CN100558079C - 主备应用方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种主备应用方法和系统，其当真实VRRP实例的状态处于主用状态时，遵从所述真实VRRP实例状态的一个或多个虚拟VRRP实例，将其固定MAC地址，下发给其下挂的设备；所述下挂设备在预先配置的所述虚拟VRRP实例的MAC地址信息与出端口信息的对应关系信息中，找到所述固定MAC地址对应的出端口，并利用所述出端口转发用户侧与网络边缘设备NPE之间的信息。通过本发明，能够使VRRP协议中支持的VRID数目超过255个；另外，对于每个虚拟的VRRP实例，指定遵从一个真实的VRRP实例的状态，因此所述虚拟VRRP实例不需要独立的协议开销和状态计算，从而节省了占用的资源。

Description

主备应用方法及系统
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及主备应用技术。
背景技术
VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议)最初是为局域网而设计，其能够在静态路由的情况下避免单点故障，基于所述VRRP能够使多个VRRP路由器在LAN(LAN Local Area Network，局域网)上直接互通，从而实现高可靠性的三层业务的边缘接入。
目前可运营的电信级城域以太网(简称城域网)越来越受到人们的欢迎，城域网的组网架构如图1所示，包括CORE(核心网)、NPE(Network ProviderEdge，网络边缘设备)、METRO Ethernet(城域以太网)、交换机和一个或多个用户侧的路由器。
当所述城域网为二层网络时，三层业务均终结在高端的NPE上。为了保证三层业务接入的可靠性，需要提供主备接入方式。
与本发明相关的现有技术提供了一种通过在每个三层业务上配置一个真实VRRP实例来决策用户侧的主备接入方式，其主要思想是：对于L3VPN业务，在NPE到连向用户侧的接口处配置一个真实VRRP实例，这样一个用户对应一个真实VRRP实例。当用户侧正常工作时，所述真实VRRP实例处于备用状态，其不会运行任何协议的报文。当用户侧发生故障后，所述真实VRRP实例由备用状态转换为主用状态。当所述真实VRRP实例处于主用状态时，基于VRRP协议组播VRRP协议报文给处于备用状态的真实VRRP实例，其中携带自己的固定MAC地址信息；所述处于备用状态的真实VRRP实例接收VRRP组播报文，当接收到比自己优先级小的VRRP报文时，则将接收到的报文丢弃；当在对应的定时器达到设定时间阈值时，则处于备用状态的实例才会转为主用状态。
其中所述真实VRRP实例组播的VRRP报文的格式如下：
0                   1                   2                   3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|Version| Type  | Virtual Rtr ID|   Priority    | Count IP Addrs|
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|   Auth Type   |   Adver Int   |          Checksum             |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                         IP Address (1)                        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                            ·                                 |
|                            ·                                 |
|                            ·                                 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                         IP Address (n)                        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                     Authentication Data (1)                   |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                     Authentication Data (2)                   |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
由所述VRRP的报文格式可以看出，VRID(Virtual Router Identifier，虚拟路由器标识)所在的字段占用了8bit。这就意味着目前每条物理链路上最大支持的VRRP实例数目是255。然而随着城域网的发展，10GE已经作为一个城域网的主流，L3VPN大客户接入已经作为用户接入的主营业务，在这种情况下，如果一个城域网只能带255个用户，是远远不够的。
另外，由于每个VRRP实例都有自己的VRRP协议报文，而且能够基于BFD(Bidirectional Forwarding Detection，双向路由转发检测)加速VRRP收敛速度，所以在大规模应用VRRP实例的时候，大量的VRRP协议报文运行会占用大量的系统资源，因此会导致系统负担较大，以至于无法支撑大规模的主备应用。
发明内容
本发明的实施例提供一种主备应用方法和系统，通过本发明的实施例，能够扩展每条物理链路上最大支持的VRRP实例数目，并且不会增加VRRP协议报文运行的开销，从而能够支撑大规模的主备应用。
本发明的实施例通过如下的技术方案实现：
本发明的实施例提供了一种主备应用方法，其包括：
当真实虚拟路由器冗余协议VRRP实例的状态处于主用状态时，遵从所述真实VRRP实例状态的一个或多个虚拟VRRP实例，将其固定MAC地址，下发给其下挂的设备；
所述下挂设备在预先配置的所述虚拟VRRP实例的MAC地址信息与出端口信息的对应关系信息中，找到所述固定MAC地址对应的出端口，并利用所述出端口转发用户侧与网络边缘设备NPE之间的信息。
本发明的实施例还提供一种主备应用系统，包括NPE，以及在所述NPE与用户侧之间的接口上配置的一个或多个真实VRRP实例，其还包括：
遵从某个真实VRRP实例的状态的一个或多个虚拟VRRP实例及其下挂的设备；
所述虚拟VRRP实例，用于当所述某个真实VRRP实例的状态处于主用状态时，将其固定MAC地址，下发给其下挂的设备；
所述下挂设备在预先配置的所述虚拟VRRP实例的MAC地址信息与出端口信息的对应关系信息中，找到所述固定MAC地址对应的出端口，并利用所述出端口转发用户侧与网络边缘设备NPE之间的信息。
本发明的实施例还提供一种虚拟VRRP实例，其包括：
状态遵从单元和信息传输单元；
所述状态遵从单元，用于使所述虚拟VRRP实例的状态遵从某个真实VRRP实例的状态，并当所述虚拟VRRP实例的状态处于主用状态时，触发所述信息传输单元；
所述信息传输单元，用于根据状态遵从单元的触发信息，将所述虚拟VRRP实例的固定MAC地址，下发给所述虚拟VRRP实例下挂的设备。
本发明的实施例还提供一种通信设备，其包括：
出端口确定单元，用于当真实虚拟路由器冗余协议VRRP实例的状态处于主用状态时，在预先配置的虚拟VRRP实例的MAC地址信息与出端口信息的对应关系信息中，找到遵从所述真实VRRP实例状态的一个或多个虚拟VRRP实例的固定MAC地址对应的出端口；
信息传输单元，用于利用出端口确定单元确定出的所述出端口转发用户侧与网络边缘设备NPE之间的信息。
本发明的实施例还提供一种真实VRRP实例，其包括：
监测单元和通知单元；
所述监测单元，用于监测真实VRRP实例的状态是否发生改变，并当检测到所述真实VRRP实例的状态发生改变后，触发所述通知单元；
所述通知单元，用于当被所述检测单元触发后，通知遵从所述真实VRRP实例状态的一个或多个虚拟VRRP实例相应的改变状态。
由上述本发明的实施例提供的具体实施方案可以看出，其通过虚拟VRRP实例的方式，使VRRP协议中支持的VRID数目超过255个；另外，对于每个虚拟的VRRP实例，指定遵从一个真实的VRRP实例的状态，因此所述虚拟VRRP实例不需要独立的协议开销和状态计算，从而节省了占用的资源。
附图说明
图1为背景技术中提供的城域网的组网架构图；
图2为本发明提供的第一实施例的流程图；
图3为本发明提供的第二实施例的结构图；
图4为本发明提供的第三实施例的结构图；
图5为本发明提供的第四实施例的结构图；
图6为本发明提供的第五实施例的结构图。
具体实施方式
由于同一个接口上的广播具有同样的可达性，而且对于目前的应用，大多数的VRRP实例的可达性是同样的，也就是说，一个VRRP实例的主备状态代表了一类VRRP实例的状态情况。
基于上述考虑，本发明的实施例提供了一种主备应用方法、系统和虚拟VRRP实例，在实施所述实施例之前，从在NPE到用户侧的接口上配置的一个或多个真实VRRP实例中指定一个真实VRRP实例，并在所述接口上配置与其关联的多个关联虚拟VRRP实例，并指定所述虚拟VRRP实例自身不运行任何协议报文，指定所述虚拟VRRP实例的状态遵从所指定的真实VRRP实例的状态，包括初始状态、主用状态和备用状态等。
另外，可以对应每个真实VRRP实例设置一个计时器，并设置所述计时器的时间阈值。
每个虚拟VRRP实例在计算其固定MAC地址时，采用与计算所述真实VRRP实例的固定MAC地址时所使用的方法，即基于VRID计算固定MAC地址，如采用固定MAC头+VRID的计算方法，如下：
XX-XX-XX-XX-(VRID)，其中VRID的程度可以超过8bit。
另外，在所述每个虚拟VRRP实例下挂的设备中，配置所述虚拟VRRP实例MAC地址信息与出端口信息的对应关系信息，并设置所述对应关系信息的生存周期。所述对应关系信息可以以列表形式保存，也可以以其它方式保存。
本发明提供的第一实施例是一种主备应用方法，其具体实施过程如图2所示，包括如下内容：
步骤S101，当用户侧正常工作时，如果所指定的真实VRRP实例处于备用状态，所述虚拟VRRP实例也处于备用状态，并且均不运行任何协议的报文。
当所指定的真实VRRP实例处于备用状态时，其不断地接收处于主用状态的真实VRRP实例发送的报文，当接收到比自己的优先级大的真实VRRP实例发送的VRRP报文时，则将所述计时器进行重置处理。当接收到比自己的优先级小的真实VRRP实例发送的VRRP报文时，则丢弃接收到的报文，并且不对定时器做重置处理，当在定时器的计时时间到达设定阈值时，处于备用状态的真实VRRP实例就会切换到主用状态。
步骤S102，当所指定的真实VRRP实例由备用状态切换到主用状态时，与所指定的真实VRRP实例关联的多个虚拟VRRP实例也同时由备用状态切换到主用状态，并发送报文给其下挂的设备，其中携带的源地址为所述虚拟VRRP实例的固定MAC地址。
步骤S102中，所述虚拟VRRP实例发送的报文可以为ARP(AddressResolution Protocol，地址解析协议)报文。
步骤S103，所述下挂的设备在其保存的MAC地址信息与出端口信息的对应关系信息中，找到与所接收到的MAC地址信息对应的出端口信息，并通过相应的出端口转发所述用户侧与NPE之间的信息，如IP报文。
为了防止广播流量的产生，当所指定的真实VRRP实例处于主用状态时，所述虚拟VRRP实例保持其主用状态，并以设定时间为周期，周期性地发送报文(可以为ARP报文)给其下挂的设备，其中携带的源MAC地址为所述虚拟VRRP实例的固定MAC地址。所述设定时间可以根据系统配置而设置，一般小于所述下挂的设备中保存的MAC地址与出端口的对应关系信息的生存周期。所述下挂设备根据接收到的固定MAC地址，刷新其内所保存的对应关系信息，并重新开始计算所保存的对应关系信息的生存时间。
本发明提供的第二实施例是一种主备应用系统，其结构如图3所示，包括NPE、在所述NPE与用户侧之间的接口上配置的一个或多个真实VRRP实例、遵从某个真实VRRP实例的状态的一个或多个虚拟VRRP实例及其下挂的设备。
当所述某个真实VRRP实例的状态处于备用状态时，所述虚拟VRRP实例的状态也处于备用状态，并不运行任何协议的报文。
当所述某个真实VRRP实例的状态由备用状态切换到主用状态时，所述虚拟VRRP实例的状态也由备用状态切换到主用状态，并且，所述虚拟VRRP实例将其固定MAC地址，即时下发给其下挂的设备；具体实施过程与第一实施例中的相关描述雷同，这里不再详细描述。
当所述某个真实VRRP实例的状态处于主用状态时，所述虚拟VRRP实例也保持其主用状态，并按照设定时间周期性地将其固定MAC地址，下发给其下挂的设备。具体实施过程与第一实施例中的相关描述雷同，这里不再详细描述。
所述下挂设备根据所述固定MAC地址，在其保存的固定MAC地址信息与出端口信息之间的对应关系信息中找到对应的出端口信息，并通过相应的出端口转发用户侧与网络边缘设备NPE之间的信息。
本发明提供的第三实施例是一种虚拟VRRP实例，其结构如图4所示，包括状态遵从单元和信息传输单元。
所述状态遵从单元，用于使所述虚拟VRRP实例的状态遵从某个真实VRRP实例的状态，当真实VRRP实例的状态由备用状态切换到主用状态时，将所述虚拟VRRP实例的状态切换到主用状态，并即时触发所述信息传输单元。具体实施过程与第一实施例中的相关描述雷同，这里不再详细描述。
当真实VRRP实例的状态处于主用状态时，保持所述虚拟VRRP实例的主用状态，并按照设定时间周期性地触发所述信息传输单元。具体实施过程与第一实施例中的相关描述雷同，这里不再详细描述。
所述信息传输单元，用于根据状态遵从单元的触发信息，将所述虚拟VRRP实例的固定MAC地址，下发给所述虚拟VRRP实例下挂的设备。
本发明提供的第四实施例是一种通信设备，其结构如图5所示，包括出端口确定单元和信息传输单元。
所述出端口确定单元根据虚拟VRRP实例发送的MAC地址，找到对应的出端口；具体处理时，可以根据虚拟VRRP实例发送的固定MAC地址，在所述虚拟VRRP实例的MAC地址信息与出端口信息的对应关系信息中，找到对应的出端口信息。具体实施过程与第一实施例中的相关描述雷同，这里不再详细描述。
所述信息传输单元利用出端口确定单元确定出的所述出端口转发用户侧与网络边缘设备NPE之间的信息。具体实施过程与第一实施例中的相关描述雷同，这里不再详细描述。
所述通信设备可以是交换机或路由器。
本发明提供的第五实施例是一种真实VRRP实例，其结构如图6所示，包括：监测单元和通知单元；
所述监测单元监测真实VRRP实例的状态是否发生改变，并当检测到所述真实VRRP实例的状态发生改变后，触发所述通知单元；
当所述通知单元被所述检测单元触发后，通知遵从所述真实VRRP实例状态的一个或多个虚拟VRRP实例相应的改变状态。
由上述本发明的实施例提供的具体实施方案可以看出，其采用虚拟VRRP实例的方式，使VRRP协议中支持的VRID数目超过了255个，从而能够支撑大规模主备应用；而且虚拟VRRP实例指定遵从一个真实VRRP实例的状态，这样虚拟VRRP实例不需要独立的协议开销和状态计算，从而节省了占用的资源。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1、一种主备应用方法，其特征在于，包括：
当真实虚拟路由器冗余协议VRRP实例的状态处于主用状态时，遵从所述真实VRRP实例状态的一个或多个虚拟VRRP实例，将其固定MAC地址，下发给其下挂的设备；
所述下挂设备在预先配置的所述虚拟VRRP实例的MAC地址信息与出端口信息的对应关系信息中，找到所述固定MAC地址对应的出端口，并利用所述出端口转发用户侧与网络边缘设备NPE之间的信息。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，当真实虚拟路由器冗余协议VRRP实例的状态处于主用状态时，遵从所述真实VRRP实例状态的一个或多个虚拟VRRP实例，将其固定MAC地址，下发给其下挂的设备的过程，具体包括：
当真实虚拟路由器冗余协议VRRP实例的状态由备用状态切换到主用状态时，遵从所述真实VRRP实例状态的一个或多个虚拟VRRP实例将其状态切换到主用状态，并将其固定MAC地址，下发给其下挂的设备；或，
当真实虚拟路由器冗余协议VRRP实例的状态处于主用状态时，遵从所述真实VRRP实例状态的一个或多个虚拟VRRP实例保持主用状态，并按照设定时间周期性地将其固定MAC地址，下发给其下挂的设备。
3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：设置所述对应关系信息的生存周期。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述设定时间小于所述生存周期。
5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在用户侧与NPE之间的接口上配置的一个或多个真实VRRP实例中，指定一个真实VRRP实例；
在所述接口上配置多个虚拟VRRP实例，并指定所述虚拟VRRP实例自身不运行任何协议报文，指定所述虚拟VRRP实例的状态遵从所指定的真实VRRP实例的状态。
6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述虚拟VRRP实例基于虚拟路由器标识VRID计算其固定MAC地址。
7、一种主备应用系统，包括NPE，以及在所述NPE与用户侧之间的接口上配置的一个或多个真实VRRP实例，其特征在于，还包括：
遵从某个真实VRRP实例的状态的一个或多个虚拟VRRP实例及其下挂的设备；
所述虚拟VRRP实例，用于当所述某个真实VRRP实例的状态处于主用状态时，将其固定MAC地址，下发给其下挂的设备；
所述下挂设备在预先配置的所述虚拟VRRP实例的MAC地址信息与出端口信息的对应关系信息中，找到所述固定MAC地址对应的出端口，并利用所述出端口转发用户侧与网络边缘设备NPE之间的信息。
8、如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述虚拟VRRP实例还用于：
当真实VRRP实例的状态由备用状态切换到主用状态时，将所述虚拟VRRP实例的状态切换到主用状态，并将其固定MAC地址，下发给其下挂的设备；或，
当真实VRRP实例的状态处于主用状态时，保持所述虚拟VRRP实例的主用状态，并按照设定时间周期性地将其固定MAC地址，下发给其下挂的设备。
9、如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述虚拟VRRP实例还用于：
基于虚拟路由器标识VRID计算其固定MAC地址。
10、一种虚拟VRRP实例，其特征在于，包括：
状态遵从单元和信息传输单元；
所述状态遵从单元，用于使所述虚拟VRRP实例的状态遵从某个真实VRRP实例的状态，并当所述虚拟VRRP实例的状态处于主用状态时，触发所述信息传输单元；
所述信息传输单元，用于根据状态遵从单元的触发信息，将所述虚拟VRRP实例的固定MAC地址，下发给所述虚拟VRRP实例下挂的设备。
11、如权利要求10所述的实例，其特征在于，所述状态遵从单元还用于：
当真实VRRP实例的状态由备用状态切换到主用状态时，将所述虚拟VRRP实例的状态切换到主用状态，并即时触发所述信息传输单元；或，
当真实VRRP实例的状态处于主用状态时，保持所述虚拟VRRP实例的主用状态，并按照设定时间周期性地触发所述信息传输单元。
12、一种通信设备，其特征在于，包括：
出端口确定单元，用于当真实虚拟路由器冗余协议VRRP实例的状态处于主用状态时，在预先配置的虚拟VRRP实例的MAC地址信息与出端口信息的对应关系信息中，找到遵从所述真实VRRP实例状态的一个或多个虚拟VRRP实例的固定MAC地址对应的出端口；
信息传输单元，用于利用出端口确定单元确定出的所述出端口转发用户侧与网络边缘设备NPE之间的信息。
13、如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述出端口确定单元还用于：根据虚拟VRRP实例发送的固定MAC地址，在所述虚拟VRRP实例的MAC地址信息与出端口信息的对应关系信息中，找到对应的出端口信息。
14、一种真实VRRP实例，其特征在于，包括：监测单元和通知单元；
所述监测单元，用于监测真实VRRP实例的状态是否发生改变，并当检测到所述真实VRRP实例的状态发生改变后，触发所述通知单元；
所述通知单元，用于当被所述检测单元触发后，通知遵从所述真实VRRP实例状态的一个或多个虚拟VRRP实例相应的改变状态。
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