CN101595696A - 多路径虚拟路由器冗余 - Google Patents

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Abstract

公开了提供网关冗余的方法。在主和备网关的每一个上，将单个IP路由冗余协议实例与多个用户子网相关联。在每个网关上，各单个IP路由冗余协议实例被用来为所述多个用户子网提供网关冗余。

Description

多路径虚拟路由器冗余
背景技术
虚拟路由冗余协议(VRRP)使得多个互联网协议(IP)路由器能够被作为单个虚拟路由器呈现。使用VRRP提供的虚拟路由器可以被例如用来提供冗余网关。在任何一个时间，相对于与组相关联的IP地址，VRRP组中的一个路由器充当“主(master)”，其它充当“备(standby)”。如果充当主的路由器出故障，VRRP提供确定哪个备路由器将承担主的角色的机制(基于VRRP优先级)。典型地，主定期地向与VRRP组相关联的多播IP地址发送VRRP通告，告诉备路由器所述主仍旧是活动的并且在备路由器间调整VRRP优先级等。这样的通告消耗主和备路由器处的网络带宽和系统开销。因此，需要将与VRRP相关联的资源消耗减到最少的方式，特别是在关于多个用户主机和/或服务上下文提供冗余的上下文中。
附图说明
在以下的详细描述和附图中公开了本发明的各种实施例。
图1是示出为多个用户子网提供路由器冗余的系统的实施例的框图；
图2是示出为多个路径或连接提供冗余的过程的实施例的流程图；
图3是示出从备到主的故障倒换的过程的实施例的流程图；
图4是示出从备改变到主VRRP状态的过程的实施例的流程图；
图5是示出关于多个IP子网提供冗余的系统的实施例的框图；以及
图6是示出经由冗余IP接口分流流量的过程的实施例的流程图。
具体实施方式
可以以包括过程、装备、系统、合成材料(composition of matter)、诸如计算机可读存储介质的计算机可读介质或程序指令被经过光或通信链路发送的计算机网络的众多方式实现本发明。在本说明书中，这些实现，或本发明可以采用的任何其它形式，可以被称为技术。所描述的被配置为实施任务的诸如处理器或存储器的部件包括被临时配置为在给定时间实施所述任务的一般部件或被制造为实施所述任务的特定部件。一般地，在本发明的范围内，所公开的过程的步骤的顺序可以被变更。
以下结合示出本发明原理的附图，提供本发明的一个或多个实施例的详细描述。结合这样的实施例来描述本发明，但是本发明不限于任何实施例。本发明的范围仅受权利要求限制，并且本发明覆盖众多的替代物、修改和等同物。在以下描述中阐述众多的具体细节，以便提供对本发明的透彻的理解。提供这些细节用于示例目的，可以根据权利要求在没有这些具体细节的某些或全部的情况下实践本发明。出于简化目的，没有详细描述在与本发明相关的技术领域中已知的技术材料，以免不必要地模糊本发明。
公开了使用单个VRRP实例为多个路径(例如，多个用户和/或诸如多个服务接入点的服务上下文)提供路由冗余的方法。代替每个路径(连接)发送它自己的VRRP消息，单个服务或其它上下文代表它自身和它已与之组成组的其它服务(或其它上下文)发送VRRP消息。如果主路由器出故障和/或到备路由器的受控切换被要求，在当前主和/或要接管的备(例如，经过正常的VRRP接替)处的单个VRRP实例为组中的所有服务(或其它)上下文管理故障倒换/切换。
在一些实施例中，在主和备网关的每一个上，各单个IP路由冗余协议(例如，VRRP)实例被与组IP接口相关联，所述组IP接口具有与它相关联的多个用户子网。单个IP路由冗余协议实例被用来为包括组的用户子网提供网关冗余。
图1是示出为多个用户子网提供路由器冗余的系统的实施例的框图。在所示出的例子中，在图1中以用户主机102表示的一个或多个用户主机集经由数字用户线路接入复用器(DSLAM)104接入网络服务，数字用户线路接入复用器(DSLAM)104通过多个供应商边缘路由器106和126连接到核心供应商网络(未示出)。在一些实施例中，关于与关联到DSLAM104的用户主机相关联的流量，路由器106和126的一个被配置为处于“主”状态，另一个处于“备”状态。在一些实施例中，虚拟路由冗余协议(VRRP)被用来确定所述两个路由器的哪一个在任何给定时间将充当主用。在所示出的例子中，与DSLAM 104相关联的多个用户主机的每个在路由器106处被与相应的在该例子中被称为“服务接入点”或SAP的服务上下文相关联，所述“服务接入点”或SAP的每个与未编号的组接口108相关联。在多个服务接入点112中包括的主SAP 114出于VRRP的目的充当用于所述组的主，并且通过与组接口108相关联的相关VRRP实例116控制和实施VRRP功能。与在组中包括的服务接入点112相关联的流量，在经由与DSLAM 104相关联的连接(例如，物理端口)到达路由器106处时，在路由器106处被与组接口108相关联，并且使用路由上下文110经由连接118被路由到核心供应商网络(未示出)。第二(例如，备)路由器126类似地包括组接口128、路由上下文130、服务接入点132、主SAP 134、共享VRRP实例136、以及到核心供应商网络的连接138。在一些实施例中，在单个路由器上，组中的所有服务上下文(SAP)处于例如或者“主”或者“备”模式的相同的VRRP模式，并且均一起改变，例如，如果发生故障倒换或其它切换时从备切换到主。
在一些实施例中，诸如图1中的组接口108和128的组IP接口被创建为未编号接口，并且不具有它们自己的本地子网。由于向用户主机提供网关路由的组接口的未编号性质、大量的潜在用户子网网关地址、主需要通过网关MAC地址路由、以及每用户VLAN潜在转发模型，VRRP不能被用来在诸如图1中所示的双归属情形中在边缘路由器之间提供网关冗余。因此，为了如以上所描述的提供这样的冗余，单个的VRRP实例(例如，116和136)被提供并且被配置成为与组接口相关联的所有用户主机提供网关冗余。
图2是示出为多个路径或连接提供冗余的过程的实施例的流程图。在所示出的例子中，确定哪些连接(例如，用户主机和/或子网)要被一起包括在组中(202)。组接口被配置，并且单个VRRP实例被提供并且被配置成为与组接口相关联的用户主机提供网关冗余(204)。
在一些实施例中，在故障倒换时，已变成活动/主的之前的备路由器简单开始使用共享MAC发送正常的流量，所以，诸如图1中示出的例子中的FIB 140的DSLAM FIB在正常过程中得到更新，而不要求特殊的信令。在一些实施例中，“变成主”VRRP状态被定义并且被配置为管理从备VRRP状态到主VRRP状态的受控转变。在故障倒换时，已变成活动/主的之前的备开始使用共享MAC发送正常的流量，所以，DSLAM FIB在正常的过程中得到更新，而不要求特殊的信令。新的主还使用共享MAC发送免费的ARP，以在所附桥接设备上板上组装FIB。“变成主”状态和相关联的带外信令被定义来促进故障倒换。
图3是示出从备到主的故障倒换的过程的实施例的流程图。在备状态中，接收主路由器已出故障的指示(302)。这样的指示的例子是确定规定的时间间隔已过还未从单个VRRP实例接收VRRP通告，所述单个VRRP实例在主处被配置为关于多个子网提供网关冗余。在(之前的)备路由器处的本地VRRP实例被置于活动状态(304)。新的“主”简单开始使用与组相关联的MAC地址来发送与组相关联的流量(306)，而不是如之前由VRRP规定的发送VRRP消息来通知它的新“主”状态。在一些实施例中，免费的ARP(即，不是对ARP请求的响应)被通过新的“主”路由器发送，以在所附桥接设备和/或其它下游节点上板上组装FIB。
图4是示出从备改变到主VRRP状态的过程的实施例的流程图。在所示出的例子中，接收关于组接口变成“主”路由器的指示(402)。进入“变成主”状态(404)。VRRP协议定义“备”状态和“主”状态，并且在一些实施例中，VRRP被修改来识别“变成主”状态，“变成主”状态是“备”状态和“主”状态之间的过渡状态。在一些实施例中，变成主状态启动备路由器，如此处描述的，所述备路由器已经经由带外通信接收了它要变成主来在实际进入如常规VRRP中定义的主状态前，发起关于所有适当的接口变成主的过程的指示。使用与组相关联的MAC地址发送免费的ARP响应(406)。一旦到“主”状态的过渡要被完成(408)，与组相关联的本地VRRP实例被置于“主”状态(410)并且新的“主”路由器开始使用组MAC地址来发送与组相关联的流量(412)。
图5是示出关于多个IP子网提供冗余的系统的实施例的框图。在所示出的例子中，在图5中以主机502表示的一个或多个用户主机组经由DSLAM 504、供应商边缘路由器506(带有相关联的服务上下文508和到核心网络512的连接510)和516(带有相关联的服务上下文518和到核心网络512的连接520)接入网络服务。在一些实施例中，处于“备”状态的路由器例如经由MPLS隧道或诸如图5中所示出的例子中的接口522的其它冗余IP接口分流到主的、与它对之处于备的用户主机相关联的入站流量，例如以促进关于与特定用户和/或服务上下文相关联的流量执行服务级别协定和/或其它策略和/或承诺。在所示出的例子中，路由器506和路由器516每个将经由它的相应的到核心网络512的连接通告到达与经由DSLAM 504可接入的子网相关联的IP地址的能力。例如，如果用户主机502具有IP地址1.1.1.100和相关联的子网1.1.1.0/24，路由器506和516的每个将通告它到达子网1.1.1.0/24的能力。然而，注意，服务级别和/或其它策略执行、账务和/或计费、日志和/或审计等以使得与用户主机相关联的所有流量通过路由器106和116的特定一个(例如，无论它们中的哪一个处于“主”状态)可能是令人期望的。在一些实施例中，服务或其它上下文，诸如图5中示出的例子中的服务上下文508和518，被配置为在备状态时关于服务上下文与之相关联的用户主机/子网经由诸如IP接口522的冗余IP接口分流到主的流量。在一些实施例中，图5的服务上下文508和518被包括在与未编号的或其它组接口相关联的服务上下文组中，如图1中示出的例子中所示，以及组中的所有服务上下文在备状态时分流到主路由器上的相应的服务上下文的相关联的流量。
图6是示出经由冗余IP接口分流流量的过程的实施例的流程图。在一些实施例中，在备状态时，通过诸如服务上下文508和518的服务上下文实现图6的过程。在所示出的例子中，在接收分组(602)时，确定所述分组是否与组接口相关联(604)。如果是，确定与组相关联的本地VRRP实例是否处于“主”状态(606)。如果本地VRRP实例处于主状态(606)或者所述分组不与组接口相关联(604)，则所述分组经由与目的地相关联的本地端口被转发(608)。如果所述分组与组接口相关联(604)但是本地VRRP实例不处于主状态(606)，则所述分组经由到路由器的冗余IP接口(例如，MPLS隧道)被分流，所述路由器当前关于所述组接口与之相关联的组处于主状态(610)。
使用此处描述的技术，与VRRP信令相关联的系统开销和带宽消耗被减到最少，并且实现了通过最少的信令更快速地故障倒换/切换到备网关。
尽管出于清晰理解的目的，已详细地描述了上述实施例。本发明不限于所提供的细节。有很多实现本发明的替换方式。所公开的实施例是说明性的，而不是限制性的。

Claims (20)

1.一种提供网关冗余的方法，包括：
在主和备网关的每一个上，将多个用户子网与单个IP路由冗余协议实例相关联；以及
使用所述单个IP路由冗余协议实例来为所述多个用户子网提供网关冗余。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述单个IP路由冗余协议实例与所述多个用户子网相关联包括在所述主和所述备网关的每一个上配置未编号组IP接口以及将所述多个用户子网与所述组IP接口相关联。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述单个IP路由冗余协议实例与所述多个用户子网相关联进一步包括将所述单个IP路由冗余协议实例与所述组接口相关联。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述单个IP路由冗余协议实例包括虚拟路由冗余协议(VRRP)实例。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户子网的至少一个子网的每个与相应的服务上下文相关联，并且将所述单个IP路由冗余协议实例与所述多个用户子网相关联包括将所述单个IP路由冗余协议实例与所述各服务上下文的每个相关联。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述备网关处接收所述备网关要进入主状态的指示以及在所述备网关处将所述单个IP路由冗余协议实例置于所述主状态。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述指示包括所述主网关已经出故障的指示。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述指示包括在规定的时间间隔内未从所述主网关处的所述单个IP路由冗余协议实例接收到通告消息的确定。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述指示包括来自所述主网关处的所述单个IP路由冗余协议实例的、请求所述备网关进入所述主状态的讯息。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述备网关处的所述单个IP路由冗余协议实例置于所述主状态包括将所述备网关处的所述单个IP路由冗余协议实例置于与从备状态到所述主状态的过渡相关联的“变成主”状态。
11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述备网关处接收所述备网关要进入主状态的指示以及在将所述备网关处的所述单个IP路由冗余协议实例置于所述主状态前进入变成主状态。
12.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述备网关处的所述单个IP路由冗余协议实例置于所述主状态包括使用与所述多个用户子网相关联的MAC地址发送与一个或多个所述用户子网相关联的网络讯息。
13.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述备网关处的所述单个IP路由冗余协议实例置于所述主状态包括使用与所述多个用户子网相关联的MAC地址发送免费的ARP消息。
14.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述备网关处经由与核心供应商网络相关联的接口接收与所述多个用户子网的一个或多个相关联的IP分组；以及分流到所述主网关的接收的IP分组。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述IP分组经由连接所述备网关和所述主网关的冗余IP接口被分流。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述冗余IP接口包括MPLS隧道。
17.一种路由器，包括：
与多个用户子网相关联的通信接口；以及
与所述通信接口相关联的单个IP路由冗余协议实例，所述单个IP路由冗余协议实例被配置为关于在所述多个用户子网中包括的用户子网提供IP路由冗余。
18.根据权利要求17所述的路由器，其中，所述通信接口包括未编号的组IP接口。
19.根据权利要求17所述的路由器，其中，所述用户子网的每个具有与它相关联的相应的服务上下文实例，并且每个这样的服务上下文实例与所述通信接口相关联。
20.一种用于提供网关冗余的计算机程序产品，在计算机可读介质中体现所述计算机程序产品，并且所述计算机程序产品包括用于以下的计算机指令：
在主和备网关的每一个上，将多个用户子网与单个IP路由冗余协议实例相关联；以及
使用所述单个IP路由冗余协议实例来为所述多个用户子网提供网关冗余。
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