16G；硬盘SATA 2T；

操作系统：Centos 7.9。

（3）本地服务器由、VGA接口、CONSOLE接口、USB 3.0接口、1路千兆以太网接口、4路串口、铝壳无风扇机箱组成。

硬件配置：英特尔

操作系统：Ubuntu 16.04。

三个设备中，飞享服务器作为宿主机，网关和本地服务器整合到宿主机上。对三种设备进行X86硬件平台整合，需要选择一台设备作为宿主机。其中宿主机的选择和配置为：

飞享服务器的CPU负荷最大，CPU应该选择I7-6700；存储视频广告数据硬盘要求最高，选择2T SSD硬盘；网口至少需要6个；硬件配置：Intel酷睿i7 6700处理器，默认主频为3.4GHz，DDR4 2133MHz 16G，硬盘 SSD 2T。

宿主机的操作系统应该着重考虑稳定性和维护便捷性，选择Centos 7.9。

将网关和本地服务器整合到宿主机上，按以下步骤整合：

在宿主机操作系统上安装VirtualBox虚拟机，使用VirtualBox虚拟机将天海网关img固件、本地服务器img固件分别创建天海网关虚拟机和本地服务器虚拟机，宿主机在上电启动后运行原来飞享服务器的功能部件，同时配置好天海网关虚拟机和本地服务器虚拟机的所需参数，启动天海网关虚拟机和本地服务器虚拟机，并检测两个虚拟机的状态，启动守护进程，防止两个虚拟机奔溃。

同步接口：利用VirtualBox虚拟机工具，将实时检测到的宿主机上硬件接口的状态同步到天海网关虚拟机和本地服务器虚拟机，尤其是网口和串口的实时状态。

宿主机操作系统运行在Centos 7.9 + VirtualBox。其网络规划为：

飞享服务器、天海网关、本地服务器三个系统的设计需求上，飞享服务器没有外部关联设备属于1台独立运行设备仅需1个IP地址；本地服务器也没有外部关联属于1台独立运行设备仅需1个IP地址；天海网关属于路由设备，需要挂载DHCP服务器，因此天海网关配置多个IP地址作为DHCP地址池192.168.18.1~192.168.18.251，本机配置1个第一IP地址作为网关静态地址：192.168.18.254，保留第二IP地址192.168.18.252作为飞享服务器静态地址，第三IP地址192.168.18.253作为本地服务器静态地址。

创建虚拟网卡tap0，IP地址192.168.18.252，网络掩码255.255.255.0，网关192.168.18.254 ，跃点700。用于宿主机和天海网关、本地服务器的通信。

VirtualBox虚拟机中的操作还包括：

a1.准备网关虚拟机和本地服务器虚拟机的img固件：

天海网关虚拟机固件：TH-GW20T.vdi；

本地服务器虚拟机固件： localserver.vdi。

a2.创建天海网关虚拟机TH-GW20T和本地服务器虚拟机localserver：

a21.创建网关虚拟机：配置网关序列号，指定网关使用的物理内存；网关配置多路路由物理网卡，并配置一路虚拟网卡用于网关与宿主机之间的通信。

具体的，天海网关虚拟机TH-GW20T，配置天海网关序列号，用来作为设备标识：通过命令VBoxManage setextradata设置虚拟机TH-GW20T的BIOS中的SN序列号为85C223880001，85表示设备类型，C2表示批次，2388表示2023年8月8日，0001表示设备生产序号。

指定天海网关使用的物理内存：天海网关是一个具有6路千兆网口的路由设备，因此需要配置6路物理网卡，加上和主机通信的一路网卡tap0，共计7路网卡，配置如下： 天海网关具有6路千兆网口，这里为：eth0、eth1、eth2、eth3、eth4、eth5，其中eth0、eth1、eth2、eth3作为4路LAN口使用，eth4、eth5作为2路WAN口使用，主机、网关、本地服务器相互通信通过虚拟的网卡tap0进行，不对外使用。

配置网卡的命令如下：指定eth0作为TH-GW20T虚拟机的第一块网卡，模式为桥接，连接状态打开，混杂模式为全部允许。

a22.创建本地服务器虚拟机：配置本地服务器序列号，指定本地服务器使用的物理内存，本地服务器通过网关的虚拟网卡与网关相互通信。

具体的，本地服务器虚拟机localserver，配置本地服务器序列号，用来作为设备标识：通过命令VBoxManage setextradata设置虚拟机localserver的BIOS中的SN序列号为75C223880001，75表示设备类型，C2表示批次，2388表示2023年8月8日，0001表示设备生产序号。

指定本地服务器使用的物理内存：本地服务器不需要配置物理网卡，使用虚拟网卡tap0，共计1路网卡，配置如下： 本地服务器不需要配置对外使用的网卡，只需要主机、网关、本地服务器相互通信就可以，需要外发数据时通过虚拟的网卡tap0发给网关，网关转发数据即可。

配置网卡的命令如下：指定tap0作为localserver虚拟机的第一块网卡，模式为桥接，连接状态打开，混杂模式为全部允许。

a3.启动网关虚拟机和本地服务器虚拟机，并监测守护：

a31.天海网关中，通过ps-ef命令查询天海网关虚拟机TH-GW20T是否在系统进程表中，若查询到天海网关虚拟机TH-GW20T不在系统进程表中，先执行关闭天海网关虚拟机TH-GW20T命令，再重启天海网关虚拟机TH-GW20T。若查询到天海网关虚拟机在系统进程表中，则不执行动作；

s32.本地服务器中，通过ps-ef命令查询本地服务器虚拟机localserver是否在系统进程表中，若查询到本地服务器虚拟机localserver不在系统进程表中，先执行关闭本地服务器虚拟机TH-GW20T命令，再重启本地服务器虚拟机localserver。

在飞享服务器中执行的操作包括：

b1.进入宿主机操作系统后关闭selinux，将SELINUX值改为disabled，关闭防火墙。

b2.替换yum阿里源：更换Centos7 yum源为阿里源，备份旧的配置文件，安装epelrepo源、picocom工具，清理缓存，重新生成缓存，并更新。

b3.安装虚拟机组件：在系统home目录下载并安装VirtualBox，并安装VirtualBox扩展补丁。

b4.启动docker。

b5.配置数据库，进入mysql，默认没密码，执行mysql就进入，并在数据库中赋予远程登录root密码，创建前置数据库portal。

b6.安装portal镜像包，在/opt/haihang-2023目录安装portal镜像包ifedocker_2.0.tar。解压完后设置预设机尾号sn号，在/opt/haihang-2023目录配置设备机尾号、sn号为pengxing22。这里的机尾号sn号到时候是根据每艘船上的型号定好，然后ota平台会设置对应型号用于接入，这里的pengxing22按实际需求定。

b7.启动portal容器ifedocker v2.0版本。

同步接口时，利用VirtualBox虚拟机工具，将实时检测到的宿主机上硬件接口的状态同步到天海网关虚拟机和本地服务器虚拟机，尤其是网口和串口的实时状态。具体配置过程为：

检查eth0网口物理连接状态，UP或者DOWN，通过VBoxManage controlvm将eth0网口物理连接状态，同步到TH-GW20T虚拟机内，on表示UP。通过VBoxManage controlvm将eth0网口物理连接状态，同步到TH-GW20T虚拟机内，off表示DOWN。eth1eth2eth3eth4eth5网口的检测过程同eth0网口。

实施例二

如图1所示，本发明还提供一种网关和服务器一体化的整合系统，包括网关、飞享服务器、本地服务器，飞享服务器作为宿主机，网关和本地服务器整合到宿主机上：

在宿主机的操作系统上安装虚拟机，通过虚拟机将网关img固件、本地服务器img固件分别创建网关虚拟机和本地服务器虚拟机，宿主机启动后运行原有飞享服务器的功能部件，同时配置网关虚拟机和本地服务器虚拟机的参数，启动网关虚拟机和本地服务器虚拟机，并检测两个虚拟机的状态，启动守护进程；

通过虚拟机工具，将实时检测宿主机上硬件接口的状态同步到网关虚拟机和本地服务器虚拟机。

在一些优选实施例中，网关配置多个IP地址作为DHCP地址池，配置第一IP地址作为网关静态地址，配置第二IP地址作为飞享服务器静态地址，配置第三IP地址作为本地服务器静态地址；网关创建虚拟网卡，建立宿主机与网关、本地服务器的通信连接。

在一些优选实施例中，虚拟机还用于：

准备网关虚拟机和本地服务器虚拟机的img固件；

创建网关虚拟机和本地服务器虚拟机；

创建网关虚拟机：配置网关序列号，指定网关使用的物理内存；网关配置多路路由物理网卡，并配置一路虚拟网卡用于网关与宿主机之间的通信；

创建本地服务器虚拟机：配置本地服务器序列号，指定本地服务器使用的物理内存，本地服务器通过网关的虚拟网卡与网关相互通信。

启动网关虚拟机和本地服务器虚拟机，并监测守护；

查询网关虚拟机是否在宿主机系统进程表中，若查询到网关虚拟机不在系统进程表中，先执行关闭网关虚拟机命令，再重启网关虚拟机；若查询到网关虚拟机在系统进程表中，则不执行动作；

查询本地服务器虚拟机是否在宿主机系统进程表中，若查询到本地服务器虚拟机不在系统进程表中，先执行关闭本地服务器虚拟机命令，再重启本地服务器虚拟机；若查询到本地服务器虚拟机在系统进程表中，则不执行动作。

在一些优选实施例中，飞享服务器选择Centos作为宿主机的操作系统，且飞享服务器还用于：

进入宿主机操作系统后关闭selinux和防火墙；

更换Centos7 yum源为阿里源，备份旧的配置文件，安装epel repo源、picocom工具，清理缓存，重新生成缓存，并更新；

在Centos系统home目录下载并安装虚拟机组件；

启动docker；

配置数据库，并在数据库中赋予远程登录root密码，创建前置数据库portal；

安装portal镜像包，解压完后设置预设机尾号sn号；

启动portal容器。

在一些优选实施例中，宿主机上，实时检测的硬件接口包括宿主机网口和串口。

一种网关和服务器一体化的整合系统的具体工作过程参照上述一种网关和服务器一体化的整合方法实施例一 的描述，不再赘述。

本发明对天海网关、飞享服务器、本地服务器三种设备进行X86硬件平台整合，发挥资源的最大效用，避免了在成本、效能、空间利用上产生了重复的资源浪费。

天海已有的网关已经稳定运行多年，技术已相当成熟，飞享互联在航空娱乐行业具有领先地位、本地服务器支付平台也已经稳定运行多年，将原来独立的3台设备变成1台整合设备，只需要加入Centos7系统和VirtualBox虚拟机。

本方案的采用，满足了天海卫星互联网运营的需要，针对邮轮的200人级别上网、娱乐等业务需要提供统一的卫星互联网服务系统解决方案，方便实施和简化安装；整合天海已有网关成熟数据接入技术、飞享互联行业娱乐领先平台、本地服务器支付平台，将原来独立的需要3台设备变成1台整合设备，解决相关设备的稳定问题、效率问题、降低了成本；进行本项目开发将给天海带来可观的经济效益。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。