CN103002065A - 一种主用设备与备用设备共用ip地址的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种主用设备与备用设备共用IP地址的方法和装置，包括：指定浮动IP地址，并设置所述浮动IP地址与主用设备关联，与备用设备不关联；当原备用设备被切换成新的主用设备时，将所述浮动IP地址浮动到新的主用设备，并取消与原主用设备的关联。本发明可以不需要单独设计主用设备决策过程，不需要专门的端口连线，直接与设备的主用状态绑定，降低软件复杂度，并满足各种组网需求。

Description

一种主用设备与备用设备共用IP地址的方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种主用设备与备用设备共用IP地址的方法，以及，一种主用设备与备用设备共用IP地址的装置。

背景技术

目前，在WLAN(Wireless Local Area Networks，无线局域网络)中，运营商对WLAN接入设备的可靠性要求越来越高，要求达到电信级可靠性，AC(Access Controler，(无线)访问控制器)作为接入控制设备通常位于WLAN的骨干传输层，管理上千个AP(Access Point，(无线)访问接入点)设备，通常要求部署一主一备两台AC设备，以增强可靠性。主用设备AC对外需要呈现相同的IP地址，使得与其相连的上下行设备能够将WLAN消息路由至主用设备AC。目前存在的VRRP(Virtual RouterRedundancy Protocol，虚拟路由冗余协议)技术能够将网络中一组功能相同的设备虚拟为一个设备，设备间通过VRRP协议选举主用设备，设备间启用VRRP协议的端口需要TCP/IP模型中的链路层(第二层是链路层，简称为二层)互通，使得一组设备间能够传递VRRP协议。在主用及备用设备AC间采用VRRP技术时，启用VRRP协议的一组设备如果通过二层设备连接到网络中，那么该组设备是互通的；如果该组设备是直接连接三层设备中，那么需要使用专门的端口来内部互联这组设备，使得该组设备内可以互通。由此可见，采用VRRP技术需要关注虚拟组连接网络的形式，如果直接连接三层设备，需要单独占用端口传递VRRP协议。

现有技术中，运行VRRP协议的一组路由器间需要专门连线才能运行VRRP协议。在WLAN网络中对AC设备逐渐达到电信级可靠性要求，每台AC设备由多块不同功能的板卡构成，不能单独依靠VRRP协议过程来决策端口的主用设备，端口的主用设备必须同设备的主用设备保持一致。VRRP协议过程本身的价值已经很低，且实现协议过程复杂，仅仅采用VRRP协议技术已经不能满足现在电信级AC设备的备份组网需求。

本领域技术人员迫切需要解决的问题之一在于，提出一种主用设备与备用设备共用IP地址的方法及装置，不需要单独设计主用设备决策过程，不需要专门的端口连线，直接与设备的主用状态绑定，降低软件复杂度，并满足各种组网需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种主用设备与备用设备共用IP地址的方法，以及，一种主用设备与备用设备共用IP地址的装置，可以不需要单独设计主用设备决策过程，不需要专门的端口连线，直接与设备的主用状态绑定，降低软件复杂度，并满足各种组网需求。

为了解决上述问题，本发明公开了一种主用设备与备用设备共用IP地址的方法，包括：

指定浮动IP地址，并设置所述浮动IP地址与主用设备关联，与备用设备不关联；

当原备用设备被切换成新的主用设备时，将所述浮动IP地址浮动到新的主用设备，并取消与原主用设备的关联。

优选地，所述的方法还包括：

所述新的主用设备生成包括所述浮动IP地址的地址解析协议报文ARP，并发送至对端设备，所述包括浮动IP地址的地址解析协议报文ARP用于通知对端设备根据所述浮动IP地址更新所述新的主用设备的MAC地址。

优选地，所述的方法还包括：

原主用设备关断其物理端口信号，使对端设备清空缓存的原主用设备的MAC地址。

优选地，所述的方法还包括：

所述新的主用设备与所述对端设备进行数据交互。

优选地，所述对端设备包括路由器，交换机和/或服务器。

本发明实施例还公开了一种主用设备与备用设备共用IP地址的装置，包括：

浮动IP地址指定模块，用于指定浮动IP地址，并设置所述浮动IP地址与主用设备关联，与备用设备不关联；

主用设备切换模块，用于当原备用设备被切换成新的主用设备时，将所述浮动IP地址浮动到新的主用设备，并取消与原主用设备的关联。

优选地，所述的装置还包括：

ARP报文生成模块，位于新的主用设备，用于生成包括所述浮动IP地址的地址解析协议报文ARP，并发送至对端设备，所述包括浮动IP地址的地址解析协议报文ARP用于通知对端设备根据所述浮动IP地址更新所述新的主用设备的MAC地址。

优选地，所述的装置还包括：

缓存清空模块，用于原主用设备关断其物理端口信号，使对端设备清空缓存的原主用设备的MAC地址。

优选地，所述的装置还包括：

数据交互模块，用于所述新的主用设备与所述对端设备进行数据交互。

优选地，所述对端设备包括路由器，交换机和/或服务器。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本发明指定浮动IP地址，主用设备与备用设备对外呈现相同的浮动IP地址，当备用设备切换为新的主用设备时，原主用设备关闭端口信号，使得对端设备清空缓存中原主用设备MAC地址，新的主用设备发送地址解析协议报文ARP通知对端设备更新新的主用设备的MAC地址，不需要单独设计主用设备决策过程，不需要专门的端口连线，直接与设备的主用状态绑定，降低软件复杂度，并满足各种组网需求。

附图说明

图1是本发明一种主用设备与备用设备共用IP地址的方法实施例1的步骤流程图；

图2是本发明一种主用设备与备用设备共用IP地址的方法实施例2的步骤流程图；

图3是本发明一种主用设备AC和备用设备AC通过交换机连接对端三层设备的示意图；

图4是本发明一种主用设备AC和备用设备AC分别连接对端三层设备连接的示意图；

图5是本发明一种主用设备与备用设备共用IP地址的装置实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

为使本领域技术人员更好地理解本发明实施例，以下对目前VRRP协议的基本原理进行简单说明。

目前，在WLAN网络中AC设备通常部署一主用设备，一备用设备两台设备，旁挂于核心路由器或BRAS(BRAS(Broadband Remote AccessServer，宽带远程接入服务器)，主用设备AC对于其连接的对端设备核心路由器和BRAS设备需要呈现一个IP地址，路由器或BRAS设备始终将WLAN用户消息路由至该IP地址所在的主用设备AC。主用设备AC间可以采用VRRP协议，对外呈现一个虚拟IP地址，需要实现VRRP协议过程，VRRP协议简述如下：

虚拟路由器冗余协议(VRRP)将网络中的一组路由器划分在一起，形成一个VRRP备份组，使这一组路由器相当于一台虚拟路由器。虚拟路由器(VRRP备份组)使用虚拟IP和虚拟MAC地址，于之相连的主机，将虚拟路由器的IP地址设置为其网关地址。

虚拟路由器是工作在实际物理路由器之上的，它有多个实际的路由器组成，包括一个Master路由器和多个Backup路由器。Master路由器正常工作时，主机通过Master与其他设备通信，当Master路由器出现故障时，Backup路由器中的一台设备将成为新的Master路由器，接替原Master转发报文。

其工作过程如下：

1、VRRP组中的路由器根据优先级选举出Master路由器。Master通过发送免费ARP报文，将自己的虚拟MAC地址通知给与它相连的设备；

2、Master路由器周期性向Backup路由器发送VRRP报文，以公布其配置信息和工作状态；

3、如果Master路由器出现故障，VRRP组中的Backup路由器根据优先级重新选举新的Master。

当Master路由器由一台设备切换到另外一台设备时，新的Master路由器发送携带虚拟IP地址和MAC地址的免费ARP报文通知与它对端设备Master路由器已经发生了变化。

由于VRRP协议过程本身用于一组路由器间形成虚拟路由器的技术，其过程完备需要路由器间有端口连线才能够实现互通。

本发明实施例的核心构思之一在于，指定浮动IP地址，主用设备与备用设备对外呈现相同的浮动IP地址，当备用设备切换为新的主用设备时，原主用设备关闭端口信号，使得对端设备清空缓存中原主用设备MAC地址，新的主用设备发送地址解析协议报文ARP通知对端设备更新新的主用设备的MAC地址，不需要单独设计主用设备决策过程，不需要专门的端口连线，直接与设备的主用状态绑定，降低软件复杂度，并满足各种组网需求。

参照图1，示出了本发明一种主用设备与备用设备共用IP地址的方法实施例1的步骤流程图，所述的方法具体可以包括如下步骤：

步骤101，指定浮动IP地址，并设置所述浮动IP地址与主用设备关联，与备用设备不关联；

浮动IP地址是相对于固定不变的IP地址而言的，浮动IP地址仅在主用设备上生效，在备用设备上不生效，浮动IP地址随着设备的主用状态来浮动。

在具体实现中，指定IP地址时可以增加一个参数表明来该IP地址为浮动IP地址，主用设备与备用设备通过浮动IP地址方式对外体现一个相同的IP地址。当然，本领域技术人员也可以使用其他的方式来指定浮动IP地址，本发明实施例对此不作限制。

步骤102，当原备用设备被切换成新的主用设备时，将所述浮动IP地址浮动到新的主用设备，并取消与原主用设备的关联。

本发明实施例不需要单独设计主用设备决策过程，浮动IP地址直接与设备的主用状态绑定，不需要运行额外协议来竞争浮动IP地址，使IP地址浮动新的主用设备上。当备用设备切换为新的主用设备时，浮动IP地址浮动到新的主用设备上，并取消与原主用设备的关联，使得原主用设备不响应外部的数据包，减少资源耗费。

参照图2，示出了本发明一种主用设备与备用设备共用IP地址的方法实施例2的步骤流程图，所述的方法具体可以包括如下步骤：

步骤201，指定浮动IP地址，并设置所述浮动IP地址与主用设备关联，与备用设备不关联；

步骤202，当原备用设备被切换成新的主用设备时，将所述浮动IP地址浮动到新的主用设备，并取消与原主用设备的关联。

本方法实施例2中步骤201至步骤202与上述方法实施例1的步骤101至步骤102类似，在此不再详述。本发明实施例2还可以包括如下步骤：

步骤203，原主用设备关断其物理端口信号，使对端设备清空缓存的原主用设备的MAC地址。

在具体实现中，所述的物理端口为路由器或交换机等设备的硬件接口，设备通过硬件接口与不同的网络进行物理连接。在实际中，所述对端设备可以包括路由器，交换机以及服务器。当备用设备切换为新的主用设备时，原主用设备关断端口物理信号一次，使对端设备清空缓存的原主用设备的MAC地址列表。

步骤204，所述新的主用设备生成包括所述浮动IP地址的地址解析协议报文ARP，并发送至对端设备，所述包括浮动IP地址的地址解析协议报文ARP用于通知对端设备根据所述浮动IP地址更新所述新的主用设备的MAC地址。

当备用设备切换为新的主用设备时，指定IP地址浮动到新的主用设备，新主用设备发送地址解析协议报文ARP至对端设备，通知对端设备更新新的主用设备的MAC地址。其中，地址解析协议报文ARP将浮动IP地址和主用设备MAC地址的绑定，所述主用设备与备用设备可以使用不同的MAC地址。

参照图3，所示为主用设备AC和备用设备AC通过交换机连接对端三层设备的示意图，所述的对端三层设备可为一个设备或互为主用与备用的设备。其中，BAS(Broadband Access Server，宽带接入服务器)，Router为路由器，AP为无线访问接入点。主用设备AC通过二层设备(交换机)连接对端三层设备时，此时不论对端是互为主用设备和备用设备的两个设备，还是只有一个设备，对于主用设备AC都是相同的，主用设备AC仅看到对端设备一个IP地址，且主用设备AC侧对外也体现一个IP地址。当主用设备AC发生切换时，新的主用设备发出浮动IP的地址解析协议报文ARP至对端设备，通知对端设备更新新的主用设备的MAC地址信息。

步骤205，所述新的主用设备与所述对端设备进行数据交互。

当新的主用设备切换成功后，新的主用设备与对端设备进行数据交互。实际运用中，为避免资源浪费，可以设置为备用设备不响应对端设备的数据包，仅主用设备响应对端设备发送的信息，与对端设备进行数据连接。

为了使本领域技术人员进一步了解本发明实施例，下面通过一个示例来说明主用设备与备用设备共用IP地址的方法。

参照图4，所示为主用设备AC和备用设备AC分别连接对端三层设备连接的示意图，图中的两个对端设备也分为主用设备和备用设备，通常对端设备间会启用VRRP协议，备用设备收到消息会转发给主用设备处理，两台对端设备的主用及备用关系可以由对端设备自己决定。

在该组网方式下，主用设备AC要做到IP地址浮动，且仅有主用设备AC响应对端设备的地址解析协议报文ARP的请求消息，对端设备仅会在接收到地址解析协议报文ARP响应的端口发送消息，这样对端设备发送的数据包目标MAC地址为主用设备AC的MAC地址，保证对端的主用设备总是将消息发送至正确的端口达到主用设备AC。备用设备AC需要关断端口信号，或者无法关断时，对对端设备的所有消息均不响应。主用设备AC与备用设备AC发生切换时，原主用设备AC需要关断物理端口信号，使连接的对端能够清空端口原主用设备的MAC地址列表。切换为主用设备的AC需要发出地址解析协议报文ARP，使对端设备更新新的主用设备AC的MAC地址。当主用设备切换的信息更新完成之后，新的主用设备AC与对端设备进行数据的交互，而原主用设备AC及备用设备则不响应接收到的数据，可以有效减少资源耗费。

根据上述主用设备及备用设备的组网情况的分析，将本发明实施例的特性总结如下：

1、浮动IP地址随着设备的主用状态和备用状态进行浮动，浮动IP地址仅在主用设备上生效，备用设备对外部所有数据包均不响应；

2、主用设备与备用设备发生切换时，浮动IP地址浮动到新的主用设备上，原主用设备关断端口物理信号一次，使对端设备清空缓存的MAC地址列表，新的主用设备发出免费地址解析协议报文ARP，对端设备将原主用设备的MAC地址更新为新主用设备的MAC地址。

在本发明实施例中，主用设备与备用设备共用IP地址方案不需要单独设计主用设备决策过程，不需要专门的端口连线，直接与设备主用状态绑定，降低软件复杂度，并满足各种组网需求。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

参照图5，所示为本发明一种主用设备与备用设备共用IP地址的装置实施例的结构框图，具体可以包括如下模块：

浮动IP地址指定模块101，用于指定浮动IP地址，并设置所述浮动IP地址与主用设备关联，与备用设备不关联；

主用设备切换模块102，用于当原备用设备被切换成新的主用设备时，将所述浮动IP地址浮动到新的主用设备，并取消与原主用设备的关联。

在本发明的一种优选实施例中，所述的装置还可以包括如下模块：

缓存清空模块，用于原主用设备关断其物理端口信号，使对端设备清空缓存的原主用设备的MAC地址。

在本发明的一种优选实施例中，所述对端设备可以包括路由器，交换机以及服务器。

在本发明的一种优选实施例中，所述的装置还可以包括如下模块：

ARP报文生成模块，位于新的主用设备，用于生成包括所述浮动IP地址的地址解析协议报文ARP，并发送至对端设备，所述包括浮动IP地址的地址解析协议报文ARP用于通知对端设备根据所述浮动IP地址更新所述新的主用设备的MAC地址。

在本发明的一种优选实施例中，所述的装置还可以包括如下模块：

数据交互模块，用于所述新的主用设备可以与所述对端设备进行数据交互。

对于图5所示装置实施例而言，由于其与图1所示的方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种主用设备与备用设备共用IP地址的方法和装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种主用设备与备用设备共用IP地址的方法，其特征在于，包括：

指定浮动IP地址，并设置所述浮动IP地址与主用设备关联，与备用设备不关联；

当原备用设备被切换成新的主用设备时，将所述浮动IP地址浮动到新的主用设备，并取消与原主用设备的关联。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述新的主用设备生成包括所述浮动IP地址的地址解析协议报文ARP，并发送至对端设备，所述包括浮动IP地址的地址解析协议报文ARP用于通知对端设备根据所述浮动IP地址更新所述新的主用设备的MAC地址。

3.根据权利要求2述的方法，其特征在于，还包括：

原主用设备关断其物理端口信号，使对端设备清空缓存的原主用设备的MAC地址。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述新的主用设备与所述对端设备进行数据交互。

5.根据权利要求2或3或4所述的方法，其特征在于，所述对端设备包括路由器，交换机和/或服务器。

6.一种主用设备与备用设备共用IP地址的装置，其特征在于，包括：

浮动IP地址指定模块，用于指定浮动IP地址，并设置所述浮动IP地址与主用设备关联，与备用设备不关联；

主用设备切换模块，用于当原备用设备被切换成新的主用设备时，将所述浮动IP地址浮动到新的主用设备，并取消与原主用设备的关联。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

ARP报文生成模块，位于新的主用设备，用于生成包括所述浮动IP地址的地址解析协议报文ARP，并发送至对端设备，所述包括浮动IP地址的地址解析协议报文ARP用于通知对端设备根据所述浮动IP地址更新所述新的主用设备的MAC地址。

8.根据权利要求7述的装置，其特征在于，还包括：

缓存清空模块，用于原主用设备关断其物理端口信号，使对端设备清空缓存的原主用设备的MAC地址。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

数据交互模块，用于所述新的主用设备与所述对端设备进行数据交互。

10.根据权利要求7或8或9所述的装置，其特征在于，所述对端设备包括路由器，交换机和/或服务器。

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