CN101645840B - 一种转发报文的方法、系统及路由设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信领域，公开了一种转发报文的方法、系统及路由设备，通过所述第一物理路由器接收来自所述第二物理路由器的状态通告协议报文，当判断出存在两个以上处于主用状态的物理路由器时，所述第一物理路由器向网络侧路由器发布更新后的路由以使所述网络侧路由器根据所述路由向所述用户侧主机转发报文。利用本发明公开的方法，解决了现有技术中，当用户侧的链路发生故障导致虚拟路由器出现多个主用路由器时，用户侧主机正常通信受到影响的问题。

Description

一种转发报文的方法、系统及路由设备

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种转发报文的方法、系统及路由设备。

背景技术

在TCP/IP协议网络中，网络设备通过查找路由表项决定下一个转发路径。目前常用的路由表项生成方法有两种：一种是通过路由协议动态学习；另一种是配置静态路由。由于每一个终端都实现路由协议是不现实的，因此普遍采用对终端IP设备配置静态路由的方法，一般是给终端设备指定一个或者多个默认网关。

配置静态路由的方法简化了网络管理的复杂度和减轻了终端设备的通信开销，但是它有一个缺点：如果作为默认网关的路由器损坏，所有使用该网关为下一跳主机的通信必然要中断。即便配置了多个默认网关，如不重新启动终端设备，也不能切换到新的网关。

采用VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议)可以很好地避免静态路由指定网关的缺陷。简单来说，VRRP是一种容错协议，它保证当用户主机的下一跳路由器出现故障时，可以由另一台路由器及时来代替工作，从而保持通讯的连续性和可靠性。管理员给同一网段内不同路由器或者三层交换机配置相同的虚拟路由器标识和虚拟IP地址，使它们组成一个虚拟路由器。虚拟路由器由一台主用和若干台备用路由器或者三层交换机组成，其中的主用路由器或者三层交换机实现真正的转发报文的功能。当主用路由器出现故障时，其中的一个备用路由器将成为新的主用路由器，接替它的工作。

上述方法的组网方式如图1所示，路由器110和路由器120组成一个虚拟的路由器。这个虚拟的路由器拥有一个IP地址192.1.1.1。局域网内的主机仅仅知道虚拟IP地址192.1.1.1，但不知道路由器110的IP地址和路由器120的IP地址，它将自己的缺省路由设置为该虚拟路由器的IP地址192.1.1.1。于是，网络中的主机就通过这个虚拟的路由器来与其它网络进行通信。对于这个虚拟路由器需要进行如下工作：

1、根据优先级的大小选择主用路由器，优先级最大的路由器成为主用路由器；当优先级相等时，接口主IP地址大的路由器成为主用路由器。由主用路由器提供报文转发的服务。

2、其它路由器作为备用路由器，随时监测主用路由器的状态。当主用路由器正常工作时，每隔一段时间它会发送一个VRRP组播报文，以通知虚拟路由内的备用路由器，主用路由器处于正常工作状态。如果虚拟路由内的备用路由器长时间没有接收到来自主用路由器的报文，则将自己变成主用路由器。当虚拟路由内有多台备用路由器时，将有可能产生多个主用路由器。这时每一个主路由器就会比较接收到的VRRP报文中的优先级和自己的优先级：如果自己的优先级小于VRRP报文中的优先级，或者自己的优先级和VRRP报文中的优先级相等但是自己的接口主IP地址小于VRRP报文的源地址，则将自己变成备用路由器，否则保持自己的状态不变。通过这样一个过程，就会将优先级最大的路由器选成新的主用路由器，完成主用路由器的选举过程。

由以上可以看出，使用VRRP，当局域网内的一台路由器或三层交换机出现故障时，将自动由另外一台路由器或三层交换机代替工作。但是这种结构存在一个问题：采用VRRP后，当用户侧链路出现故障时，备用路由器因为接收不到VRRP组播报文，认为自己是主用路由器，这时虚拟路由器出现多个主用路由器，将对用户侧主机的通信造成不利影响。具体如图1所示组网包括路由器100、路由器110、路由器120、交换机111、交换机121、主机112和主机122，路由器110与路由器120组成虚拟路由器，其中，路由器110为主用路由器，路由器120为备用路由器，虚拟路由器位于网络侧和用户侧之间，路由器100属于网络侧，VRRP报文的传输链路包括链路131、链路132和链路133，当用户侧链路133出现故障时，路由器120不能正常接收路由器110发送的VRRP报文，路由器120认为自己是主用路由器，从而可能出现路由器100向路由器110下发数据报文时，由于用户侧链路133出现故障，造成下发给主机122的数据报文无法到达；

综上所述，在如图1所示的组网下，当用户侧链路出现故障时，VRRP路由器的VRRP报文不能正确传递，每个VRRP路由器都认为自己是主路由器，导致出现多个主用路由器，数据报文无法顺利达到用户侧主机，使得用户侧主机正常通信受到影响。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种转发报文的方法、系统及路由设备，解决现有技术中，当虚拟路由器中出现多个主用路由器时，用户侧主机正常通信受到影响的问题。

本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种转发报文的方法，适用于虚拟路由器，所述虚拟路由器包括至少两个物理路由器，其中两个物理路由器分别是第一物理路由器110和第二物理路由器120，所述虚拟路由器位于用户侧和网络侧之间，

所述第一物理路由器110接收所述第二物理路由器120通过网络侧路由器转发的状态通告协议报文，所述状态通告协议报文携带所述第二物理路由器120的当前状态，所述当前状态为主用状态或者备用状态；

根据所述状态通告协议报文中携带的当前状态和所述第一物理路由器的所述当前状态判断出所述虚拟路由器中存在两个以上所述当前状态为主用状态的物理路由器；

当所述第一物理路由器110上用户侧主机的路由更新之后，所述第一物理路由器110向网络侧路由器发布更新后的所述路由以使所述网络侧路由器根据更新后的所述路由向所述用户侧主机转发报文。

一种路由设备，所述路由设备组成虚拟路由器，所述虚拟路由器位于用户侧和网络侧之间，所述路由设备包括：

接收端口510，用于接收状态通告协议报文，所述状态通告协议报文携带发送端的当前状态，所述当前状态包括主用状态或备用状态；

存储模块530，用于存储所述路由设备的所述当前状态；

发送端口550，用于发送所述状态通告协议报文，所述状态通告协议报文携带所述路由设备的所述当前状态；

判断模块520，用于判断所述虚拟路由器中是否存在两个以上所述当前状 态为主用状态的所述路由设备；

路由发布模块540，用于当所述路由设备上用户侧主机的路由更新之后，向网络侧路由器发布更新后的所述路由。

一种转发报文的系统，所述系统包括至少一个虚拟路由器和至少一个位于网络侧的物理路由器，所述虚拟路由器位于用户侧和网络侧之间，且所述虚拟路由器包括至少两个所述的路由设备。

采用本发明的技术方案，通过所述第一物理路由器接收来自所述第二物理路由器的状态通告协议报文，当判断出存在两个以上处于主用状态的物理路由器时，所述第一物理路由器向网络侧路由器发布更新后的路由以使所述网络侧路由器根据所述路由向所述用户侧主机转发报文，达到了当虚拟路由器出现多个主用路由器时，用户侧主机能够正常通信的技术效果。

附图说明

图1本发明实施例的组网示意图；

图2为本发明的实施例提供的转发报文方法流程图；

图3为本发明的实施中的TCP报文格式示意图；

图4为本发明的实施例中的状态通告协议报文的数据字段303示意图；

图5为本发明的实施例提供的一种路由设备示意图；

图6为本发明的实施例提供的一种转发报文系统示意图；

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为便于说明，下面介绍本发明的一个具体实施例。如图1所示，路由器110与路由器120组成虚拟路由器，虚拟路由器位于网络侧和用户侧之间，其中，路由器110为第一物理路由器，路由器120为第二物理路由器，网络侧路由器100与路由器110通过网络侧链路141连接，网络侧路由器100与路由器120通过网络侧链路142连接，路由器110与交换机111通过用户侧链路131连接，路由器120与交换机121通过用户侧链路132连接，交换机111与交换机121通过用户侧链路133连接，下面以路由器110为例，对转发报文的技术方案进行具体介绍。

路由器110转发报文的流程如图2所示，具体为：

201、接收状态通告协议报文；

202、判断是否存在两个以上当前状态为主用状态的物理路由器；

203、发布用户侧主机路由。

上述实施例中201具体可以包括接收来自路由器120的状态通告协议报文，该状态通告协议报文携带路由器120的当前状态。

其中，当前状态包括主用状态或备用状态。

其中，状态通告协议报文通过网络侧链路141和网络侧链路142到达路由器110。

状态通告协议报文包括传输层控制协议TCP报文，TCP报文如图3所示，包括IP首部301、TCP首部302和数据字段303，IP首部301和TCP首部302中具体字段的详细定义参考IP首部标准定义和TCP首部标准定义。图3所示TCP报文中数据字段303的具体格式如图4所示，包括虚拟路由器标识符401、路由器状态402和保留403，其中，

虚拟路由器标识符401，用于识别虚拟路由器。

路由器状态402，用于表示路由器120的当前状态，当前状态包括主用状态或备用状态。可以定义路由器状态402字段的数值为特定数值来表示当前状态，例如，当路由器状态402的数值为(1)时，表示路由器120当前状态为主用状态；当路由器状态402的数值为(0)时，表示路由器120当前状态为备用状态。

保留403，用于扩展功能或数据填充。

以上定义的数据字段303的格式，并不限定具体的格式，可以有多种表示方式。

状态通告协议报文不限定具体的报文格式，可以采用多种形式的报文携带路由器120的当前状态。

上述实施例中202具体可以包括：

判断是否属于同一虚拟路由器，判断路由器110与路由器120是否属于同一虚拟路由器，具体为：获取状态通告协议报文中的虚拟路由器标识符401的数值；判断该数值是否与路由器110的虚拟路由器标识符相同；当判断相同时，表明路由器120与路由器110属于同一个虚拟路由器，继续执行操作，否则，路由器110的操作结束；

当网络中只存在一个虚拟路由器时，上述判断是否属于同一虚拟路由器的操作可以省略。

获取状态通告协议报文中的路由器状态402字段的数值，确定路由器120当前状态；

判断路由器120的当前状态与路由器110的当前状态是否同为主用状态，如果路由器120的当前状态与路由器110的当前状态同为主用状态，跳转至203，否则，路由器110的操作结束。

上述实施例中203具体可以包括：

当路由器110上用户侧主机的路由更新之后，路由器110向网络侧路由器100发布更新后的路由以使网络侧路由器100根据该路由向用户侧主机112转发报文。

路由器110的操作结束。

本发明实施例中，通过路由器110接收来自路由器120的状态通告协议报文，当判断出存在两个以上处于主用状态的物理路由器时，路由器110向网络侧路由器100发布更新后的路由以使网络侧路由器100根据更新后的路由向用户侧主机112转发报文，达到了当虚拟路由器出现多个主用路由器时，报文能够顺利转发到用户侧主机112的技术效果，保证了用户侧主机112能够正常通信。

在本发明的实施例中，路由器110还包括向路由器120发送状态通告协议报文的动作。

其中，路由器110向路由器120发送所述状态通告协议报文，具体可以包括：

当路由器110的当前状态为主用状态，用户侧的链路发生故障或路由器 110接收到来自路由器120的状态通告协议报文时，路由器110向路由器120或虚拟路由器中的除路由器110之外的物理路由器发送状态通告协议报文；

或者

当路由器110的当前状态为备用状态，用户侧的链路发生故障或路由器110接收到来自路由器120的状态通告协议报文或路由器110的当前状态由备用状态变为主用状态时，路由器110向路由器120或虚拟路由器中的除路由器110之外的物理路由器或虚拟路由器中的当前状态为主用状态的物理路由器发送状态通告协议报文。

本发明实施例中，通过发送状态通告协议报文，使得虚拟路由器中的其它物理路由器获得了路由器110的当前状态。

本发明实施例中，优选的发送状态通告协议报文的方式包括：

当路由器110的当前状态为主用状态，用户侧的链路发生故障或路由器110接收到来自路由器120的状态通告协议报文时，路由器110向虚拟路由器中的除路由器110之外的物理路由器发送状态通告协议报文；

或者

当路由器110的当前状态为备用状态，路由器110的当前状态由备用状态变为主用状态时，路由器110向虚拟路由器中的除路由器110之外的物理路由器发送状态通告协议报文。

本发明实施例中，通过优选的发送状态通告协议报文的方式，使得虚拟路由器中的其它物理路由器获得了路由器110的当前状态，进一步减少了状态通告协议报文的频繁发送，节省了网络带宽。

本发明实施例中，用户侧的链路发生故障包括用户侧链路131、用户侧链路132和用户侧链路133中任意一个发生故障或者多个同时发生故障。

本发明实施例中，图1所示的组网拓扑中并未限定虚拟路由器的个数和虚拟路由器中物理路由器的个数，三个以上物理路由器时，每个物理路由器的操作与上述方法相同。

本发明实施例中，路由器110也可以是其他具备路由功能模块的任何网络设备，例如三层交换机等。

采用本发明的技术方案，当所述用户侧的链路133发生故障时，通过路由器110接收状态通告协议报文，判断虚拟路由器中是否存在两个以上处于主用状态的物理路由器，当判断存在两个以上处于主用状态的物理路由器时，向网络侧路由器100发布用户侧主机112更新后的路由，以使网络侧路由器100根据用户侧主机112的路由向用户侧主机112转发报文，解决了现有技术中，当用户侧链路133出现故障时，导致虚拟路由器中出现多个主用路由器，从而导致报文发送到错误的路由器而导致报文丢失，使得用户侧主机112正常通信受到影响的问题。达到了当用户侧链路133出现故障，导致虚拟路由器中出现多个主用路由器时，用户侧主机112仍然能够正常通信的技术效果。

本发明实施例还提供了一种路由设备，该路由设备可以组成虚拟路由器，虚拟路由器由至少两个该路由设备组成，该虚拟路由器位于用户侧和网络侧之间，该路由设备包括：

接收端口510，用于接收状态通告协议报文，该状态通告协议报文携带发送端的当前状态，该当前状态包括主用状态或备用状态；

存储模块530，用于存储该路由设备的当前状态；

发送端口550，用于发送状态通告协议报文，该状态通告协议报文携带所述路由设备的所述当前状态；

判断模块520，用于判断虚拟路由器中是否存在两个以上当前状态为主用状态的路由设备；

路由发布模块540，用于当路由设备上用户侧主机的路由更新之后，向网络侧路由器发布更新后的路由。

本发明实施例还提供了一种转发报文的系统，该系统包括至少一个虚拟路由器，该虚拟路由器位于用户侧和网络侧之间，该虚拟路由器包括至少两个上述实施例中的路由设备，同时还包括至少一个位于网络侧的物理路由器。

通过以上的实施方式的描述，本领域的普通技术人员可以清楚地了解到本发明实施例可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过 硬件来实现。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备、或者服务器、或者其他网络设备执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种转发报文的方法，其特征在于，适用于虚拟路由器，所述虚拟路由器包括至少两个物理路由器，其中两个物理路由器分别是第一物理路由器(110)和第二物理路由器(120)，所述虚拟路由器位于用户侧和网络侧之间，

所述第一物理路由器(110)接收所述第二物理路由器(120)通过网络侧路由器转发的状态通告协议报文，所述状态通告协议报文携带所述第二物理路由器(120)的当前状态，所述当前状态为主用状态或者备用状态；

根据所述状态通告协议报文中携带的当前状态和所述第一物理路由器的所述当前状态判断出所述虚拟路由器中存在两个以上所述当前状态为主用状态的物理路由器；

当所述第一物理路由器(110)上用户侧主机的路由更新之后，所述第一物理路由器(110)向网络侧路由器发布更新后的所述路由以使所述网络侧路由器根据更新后的所述路由向所述用户侧主机转发报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断出所述虚拟路由器中存在两个以上所述当前状态为主用状态的物理路由器，具体为：所述第一物理路由器(110)从所述状态通告协议报文中获取所述第二物理路由器(120)的所述当前状态，当所述第二物理路由器(120)的所述当前状态及所述第一物理路由器(110)的所述当前状态同为主用状态时，判断出所述虚拟路由器中存在两个以上所述当前状态为主用状态的物理路由器。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述第一物理路由器(110)的所述当前状态为主用状态，所述用户侧的链路发生故障或所述第一物理路由器(110)接收到来自所述第二物理路由器(120)的所述状态通告协议报文时，所述第一物理路由器(110)向所述第二物理路由器(120)或所述虚拟路由器中的除所述第一物理路由器(110)之外的物理路由器发送所述状态通告协议报文；

当所述第一物理路由器(110)的所述当前状态为备用状态，所述用户侧的链路发生故障或所述第一物理路由器(110)接收到来自所述第二物理路由器(120)的所述状态通告协议报文或所述第一物理路由器(110)的所述当前状态由备用状态变为主用状态时，所述第一物理路由器(110)向所述第二物理路由器(120)或所述虚拟路由器中的除所述第一物理路由器(110)之外的物理路由器或所述虚拟路由器中的所述当前状态为主用状态的物理路由器发送所述状态通告协议报文。

4.一种路由设备，所述路由设备组成虚拟路由器，所述虚拟路由器位于用户侧和网络侧之间，其特征在于，所述路由设备包括：

接收端口(510)，用于接收状态通告协议报文，所述状态通告协议报文携带发送端的当前状态，所述当前状态包括主用状态或备用状态；

存储模块(530)，用于存储所述路由设备的所述当前状态；

发送端口(550)，用于发送所述状态通告协议报文，所述状态通告协议报文携带所述路由设备的所述当前状态；

判断模块(520)，用于判断所述虚拟路由器中是否存在两个以上所述当前状态为主用状态的所述路由设备；

路由发布模块(540)，用于当所述路由设备上用户侧主机的路由更新之后，向网络侧路由器发布更新后的所述路由。

5.根据权利要求4所述路由设备，其特征在于，所述判断模块包括：

获取单元(610)，用于获取所述接收端口(510)接收的所述状态通告协议报文携带的所述发送端的所述当前状态；

查询单元(620)，用于查询所述路由设备的所述当前状态；

对比单元(630)，对比所述路由设备的所述当前状态与所述发送端的所述当前状态是否同为主用状态。

6.一种转发报文的系统，其特征在于，所述系统包括至少一个虚拟路由器和至少一个位于网络侧的物理路由器，所述虚拟路由器位于用户侧和网络侧之间，且所述虚拟路由器包括至少两个如权利要求4至5中任意一项所述的路由设备。

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