CN101841432A - 一种业务接入路由器的端口备份方法、装置和系统 - Google Patents

一种业务接入路由器的端口备份方法、装置和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种业务接入路由器的端口备份方法、装置和系统，对业务接入路由器的端口配置备份组及端口角色；对主用端口和备用端口收到的用户报文分别进行处理；向备用端口同步主用端口的工作状态，当主用端口异常时，将备用端口切换为主用状态，保证用户的业务可以继续。采用本发明的技术方案可以实现多接入、组播和广播局域网，例如以太网环境下的业务接入路由器设备内或设备间的用户端口备份，提高端口选择可控性，提高设备效率，降低成本，具有很好的实际应用价值。

Description

一种业务接入路由器的端口备份方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及数据通信技术领域，尤其涉及一种业务接入路由器的端口备份方法、装置和系统。
背景技术
随着宽带技术的高速发展，对业务接入设备可靠性的要求越来越高。为了提高业务接入设备的可靠性，需要对业务接入设备进行冗余备份，以避免因为业务接入设备的单点故障导致业务的中断。通常BRAS(Broadband Remote AccessServer，宽带远程接入服务器)设备也可以支持冗佘备份功能，当PPPoE(Point-to-Point Protocol over Ethernet，以太网上的点对点协议)用户请求接入时，客户端发送的请求上线报文为广播报文，同一台BRAS设备的多个端口甚至多台BRAS设备都可以接收到，并响应用户的请求，客户端根据最先接收到的应答报文选择BRAS设备作为网关。当作为网关的这台BRAS设备出现故障之后，用户重新拨号，只要现有的BRAS设备能够响应，客户端就能够重新选择一台设备作为网关，业务可以继续。但是用户选择BRAS设备存在很大的随意性，该方案无法控制用户从哪台设备，哪个端口的接入，并且BRAS设备的每个端口都可以接收到请求接入报文，都要处理并向用户回应答，因此增加了设备负担。
其他常见的备份方案，如利用VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由冗佘协议)实现的是三层端口的备份，需要配置IP地址，另外，由于VRRP协议的限制，不能把一台路由器的多个接口设置到同一备份组中，无法实现同一台设备间的端口备份。
设备冷备份则需要软硬件配置完全相同的两台BRAS设备，当一台BRAS设备设置出现故障时，将上下行连接线割接到备用设备，存在的缺点是：造价高，并且不能很好的解决部分端口出现故障时的备份，需要人工操作，实时性差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种业务接入路由器的端口备份方法、装置和系统，能够同时实现业务接入路由器内部和业务接入路由器之间的端口备份。
本发明采用的技术方案是，一种业务接入路由器的端口备份方法，包括：
对一个业务接入路由器的多个内部端口或者多个所述业务接入路由器之间的多个端口配置备份组及端口角色，所述端口角色为主用端口或者备用端口，主用端口初始处于主用状态，备用端口初始处于备用状态；
根据端口角色和端口状态对收到的用户报文进行处理；
向备用端口同步主用端口的工作状态，当主用端口异常时，备用端口切换为主用状态。
所述向备用端口同步主用端口的工作状态的过程包括：主用端口定时向备用端口发送通告报文，若备用端口在设定的时间内接收到主用端口发来的通告报文，则获知主用端口正常，若备用端口在设定的时间内未接收到主用端口发来的通告报文，则获知主用端口异常。
所述用户报文包括：用户请求报文和用户数据报文；
所述根据端口角色和端口状态对收到的用户报文进行处理的过程包括：
主用端口收到用户请求报文或用户数据报文时，转发到对应模块处理；
备用端口收到用户请求报文时，判断所述备用端口处于备用状态还是主用状态，若是备用状态，则将用户请求报文丢弃，若是主用状态，则转发到对应模块处理；
备用端口收到用户数据报文时，将所述用户数据报文转发到对应模块处理。
优选的，在备用端口切换为主用状态之后，该方法进一步包括：
当备用端口重新接收到主用端口发来的通告报文时，备用端口切换回备用状态。
本发明还提供一种业务接入路由器的端口备份装置，包括以下组成部分：
配置模块，用于接受用户对端口的与备份相关配置信息，所述配置信息包括备份组和端口角色，所述端口角色为主用端口或备用端口；
协议处理模块，用于根据所述配置信息，向备用端口同步主用端口的工作状态，当主用端口异常时，将备用端口切换为主用状态；
报文接口模块，用于根据所述配置信息，对收到的报文进行处理。
所述协议处理模块进一步用于通过主用端口定时向报文接口模块发送通告报文，或者通过备用端口接收报文接口模块上报的通告报文。
所述协议处理模块进一步用于通过判断出备用端口在设定的时间内收到通告报文，获知主用端口正常；
通过判断出备用端口在设定的时间内没有收到通告报文，获知主用端口异常，将备用端口切换为主用状态。
所述报文包括：用户报文和/或通告报文，所述用户报文包括：用户请求报文和用户数据报文；
所述报文接口模块进一步用于，当备份组中的任一端口收到用户请求报文时，判断所述端口处于主用状态还是备用状态，若是备用状态，则将用户请求报文丢弃，若是主用状态，则转发到对应模块处理；
当备份组中的任一端口收到用户数据报文，转发到对应模块处理；
当备用端口收到通告报文，向协议处理模块透传通告报文。
优选的，所述协议处理模块在将备用端口切换为主用状态之后，进一步用于，当备用端口重新收到主用端口发来的通告报文时，将备用端口切换回备用状态。
本发明还提供一种业务接入路由器的端口备份系统，包括：带有主用端口的第一业务接入路由器和带有备用端口的第二业务接入路由器，其中，
第一业务接入路由器包括以下组成部分：
第一配置模块，用于接受用户对主用端口进行的与备份相关的主用配置信息，所述主用配置信息包括：备份组和主用状态；
第一协议处理模块，用于定时通过第一报文接口模块向备用端口发送通告报文；
第一报文接口模块，用于根据所述主用配置信息，对主用端口收到的用户报文进行处理；
第二业务接入路由器包括以下组成部分：
第二配置模块，用于接受用户对备用端口进行的与备份相关的备用配置信息，所述备用配置信息包括：备份组和备用状态信息；
第二协议处理模块，用于通过第二报文接口模块接收从主用端口发来的通告报文，在主用端口异常时，将备用端口切换为主用状态；
第二报文接口模块，用于根据所述备用配置信息，对备用端口收到的用户报文和通告报文进行处理。
所述第二协议处理模块进一步用于当判断出备用端口在设定的时间内没有收到通告报文时，将备用端口切换为主用状态；
当备用端口重新接收到主用端口发来的通告报文时，将备用端口切换回备用状态。
所述用户报文包括：用户请求报文和用户数据报文；
所述第一报文接口模块进一步用于，当主用端口收到用户请求报文或用户数据报文时，转发到对应模块处理；
所述第二报文接口模块进一步用于，当备用端口收到用户请求报文时，判断备用端口处于备用状态还是主用状态，若是备用状态，则将用户请求报文丢弃，若是主用状态，则转发到对应模块处理；
当备用端口收到用户数据报文，转发到对应模块处理；
当备用端口收到通告报文，向第二协议处理模块透传通告报文。
采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：
本发明所述业务接入路由器的端口备份方法、装置和系统，对业务接入路由器的端口配置备份组及端口角色；对主用端口和备用端口收到的用户报文分别进行处理；向备用端口同步主用端口的工作状态，当主用端口异常时，将备用端口切换为主用状态，保证用户的业务可以继续。采用本发明的技术方案可以实现多接入、组播和广播局域网，例如以太网环境下的业务接入路由器设备内或设备间的用户端口备份，提高端口选择可控性，提高设备效率，降低成本，具有很好的实际应用价值。
附图说明
图1为本发明第一实施例所述业务接入路由器的端口备份方法流程图；
图2为本发明在同一台BRAS设备内端口备份时的组网结构示意图；
图3为本发明第二实施例所述业务接入路由器的端口备份方法流程图；
图4为本发明在三台BRAS设备间端口备份时的组网结构示意图；
图5为本发明第三实施例所述业务接入路由器的端口备份方法流程图；
图6为本发明第四、五实施例所述业务接入路由器的端口备份装置组成结构示意图；
图7为本发明第六实施例所述业务接入路由器的端口备份系统组成示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明提出的所述业务接入路由器的端口备份方法、装置和系统进行详细说明。
本发明第一实施例，如图1所示，一种业务接入路由器的端口备份方法，包括如下步骤：
步骤S101，对一个业务接入路由器的多个内部端口或者所述业务接入路由器之间的多个端口进行与备份相关的配置，配置信息包括：备份组及端口角色，端口角色为主用端口或者备用端口，主用端口初始处于主用状态，备用端口初始处于备用状态。
步骤S102，主用端口收到用户请求报文或用户数据报文时，转发到对应模块处理。
步骤S103，主用端口定时向备用端口发送通告报文，若备用端口在设定的时间内接收到主用端口发来的通告报文，则说明主用端口正常，若备用端口在设定的时间内未接收到主用端口发来的通告报文，则说明主用端口异常。
步骤S104，当主用端口异常时，备用端口自动切换为主用状态。
步骤S105，备用端口收到用户请求报文时，判断所述备用端口处于备用状态还是主用状态，若是备用状态，则直接将用户请求报文丢弃，若是主用状态，则转发到对应模块处理。备用端口收到用户数据报文时，将所述用户数据报文转发到对应模块处理。
优选的，该方法进一步包括：
步骤S106，当备用端口重新接收到主用端口发来的通告报文时，将备用端口切换回备用状态，此时，备用端口对于收到的用户请求报文不予处理，但是在收到用户数据报文时，仍然将其转发到对应模块处理。由于用户通过某个端口接入网络后，用户终端发送的用户数据报文将会以单播的方式继续发给该端口，因此，无论备用端口在主用状态和备用状态时，如果接收到用户数据报文，都会转发到对应模块处理，这样就不会在备用端口切换回备用状态时导致业务中断了。
下面通过两个具体的例子在说明第一实施例中技术方案的应用过程和产生的效果：
本发明第二实施例，图2是BRAS设备内端口备份时的组网结构示意图，一台BRAS设备通过交换机与用户相连。
如图3所示，所述业务接入路由器的端口备份方法，包括如下具体步骤：
步骤S201，在BRAS设备的第一端口1上配置第一备份组group-id 1，并将第一端口1配置为主用端口，即初始处于主用状态，将第二端口2上同样配置到第一备份组group-id 1中，将第二端口2配置为备用端口，即初始处于备用状态。为第一端口1配置发送通告报文时间间隔t1，t1＝1～255秒，默认设置为20秒。为第二端口2配置最长等待通告报文超时时间t2，t2＝1～255秒，默认设置为60秒，优选的，设置t2为t1的3倍时间，在第一端口1和第二端口2上其他配置数据相同。
具体的过程是：进入接口配置模式，命令格式为：asrp group-id<1-255>{master|slave}，其中，asrp为此备份标志，可更改为其他名称或删除，只是用于标识端口启用了本发明的备份方法，区别于其他现有的协议；<1-255>为备份组号范围；{master|slave}任选一项，作用是将接口设置为主用接口还是备用接口。如果将端口配置为第一备份组group-id 1中的主用端口，配置方法如下：asrpgroup-id 1 master。
此时，第一端口1和第二端口2已经设置到同一个备份组中，并分别赋予了主备用角色。在任一端口下配置备份组，即为该端口已经开启了备份功能。
步骤S202，第一端口1以t1为时间间隔定时向第二端口2发送通告报文，用于向第二端口2告知作为主用端口的第一端口1仍处于正常工作状态。原理是：若第二端口2在最长等待通告报文超时时间t2内接收到第一端口1发来的通告报文，则说明第一端口1仍处于正常工作状态，若第二端口2在最长等待通告报文超时时间t2内未接收到第一端口1发来的通告报文，则可说明第一端口1出现了异常。
步骤S203，用户拨号，以广播的方式发出的用户请求报文经交换机转发到BRAS设备的端口，第一端口1收到用户请求报文后立即做出响应，向用户发送应答，用户通过第一端口1接入网络，与此同时，第二端口2同样收到用户请求报文，直接丢弃。
步骤S204，第一端口1发生异常，第二端口2切换为主用状态。
步骤S205，用户重新拨号或是新增用户拨号，第二端口2向用户回应答，用户通过第二端口2接入网络。
步骤S206，第一端口1恢复正常，立刻向第二端口2发送通告报文，第二端口2检测到第一端口1的通告报文后，切回备用状态，此时，已经通过第二端口2接入网络的用户保留，即仍然通过第二端口2将用户数据报文转发到BRAS设备的对应模块处理。
步骤S207，新用户拨号，仍只可以从第一端口1接入网络。
图2中第五端口5和第七端口7分别配置为第二备份组group-id 2中的主、备用接口，工作原理同步骤S201～S207，故此处不详述。
本发明第三实施例，图4是三台BRAS设备间端口备份时的组网结构示意图，三台BRAS设备通过一台交换机与用户相连。
如图5所示，所述业务接入路由器的端口备份方法，包括如下具体步骤：
步骤S301，在第一BRAS设备s1的第一端口a1上配置第一备份组group-id1，并将第一端口a1配置为主用端口，将第二BRAS设备s2的第三端口b3同样配置到第一备份组group-id 1中，但是第三端口b3的初始状态设置为备用状态，为第一端口a1配置发送通告报文时间间隔t1，t1＝1～255秒，默认设置为20秒。为第三端口b3配置最长等待通告报文超时时间t2，t2＝1～255秒，默认设置为60秒，优选的，设置t2为t1的3倍时间，在第一端口a1和第三端口b3上其他配置数据相同。
步骤S302，第一端口a1以t1为时间间隔定时向第三端口b3发送通告报文，用于向第三端口b3告知作为主用端口的第一端口a1仍处于正常工作状态。原理是：若第三端口b3在设定的时间t2内接收到第一端口a1发来的通告报文，则说明第一端口a1仍处于正常工作状态，若第三端口b3在设定的时间t2内未接收到第一端口a1发来的通告报文，则可说明第一端口a1出现了异常。
步骤S303，用户拨号，以广播的方式发出的用户请求报文经交换机转发到三台BRAS设备的端口，第一端口a1收到用户请求报文后立即做出响应，向用户发送应答，用户通过第一端口a1接入网络，与此同时，第三端口b3同样收到用户请求报文，直接丢弃。
步骤S304，第一端口a1发生异常，第三端口b3切换为主用状态。
步骤S305，用户重新拨号或是新增用户拨号，第三端口b3向用户回应答，用户通过第三端口b3接入网络。
步骤S306，第一端口a1恢复正常，立刻向第三端口b3发送通告报文，第三端口b3检测到第一端口a1的通告报文后，切回备用状态，此时，已经通过第三端口b3接入网络的用户保留，即仍然通过第三端口b3将用户数据报文转发到第二BRAS设备s2的对应模块处理。
步骤S307，新用户拨号，仍只可以从第一端口a1接入网络。
图4中第二BRAS设备的第二端口b2和第三BRAS设备的第二端口c2分别配置为第二备份组group-id 2中的主、备用接口，工作原理同步骤S301～S307，故此处不详述。
本发明第四实施例，如图6所示，一种业务接入路由器的端口备份装置，包括以下组成部分：
配置模块，用于接受用户对端口的与备份相关配置，包括配置备份组和端口角色，端口角色为主用端口或备用端口。
协议处理模块，用于通过主用端口定时向报文接口模块发送通告报文，或者通过备用端口接收报文接口模块上报的通告报文。当主用端口异常时，将备用端口切换为主用状态；当备用端口重新收到主用端口发来的通告报文时，将备用端口切换回备用状态。
协议处理模块判断主用端口是否正常的方法是：若判断出备用端口在设定的时间内收到通告报文，则说明主用端口正常；若判断出备用端口在设定的时间内没有收到通告报文，则说明主用端口异常。
优选的，协议处理模块对发送的通告报文进行MD5(Message-DigestAlgorithm5)加密，相应的，在收到通告报文时，也要对其进行解密，这样做可以防止通告报文被截获、解析后恶意发送，影响端口的正常工作。
报文接口模块，用于当主用端口或备用端口收到用户请求报文时，判断所述端口处于主用状态还是备用状态，若是备用状态，则将用户请求报文丢弃，若是主用状态，则转发到对应模块处理；
当主用端口或备用端口收到用户数据报文，转发到对应模块处理；
当备用端口收到通告报文，向协议处理模块透传通告报文。
本发明的一个优点在于，由报文上送模块决定是否丢弃用户请求报文，减轻上层业务负荷，提高设备性能。
本发明第五实施例，如图6所示，一种业务接入路由器的端口备份装置，与第四实施例大致相同，区别在于，本实施例中，协议处理模块进一步用于，在备用端口切换为主用状态之后，当备用端口重新收到主用端口发来的通告报文时，将备用端口切换回备用状态。
本发明第六实施例，如图7所示，一种业务接入路由器的端口备份系统，包括：带有A端口的第一业务接入路由器和带有B端口的第二业务接入路由器，其中，
第一业务接入路由器包括以下组成部分：
第一配置模块，用于接受用户对A端口进行的与备份相关的主用配置信息，所述主用配置信息包括：备份组和主用状态；
第一协议处理模块，用于定时通过第一报文接口模块向B端口发送通告报文；
第一报文接口模块，用于当A端口收到用户请求报文或者用户数据报文时，转发到对应模块处理；
第二业务接入路由器包括以下组成部分：
第二配置模块，用于接受用户对B端口进行的与备份相关的备用配置信息，所述备用配置信息包括：备份组和备用状态；
第二协议处理模块，用于通过第二报文接口模块接收从A端口发来的通告报文，判断出B端口在设定的时间内没有收到通告报文时，说明A端口异常，将B端口切换为主用状态；当B端口重新接收到A端口发来的通告报文时，将B端口切换回备用状态。
第二报文接口模块，用于当B端口收到用户请求报文时，判断B端口处于备用状态还是主用状态，若是备用状态，则将用户请求报文丢弃，若是主用状态，则转发到对应模块处理；
当B端口收到用户数据报文，转发到对应模块处理；
当B端口收到通告报文，向第二协议处理模块透传通告报文。
本发明所述业务接入路由器的端口备份方法、装置和系统，当主用端口异常时，保证用户的业务可以继续。与现有技术相比较，不需要配置IP地址，可以实现设备内的端口级备份；提升了用户接入的可控性，减轻设备负担，提高设备性能；发生异常后，用户重新拨号，业务自动切换到备用接口，不需要人工干预；不受到接口的物理性质限制，不同类型的接口可以工作在同一个备份组中，降低了设备备份的限制条件。
通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

Claims (12)

1.一种业务接入路由器的端口备份方法，其特征在于，包括：
对一个业务接入路由器的多个内部端口或者多个所述业务接入路由器之间的多个端口配置备份组及端口角色，所述端口角色为主用端口或者备用端口，主用端口初始处于主用状态，备用端口初始处于备用状态；
根据端口角色和端口状态对收到的用户报文进行处理；
向备用端口同步主用端口的工作状态，当主用端口异常时，备用端口切换为主用状态。
2.根据权利要求1所述业务接入路由器的端口备份方法，其特征在于，所述向备用端口同步主用端口的工作状态的过程包括：主用端口定时向备用端口发送通告报文，若备用端口在设定的时间内接收到主用端口发来的通告报文，则获知主用端口正常，若备用端口在设定的时间内未接收到主用端口发来的通告报文，则获知主用端口异常。
3.根据权利要求1所述业务接入路由器的端口备份方法，其特征在于，所述用户报文包括：用户请求报文和用户数据报文；
所述根据端口角色和端口状态对收到的用户报文进行处理的过程包括：
主用端口收到用户请求报文或用户数据报文时，转发到对应模块处理；
备用端口收到用户请求报文时，判断所述备用端口处于备用状态还是主用状态，若是备用状态，则将用户请求报文丢弃，若是主用状态，则转发到对应模块处理；
备用端口收到用户数据报文时，将所述用户数据报文转发到对应模块处理。
4.根据权利要求1或2或3所述业务接入路由器的端口备份方法，其特征在于，在备用端口切换为主用状态之后，进一步包括：
当备用端口重新接收到主用端口发来的通告报文时，备用端口切换回备用状态。
5.一种业务接入路由器的端口备份装置，其特征在于，包括以下组成部分：
配置模块，用于接受用户对端口的与备份相关配置信息，所述配置信息包括备份组和端口角色，所述端口角色为主用端口或备用端口；
协议处理模块，用于根据所述配置信息，向备用端口同步主用端口的工作状态，当主用端口异常时，将备用端口切换为主用状态；
报文接口模块，用于根据所述配置信息，对收到的报文进行处理。
6.根据权利要求5所述业务接入路由器的端口备份装置，其特征在于，所述协议处理模块进一步用于通过主用端口定时向报文接口模块发送通告报文，或者通过备用端口接收报文接口模块上报的通告报文。
7.根据权利要求6所述业务接入路由器的端口备份装置，其特征在于，所述协议处理模块进一步用于通过判断出备用端口在设定的时间内收到通告报文，获知主用端口正常；
通过判断出备用端口在设定的时间内没有收到通告报文，获知主用端口异常，将备用端口切换为主用状态。
8.根据权利要求5所述业务接入路由器的端口备份装置，其特征在于，所述报文包括：用户报文和/或通告报文，所述用户报文包括：用户请求报文和用户数据报文；
所述报文接口模块进一步用于，当备份组中的任一端口收到用户请求报文时，判断所述端口处于主用状态还是备用状态，若是备用状态，则将用户请求报文丢弃，若是主用状态，则转发到对应模块处理；
当备份组中的任一端口收到用户数据报文，转发到对应模块处理；
当备用端口收到通告报文，向协议处理模块透传通告报文。
9.根据权利要求5或6或7或8所述业务接入路由器的端口备份装置，其特征在于，所述协议处理模块在将备用端口切换为主用状态之后，进一步用于，
当备用端口重新收到主用端口发来的通告报文时，将备用端口切换回备用状态。
10.一种业务接入路由器的端口备份系统，其特征在于，包括：带有主用端口的第一业务接入路由器和带有备用端口的第二业务接入路由器，其中，
第一业务接入路由器包括以下组成部分：
第一配置模块，用于接受用户对主用端口进行的与备份相关的主用配置信息，所述主用配置信息包括：备份组和主用状态；
第一协议处理模块，用于定时通过第一报文接口模块向备用端口发送通告报文；
第一报文接口模块，用于根据所述主用配置信息，对主用端口收到的用户报文进行处理；
第二业务接入路由器包括以下组成部分：
第二配置模块，用于接受用户对备用端口进行的与备份相关的备用配置信息，所述备用配置信息包括：备份组和备用状态信息；
第二协议处理模块，用于通过第二报文接口模块接收从主用端口发来的通告报文，在主用端口异常时，将备用端口切换为主用状态；
第二报文接口模块，用于根据所述备用配置信息，对备用端口收到的用户报文和通告报文进行处理。
11.根据权利要求10所述业务接入路由器的端口备份系统，其特征在于，所述第二协议处理模块进一步用于当判断出备用端口在设定的时间内没有收到通告报文时，将备用端口切换为主用状态；
当备用端口重新接收到主用端口发来的通告报文时，将备用端口切换回备用状态。
12.根据权利要求10所述业务接入路由器的端口备份系统，其特征在于，所述用户报文包括：用户请求报文和用户数据报文；
所述第一报文接口模块进一步用于，当主用端口收到用户请求报文或用户数据报文时，转发到对应模块处理；
所述第二报文接口模块进一步用于，当备用端口收到用户请求报文时，判断备用端口处于备用状态还是主用状态，若是备用状态，则将用户请求报文丢弃，若是主用状态，则转发到对应模块处理；
当备用端口收到用户数据报文，转发到对应模块处理；
当备用端口收到通告报文，向第二协议处理模块透传通告报文。
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