專利名稱：虛擬路由冗余協(xié)議主路由器失效的判斷方法及一種路由器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通訊領域，具體涉及虛擬路由冗余協(xié)議VRRP (VirtualRouter Redundancy Protocol)主路由器失效的判斷方法及一種路由器。
背景技術：
在基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡中，為了保證不直接物理連接的設備之間的通信，必須 指定路由。目前常用的指定路由的方法有兩種一種是通過路由協(xié)議(比如內(nèi)部路由協(xié) 議RIP和0SPF)動態(tài)學習；另一種是靜態(tài)配置。在每一個終端都運行動態(tài)路由協(xié)議是不 現(xiàn)實的，大多客戶端操作系統(tǒng)平臺都不支持動態(tài)路由協(xié)議，即使支持也受到管理開銷、收斂 度、安全性等許多問題的限制。因此普遍采用對終端IP設備靜態(tài)路由配置，一般是給終端 設備指定一個或者多個默認網(wǎng)關(Default Gateway) 0靜態(tài)路由的方法簡化了網(wǎng)絡管理的 復雜度和減輕了終端設備的通信開銷，但是它仍然有一個缺點如果作為默認網(wǎng)關的路由 器損壞，所有使用該網(wǎng)關為下一跳主機的通信必然要中斷。即便配置了多個默認網(wǎng)關，如 不重新啟動終端設備，也不能切換到新的網(wǎng)關。采用虛擬路由冗余協(xié)議(Virtual Router Redundancy Protocol，簡稱VRRP)可以很好的避免靜態(tài)指定網(wǎng)關的缺陷。在VRRP協(xié)議中，有兩組重要的概念VRRP路由器和虛擬路由器，主控路由器和備 份路由器。VRRP路由器是指運行VRRP的路由器，是物理實體，虛擬路由器是指VRRP協(xié)議 創(chuàng)建的，是邏輯概念。一組VRRP路由器協(xié)同工作，共同構成一臺虛擬路由器。該虛擬路由 器對外表現(xiàn)為一個具有唯一固定IP地址和MAC地址的邏輯路由器。處于同一個VRRP組中 的路由器具有兩種互斥的角色主控路由器和備份路由器，一個VRRP組中有且只有一臺處 于主控角色的路由器，可以有一個或者多個處于備份角色的路由器。VRRP協(xié)議使用選擇策 略從路由器組中選出一臺作為主控，負責處理ARP (Addree Require Protocol，地址請求協(xié) 議)和轉發(fā)IP數(shù)據(jù)包，組中的其它路由器作為備份的角色處于待命狀態(tài)。當由于某種原因 主控路由器發(fā)生故障時，備份路由器能在幾秒鐘的時延后升級為主路由器。由于此切換不 用改變IP地址和MAC地址，故對終端使用者系統(tǒng)是透明的。下面對VRRP協(xié)議的基本概念與工作機制做一下簡要介紹基本概念VRRP 組VRRP組是指配置了相同VRID (Virtual Router ID)，并具有相同虛擬地址，工作在 一個廣播域內(nèi)的一組路由器，一般一個VRRP組由兩個或者兩個以上的路由器組成，并且在 一個VRRP組中只有一臺設備的VRPP處于主用狀態(tài)，其他設備都是處于備用狀態(tài)。VRRP 狀態(tài)DISABLE (關閉)狀態(tài)某一 VRRP組沒有配置主虛擬IP地址，初始配置處于該狀 態(tài)；INITIAL(初始)狀態(tài)某一 VRRP組配置了主虛擬IP地址，但其接口停止工作 (Down)或沒有接口 IP地址。
MASTER(主)狀態(tài)主用VRRP路由器，處于該狀態(tài)的路由器具有VRRP虛擬IP地 址和虛擬MAC，響應目的為虛擬IP和MAC的請求，并且定時發(fā)送VRRP協(xié)議報文給其他VRRP設備。BACKUP (備份)狀態(tài)備份VRRP路由器，該狀態(tài)下的路由器接收VRRP報文，如果 在一定時間內(nèi)沒有收到主設備的通告報文，該狀態(tài)可以變成MASTER狀態(tài)。VRRP PRI0RITY(優(yōu)先級)，每一個VRRP路由器都具有自己的優(yōu)先級(1-255)，并通 過該優(yōu)先級進行主備競選，優(yōu)先級高的為主用設備。協(xié)議規(guī)定VRRP組默認優(yōu)先級為100。ADVERT I SE_T IME (通告時間)，VRRP通告時間，處于主用狀態(tài)的VRRP組需要在一 個通告時間周期內(nèi)發(fā)送一個通告報文，VRRP協(xié)議規(guī)定默認通告時間為1秒。MASTER_DOWN_TIME (主服務器失效時間)，處于備用狀態(tài)的VRRP組，如果在 MASTER_DOWN_TIME內(nèi)沒有收到優(yōu)先級比自己高的報文，需要把主機切換到主用狀態(tài)。 MASTER_DOWN_TIME的計算公式如下SKEff_TIME = (255-PRI0RITY)/255 ；MASTER_DOWN_TIME = 3*ADVERTISE_TIME+SKEff_TIME ；其中SKEW_TIME為協(xié)議規(guī)定的斜率時間。VRRP Track策略，VRRP跟蹤鏈路狀態(tài)(接口 UP/D0WN，路由，BFD等)，根據(jù)鏈路狀 態(tài)采取一定的動作策略。VRRP組之間通過協(xié)議報文在一個廣播域內(nèi)傳播，并通過優(yōu)先級的高低進行主備競 選，達到備份冗余的目的。兩臺VRRP路由器下面需要一個連通的二層網(wǎng)絡，處于主用狀態(tài) 下的VRRP路由器通過配置VRRP的接口，向其他VRRP路由器傳遞協(xié)議報文。VRRP路由器收 到其它路由器的VRRP協(xié)議報文，通過優(yōu)先級比較，改變自己所處的狀態(tài)競選出主備網(wǎng)關， 組內(nèi)優(yōu)先級最高的擔任主用網(wǎng)關，其它的作為備用網(wǎng)關。VRRP的主備通信之間主要依靠主用路由器的組播通告報文，備用路由器靠通告報 文來監(jiān)視主用路由器的狀態(tài)，并保持備用狀態(tài)。VRRP協(xié)議規(guī)定主用設備的每個VRRP組在每 個通告周期需發(fā)一個通告報文，備用設備在連續(xù)三個通告周期內(nèi)沒有接收到通告報文，就 會把自己變成主設備，并產(chǎn)生主備競選。在設備組競選中勝出的路由器發(fā)送VRRP組通告報 文。由于一般每個通告周期為1秒，這樣連續(xù)三個通告周期為三秒的時間。雖然在VRRP協(xié)議可以在幾秒鐘的時延后由備份路由器升級為主路由器，但是在 高帶寬和多業(yè)務的應用場景下，可能會造成業(yè)務流量的丟失，從而影響用戶的業(yè)務體驗。具 體地說，由于備份路由器要在3個通告周期后才發(fā)起主備競選通告，缺省每個通告周期為1 秒，那么3個通告周期為3秒。假如傳輸速率為IOOMbps (兆位/秒)，那么將有300Mbits 的數(shù)據(jù)因為路由失敗而丟失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種虛擬路由冗余協(xié)議主路由器失效的判斷方 法及一種路由器，可以縮短對主路由器失效的判定時間，進而縮短切換時間，減少業(yè)務流量 的丟失。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種虛擬路由冗余協(xié)議VRRP中主路由器失 效的判斷方法，包括
為各路由器配置切換判斷參數(shù)，所述切換判斷參數(shù)包括統(tǒng)計參數(shù)N和報文閾值M， N和M均為自然數(shù)，N彡M，M彡3 ；各備份路由器根據(jù)統(tǒng)計參數(shù)按照下式計算各自的統(tǒng)計周期T T = N*通告時間周期+斜率時間；各備份路由器在各自的統(tǒng)計周期內(nèi)統(tǒng)計沒有收到VRRP通告報文的次數(shù)，當統(tǒng)計 周期內(nèi)未收到VRRP通告報文的次數(shù)累計達到報文閾值M時，發(fā)起主備競選。進一步地，主路由器接收到備份路由器發(fā)送的主備競選的報文，調(diào)整自己的優(yōu)先 級，參與主備競選。進一步地，所述斜率時間等于=(255-PRI0RITY)/255 ；其中，PRIORITY為備份路 由器的優(yōu)先級。為解決上述技術問題，本發(fā)明還提供了一種路由器，包括接收單元、計算單元、統(tǒng) 計判斷單元和競選單元所述接收單元，用于接收VRRP通告報文以及配置的切換判斷參數(shù)，所述切換判斷 參數(shù)包括統(tǒng)計參數(shù)N和報文閾值M，N和M均為自然數(shù)，N彡M，M < 3 ；所述計算單元，用于根據(jù)統(tǒng)計參數(shù)按照下式計算統(tǒng)計周期T =T = N*通告時間周期 +斜率時間；所述統(tǒng)計判斷單元，用于統(tǒng)計每個統(tǒng)計周期內(nèi)沒有收到VRRP通告報文的次數(shù)Μ，， 在判斷Μ，等于報文閾值M時，向競選單元發(fā)送信號；所述競選單元，用于在接收到統(tǒng)計判斷單元發(fā)送的信號后發(fā)起主備競選。進一步地，所述斜率時間等于=(255-PRI0RITY)/255 ；其中，PRIORITY為備份路 由器的優(yōu)先級。進一步地，所述統(tǒng)計判斷單元，在判斷M，不等于報文閾值M時，繼續(xù)進行統(tǒng)計，在 一個統(tǒng)計周期到達后，重新進行統(tǒng)計。進一步地，所述發(fā)起主備競選是指向主路由器發(fā)送主備競選的報文。本發(fā)明在以太網(wǎng)絡和IP通信網(wǎng)絡中，使用動態(tài)時長閾值來針對VRRP中主路由器 失效的判斷方法?？梢杂行Эs短備份路由器判定主路由器是否失效的時間。采用本發(fā)明所述方法，可以在主路由器不穩(wěn)定的情況下，提前準備主備競選和主 備切換，同時防止不必要的主備競選。并且可以根據(jù)網(wǎng)絡性能配置VRRP的競爭策略，靈活 地配置備份服務器發(fā)起主備競爭的時機。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā) 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖1為備份路由器發(fā)起主備競選的流程圖；圖2為主路由器收到主備競選的消息后參與主備競選的流程圖；圖3為實現(xiàn)本發(fā)明方法的路由器示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的發(fā)明構思是為各路由器配置切換判斷參數(shù)，包括統(tǒng)計參數(shù)N和報文閾
5值M，N和M均為自然數(shù)，N^M,；各備份路由器根據(jù)統(tǒng)計參數(shù)按照下式計算各自的統(tǒng) 計周期T :T = N*通告時間周期+斜率時間；各備份路由器在各自的統(tǒng)計周期內(nèi)統(tǒng)計沒有 收到VRRP通告報文的次數(shù)，當統(tǒng)計周期內(nèi)未收到VRRP通告報文的次數(shù)累計達到報文閾值 M時，發(fā)起主備競選。通告統(tǒng)計周期的參數(shù)N和啟動主備競選的閾值Μ，可以通過對主備路由器的配置 來確定，也可以通過對VRRP報文的字段的擴展進行傳遞。當主路由器收到主備競選的消息后，參與主備競選。在競選中勝出的路由器發(fā)送 VRRP組通告報文，成為主路由器。以一個備份路由器發(fā)起主備競選的流程為例進行說明，其他備份路由器的流程相 同，如圖1所示，包括以下步驟步驟110，根據(jù)統(tǒng)計參數(shù)計算統(tǒng)計周期；統(tǒng)計周期T :Τ = N*通告時間周期+斜率時間；其中，通告時間周期通常為協(xié)議規(guī)定的固定值；斜率時間SKEW_TIME = (255-PRI0RITY)/255 ；其中！PRIORITY為該備份路由器的優(yōu)先級；步驟120，計數(shù)器清零；步驟130，開始計時；可以設置兩個計時器，一個計時器用于計時通告時間周期，另一個用于計時統(tǒng)計
周期；可由網(wǎng)管在消息中攜帶開始時間，各備份路由器根據(jù)消息中記錄的開始時間進行 計時，或者在競選結束后進入此流程后便開始計時。步驟140，經(jīng)過一個通告時間周期，備份路由器判斷在該周期內(nèi)是否收到通告報 文，如果收到，則返回本步驟，等待下一個通告時間周期到達，否則執(zhí)行下一步；步驟150，計數(shù)值M’加1 ；步驟160，判斷是否到達統(tǒng)計周期，如果是，執(zhí)行下一步，否則返回步驟140 ；步驟170，判斷計數(shù)值M’是否等于M，如果是，執(zhí)行下一步，否則返回步驟120 ；步驟180，發(fā)起VRRP主備競選。主路由器接收到主備競選的消息后的流程如圖2所示，包括步驟210，主路由器接收到VRRP的主備競選的報文；步驟220，按現(xiàn)有協(xié)議調(diào)整自己的優(yōu)先級；步驟230，參與主備競選。通過上述示例，可依通過在統(tǒng)計周期內(nèi)沒有收到VRRP通告報文的次數(shù)M’，并且在 判斷M，等于閾值M時啟動VRRP競選機制。當備份路由器在N個通告期里面出現(xiàn)了 M次沒 有通告失敗，則啟動競爭通告。這樣可以在主路由器最后一次通告失敗后1個通告周期內(nèi) 就啟動了競爭。避免了 VRRP的RFC2338和RFC3678兩個版本中要經(jīng)歷3個通告周期才啟 動競選通告帶來的弊病周期過長，帶來的業(yè)務中斷時間過長。當主路由器正常發(fā)送VRRP 通告報文，而由于某些原因，備份路由器沒有收到VRRP通告報文時，可以通過調(diào)整切換判 斷參數(shù)M和N的值，來調(diào)整備份路由器發(fā)起主備競爭的時機，從而避免不必要的主備競選。 而通過配置統(tǒng)計周期的次數(shù)和啟動主備競選的閾值，可以根據(jù)網(wǎng)絡環(huán)境進行配置。一種實現(xiàn)上述方法的路由器，如圖3所示，包括接收單元、計算單元、統(tǒng)計判斷單元和競選單元，其中接收單元，用于接收VRRP通告報文以及配置的切換判斷參數(shù)，所述切換判斷參數(shù) 包括統(tǒng)計參數(shù)N和報文閾值M，N和M均為自然數(shù)，N彡M，M < 3 ；計算單元，用于根據(jù)統(tǒng)計參數(shù)按照下式計算統(tǒng)計周期T :T = N*通告時間周期+斜 率時間；統(tǒng)計判斷單元，用于統(tǒng)計每個統(tǒng)計周期內(nèi)沒有收到VRRP通告報文的次數(shù)Μ，，在判 斷Μ，等于報文閾值M時，向競選單元發(fā)送信號；統(tǒng)計判斷單元在判斷Μ，不等于報文閾值M時，繼續(xù)進行統(tǒng)計，在一個統(tǒng)計周期到 達后，重新進行統(tǒng)計。競選單元，用于在接收到統(tǒng)計判斷單元發(fā)送的信號后發(fā)起主備競選。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技 術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
一種虛擬路由冗余協(xié)議VRRP中主路由器失效的判斷方法，其特征在于，包括為各路由器配置切換判斷參數(shù)，所述切換判斷參數(shù)包括統(tǒng)計參數(shù)N和報文閾值M，N和M均為自然數(shù)，N≥M，M≤3；各備份路由器根據(jù)統(tǒng)計參數(shù)按照下式計算各自的統(tǒng)計周期TT＝N*通告時間周期+斜率時間；各備份路由器在各自的統(tǒng)計周期內(nèi)統(tǒng)計沒有收到VRRP通告報文的次數(shù)，當統(tǒng)計周期內(nèi)未收到VRRP通告報文的次數(shù)累計達到報文閾值M時，發(fā)起主備競選。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，主路由器接收到備份路由器發(fā)送的主備競選的報文，調(diào)整自己的優(yōu)先級，參與主備競選。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述斜率時間等于=(255-PRI0RITY)/255 ；其中，PRIORITY為備份路由器的優(yōu)先級。
4.一種路由器，其特征在于，包括接收單元、計算單元、統(tǒng)計判斷單元和競選單元 所述接收單元，用于接收VRRP通告報文以及配置的切換判斷參數(shù)，所述切換判斷參數(shù)包括統(tǒng)計參數(shù)N和報文閾值M，N和M均為自然數(shù)，N彡M，M < 3 ；所述計算單元，用于根據(jù)統(tǒng)計參數(shù)按照下式計算統(tǒng)計周期T :T = N*通告時間周期+斜 率時間；所述統(tǒng)計判斷單元，用于統(tǒng)計每個統(tǒng)計周期內(nèi)沒有收到VRRP通告報文的次數(shù)Μ’，在判 斷Μ，等于報文閾值M時，向競選單元發(fā)送信號；所述競選單元，用于在接收到統(tǒng)計判斷單元發(fā)送的信號后發(fā)起主備競選。
5.如權利要求4所述的路由器，其特征在于，所述斜率時間等于=(255-PRI0RITY)/255 ；其中，PRIORITY為備份路由器的優(yōu)先級。
6.如權利要求4所述的路由器，其特征在于，所述統(tǒng)計判斷單元，在判斷M’不等于報文閾值M時，繼續(xù)進行統(tǒng)計，在一個統(tǒng)計周期到 達后，重新進行統(tǒng)計。
7.如權利要求4所述的路由器，其特征在于，所述發(fā)起主備競選是指向主路由器發(fā)送主備競選的報文。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種虛擬路由冗余協(xié)議主路由器失效的判斷方法及一種路由器，可以縮短對主路由器失效的判定時間，進而縮短切換時間，減少業(yè)務流量的丟失。所述方法包括為各路由器配置切換判斷參數(shù)，所述切換判斷參數(shù)包括統(tǒng)計參數(shù)N和報文閾值M，N和M均為自然數(shù)，N≥M，M≤3；各備份路由器根據(jù)統(tǒng)計參數(shù)按照下式計算各自的統(tǒng)計周期TT＝N*通告時間周期+斜率時間；各備份路由器在各自的統(tǒng)計周期內(nèi)統(tǒng)計沒有收到VRRP通告報文的次數(shù)，當統(tǒng)計周期內(nèi)未收到VRRP通告報文的次數(shù)累計達到報文閾值M時，發(fā)起主備競選。
文檔編號H04L1/22GK101945036SQ20091015195
公開日2011年1月12日 申請日期2009年7月8日 優(yōu)先權日2009年7月8日
發(fā)明者劉志偉, 高露 申請人:中興通訊股份有限公司