專利名稱：對(duì)vrrp組進(jìn)行管理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種對(duì)VRRP組進(jìn)行管理的方法。
背景技術(shù)：
局域網(wǎng)作為終端接入網(wǎng)絡(luò)是Internet的重要組成部分，其網(wǎng)絡(luò)數(shù)量較大。局域網(wǎng)的可靠性，主要表現(xiàn)在連接兩個(gè)局域網(wǎng)之間路由設(shè)備的可靠性，或者局域網(wǎng)訪問外部網(wǎng)絡(luò)的可靠性。因此，網(wǎng)間的可靠性技術(shù)成為一個(gè)局域網(wǎng)是否能可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。如圖1所示，局域網(wǎng)通常是通過一臺(tái)路由器訪問Internet的小型網(wǎng)絡(luò)，從圖上可以明顯地看出，該組網(wǎng)存在單點(diǎn)故障的問題。
為解決上述組網(wǎng)中單一鏈路存在單點(diǎn)故障的問題，通常會(huì)采用如圖2所示的組網(wǎng)形式，使用兩臺(tái)或多臺(tái)路由器來接入Internet，這些路由器之間形成備份鏈路，在一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)可以通過備份鏈路進(jìn)行通訊。這種接入組網(wǎng)在上下行設(shè)備都是路由設(shè)備的時(shí)候，可以通過動(dòng)態(tài)路由協(xié)議進(jìn)行很好的選路，保證接入的可靠性。
然而，由于大部分企業(yè)網(wǎng)都是由局域網(wǎng)組成，而且在局域網(wǎng)中數(shù)量最多的主機(jī)是不支持動(dòng)態(tài)路由協(xié)議的，無法和路由器交互信息，從而導(dǎo)致主機(jī)無法動(dòng)態(tài)檢測路由器的運(yùn)行情況以及路由變化而進(jìn)行自動(dòng)路由切換。因此，這種組網(wǎng)在局域網(wǎng)的可靠性應(yīng)用中，存在的問題很大。
為此，IETF推出了VRRP(虛擬路由器冗余協(xié)議)解決局域網(wǎng)主機(jī)訪問外部網(wǎng)絡(luò)的問題，具體是將幾臺(tái)路由器組成一臺(tái)虛擬的路由設(shè)備，并通過一定的機(jī)制來給局域網(wǎng)內(nèi)部提供透明的鏈路冗余以及路由冗余備份。
所述的幾個(gè)路由器組成一個(gè)虛擬路由器稱為VRRP組，用于對(duì)局域網(wǎng)提供統(tǒng)一的虛擬IP地址以及該IP地址的虛擬MAC(媒體接入控制)地址，這樣對(duì)于內(nèi)部主機(jī)而言就只用設(shè)置一個(gè)網(wǎng)關(guān)，即VRRP的虛擬IP地址，只要組成虛擬路由器的這組路由器中有一個(gè)還能正常工作，便可以轉(zhuǎn)發(fā)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通過虛擬網(wǎng)關(guān)訪問外部網(wǎng)絡(luò)的報(bào)文，從而能夠保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。
由于組成VRRP組的路由器之間能通過VRRP協(xié)議來協(xié)調(diào)解決各自的狀態(tài)問題，使得虛擬IP對(duì)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)是透明的，因而，能保證局域網(wǎng)內(nèi)部主機(jī)順利地訪問外部網(wǎng)絡(luò)。
下面將對(duì)VRRP協(xié)議的工作機(jī)制進(jìn)行介紹說明。為便于對(duì)相應(yīng)工作機(jī)制的理解，在此之前，首先需要介紹VRRP協(xié)議中涉及的幾個(gè)概念。
(1)VRRP組VRRP組是指配置了相同VRRP ID(VRRP標(biāo)識(shí))，具備相同虛擬地址，工作在同一個(gè)以太網(wǎng)廣播域的一組路由器，由兩個(gè)或兩個(gè)以上的路由設(shè)備組成，VRRP組中有且僅有一臺(tái)設(shè)備處于活動(dòng)狀態(tài)(Master)并承擔(dān)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，其余設(shè)備都處于備份狀態(tài)，并隨時(shí)按照優(yōu)先級(jí)高低做好接替主用路由器的任務(wù)的準(zhǔn)備；需要說明的是，由于Vlan技術(shù)能夠隔離以太網(wǎng)的廣播域，因此，屬于同一個(gè)VRRP組的路由設(shè)備應(yīng)該屬于同一個(gè)Vlan，而不僅僅是物理上連接到同一個(gè)以太網(wǎng)；(2)VRRP IDVRRP ID是用來標(biāo)識(shí)路由器屬于哪個(gè)VRRP組的ID，在同一個(gè)以太網(wǎng)廣播域具備相同的VRRP ID的設(shè)備屬于同一個(gè)VRRP組；(3)虛擬地址虛擬IP地址，是VRRP組成員共用的IP地址，用于提供給轉(zhuǎn)發(fā)下一跳，用戶應(yīng)該保證屬于同一VRRP的設(shè)備其虛擬IP地址的設(shè)置相同；虛擬MAC地址，是VRRP組成員根據(jù)VRRP ID生成的MAC地址，同一個(gè)VRRP組其生成的虛擬MAC地址必定相同；(4)VRRP組成員狀態(tài)配置了VRRP組的路由設(shè)備后，相應(yīng)的路由設(shè)備便成為該VRRP組的成員，其成員狀態(tài)一般有三種Initialize(初始化狀態(tài))，表示配置了VRRP的相應(yīng)接口沒有UP；Master(主狀態(tài))，表示該成員工作在轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的狀態(tài)，處于該狀態(tài)下的VRRP成員具有虛擬IP地址以及相應(yīng)虛擬MAC地址，并轉(zhuǎn)發(fā)以虛擬IP地址為下一跳的IP報(bào)文，并定時(shí)發(fā)送通告報(bào)文，通知Slave狀態(tài)的設(shè)備保持偵聽；Slave(從狀態(tài))，表示該成員工作在偵聽狀態(tài)，處于該狀態(tài)下的成員偵聽主設(shè)備的通告報(bào)文，如果在連續(xù)幾個(gè)通告報(bào)文的時(shí)間內(nèi)都沒有收到通告報(bào)文則把自己變成主設(shè)備并轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文；(5)VRRP組成員優(yōu)先級(jí)每個(gè)VRRP組成員都具備一個(gè)成員優(yōu)先級(jí)，從1到255；VRRP組根據(jù)成員優(yōu)先級(jí)的高低來確定備份組成員的主從狀態(tài)；由備份組中優(yōu)先級(jí)最高的成員將成為Master。
(6)以太網(wǎng)廣播域是指在以太網(wǎng)中，廣播報(bào)文能到達(dá)的地方，通常情況下這是邏輯上的概念，有別于以太網(wǎng)沖突域，后者更偏向于物理上的概念，比如，在交換機(jī)上的一個(gè)接口如果允許多個(gè)Vlan的話，則在該接口上有多個(gè)廣播域，但是對(duì)于以太網(wǎng)技術(shù)而言這只能是一個(gè)沖突域，因?yàn)椴煌瑢儆赩lan報(bào)文的物理信號(hào)在該鏈路上同樣會(huì)相互干擾。
下面將結(jié)合附對(duì)VRRP協(xié)議的工作機(jī)制作進(jìn)行介紹說明。
如圖3所示，路由器RouteA/RouteB/RouteC屬于同一個(gè)VRRP組，它們具備相同的虛擬IP地址10.110.10.1，局域網(wǎng)內(nèi)部的用戶設(shè)置該虛擬IP地址為默認(rèn)的網(wǎng)關(guān)。開始的時(shí)候RouteA是該VRRP組的主設(shè)備，該設(shè)備擁有虛擬IP地址轉(zhuǎn)發(fā)IP報(bào)文并定時(shí)(通常是一秒)發(fā)送VRRP通告報(bào)文，RouteB和RouteC是從設(shè)備并偵聽RouteA的通告報(bào)文。
如果RouteA因?yàn)槟撤N原因?qū)е略O(shè)備故障，或者是RouteA到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的鏈路故障，導(dǎo)致RouteB和RouteC收不到VRRP通告報(bào)文，如果從設(shè)備在連續(xù)三個(gè)通告報(bào)文的時(shí)間間隔中都沒有收到VRRP組設(shè)備的VRRP通告報(bào)文，則RouteB和RouteC會(huì)競爭成為主用路由器，最終有一臺(tái)設(shè)備成為新的VRRP主設(shè)備并轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文，基于圖3發(fā)生VRRP主備切換后的實(shí)際組網(wǎng)圖如圖4所示。
這樣，對(duì)于由RouteA設(shè)備故障引起的切換，RouteA到Internet的鏈路自然就斷了，此時(shí)從Internet返回的報(bào)文自然會(huì)通過RouteB或RouteC到達(dá)內(nèi)網(wǎng)；對(duì)于由RouteA到達(dá)內(nèi)部局域網(wǎng)的鏈路Down了，此時(shí)從Internet上回到內(nèi)網(wǎng)的報(bào)文如果轉(zhuǎn)發(fā)到RouteA的話，則可以通過配置動(dòng)態(tài)路由協(xié)議通知上行設(shè)備切換路由，或者通過在路由器間轉(zhuǎn)發(fā)來保證報(bào)文的正確轉(zhuǎn)發(fā)。
另外，對(duì)于RouteA沒有出現(xiàn)故障，RouteA到內(nèi)網(wǎng)的鏈路也沒有問題，而是RouteA到Internet的鏈路出現(xiàn)問題的情況，如圖5所示，則可以在各VRRP組成員中配置VRRP的Track interface(監(jiān)視接口，如果被監(jiān)視的接口狀態(tài)發(fā)生變化會(huì)影響到VRRP的優(yōu)先級(jí))功能，比如，此處track上行接口，一旦上行接口down，則會(huì)發(fā)送消息通知到track該接口的各VRRP，接著VRRP會(huì)根據(jù)配置降低優(yōu)先級(jí)，假設(shè)RouteA優(yōu)先級(jí)降低30，此時(shí)另外的組成員會(huì)因?yàn)閮?yōu)先級(jí)高于當(dāng)前主設(shè)備的優(yōu)先級(jí)而搶占成為主，切換后的示意圖如圖6所示。
VRRP協(xié)議這種能給局域網(wǎng)提供透明路由備份的特性，使得其在局域網(wǎng)的可靠性組網(wǎng)上獲得了廣泛的應(yīng)用然而，VRRP協(xié)議雖然能夠提供局域網(wǎng)的路由備份，但是在近年來的一些新興的組網(wǎng)環(huán)境中的應(yīng)用則存在著很大的局限性，不能保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。所述的新興的組網(wǎng)環(huán)境包括基于狀態(tài)防火墻的可靠性組網(wǎng)、基于Nat網(wǎng)關(guān)的可靠性組網(wǎng)或基于Proxy(代理)服務(wù)器的可靠性組網(wǎng)。各組網(wǎng)環(huán)境都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是對(duì)于一個(gè)具體的會(huì)話，嚴(yán)格要求該會(huì)話的來回路徑一致，即來回的報(bào)文需要通過同一臺(tái)設(shè)備。
下面將以防火墻為例對(duì)這一特點(diǎn)進(jìn)行說明。
如圖7所示，防火墻EudemonA和EudemonB使用了三個(gè)VRRP組來進(jìn)行不同局域網(wǎng)的路由備份。由于各個(gè)VRRP組之間缺乏狀態(tài)同步機(jī)制，因此，可能出現(xiàn)狀態(tài)不一致情況；假設(shè)VRRP備份組1的Master是EudemonA，而VRRP備份組2的Master是EudemonB，則會(huì)導(dǎo)致Trust域(信任域，10.100.10.0網(wǎng)段)和Untrust域(不信任域，202.38.10.0網(wǎng)段)之間的網(wǎng)絡(luò)中斷。因?yàn)?，從Trust域發(fā)起的到Untrust域的報(bào)丈會(huì)通過防火墻EudemonA，當(dāng)報(bào)文到達(dá)防火墻EudemonA時(shí)對(duì)于首報(bào)丈而且規(guī)則允許其訪問外網(wǎng)的話，則會(huì)在EudemonA上建立會(huì)話表并順利通過防火墻而到達(dá)Untrust域，但是從Untrust域返回Trust域的報(bào)文，因?yàn)榈竭_(dá)的是防火墻EudemonB，而該防火墻上沒有相應(yīng)的會(huì)話表信息，則將導(dǎo)致報(bào)文不能正確命中會(huì)話表項(xiàng)而被防火墻丟棄，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中斷。
除狀態(tài)防火墻外，所有這種與動(dòng)態(tài)狀態(tài)有關(guān)的網(wǎng)間設(shè)備，都因?yàn)槠鋭?dòng)態(tài)生成每會(huì)話的狀態(tài)信息，而要求來回路徑的一致，但是因?yàn)閂RRP狀態(tài)本身都是獨(dú)立的，其狀態(tài)只受其自己的配置以及VRRP組內(nèi)成員的配置和狀態(tài)的影響，因此，VRRP協(xié)議本身不能夠提供各VRRP組之間的一致性，因而，也就無法保證要求來回路徑一致的業(yè)務(wù)的可靠傳送。
另外，雖然可以通過配置Track Interface的功能來給相應(yīng)的VRRP組之間建立一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系，但是相應(yīng)帶來的配置的復(fù)雜程度使得配置工作量過大，而且還無法保證VRRP狀態(tài)的一致性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)VRRP組進(jìn)行管理的方法，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)VRRP組之間的各路由器的狀態(tài)的共知，以保證要求往返路徑一致的業(yè)務(wù)的可靠傳送。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種對(duì)VRRP組進(jìn)行管理的方法，包括A、在主備設(shè)備上分別確定需要統(tǒng)一進(jìn)行管理的多個(gè)虛擬路由器冗余協(xié)議VRRP成員，并建立對(duì)應(yīng)的VRRP成員組；B、在主備設(shè)備之間進(jìn)行消息的交互，統(tǒng)一管理所述主備設(shè)備上的VRRP成員組的狀態(tài)信息。
所述的步驟A包括將主備設(shè)備上的多個(gè)VRRP成員組建成相應(yīng)的VRRP管理組，當(dāng)需要對(duì)主備設(shè)備中新增的VRRP成員進(jìn)行統(tǒng)一管理時(shí)，則將其加入VRRP管理組中相應(yīng)的VRRP成員組中。
所述的步驟A包括通過配置指定的方式將新的VRRP成員加入VRRP管理組中相應(yīng)的VRRP成員組中。
所述的步驟A包括將主用設(shè)備的各VRRP成員作為VRRP管理組中的主用VRRP成員組；將備用設(shè)備的各VRRP成員作為VRRP管理組中的備用VRRP成員組。
所述的步驟B包括在主備設(shè)備上分別維護(hù)著統(tǒng)一管理的相應(yīng)的VRRP成員組的狀態(tài)信息，所述的狀態(tài)信息根據(jù)主備設(shè)備之間交換的VRRP管理組的狀態(tài)管理消息進(jìn)行更新。
所述的狀態(tài)信息包括主用狀態(tài)、備用狀態(tài)和初始狀態(tài)。
所述的VRRP成員狀態(tài)管理消息包括握手Hello消息和握手應(yīng)答消息，用于宣告設(shè)備自身的狀態(tài)；和/或，VRRP更新消息和VRRP更新應(yīng)答消息，用于宣告設(shè)備中的VRRP成員的更新信息；和/或，VRRP成員組之間的協(xié)商消息和VRRP成員組之間的協(xié)商確認(rèn)消息，用于在VRRP成員組之間協(xié)商相應(yīng)的主備狀態(tài)。
所述的VRRP成員組之間的協(xié)商確認(rèn)消息包括VRRP成員組之間的協(xié)商肯定確認(rèn)消息和VRRP成員組之間的協(xié)商否定確認(rèn)消息。
所述的步驟B包括B1、在設(shè)備上，VRRP管理組中的VRRP成員組包含的各VRRP成員均為初始狀態(tài)，當(dāng)任一個(gè)VRRP成員不再是初始狀態(tài)時(shí)，則將該VRRP成員組的各VRRP成員均設(shè)置為備用狀態(tài)；B2、當(dāng)VRRP管理組中的該VRRP成員組在預(yù)定個(gè)數(shù)的握手報(bào)文周期內(nèi)沒有收到握手報(bào)文時(shí)，則VRRP成員組的狀態(tài)變?yōu)橹饔?，并將各VRRP成員均切換為主用狀態(tài)。
所述的步驟B還包括B3、VRRP管理組中的主用狀態(tài)的VRRP成員組定時(shí)發(fā)送握手報(bào)文，并在接收到VRRP管理組中的備用VRRP成員組返回的握手響應(yīng)消息后同步VRRP成員的狀態(tài)信息。
所述的步驟B還包括
B4、當(dāng)VRRP管理組所管理的VRRP成員組有狀態(tài)改變請(qǐng)求時(shí)，則觸發(fā)與備用VRRP成員組或主用VRRP成員組進(jìn)行協(xié)商，協(xié)商出新的主用VRRP成員組。
所述的步驟B包括B5、設(shè)備中的主用VRRP成員組的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，則通知備用VRRP成員組切換為主用狀態(tài)。
所述的方法還包括VRRP成員組的狀態(tài)可以根據(jù)VRRP管理組的管理操作而改變。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過采用全新的VGMP協(xié)議對(duì)設(shè)備上多個(gè)VRRP組進(jìn)行管理，保證了多個(gè)VRRP組狀態(tài)一致，即各個(gè)VRRP組中的狀態(tài)的改變其他VRRP組可以獲知。
因此，本發(fā)明可以使得對(duì)來回路徑有一致性要求的業(yè)務(wù)可以在網(wǎng)絡(luò)中可靠傳送。同時(shí)，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)可以降低通過VRRP切換時(shí)延，滿足VRRP進(jìn)行路由備份時(shí)候的電信級(jí)承載網(wǎng)的需求。另外，本發(fā)明提供的方法可以減少具備多個(gè)VRRP組的設(shè)備之間的VRRP健康度檢查報(bào)文的交互，從而降低系統(tǒng)開銷，提高通信性能。


圖1為局域網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為采用多條鏈路備份的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為采用VRRP協(xié)議進(jìn)行多鏈路備份的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中發(fā)生切換后的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為上行鏈路出現(xiàn)故障時(shí)的多鏈路備份的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5中發(fā)生切換后的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為包括防火墻的基于VRRP協(xié)議的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8為本發(fā)明的應(yīng)用實(shí)例示意圖；圖9為管理模式的工作原理示意圖；圖10為監(jiān)控模式的工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明主要針對(duì)這種與動(dòng)態(tài)狀態(tài)相關(guān)的雙機(jī)(多機(jī))備份的可靠性局域網(wǎng)組網(wǎng)應(yīng)用中存在的問題，提出了一個(gè)在局域網(wǎng)中保證相關(guān)VRRP組狀態(tài)一致的技術(shù)。該技術(shù)通過確保組網(wǎng)中多個(gè)VRRP備份組狀態(tài)的一致性，來解決類似防火墻/Nat網(wǎng)關(guān)等這種嚴(yán)格要求IP報(bào)文來回路徑一致的雙機(jī)熱備設(shè)備在組網(wǎng)應(yīng)用中VRRP狀態(tài)不一致問題。
下面將對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行說明。
由于本發(fā)明提出了一種全新的VRRP組管理方式，因此，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)需要對(duì)現(xiàn)有的VRRP協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展，提出一種新的協(xié)議，為描述方便可以稱該協(xié)議為VGMP(VRRP Group Management Protocol，VRRP組管理協(xié)議)，下面將結(jié)果相應(yīng)的VGMP協(xié)議框架對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
所述的VGMP用于協(xié)調(diào)和管理主備用設(shè)備中的VRRP成員狀態(tài)的一致性。在實(shí)際組網(wǎng)應(yīng)用中只需要將需要管理的VRRP成員加入到VGMP組(即VRRP管理組)，則VGMP就能保證在設(shè)備中的組內(nèi)成員狀態(tài)的一致性。
如圖8所示，圖中的圍繞防火墻的虛線便為配置的VGMP組，同一VGMP組所管理的VRRP成員組分別處于主用狀態(tài)(稱為主用VRRP成員組)和備用狀態(tài)(稱為備用VRRP成員組)，所述的主用VRRP成員組用于對(duì)主用設(shè)備的各VRRP成員狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一管理，備用VRRP成員組用于對(duì)備用設(shè)備的各VRRP成員的狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一管理。
只要將主備設(shè)備所有的需要保持相同狀態(tài)的VRRP成員(同一設(shè)備上可能會(huì)有多個(gè)VGMP組其各自管理著狀態(tài)相同的VRRP成員組)加入一個(gè)VGMP組，就可以由VGMP組來負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)所有的VRRP成員的狀態(tài)管理。在主備設(shè)備之間啟動(dòng)VGMP協(xié)議進(jìn)行VRRP成員狀態(tài)管理消息的交互(或稱為VGMP消息)，從而加速狀態(tài)的維護(hù)和切換。
本發(fā)明中，為便于對(duì)VRRP管理組的管理，便為VRRP管理組中運(yùn)行VGMP的實(shí)例(即一臺(tái)設(shè)備中的一個(gè)VGMP)有三個(gè)基本狀態(tài)(1)Master(主用狀態(tài))VGMP信息組為主的狀態(tài)；(2)Slave(備用狀態(tài))VGMP信息組為從的狀態(tài)；(3)Initialize(初始化狀態(tài))VGMP信息組為初始化的狀態(tài)。
所述的VGMP的實(shí)例為一個(gè)設(shè)備中的一個(gè)VRRP成員組，可以為主用成員組或備用VRRP成員組，同一個(gè)設(shè)備中可能會(huì)有多個(gè)屬于不同VRRP管理組的VRRP成員組；但是，需要說明的是，同一設(shè)備中的同一VRRP成員組中包含的各個(gè)VRRP成員的狀態(tài)應(yīng)一致，這也是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的基本要求。
本發(fā)明中，還定義了以下的VRRP成員狀態(tài)管理消息用于在各個(gè)VGMP組包含的各個(gè)VGMP實(shí)例之間進(jìn)行狀態(tài)信息的交互，從而進(jìn)行各VRRP組的狀態(tài)的統(tǒng)一管理，各消息分別如下1、Hello消息，即握手消息，用于宣告發(fā)送該消息的路由器自身的狀態(tài)信息，并附帶其所管理的所有的VRRP成員的狀態(tài)信息；2、Hello Replay消息，即握手消息的應(yīng)答消息，用于對(duì)接收到的hello消息的應(yīng)答，并附帶其所管理的所有的VRRP成員的狀態(tài)信息；3、Vrrp change消息，即VRRP更新消息，用于攜帶其所管理的VRRP成員的狀態(tài)變化消息，用于觸發(fā)對(duì)方響應(yīng)，可以加速對(duì)方VRRP成員的狀態(tài)切換操作；4、Vrrp change replay消息，即VRRP更新響應(yīng)消息，用于響應(yīng)Vrrpchange消息；5、Vgmp change req消息，即VRRP成員組之間協(xié)商消息，用于運(yùn)行Vgmp協(xié)議的主備設(shè)備之間進(jìn)行Vgmp的主備狀態(tài)協(xié)商；6、Vgmp change ack消息，即VRRP成員組之間的協(xié)商響應(yīng)消息，用于Vgmp change req消息的肯定響應(yīng)；7、Vgmp change nack消息，用于Vgmp change req消息的否定響應(yīng)。
在主備設(shè)備之間進(jìn)行上述各消息的交互過程中，VGMP主備之間可以選用任何接口進(jìn)行通訊，本發(fā)明不作限定。
上述各消息對(duì)應(yīng)的VGMP報(bào)文中通常包含如下基本內(nèi)容(1)VGMP報(bào)文頭、以及版本號(hào)，報(bào)文長度；(2)VGMP報(bào)文所攜帶的各VRRP組成員數(shù)量，所述的VRRP成員包括VRRP標(biāo)識(shí)、VRRP當(dāng)前狀態(tài)，其中，所述的VRRP標(biāo)識(shí)用于表示VGMP管理的VRRP成員以及相關(guān)成員標(biāo)識(shí)和狀態(tài)信息，通?？梢圆捎媒涌贗D(標(biāo)識(shí))和VRRP ID表示。
所述報(bào)文中通過承載上述信息在不同的VRRP成員組所在的設(shè)備之間進(jìn)行交互，從而實(shí)現(xiàn)主備設(shè)備對(duì)應(yīng)的主備用VRRP成員組各自包含的VRRP成員的狀態(tài)的一致性，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
基于上述定義的VRRP成員狀態(tài)管理消息，本發(fā)明中具體可以采用的VGMP的工作模式包括管理模式和監(jiān)控模式兩種，下面將分別進(jìn)行說明。
(一)管理模式用于維護(hù)VRRP管理組管理的各個(gè)VRRP成員組的狀態(tài)的一致性，即保證VGMP管理的主用或備用設(shè)備上所有VRRP成員都處于同一狀態(tài)，即Master狀態(tài)或非Master狀態(tài)(即Slave狀態(tài)和Initialize狀態(tài))；管理模式下對(duì)應(yīng)如下幾條VRRP成員狀態(tài)管理消息
Hello消息和Hello Replay消息，以及，Vgmp change req消息，Vgmpchange ack消息和Vgmp change nack消息。
通過以上各條消息便可以維護(hù)VRRP管理組中各個(gè)VRRP成員組中VRRP成員的狀態(tài)的一致性。
在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過VGMP的優(yōu)先級(jí)來靈活控制VRRP管理組中的VRRP成員組的狀態(tài)，如VGMP優(yōu)先級(jí)高的VRRP成員組為Master，其管理的VRRP成員狀態(tài)也為Master，不過也允許其管理的VRRP成員中的狀態(tài)為Initialize。
在管理模式下，VRRP管理組可以保證其管理的所有VRRP成員的狀態(tài)一致，所述的管理模式的工作原理結(jié)合圖9描述如下步驟91VGMP組中的VRRP成員組的初始狀態(tài)Initialize，處于Initialize的VRRP管理組發(fā)現(xiàn)其所管理的VRRP成員組中有一個(gè)VRRP成員的狀態(tài)為非Initialize(Master或Slave)則將自己切換成Slave；步驟92VRRP成員組的狀態(tài)為Slave的設(shè)備收到Hello報(bào)文，并同步VRRP狀態(tài)信息后，并發(fā)送Hello replay報(bào)文到主設(shè)備；步驟93如果確定三個(gè)hello報(bào)文周期沒有收到hello報(bào)文，則確定處于主用狀態(tài)的VRRP成員組出現(xiàn)問題，無法正常工作，此時(shí)，需要將自己的狀態(tài)切換成Master，同時(shí)將其管理的所有VRRP成員狀態(tài)切換成Master；步驟94VRRP成員組狀態(tài)為Master的設(shè)備定時(shí)發(fā)送Hello報(bào)文，在接收Hello replay報(bào)文后同步VRRP成員的狀態(tài)。
步驟95當(dāng)VRRP成員組所在設(shè)備上的VRRP成員狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，則進(jìn)行VGMP協(xié)商，協(xié)商出新的主用VRRP成員組，具體包括當(dāng)VRRP成員組狀態(tài)為Master的設(shè)備上出現(xiàn)VRRP成員的狀態(tài)因?yàn)榻涌贒own(去激活)而改變的話，則觸發(fā)與VRRP成員組狀態(tài)為Slave的設(shè)備協(xié)商，具體為通過發(fā)送VGMP changereq消息和VGMP changeack或VGMPchangenack消息進(jìn)行協(xié)商，并協(xié)商出新的VRRP成員組為主用狀態(tài)的設(shè)備；同樣，如果VRRP成員組狀態(tài)為Slave的設(shè)備出現(xiàn)VRRP成員的狀態(tài)因?yàn)榻涌赨p(激活)而改變的話，則觸發(fā)與VRRP成員組狀態(tài)為Master的設(shè)備的協(xié)商，并協(xié)商出新的VRRP成員組為主用狀態(tài)的設(shè)備。
本發(fā)明中，VRRP成員組狀態(tài)為Master的設(shè)備，保證其管理的VRRP成員的狀態(tài)都是Master，因接口down而變成Initialize的除外。同樣，VRRP成員組狀態(tài)為Slave的設(shè)備，保證其管理的VRRP成員狀態(tài)都是非Master。
可以看出，本發(fā)明通過上述處理可以保證同一臺(tái)設(shè)備上的VRRP成員狀態(tài)的一致，從而保證了所述防火墻中的各VRRP成員狀態(tài)一致性的問題(二)監(jiān)控模式在該模式下，用于維護(hù)兩臺(tái)設(shè)備之間的VRRP成員組關(guān)系，觸發(fā)VRRP成員組的狀態(tài)更新，如某VRRP成員狀態(tài)為主接口down之后，VRRP成員組可以立即發(fā)出相應(yīng)的消息將對(duì)方設(shè)備上對(duì)應(yīng)的VRRP成員組的狀態(tài)切換成主，從而縮短VRRP成員組的主備切換時(shí)延。
在該模式下，還可以方便地對(duì)具有多VRRP設(shè)備進(jìn)行健康度檢查，可以有效提高VRRP組切換效率。假設(shè)主備兩臺(tái)設(shè)備具備很多VRRP組時(shí)，在IP骨干網(wǎng)進(jìn)行電信級(jí)承載的時(shí)候要求切換時(shí)間小于1秒，如果修改VRRP通告報(bào)文的時(shí)延來進(jìn)行健康度檢查的話，勢必產(chǎn)生大量的VRRP報(bào)文，加重系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。此時(shí)通過VRRP成員狀態(tài)管理消息，即VGMP報(bào)文來進(jìn)行健康度檢查的話就可以大大減少系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。
所述的監(jiān)控模式下對(duì)應(yīng)如下幾種VRRP成員狀態(tài)管理消息Hello消息和Hello Replay消息，以及，Vrrp change消息和Vrrp changereplay消息。
在監(jiān)控模式下，VRRP管理組監(jiān)控用于觸發(fā)VRRP成員的狀態(tài)更新，并不需要保證其管理的VRRP成員的狀態(tài)的一致性，所述的監(jiān)控模式的工作原理如圖10所示，具體包括步驟101VRRP成員組狀態(tài)初始為Initialize；處于Initialize的VGMP發(fā)現(xiàn)其所管理的VRRP中有一個(gè)VRRP的狀態(tài)為非Initialize(Master或Slave)則將自己切換成Slave；步驟102VRRP成員組狀態(tài)為SIave的設(shè)備收到Hello報(bào)文后同步VRRP狀態(tài)信息后，發(fā)送Hello replay報(bào)文到主設(shè)備；步驟103當(dāng)處于備用狀態(tài)的VRRP成員組所在的設(shè)備確定三個(gè)hello報(bào)文周期沒有收到hello報(bào)文，則將自己的狀態(tài)切換成Master，同時(shí)將其管理的所有VRRP成員的狀態(tài)切換成Master；步驟104VRRP成員組狀態(tài)為Master的設(shè)備定時(shí)發(fā)送Hello報(bào)文，在接收Hello replay報(bào)文后同步VRRP狀態(tài)信息。
對(duì)于處于監(jiān)控模式下的VGMP狀態(tài)不會(huì)發(fā)生切換(管理模式下VGMP狀態(tài)是會(huì)發(fā)生切換的)，他只控制其下的VRRP狀態(tài)的切換，其用途之一是VRRP狀態(tài)的觸發(fā)更新，如果一邊配置了VRRP的接口故障，按以前的處理機(jī)制VRRP從設(shè)備需要等三秒超時(shí)才可以進(jìn)行切換，但是按現(xiàn)在的機(jī)制由VGMP將VRRP的狀態(tài)通知對(duì)方(無論是主還是從)對(duì)方就會(huì)將相對(duì)應(yīng)接口的VRRP狀態(tài)切換成主，即可以實(shí)時(shí)觸發(fā)某個(gè)VRRP成員的狀態(tài)更新(只更新單個(gè)狀態(tài))，還有就是可以利用VGMP的hello機(jī)制進(jìn)行設(shè)備心跳檢查，可以克服VRRP最短三秒的限制。
本發(fā)明中，任何VRRP成員組狀態(tài)所在的設(shè)備如果有處于Master狀態(tài)的VRRP成員因?yàn)榻涌贒own而改變的話，則通知對(duì)方設(shè)備將相應(yīng)的VRRP成員組的狀態(tài)切換成Master。
通過上述原理，可以縮短在用VRRP組進(jìn)行路由備份時(shí)候各個(gè)VRRP路由器之間的切換時(shí)延；同時(shí)，通過VRRP成員狀態(tài)管理消息報(bào)文進(jìn)行健康度檢查，可以有效降低系統(tǒng)的開銷。
為便于對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行說明，仍如圖8所示，仍以狀態(tài)防火墻的應(yīng)用為例進(jìn)行說明。
如圖8所示，防火墻的三個(gè)接口分別接Trust區(qū)、Untrust區(qū)、DMZ(隔離區(qū))區(qū)，并都使用VRRP協(xié)議來進(jìn)行備份，共有三個(gè)VRRP組，前面已經(jīng)介紹過狀態(tài)防火墻對(duì)會(huì)話的特殊要求，因此，要求在這個(gè)組網(wǎng)中主用防火墻上的所有VRRP的狀態(tài)都是主，備用防火墻上的所有VRRP狀態(tài)都是備。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)目的正是為了保證各接口VRRP成員狀態(tài)的一致性。
本發(fā)明適用于對(duì)于來回路徑嚴(yán)格要求的設(shè)備，例如狀態(tài)防火墻、NAT(網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換)設(shè)備、Proxy(代理)設(shè)備、應(yīng)用網(wǎng)關(guān)，等等，通過本發(fā)明可以有效保證相應(yīng)設(shè)備的上下行的VRRP成員狀態(tài)的一致性，從而保證了上下行報(bào)文都過同一臺(tái)設(shè)備，即滿足來回路徑一致的要求。
同時(shí)，本發(fā)明還可以在所述設(shè)備中實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的VRRP成員狀態(tài)的快速倒換，以前當(dāng)接口故障時(shí)對(duì)方設(shè)備需要等3秒超時(shí)才能進(jìn)行切換，通過采用本發(fā)明之后，當(dāng)接口down(去激活)時(shí)，能被相應(yīng)的設(shè)備迅速感知，并通知對(duì)方設(shè)備進(jìn)行切換處理，相應(yīng)的切換時(shí)延可以縮短到100ms，從而可以滿足電信級(jí)的要求。
在實(shí)際應(yīng)用過程中，如圖8所示，防火墻的三個(gè)接口分別接Trust區(qū)、Untrust區(qū)、DMZ區(qū)，并都使用VRRP協(xié)議來進(jìn)行備份，一共是三個(gè)VRRP組。為便于對(duì)各個(gè)VRRP組的管理，首先，在防火墻上將配置的三個(gè)VRRP組的VRRP成員都加入到同一個(gè)VRRP管理組，作為VRRP管理組中的一個(gè)VRRP成員組，假設(shè)防火墻EudemonA上的VRRP成員組的狀態(tài)為Master，防火墻EudemonB上的VRRP成員組的狀態(tài)為備用狀態(tài)。
基于上述配置，當(dāng)防護(hù)墻上某一鏈路出現(xiàn)問題，例如圖中的A1鏈路出現(xiàn)故障，則該消息會(huì)通過VGMP的數(shù)據(jù)通道通知其備份組，然后發(fā)生統(tǒng)一的狀態(tài)切換，EudemonA上所有的VRRP成員都將切換成備用狀態(tài)，EudemonB上所有的VRRP上則都變換成主用狀態(tài)，這樣，來回的報(bào)文都會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到EudemonB上從而保證了來回路徑的一致性。
由于鏈路狀態(tài)能夠及時(shí)被檢測和處理，使得鏈路故障的響應(yīng)時(shí)間大為縮短，在實(shí)際應(yīng)用中能在1秒之內(nèi)發(fā)生切換，其響應(yīng)時(shí)間要小于VRRP故障檢測機(jī)制中的三個(gè)通告報(bào)文所需要的時(shí)間。從而極大地提高了故障響應(yīng)速度。
綜上所述，本發(fā)明通過采用VRRP管理組，即通過VGMP協(xié)議對(duì)設(shè)備上多個(gè)VRRP組進(jìn)行管理，從而使得在網(wǎng)絡(luò)中對(duì)來回路徑有一致性要求的設(shè)備上，能夠保證多個(gè)VRRP組狀態(tài)一致性要求。而且，本發(fā)明還可以降低VRRP切換時(shí)延，滿足VRRP進(jìn)行路由備份時(shí)候的電信級(jí)承載網(wǎng)的需求；同時(shí)，本發(fā)明還可以減少具備多個(gè)VRRP組的設(shè)備之間的VRRP健康度檢查報(bào)文量，從而降低系統(tǒng)的開銷。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)VRRP組進(jìn)行管理的方法，其特征在于，包括A、在主備設(shè)備上分別確定需要統(tǒng)一進(jìn)行管理的多個(gè)虛擬路由器冗余協(xié)議VRRP成員，并建立對(duì)應(yīng)的VRRP成員組；B、在主備設(shè)備之間進(jìn)行消息的交互，統(tǒng)一管理所述主備設(shè)備上的VRRP成員組的狀態(tài)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)VRRP組進(jìn)行管理的方法，其特征在于，所述的步驟A包括將主備設(shè)備上的多個(gè)VRRP成員組建成相應(yīng)的VRRP管理組，當(dāng)需要對(duì)主備設(shè)備中新增的VRRP成員進(jìn)行統(tǒng)一管理時(shí)，則將其加入VRRP管理組中相應(yīng)的VRRP成員組中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對(duì)VRRP組進(jìn)行管理的方法，其特征在于，所述的步驟A包括通過配置指定的方式將新的VRRP成員加入VRRP管理組中相應(yīng)的VRRP成員組中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)VRRP組進(jìn)行管理的方法，其特征在于，所述的步驟A包括將主用設(shè)備的各VRRP成員作為VRRP管理組中的主用VRRP成員組；將備用設(shè)備的各VRRP成員作為VRRP管理組中的備用VRRP成員組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的對(duì)VRRP組進(jìn)行管理的方法，其特征在于，所述的步驟B包括在主備設(shè)備上分別維護(hù)著統(tǒng)一管理的相應(yīng)的VRRP成員組的狀態(tài)信息，所述的狀態(tài)信息根據(jù)主備設(shè)備之間交換的VRRP管理組的狀態(tài)管理消息進(jìn)行更新。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的對(duì)VRRP組進(jìn)行管理的方法，其特征在于，所述的狀態(tài)信息包括主用狀態(tài)、備用狀態(tài)和初始狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的對(duì)VRRP組進(jìn)行管理的方法，其特征在于，所述的VRRP成員狀態(tài)管理消息包括握手Hello消息和握手應(yīng)答消息，用于宣告設(shè)備自身的狀態(tài)；和/或，VRRP更新消息和VRRP更新應(yīng)答消息，用于宣告設(shè)備中的VRRP成員的更新信息；和/或，VRRP成員組之間的協(xié)商消息和VRRP成員組之間的協(xié)商確認(rèn)消息，用于在VRRP成員組之間協(xié)商相應(yīng)的主備狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對(duì)VRRP組進(jìn)行管理的方法，其特征在于，所述的VRRP成員組之間的協(xié)商確認(rèn)消息包括VRRP成員組之間的協(xié)商肯定確認(rèn)消息和VRRP成員組之間的協(xié)商否定確認(rèn)消息。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對(duì)VRRP組進(jìn)行管理的方法，其特征在于，所述的步驟B包括B1、在設(shè)備上，VRRP管理組中的VRRP成員組包含的各VRRP成員均為初始狀態(tài)，當(dāng)任一個(gè)VRRP成員不再是初始狀態(tài)時(shí)，則將該VRRP成員組的各VRRP成員均設(shè)置為備用狀態(tài)；B2、當(dāng)VRRP管理組中的該VRRP成員組在預(yù)定個(gè)數(shù)的握手報(bào)文周期內(nèi)沒有收到握手報(bào)文時(shí)，則VRRP成員組的狀態(tài)變?yōu)橹饔?，并將各VRRP成員均切換為主用狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的對(duì)VRRP組進(jìn)行管理的方法，其特征在于，所述的步驟B還包括B3、VRRP管理組中的主用狀態(tài)的VRRP成員組定時(shí)發(fā)送握手報(bào)文，并在接收到VRRP管理組中的備用VRRP成員組返回的握手響應(yīng)消息后同步VRRP成員的狀態(tài)信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的VRRP組進(jìn)行管理的方法，其特征在于，所述的步驟B還包括B4、當(dāng)VRRP管理組所管理的VRRP成員組有狀態(tài)改變請(qǐng)求時(shí)，則觸發(fā)與備用VRRP成員組或主用VRRP成員組進(jìn)行協(xié)商，協(xié)商出新的主用VRRP成員組。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的VRRP組進(jìn)行管理的方法，其特征在于，所述的步驟B包括B5、設(shè)備中的主用VRRP成員組的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，則通知備用VRRP成員組切換為主用狀態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的對(duì)VRRP組進(jìn)行管理的方法，其特征在于，所述的方法還包括VRRP成員組的狀態(tài)可以根據(jù)VRRP管理組的管理操作而改變。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種對(duì)VRRP(虛擬路由器冗余協(xié)議)組進(jìn)行管理的方法。該方法主要包括首先，在主備設(shè)備上分別確定需要接受狀態(tài)管理的多個(gè)VRRP組的信息，把這些VRRP組加入到VRRP管理組(VGMP組)VRRP成員中接受VRRP管理組的統(tǒng)一管理；然后，在主備設(shè)備之間通過VRRP管理組的消息的交互，統(tǒng)一管理所述主備設(shè)備上的多個(gè)VRRP成員組的狀態(tài)信息，保證同一設(shè)備上的多個(gè)VRRP組的主備狀態(tài)的一致性。因此，本發(fā)明可以保障對(duì)往返路徑有一致性要求的業(yè)務(wù)可以在雙機(jī)熱備的組網(wǎng)中上下行都是交換機(jī)的情況下的可靠傳送。同時(shí)，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)可以降低通過VRRP切換時(shí)延，滿足VRRP進(jìn)行路由備份時(shí)候的電信級(jí)承載網(wǎng)的需求。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1980230SQ20051012612
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月30日
發(fā)明者雷奕康, 熊怡 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司