CN102143051A - 虚拟路由冗余协议负载分担的方法和系统 - Google Patents

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李文辉
郝卫国
赵然晓
张永康
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Abstract

本发明的实施例公开了一种虚拟路由冗余协议VRRP负载分担的方法，该方法包括：根据用户虚拟局域网VLAN，将用户被划分为至少两个VLAN组；对于不同的VLAN组，选举VRRP备份组中不同的路由器作为主路由器MASTER；所述VRRP备份组中的路由器以自身的虚拟媒体接入控制MAC地址作为源MAC地址，向相应的VLAN组的用户发送地址解析协议ARP报文；所述VRRP备份组中的路由器接收用户发送的报文，并进行转发处理。本发明实施例公开的方法能够在不修改VRRP现有协议的情况下，让不同的用户学习到不同的MAC地址，从而实现VRRP备份组中基于用户VLAN的负载分担。本发明的实施例还公开了一种VRRP负载分担的系统。

Description

虚拟路由冗余协议负载分担的方法和系统
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由冗余协议)负载分担的方法和系统。
背景技术
VRRP是用于实现路由器冗余的协议，具有IP(Internet Protocol，互联网协议)地址备份，优先路由选择，减少不必要的路由器间通信等功能。
具体的，VRRP协议将两台或多台路由器设备虚拟成一个虚拟路由器，对外提供虚拟的IP地址，这样的一个虚拟路由器也可以称为VRRP备份组。而在VRRP备份组内部，只有一台路由器是MASTER(主路由器)，负责实现该虚拟路由器的各种网络功能，如报文转发等；其他路由器是BACKUP(备份路由器)，除了接收MASTER发送的VRRP状态通告信息外，不执行对外的网络功能。当MASTER失效时，会由BACKUP或者BACKUP中的一个路由器接管，成为新的MASTER。
在VRRP协议中，由于BACKUP均处于监听状态，无法转发报文，因此，MASTER将承担所有的报文转发工作，在网络中流量比较大时，MASTER或将由于负担过重而成为瓶颈，造成拥塞。
为了解决VRRP协议中MASTER负担过重的问题，现有技术中提出了一种VRRP负载均衡的方案。该方案是由MASTER为BACKUP中不同的路由器分配不同的虚拟MAC(Medium Access Control，媒体接入控制)地址。在接收到局域网中主机发来的ARP(Address Resolutions Protocol，地址解析协议)请求时，根据负载均衡算法，应答不同的虚拟MAC地址，从而使得VRRP备份组中每个路由器都能转发报文，实现网络流量在VRRP备份组中多个路由器之间的负载分担，减轻了MASTER的负担。
但是，本申请的发明人发现，现有技术中，至少存在以下不足：上述VRRP负载均衡的方案对标准的VRRP协议进行了修改，属于一种采用私有协议实现的解决方案，无法实现互联互通。
发明内容
为解决现有技术中存在的采用私有协议实现VRRP负载均衡从而导致的无法实现互联互通问题，本发明的实施例提供了一种VRRP负载分担的方法和系统。
本发明的一个实施例提供的VRRP负载分担的方法，包括：根据用户虚拟局域网VLAN，将用户被划分为至少两个VLAN组；对VRRP备份组进行配置，对于不同的VLAN组，配置VRRP备份组中不同的路由器作为主路由器MASTER；
所述VRRP备份组中的路由器以自身的虚拟媒体接入控制MAC地址作为源MAC地址，向相应的VLAN组的用户发送地址解析协议ARP报文；
所述VRRP备份组中的路由器接收用户发送的报文，并进行转发处理；其中，所述用户发送的报文是用户根据最新学习到的MASTER的MAC，进行报文封装得到的。
本发明的一个实施例提供的VRRP负载分担的系统，包括：至少两个用户和至少两个路由器；
根据用户虚拟局域网VLAN，将所述用户划分为至少两个VLAN组；所述至少两个路由器组成一个VRRP备份组，对所述VRRP备份组进行配置，对于不同的VLAN组，配置所述VRRP备份组中不同的路由器作为主路由器MASTER；其中，
所述路由器，用于将自身的虚拟媒体接入控制MAC地址作为源MAC地址，向相应的VLAN组的用户发送地址解析协议ARP报文；所述路由器，还用于接收用户发送的报文，并进行转发处理。
本发明的实施例提供的方法和系统，能够在不修改VRRP现有协议的情况下，让不同的用户学习到不同的MAC地址，从而实现VRRP备份组中基于用户VLAN的负载分担。
附图说明
图1为本发明的实施例的一个应用场景；
图2为本发明的一个实施例提供的一种VRRP负载分担的方法流程图；
图3本发明的一个实施例提供的一种VRRP负载分担的系统结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图，对本发明作进一步地详细说明。
参见图1，图1为本发明的实施例的一个应用场景。为便于说明，图1中仅示出了一种非常简单的组网结构，在实际应用中，组网结构往往更加复杂，但是其实现的原理是相同的。
在本场景中，路由器A，B和C组成一个VRRP备份组，虚拟IP地址为10.110.10.1。用户VLAN范围为1～100均通过该VRRP备份组接入网络；在本发明的实施例中，将用户的VLAN范围划分为1～30，31～50，51～100三个VLAN组。
利用VRRP中的MASTER选举机制，为不同的VLAN组选举MASTER：对于VLAN组1～30，路由器A为MASTER；对于VLAN组31～50，路由器B为MASTER；对于VLAN组51～100，路由器C为MASTER。
经过MASTER选举后，VRRP备份组向不同的VLAN组的用户主动发送的ARP报文，或者VRRP备份组收到用户发送的ARP请求报文后向用户回应的ARP响应报文，其中携带的MAC地址是不同的。例如，向VLAN组1～30的用户发送的ARP报文中携带的MAC地址是路由器A的虚拟MAC地址，因此，VLAN组1～30的用户学习到：IP地址10.110.10.1的路由器的MAC地址为“路由器A的MAC地址”。
可选的，当某一个VLAN组的MASTER需要改变时，如出现了故障，可以重新为该VLAN组选举新的MASTER。新的MASTER向该VLAN组的用户发送ARP报文，以刷新该VLAN组的用户学习到的IP地址10.110.10.1的路由器的MAC地址。
用户发送报文的时候，根据最新学习到的MAC地址信息进行报文封装。因此当报文发送至VRRP备份组时，就由所对应的MASTER来处理该用户的报文。
从而在不修改VRRP现有协议的情况下，实现VRRP备份组中基于用户VLAN的负载分担。进一步的，还能避免VRRP备份组中BACKUP设终处于空闲状态，网络资源利用率不高的问题。
本发明的一个实施例提供了一种VRRP负载分担的方法，参见图2，包括：
200、预先将用户的VLAN范围划分为至少两个VLAN组，对于不同的VLAN组，选举VRRP备份组中不同的路由器作为MASTER；
210、根据200的选举，以上述每个VLAN组对应的MASTER的虚拟MAC地址作为源MAC地址，向相应的VLAN组的用户发送ARP报文，以使得不同的VLAN组的用户，能够学习到相应的MASTER的MAC地址；
220、某一个VLAN组对应的MASTER接收该VLAN组的用户发送的报文，并进行转发处理。
可选的，上述200可以在上述VRRP备份组初始化的时候进行，一旦配置完成，后续可以仅执行210～220；当然，200中的配置，也可以根据实际的需求随时进行，例如，当某一个VLAN组对应的MASTER需要改变时，就可以重新为该VLAN组选举一个新的MASTER。
本发明的实施例提供的方法，能够在不修改VRRP现有协议的情况下，让不同的用户学习到不同的MAC地址，从而实现VRRP备份组中基于用户VLAN的负载分担。进一步的，还能避免VRRP备份组中BACKUP设终处于空闲状态，网络资源利用率不高的问题。
本发明的另一个实施例提供了一种VRRP负载分担的系统，参见图3，包括：
至少两个用户和至少两个路由器；根据用户VLAN，所述用户被划分为至少两个VLAN组；上述至少两个路由器组成一个VRRP备份组，对于不同的VLAN组，选举VRRP备份组中不同的路由器作为MASTER；其中，
上述路由器，用于将自身的虚拟MAC地址作为源MAC地址，向相应的VLAN组的用户发送ARP报文；
所述用户，用于接收上述ARP报文，学习该用户所属的VLAN组所对应的MASTER的MAC地址；
进一步的，所述用户，还用于根据最新学习到的MASTER的MAC，进行报文封装，并发送报文；
所述路由器，还用于接收用户发送的报文，并进行转发处理。
本发明的实施例提供的系统，能够在不修改VRRP现有协议的情况下，让不同的用户学习到不同的MAC地址，从而实现VRRP备份组中基于用户VLAN的负载分担。进一步的，还能避免VRRP备份组中BACKUP设终处于空闲状态，网络资源利用率不高的问题。
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 (4)

1.一种虚拟路由冗余协议VRRP负载分担的方法，其特征在于，
根据用户虚拟局域网VLAN，将用户被划分为至少两个VLAN组；对于不同的VLAN组，选举VRRP备份组中不同的路由器作为主路由器MASTER；
所述VRRP备份组中的路由器以自身的虚拟媒体接入控制MAC地址作为源MAC地址，向相应的VLAN组的用户发送地址解析协议ARP报文；
所述VRRP备份组中的路由器接收用户发送的报文，并进行转发处理；其中，所述用户发送的报文是用户根据最新学习到的MASTER的MAC，进行报文封装得到的。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当一个VLAN组的MASTER改变时，重新选举MASTER。
3.一种虚拟路由冗余协议VRRP负载分担的系统，包括至少两个用户和至少两个路由器，其特征在于：
根据用户虚拟局域网VLAN，将所述用户划分为至少两个VLAN组；所述至少两个路由器组成一个VRRP备份组，对于不同的VLAN组，配置所述VRRP备份组中不同的路由器作为主路由器MASTER；其中，
所述路由器，用于将自身的虚拟媒体接入控制MAC地址作为源MAC地址，向相应的VLAN组的用户发送地址解析协议ARP报文；
所述路由器，还用于接收用户发送的报文，并进行转发处理。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，
所述用户，用于接收所述ARP报文，学习所述用户所属的VLAN组所对应的MASTER的MAC地址；
所述用户，还用于根据最新学习到的MASTER的MAC地址，进行报文封装，并发送报文。
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