CN101159701B - 基于vrrp的路由器动态分配带宽的方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种基于VRRP的路由器动态分配带宽的方法，其包括：为路由器备份组中的路由器设置异常状态配置；当路由器备份组中的路由器之一异常时，路由器备份组中的路由器进行主备切换，并为所述路由器备份组中的路由器加载异常状态配置。本发明的优点在于实现了对用户申请的带宽的充分利用，保护了用户的投资。

Description

基于VRRP的路由器动态分配带宽的方法及系统

技术领域

本发明涉及VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由冗余协议)，尤其涉及基于VRRP的路由器动态分配带宽的方法及系统。

背景技术

在对可靠性要求高的应用场合，用户有时使用两台路由器与网络相连，并在两台路由器之间运行VRRP协议。如图1所示，当一台路由器出现故障时，另一台路由器接替工作，保证了网络连接不中断。

VRRP将局域网的一组路由器(包括一个主用路由器，即活动路由器，以及若干个备用路由器，即备份路由器)组织成一个虚拟路由器，称之为一个备份组。

这个虚拟的路由器拥有其独立的IP地址，例如10.100.10.1(该IP地址可以和备份组内的某个路由器的接口地址相同)，备份组内的路由器也有其独立的IP地址(如，主用路由器的IP地址为10.100.10.2，备用路由器的IP地址为10.100.10.3)。局域网内的主机仅仅知道该虚拟路由器的IP地址10.100.10.1，而并不知道具体的主用路由器的IP地址10.100.10.2以及备用路由器的IP地址10.100.10.3，其将自己的缺省路由下一跳地址设置为该虚拟路由器的IP地址10.100.10.1。于是，网络内的主机就通过该虚拟的路由器来与其它网络进行通信。如果备份组内的主用路由器工作异常，备用路由器将会通过选举策略选出一个新的主用路由器，继续向网络内的主机提供路由服务。从而实现网络内的主机不间断地与外部网络进行通信。

但使用VRRP方式实现可靠性的方案有一个问题，就是必须为备份路由器申请相应的网络带宽，虽然这个带宽在正常情况下是没有用的，这就造成了带宽的浪费。

为了解决VRRP方案中，带宽利用不充分的问题。有一些解决方法。

由于目前VRRP可支持多个备份组，因而可在两台路由器上分别创建两个备份组。一个路由器为备份组一的主用路由器，同时为备份组二的备用路由器。另外一台路由器为备份组一的备用路由器，同时为备份组二的主用路由器。一部分主机使用备份组一作网关，另一部分主机使用备份组二作为网关。

这样，正常情况下两台路由器的带宽资源都得到了使用。当一台路由器出现故障时，两个备份组中的所有主机都通过剩下的一台的路由器访问网络。

1)正常情况下，每台路由器的带宽资源只能由一个备份组(这台路由器为这个备份组的主用路由器)内的主机使用。这样，即使此时这个备份组内的主机访问流量很小，这个路由器的带宽也不能给其它备份组(这个路由作为备用路由器的备份组)的主机使用。因而可能造成带宽使用不充分的问题。

2)故障情况下，发生故障的那台路由器的带宽资源是不能被主机使用的，造成了带宽浪费。

发明内容

本发明的发明目的在于一种基于VRRP的路由器动态分配带宽的方法，该方法在路由器备份组在实现备份功能的同时，又保证了带宽得到了比较充分的应用。无论是在正常情况下，还是在一台路由器出现异常的情况下。

为了实现本发明的发明目的，本发明提供一种基于VRRP的路由器动态分配带宽的方法，其包括：为路由器备份组中的路由器设置异常状态配置；当路由器备份组中的路由器之一异常时，路由器备份组中的路由器进行主备切换，并为所述路由器备份组中的路由器加载异常状态配置。

根据本发明的优选实施例所述的基于VRRP的路由器动态分配带宽的方法，所述异常状态配置包括：所述路由器备份组中的路由器主备切换后主用和备用路由器的带宽配置信息，所述带宽配置信息为异常主用带宽和异常备用带宽，且异常主用带宽大于异常备用带宽。

根据本发明的优选实施例所述的基于VRRP的路由器动态分配带宽的方法，所述异常主用带宽的分配根据用户的业务情况而确定，且异常主用带宽与异常备用带宽之和为用户总带宽。

根据本发明的优选实施例所述的基于VRRP的路由器动态分配带宽的方法，其特征在于，当路由器备份组中的路由器之一异常时，所述路由器备份组中的正常路由器根据汇聚路由器的IP地址向汇聚路由器发送通告报文上报异常，所述汇聚路由器为异常路由器加载异常备用带宽，并为正常路由器加载异常主用带宽。

根据本发明的优选实施例所述的基于VRRP的路由器动态分配带宽的方法，该通告报文为UDP报文或TCP报文。

根据本发明的优选实施例所述的基于VRRP的路由器动态分配带宽的方法，所述路由器备份组中的路由器主备切换后所有所述路由器备份组的用户通过当前主用路由器访问网络。

根据本发明的优选实施例所述的基于VRRP的路由器动态分配带宽的方法，当所述异常的路由器恢复正常时，将所述路由器备份组中各个路由器恢复为初始的配置。

为了实现本发明的发明目的，本发明还提供一种基于VRRP的路由器动态分配带宽的系统，包括路由器备份组，并进一步包括汇聚路由器，所述汇聚路由器用于为路由器备份组中的路由器设置异常状态配置，并在路由器备份组中的路由器之一异常时，为路由器备份组中的路由器加载异常状态配置。

根据本发明的优选实施例所述的基于VRRP的路由器动态分配带宽的系统，所述异常状态配置包括：所述路由器备份组中的路由器主备切换后主用和备用路由器的带宽配置信息，所述带宽配置信息为异常主用带宽和异常备用带宽，且异常主用带宽大于异常备用带宽。

根据本发明的优选实施例所述的基于VRRP的路由器动态分配带宽的系统，所述异常主用带宽的分配根据用户的业务情况而确定，且异常主用带宽与异常备用带宽之和为用户总带宽。

根据本发明的优选实施例所述的基于VRRP的路由器动态分配带宽的系统，当路由器备份组中的路由器之一异常时，所述路由器备份组中的正常路由器根据汇聚路由器的IP地址向汇聚路由器发送通告报文上报异常，所述汇聚路由器为异常路由器加载异常备用带宽，并为正常路由器加载异常主用带宽。

根据本发明的优选实施例所述的基于VRRP的路由器动态分配带宽的系统，该通告报文为UDP报文或TCP报文。

根据本发明的优选实施例所述的基于VRRP的路由器动态分配带宽的系统，所述路由器备份组中的路由器主备切换后所有所述路由器备份组的用户通过当前主用路由器访问网络。

根据本发明的优选实施例所述的基于VRRP的路由器动态分配带宽的系统，异常路由器恢复正常时，所述汇聚路由器将所述路由器备份组配置恢复为初始的配置。

本发明的优点在于实现了对用户申请的带宽的充分利用，保护了用户的投资。

附图说明

图1为现有技术的路由器备份组的示意图；

图2为根据本发明的路由器备份组的示意图；以及

图3为根据本发明的路由器动态分配带宽的方法的流程图。

具体实施方式

本发明特别适用于可通过修改汇聚路由器的配置，调整接入路由器网络接入带宽的组网，即不适用于接入带宽物理上固定不可变的情形。

如图1所示，在普通的VRRP方案中，用户为主用路由器和备用路由器各申请了5M的带宽，即用户共申请了10M带宽，在故障情况下，只有5M带宽能被使用，带宽利用率低，而在本发明中，用户基本上始终可得到10M的使用带宽。

以下结合附图对根据本发明的具体实施例进行详细说明，其中图2为根据本发明的路由器备份组的示意图，图3为根据本发明的路由器动态分配带宽的方法的流程图。

如图3所示，根据本发明的具体实施例的基本原理如下：

步骤S1，为路由器备份组中的路由器设置异常状态配置。

步骤S2，当路由器备份组中的路由器之一异常时，路由器备份组中的路由器进行主备切换，并为所述路由器备份组中的路由器加载异常状态配置。

基于本发明的基本原理，详细说明本发明的两个具体实施例。

第一具体实施例

步骤S11，为路由器备份组中的路由器设置异常状态配置。

对路由器设置异常状态配置可由汇聚路由器实现，汇聚路由器还可以为路由器备份组中的主用和备用路由器设置正常状态配置。

鉴于路由器备份组中的路由器配置有汇聚路由器的IP地址，因此，路由器备份组中的路由器可根据该IP地址向汇聚路由器发送报文。如图2所示，在正常情况下，通过QoS配置将主用路由器A的带宽设置为9.9M，而将备用路由器B的带宽设置为0.1M，在异常情况下，通过QoS配置将原主用路由器A的带宽设置为0.1M，而将原备用路由器B带宽设置为9.9M。

汇聚路由器具体为路由器备份组中的路由器设置正常状态配置和异常状态配置时，可在汇聚路由器上增加一个带宽管理模块，并进行如下配置：

a.配置路由器A(IP：200.1.1.1)和路由器B(IP：100.1.1.1)为VRRP使用方式，命令行大致为以下形式：

vrrpmonitor 200.1.1.1 100.1.1.1

b.配置路由器A和路由器B的使用带宽，命令行大致为以下形式：

vrrpmonitor master 200.1.1.1 9900 100

vrrpmonitor backup 100.1.1.1 100 9900

命令行的倒数第二个参数为正常状态下的带宽分配参数，单位为千字节。在本具体实施例中，假设用户共申请了10M带宽，其中，如图2所示，为当前主用路由器A配置9900K(9.9M)作为正常状态的带宽，为当前备用路由器B配置100K(0.1M)作为正常状态下备用路由器的备用带宽；

命令行的倒数第一个参数为异常状态下的带宽分配参数，为当前的主用路由器A配置0.1M作为异常状态下的备用带宽，为当前的备用路由器B配置9.9M作为异常状态下的主用带宽。

这里带宽分配的具体数值并不唯一，可以根据用户的业务情况进行分配，例如可为路由器A分配0.2M的异常状态备用带宽，为路由器B分配9.8M异常状态主用带宽，尽可能为处于工作状态的主用路由器分配较多的带宽，以尽可能多地承载用户的业务。

步骤12，当主用路由器出现异常时，由备用路由器通知汇聚路由器其IP地址，并根据所述步骤S11的配置将主用和备用路由器带宽设置为异常状态带宽。

当正常状态下的主用路由器A出现故障或异常时，其与备用路由器B基于VRRP进行切换，具体为：正常状态下的备用路由器B在主用路由器A故障或异常后根据路由器备份组中预先设置的汇聚路由器IP地址向汇聚路由器会发送VRRP切换的通告报文，该通告报文可定义为UDP或TCP报文，其中包括路由器B的IP地址，该地址即为主备切换后新的主用路由器IP地址。汇聚路由器通过将该通告报文中的路由器B的IP地址与其原有配置中的主用路由器(路由器A)的IP地址比较，汇聚路由器得知VRRP备份组的主用路由器发生变化，便根据预先的带宽配置参数，动态调整主用和备用路由器的带宽。

在本具体实施例中，路由器A在正常状态下为主用路由器，其带宽为9.9M，其异常备用带宽为0.1M；路由器B在正常状态下为备用路由器，其带宽为0.1M，其异常主用带宽为9.9M。当正常状态下路由器A出现故障，则路由器备份组根据汇聚路由器的IP地址向其上报异常，汇聚路由器对路由器备份组中的主备路由器进行切换，并根据预先配置的异常状态带宽重新为路由器分配带宽，在本实施例中将路由器A切换为异常状态下的备用路由器，并为其分配0.1M备用带宽；将路由器B切换为异常状态下的主用路由器，并为其分配9.9M主用带宽，使得在出现异常后路由器备份组仍能够以较大的带宽承载用户业务。

当正常状态下主用路由器(路由器A)的恢复正常时，其向汇聚路由器发送一个VRRP切换的通告报文。汇聚路由器通过将该通告报文中的路由器A的IP地址与其配置中的路由器B的IP地址比较，得知异常状态下的备用路由器，即正常状态下主用路由器(路由器A)恢复为主用路由器，因而将带宽配置恢复为初始的配置，即路由器A的带宽设置为9.9M，路由器B的带宽设置为0.1M。

因此，无论是正常情况，还是异常情况，用户一直可使用近似10M的带宽(本具体实施例中为9.9M)，基本上没有带宽浪费。

命令行的最后一个参数是在异常情况下(VRRP切换发生，备用路由器成为主用路由器)，带宽的分配参数。在一般情况下，正常状态下主用路由器分配一个很小的带宽(为正常状态下主用路由器分配该带宽是用于在故障恢复时，需要通过该带宽上报VRRP切换通告报文，另外，在汇聚路由器更新的配置生效前，主机对网络的访问流量也需要通过该带宽进行)，而给正常状态下备用路由器分配几乎全部可用的带宽。

基于本发明方法，第一具体实施例还提供一种基于VRRP的路由器动态分配带宽的系统，包括路由器备份组和汇聚路由器，所述汇聚路由器用于为路由器备份组中的路由器设置异常状态配置，并在路由器备份组中的路由器之一异常时，为路由器备份组中的路由器加载异常状态配置。汇聚路由器为路由器备份组中的主用路由器A和备用路由器B配置正常状态带宽和异常状态带宽；所述汇聚路由器在所述主用路由器A和备用路由器B切换时，根据配置将所述路由器的带宽设置为异常状态带宽。

带宽配置信息为异常主用带宽和异常备用带宽，且异常主用带宽大于异常备用带宽；异常主用带宽的分配根据用户的业务情况而确定，且异常主用带宽与异常备用带宽之和为用户总带宽。异常路由器恢复正常时，所述汇聚路由器将所述路由器备份组配置恢复为初始的配置。在正常情况下，通过QoS配置将路由器A的带宽设置为9.9M，而将路由器B的带宽设置为0.1M，在异常情况下，通过QoS配置将路由器A的带宽设置为0.1M，而将路由器B带宽设置为9.9M。当路由器A恢复正常时，路由器恢复为初始的配置，即路由器A的带宽设置为9.9M，路由器B的带宽设置为0.1M。

第二具体实施例

步骤S21，为路由器备份组中的路由器设置异常状态配置，包括异常状态下的带宽及用户。

鉴于路由器备份组中的路由器配置有汇聚路由器的IP地址，因此，路由器备份组中的路由器可根据该IP地址向汇聚路由器发送报文。如图2所示，第一路由器A和第二路由器B互为备用路由器，在正常情况下，通过QoS配置将第一路由器A的带宽设置为5M，并将若干用户设置于第一路由器A，同时将第二路由器B的带宽设置为5M，并将其他若干用户设置于第二路由器B，在第一路由器A出现异常的情况下，通过QoS配置将第一路由器A的带宽设置为0.1M，而将第二路由器B的带宽设置为9.9M，并将第一路由器A的用户设置于第二路由器B。

步骤S22，当备份组中的路由器之一出现异常情况时，由正常路由器通知汇聚路由器其IP地址，并根据所述步骤S21的配置将当前正常路由器设置为异常状态下的带宽和用户。

当第一路由器A出现异常情况时，第二路由器B向汇聚路由器发送一个VRRP切换的通告报文，其中包括第二路由器B的IP地址。汇聚路由器接收到该通告报文后根据预先的带宽配置参数，动态调整第一路由器A和第二路由器B的带宽，即将第一路由器A的带宽设置为0.1M，而将第二路由器B的带宽设置为9.9M，并将第一路由器A的用户设置于第二路由器B。

这里带宽分配的具体数值并不唯一，可以根据用户的业务情况进行分配，例如可为路由器A分配0.2M的异常状态备用带宽，为路由器B分配9.8M异常状态主用带宽，尽可能为处于工作状态的主用路由器分配较多的带宽，以尽可能多地承载用户的业务。

当第一路由器A的恢复正常时，第一路由器A向汇聚路由器发送一个VRRP切换的通告报文。汇聚路由器接收该通告报文后得知第一路由器A恢复正常状态，因而将带宽和用户配置恢复为初始的配置，即第一路由器A的带宽设置为5M，同时将第二路由器B的带宽设置为5M，第一路由器A和第二路由器B设置有其各自的初始用户。

因此，无论是正常情况，还是异常情况，用户一直可使用近似10M的带宽(本具体实施例中为9.9M)，基本上没有带宽浪费。

基于本发明方法，第二具体实施例还提供一种基于VRRP的路由器动态分配带宽的系统，包括路由器备份组和汇聚路由器，所述汇聚路由器用于为路由器备份组中的路由器设置异常状态配置，并在路由器备份组中的路由器之一异常时，为路由器备份组中的路由器加载异常状态配置。汇聚路由器为路由器备份组中的路由器A和路由器B配置正常状态和异常状态的带宽和用户；所述汇聚路由器在所述路由器A和路由器B切换时，根据配置将所述路由器的带宽设置为异常状态带宽。

带宽配置信息为异常主用带宽和异常备用带宽，且异常主用带宽大于异常备用带宽；异常主用带宽的分配根据用户的业务情况而确定，且异常主用带宽与异常备用带宽之和为用户总带宽。异常路由器恢复正常时，所述汇聚路由器将所述路由器备份组配置恢复为初始的配置。在正常情况下，通过QoS配置将路由器A的带宽设置为5M，并将若干用户设置于路由器A，同时将路由器B的带宽设置为5M，并将其他若干用户设置于路由器B，在路由器A出现异常的情况下，通过QoS配置将路由器A的带宽设置为0.1M，而将路由器B的带宽设置为9.9M，并将路由器A的用户设置于路由器B。当路由器A的恢复正常时，路由器的带宽和用户恢复为初始的配置，即路由器A的带宽设置为5M，同时将路由器B的带宽设置为5M，路由器A和路由器B设置有其各自的初始用户。

需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换、或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (12)

1.一种基于VRRP的路由器动态分配带宽的方法，其包括：为路由器备份组中的路由器设置异常状态配置；当路由器备份组中的主用路由器异常时，路由器备份组中的路由器进行主备切换，并为所述路由器备份组中的路由器加载异常状态配置；其中所述异常状态配置包括：所述路由器备份组中的路由器主备切换后主用和备用路由器的带宽配置信息，所述带宽配置信息为异常主用带宽和异常备用带宽，且异常主用带宽大于异常备用带宽。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异常主用带宽的分配根据用户的业务情况而确定，且异常主用带宽与异常备用带宽之和为用户总带宽。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当路由器备份组中的主用路由器异常时，所述路由器备份组中的正常路由器根据汇聚路由器的IP地址向汇聚路由器发送通告报文上报异常，所述汇聚路由器为异常路由器加载异常备用带宽，并为正常路由器加载异常主用带宽。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该通告报文为UDP报文或TCP报文。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路由器备份组中的路由器主备切换后所有所述路由器备份组的用户通过当前主用路由器访问网络。

6.如权利要求1至5任意一项所述的方法，其特征在于，当所述主用路由器恢复正常时，将所述路由器备份组中各个路由器恢复为初始的配置。

7.一种基于VRRP的路由器动态分配带宽的系统，包括路由器备份组，其特征在于，进一步包括汇聚路由器，所述汇聚路由器用于为路由器备份组中的路由器设置异常状态配置，并在路由器备份组中的主用路由器异常时，为路由器备份组中的路由器加载异常状态配置；其中所述异常状态配置包括：所述路由器备份组中的路由器主备切换后主用和备用路由器的带宽配置信息，所述带宽配置信息为异常主用带宽和异常备用带宽，且异常主用带宽大于异常备用带宽。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述异常主用带宽的分配根据用户的业务情况而确定，且异常主用带宽与异常备用带宽之和为用户总带宽。

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，当路由器备份组中的主用路由器异常时，所述路由器备份组中的正常路由器根据汇聚路由器的IP地址向汇聚路由器发送通告报文上报异常，所述汇聚路由器为异常路由器加载异常备用带宽，并为正常路由器加载异常主用带宽。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，该通告报文为UDP报文或TCP报文。

11.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述路由器备份组中的路由器主备切换后所有所述路由器备份组的用户通过当前主用路由器访问网络。

12.如权利要求7至11任一所述的系统，其特征在于，异常路由器恢复正常时，所述汇聚路由器将所述路由器备份组配置恢复为初始的配置。

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