CN102546355A - 路由器的负载均衡方法 - Google Patents

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陈伟林
李青
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Abstract

本发明揭示了一种路由器的负载均衡方法，包括：使用虚拟路由冗余协议将数个实体路由器组成虚拟路由器组，确定一个实体路由器为主控路由器，其余的实体路由器为备份路由器，主控路由器用于响应和转发数据包，备份路由器处于待命状态；设定一流量阈值并监控主控路由器的负载流量；当主控路由器的负载流量超过流量阈值时，对主控路由器的负载流量进行分割，将超出流量阈值的负载流量从主控路由器分流；将从主控路由器分流的负载流量分配给备份路由器。该路由器的负载均衡方法利用拟路由冗余协议VRRP实现了在数个实体路由器之间的负载均能，能有效提高路由器的工作效率。

Description

路由器的负载均衡方法
技术领域
本发明涉及网络技术，尤其涉及一种路由器的负载均衡方法。
背景技术
路由器(router)是网络中的关键部件之一。路由器是实现异种网络连接的互连设备，工作在OSI的第三层，比如说，通过路由器可以实现局域网和广域网之间的互联。在Internet环境下，使用TCP/IP协议，对应第三层的网络协议时IP协议。每个路由器和主机在网络中每一个连接都分配有一个IP地址，IP地址是网络中寻址的依据，路由器配置中有路由表，对每个可能的目的地址，给出应该送往的下一个路由器的地址，也称为转发端口或下一站。
路由器可以根据网络层的协议类型、网络号、主机的网络地址、子网掩码和高层协议的类型等来监控、拦截和过滤信息。路由器通过IP地址和子网掩码的组合来隔离各个子网，有利于子网的划分、维护管理。同时它还具有流量控制能力，可以采用优化的路由算法均衡网络负载，减少网络拥塞的发生。路由器具有良好的隔离能力，不仅可以避免广播风暴，也有利于提高网络的安全性保密性。
路由器本身来说它就是一台计算机，但是路由器没有屏幕和键盘也就是所谓的输入输出设备，在对路由器进行配置的时候，通过PC机和路由器的控制端口(Console口)相连接，把这台PC机作为终端，与路由器通信、从而进行路由器的配置。同时路由器也是需要操作系统才能进行网络系统的配置，以及和其他路由器交换信息。路由器是网络中进行网间连接的关键设备。作为不同网络之间连接的枢纽硬件，路由器系统构成了基于TCP/IP的国际互连网络Internet的主题脉络，也可以说，路由器构成了Internet的主架。它的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一，它的可靠性则直接影响着网络互联的质量。因此，在整个Internet的领域中，路由器技术始终是处在核心地位。之所以路由器技术的地位那么高，是因为其处于网络层，一个方面是他能够跨越不同类型的网络，第二个方面就是它将整个互联网划分成在逻辑上独立的网络单位，使得网络具有一定的逻辑结构，并非虚拟规则的。
发明内容
本发明旨在提出一种对路由器进行负载控制和负载均衡的技术，以提高路由器的运行速度。
根据本发明，提出一种路由器的负载均衡方法，包括：
使用虚拟路由冗余协议将数个实体路由器组成虚拟路由器组，确定一个实体路由器为主控路由器，其余的实体路由器为备份路由器，主控路由器用于响应和转发数据包，备份路由器处于待命状态；
设定一流量阈值并监控主控路由器的负载流量；
当主控路由器的负载流量超过流量阈值时，对主控路由器的负载流量进行分割，将超出流量阈值的负载流量从主控路由器分流；
将从主控路由器分流的负载流量分配给备份路由器。
一个虚拟路由器组包括至少两个实体路由器。
根据实体路由器的路由时间确定主控路由器，具有最短路由时间的实体路由器被确定为主控路由器。
从主控路由器分流的负载流量被平均分配给所有的备份路由器。或者，根据备份路由器的路由时间对备份路由器进行排序，从主控路由器分流的负载流量被不平均分配给所有的备份路由器，排序越靠前的备份路由器被分配越多的负载流量。排序最靠前的备份路由器被分配从主控路由器分流的负载流量的50％。排序第二的备份路由器被分配从主控路由器分流的负载流量的30％。
本发明的路由器的负载均衡方法利用拟路由冗余协议VRRP实现了在数个实体路由器之间的负载均能，能有效提高路由器的工作效率。
附图说明
图1是根据本发明的路由器的负载均衡方法的流程图。
具体实施方式
由于本发明的路由器的负载均衡方法是基于虚拟路由冗余协议VRRP。虚拟路由冗余协议VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol)是IETF制定的虚拟路由器冗余协议，该协议用于避免在静态配置缺省路由环境下存在的单点故障问题。
VRRP的基本运行原理如下：将位于局域网内的多个运行VRRP的路由器定义为互相之间作路由备份的VRRP组，VRRP组里的每个路由器被指定一个相应IP地址对应的虚拟MAC地址，对外表现为唯一，地址的格式为00-00-5E-00-01-[VRID]，VRID是虚拟路由器的数字标识，范围为1～255。主控路由器把虚拟路由器的MAC地址作为VRRP消息的头部周期性地发送出去，这样无论如何切换，保证给终端设备的是唯一一致的IP和MAC地址，减少了切换对终端设备的影响。所用VRRP的信息都采用IP的多播数据包进行封装，组地址为224.10.10.118。在不同的局域网中可以使用同一VRRP路由器标识号映射不同的地址。每个虚拟路由器的发布控制范围只限于一个局域网内，这保证了VRID在不同网络中可以重复使用。为了减少网络带宽消耗只有主控路由器才可以周期性地发送VRRP通告报文。备份路由器在连续3个通告间隔内收不到VRRP或收到优先级为0的通告后启动新的一轮VRRP选举，最高优先级的备份路由器会在一个小的时延后转成主控路由器。
VRRP组内路由路是使用VRRP优先级信息去选择主路由，VRRP中优先级范围是0～255。若VRRP路由器的IP地址和虚拟路由器的接口IP地址相同，则称该虚拟路由器用作VRRP组中的IP地址所有者。IP地址所有者自动具有最高优先级255。优先级0一般用在IP地址所有者主动放弃主控者角色时。可置的优先级范围为1～254。优先级的配置原则可以依据链路的速度和成本、路由器性能和可靠性以及其它管理策略设定。主控路由器的选举中，高优先级的虚拟路由器获胜，因此，如果在VRRP组中有IP地址所有者，则它总是作为主控路由器的角色出现。对于相同优先级的候选路由器，按照IP地址大小顺序选举。VRRP还提供了优先级抢占策略，如果配置了该策略，高优先级的备份路由器便会剥夺当前低优先级的主控路由器而成为新的主控路由器。
本发明利用虚拟路由冗余协议VRRP提出了一种路由器的负载均衡方法，参考图1所示，该方法包括如下的步骤：
S10.使用虚拟路由冗余协议将数个实体路由器组成虚拟路由器组，确定一个实体路由器为主控路由器，其余的实体路由器为备份路由器，主控路由器用于响应和转发数据包，备份路由器处于待命状态。为了有效地进行负载的均衡，在一个虚拟路由器组包括至少两个实体路由器。在一个实施例中，指定主控路由器和备份路由器的方法是根据根据实体路由器的路由时间确定主控路由器，具有最短路由时间的实体路由器被确定为主控路由器。
S11.设定一流量阈值并监控主控路由器的负载流量。
S12.当主控路由器的负载流量超过流量阈值时，对主控路由器的负载流量进行分割，将超出流量阈值的负载流量从主控路由器分流。
S13.将从主控路由器分流的负载流量分配给备份路由器。步骤S13中负载流量分配具有两种方式：第一种方式是将从主控路由器分流的负载流量被平均分配给所有的备份路由器。第二种方法是不平均地分配，而是根据备份路由器的路由时间对备份路由器进行排序，从主控路由器分流的负载流量被不平均分配给所有的备份路由器，排序越靠前的备份路由器被分配越多的负载流量。因为排序靠前的备份路由器具有较短的路由时间，能够更快的进行路由处理。在一个实施例中，根据备份路由器的排序，将超出流量阈值的负载流量按照下述的权重进行分配：如果仅有一个备份路由器，则该备份路由器将承担所有超出流量阈值的负载流量。如果具有两个以上的备份路由器，则其中排序最靠前的备份路由器被分配从主控路由器分流的负载流量的50％。如果具有三个以上的备份路由器，则其中排序最靠前的备份路由器被分配从主控路由器分流的负载流量的50％，而排序第二的备份路由器被分配从主控路由器分流的负载流量的30％。
本发明的路由器的负载均衡方法利用拟路由冗余协议VRRP实现了在数个实体路由器之间的负载均能，能有效提高路由器的工作效率。

Claims (7)

1.一种路由器的负载均衡方法，其特征在于，包括：
使用虚拟路由冗余协议将数个实体路由器组成虚拟路由器组，确定一个实体路由器为主控路由器，其余的实体路由器为备份路由器，主控路由器用于响应和转发数据包，备份路由器处于待命状态；
设定一流量阈值并监控主控路由器的负载流量；
当主控路由器的负载流量超过流量阈值时，对主控路由器的负载流量进行分割，将超出流量阈值的负载流量从主控路由器分流；
将从主控路由器分流的负载流量分配给备份路由器。
2.如权利要求1所述的路由器的负载均衡方法，其特征在于，
一个虚拟路由器组包括至少两个实体路由器。
3.如权利要求1所述的路由器的负载均衡方法，其特征在于，
根据实体路由器的路由时间确定主控路由器，具有最短路由时间的实体路由器被确定为主控路由器。
4.如权利要求3所述的路由器的负载均衡方法，其特征在于，
从主控路由器分流的负载流量被平均分配给所有的备份路由器。
5.如权利要求3所述的路由器的负载均衡方法，其特征在于，
根据备份路由器的路由时间对备份路由器进行排序，从主控路由器分流的负载流量被不平均分配给所有的备份路由器，排序越靠前的备份路由器被分配越多的负载流量。
6.如权利要求5所述的路由器的负载均衡方法，其特征在于，
排序最靠前的备份路由器被分配从主控路由器分流的负载流量的50％。
7.如权利要求6所述的路由器的负载均衡方法，其特征在于，
排序第二的备份路由器被分配从主控路由器分流的负载流量的30％。
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