CN104219086A - 二层链路双归属的实现方法、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了二层链路双归属的实现方法、设备及系统。二层链路双归属的实现方法，包括：工作路径上的交换机检测其端口状态；检测到交换机的端口状态由UP变为DOWN时，将工作路径和备份路径上其它交换机的二层交换MAC表项上与该端口MAC地址一致的二层表项清除，执行链路冗余切换。二层链路双归属装置包括：链路双归属检测模块、链路双归属通告发送模块、链路双归属通告接收模块。本发明双归属通信的中断链路到正常通信链路的切换通过设备自动检测切换，双归属功能配置简单、切换的时效性高，使普通PC机或终端设备双网卡绑定通过连接链路双归属设备而支持冗余技术；提高服务器的双网卡冗余技术的时效性。本发明可广泛应用于双网卡冗余技术领域。

Description

二层链路双归属的实现方法、设备及系统

技术领域

本发明涉及双网卡冗余技术,更具体地说,本发明涉及二层链路双归属的实现方法及二层链路双归属装置。

 

背景技术

目前，有对于双网卡双归属技术的使用，但其基本的冗余功能主要是通过网卡本身来实现，应用也主要使用在服务器上，服务器将双网卡绑定为一个IP地址，双网卡分别连接不同的网络设备，而网卡为保持通信会每隔指定的时间发送免费ARP，这样当一个网络设备或连接出现问题时，另一个网卡在一定时间会接管所有与该服务器的通信，从而实现冗余功能。

但对于普通PC机或终端设备可以将两个网卡捆绑的方式来实现双网卡同一个IP地址，但因为网卡不会在每隔一段时主动发送免费ARP，无法同时保证双网卡的连通信，若双网卡分别连接到两台网络设备时，当一个网卡与设备的连接导致网络设备端口DOWN，因为网络设备本身不支持双链路切换的能力，无法保障通信的实时恢复，必须在原来网卡的ARP表项老化的情况下，另一个网卡才能正常接管原来网卡的通信。

 

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一目的是提供二层链路双归属的实现方法。

本发明的第二目的是提供二层链路双归属设备。

本发明的第三目的是提供二层链路双归属系统。

本发明所采用的第一技术方案是：

二层链路双归属的实现方法，应用于绑定双网卡的设备，该方法包括：

工作路径上的交换机检测其端口状态；

检测到其到交换机的端口状态异常时，将工作路径和备份路径上其它交换机的二层交换MAC表项上与该端口MAC地址一致的二层表项清除，执行链路冗余切换。

进一步，所述将工作路径和备份路径上其它交换机的二层交换MAC表项上与该端口MAC地址一致的二层表项清除，然后执行链路冗余切换这一步骤，其具体包括：

S1、检测到端口状态异常的交换机生成链路状态变化消息,当检测有链路状态变化消息生成时，封装包含该端口二层交换MAC地址信息的二层链路双归属通告报文，同时将所述二层链路双归属通告报文在该端口所属的VLAN内泛洪；

S2、接收到二层链路双归属通告报文的交换机，根据二层链路双归属通告报文从而将本交换机上与该端口MAC地址一致的二层表项清除，并将二层链路双归属通告报文在接收端口所属的VLAN内泛洪处理；

S3、其它接收到二层链路双归属通告报文的交换机均执行步骤S2，使工作路径和备份路径上其它交换机的二层交换MAC表项上与该端口MAC地址一致的二层表项均清除；

S4、原工作路径清除，启用备份路径。

优选的，所述步骤S1中所述封装包含该端口二层交换MAC地址信息的二层链路双归属通告报文，其具体为：查询该端口下的二层交换MAC表项，封装二层链路双归属通告报文，将查找到的二层交换MAC地址信息封装到二层链路双归属通告报文。

优选的，所述步骤S2中所述根据二层链路双归属通告报文从而将本交换机上与该端口MAC地址一致的二层表项清除，其包括：解封装出二层链路双归属通告报文中所包含的MAC地址信息；查找本交换机上的二层交换MAC表，找到与二层链路双归属通告报文中所包含MAC地址相同的二层交换表项后，将其清除。

本发明所采用的第二技术方案是：二层链路双归属设备，其包括：

链路双归属检测模块，用于检测交换机端口状态；检测到交换机的端口状态异常时，当端口状态异常时，在清除该端口下所有的二层交换MAC表项前，生成链路状态变化消息，将链路状态变化消息发送给链路双归属通告发送模块；

链路双归属通告发送模块，用于检测并接收链路状态变化消息，在接收到链路状态变化消息时，封装包含该端口二层交换MAC地址信息的二层链路双归属通告报文封装携带该端口二层交换MAC地址信息的二层链路双归属通告报文，同时将该二层链路双归属通告报文在该端口所属VLAN内泛洪；

链路双归属通告接收模块，用于监听接收二层链路双归属通告报文，当收到二层链路双归属通告报文时，根据二层链路双归属通告报文将本交换机上与该端口MAC地址一致的二层表项清除；同时并将二层链路双归属通告报文在接收端口所属的VLAN内泛洪处理。

优选的，所述链路双归属通告发送模块具体用于检测并接收链路状态变化消息，在接收到链路状态变化消息时，查询该端口下的二层交换MAC表项，封装二层链路双归属通告报文，将查找到的二层交换MAC地址信息封装到二层链路双归属通告报文，同时将该二层链路双归属通告报文在该端口所属VLAN内泛洪。

优选的，所述链路双归属通告接收模块具体用于监听接收二层链路双归属通告报文，当收到二层链路双归属通告报文时，解封装出二层链路双归属通告报文中所包含的MAC地址信息，查找本交换机上的二层交换MAC表，找到与二层链路双归属通告报文中所包含的MAC地址相同的二层交换表项，并将其清除；并将二层链路双归属通告报文在接收端口所属的VLAN内泛洪。

本发明所采用的第三技术方案是：二层链路双归属系统，包括绑定双网卡的设备，所述绑定双网卡的设备中的两个网卡连接有网络设备，所述网络设备为上述技术方案中任一种所述的二层链路双归属设备。

本发明的第一有益效果是：

本发明二层链路双归属的实现方法，通过网络设备二层自动检测实现双归属通信的中断链路到正常通信链路的自动切换，可以解决普通PC机或终端设备双网卡绑定不支持双归属技术的问题；另外，由于双归属的链路通告报文使用指定的二层协议报文，可在连接正常的情况下通告到相关联的所有双归属功能的设备；双归属切换的时效性高，可提高服务器的双网卡冗余技术的时效性。

本发明的第二有益效果是：

本发明二层链路双归属的装置，通过在二层交换机上配置链路双归属功能模块，使网络设备二层支持双归属功能，双归属功能配置简单，双归属功能实现简单，普通PC机或终端设备双网卡绑定通过连接链路双归属设备而支持冗余技术，服务器的双网卡连接链路双归属设备可提高冗余技术的时效性。

本发明的第三有益效果是：

本发明二层链路双归属系统，通过采用本发明所述二层链路双归属的装置，具有冗余技术时效性高的优点。

 

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1为本发明二层链路双归属的实现方法的流程示意图；

图2为本发明二层链路双归属的实现方法一种实施例的流程示意图；

图3为本发明一种二层链路双归属设备一种实施例的结构框图；

图4为本发明一种链路双归属的实现方法应用实施例结构示意图。

 

具体实施方式

以下结合附图对发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释发明，并非用于限定本发明的范围。

图1为本发明二层链路双归属的实现方法的流程示意图，如图1所示，本发明二层链路双归属的实现方法，应用于绑定双网卡的设备，二层链路双归属的方法包括：工作路径上的交换机检测其端口状态；检测到其端口状态异常时，将工作路径和备份路径上其它交换机的二层交换MAC表项上与该端口MAC地址一致的二层表项清除，执行链路冗余切换。

图2为本发明二层链路双归属的实现方法一种实施例的流程示意图，如图2所示，在本实施例中所述将工作路径和备份路径上其它交换机的二层交换MAC表项上与该端口MAC地址一致的二层表项清除，然后执行链路冗余切换这一步骤，其具体包括：

S1，检测到端口状态异常的交换机生成链路状态变化消息,当检测有链路状态变化消息生成时，封装包含该端口二层交换MAC地址信息的二层链路双归属通告报文，同时将所述二层链路双归属通告报文在该端口所属的VLAN内泛洪；所述封装包含该端口二层交换MAC地址信息的二层链路双归属通告报文具体为：查询该端口下的二层交换MAC表项，封装二层链路双归属通告报文，将查找到的二层交换MAC地址信息封装到二层链路双归属通告报文。

S2，接收到二层链路双归属通告报文的交换机，根据二层链路双归属通告报文从而将本交换机上与该端口MAC地址一致的二层表项清除，并将二层链路双归属通告报文在接收端口所属的VLAN内泛洪处理；在本实施例中 S2执行步骤包含步骤a和步骤b，具体如下：

a、    根据二层链路双归属通告报文从而将本交换机上与该端口MAC地址一致的二层表项清除，

b、    并将二层链路双归属通告报文在接收端口所属的VLAN内泛洪处理。

所述a步骤具体为：解封装出二层链路双归属通告报文中所包含的MAC地址信息；查找本交换机上的二层交换MAC表，找到与二层链路双归属通告报文中所包含MAC地址相同的二层交换表项后，将其清除。

S3，其它接收到二层链路双归属通告报文的交换机均执行步骤a、b，使工作路径和备份路径上其它交换机的二层交换MAC表项上与该端口MAC地址一致的二层表项均清除；

S4，原工作路径清除，启用备份路径。

图3为本发明一种二层链路双归属设备一种实施例的结构框图，如图3所示，本发明二层链路双归属的设备，包括：

链路双归属检测模块：用于检测交换机端口状态；当端口状态异常时，即端口状态由UP变为DOWN时，在清除该端口下所有的二层交换MAC表项前，生成链路状态变化消息，即端口状态由UP变为DOWN的消息，将链路状态变化消息发送给链路双归属通告发送模块；

链路双归属通告发送模块：用于在接收到链路状态变化消息时，查询该端口下的二层MAC地址表项，当查询到的地址个数大于0，封装二层链路双归属通告报文，将查找到的二层交换MAC地址信息封装到二层链路双归属通告报文，同时将二层链路双归属通告报文在该端口所属VLAN内泛洪；

链路双归属通告接收模块：用于监听接收二层链路双归属通告报文，当收到二层链路双归属通告报文时，解封装出二层链路双归属通告报文中携带的MAC地址信息，并查找本交换机上的二层交换MAC表，找到与二层链路双归属通告报文中携带的MAC地址相同的二层交换表项，并将其清除；同时将原来的二层链路双归属通告报文在接收端口所属的VLAN内泛洪处理。

二层链路双归属系统，包括绑定双网卡的设备，绑定双网卡的设备的两个网卡连接的网络设备为上述任意一种具体实施方式中的二层链路双归属设备。

为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图4并举实施方式，对发明进一步详细说明。

图4为本发明一种链路双归属的实现方法应用实施例结构示意图，图示中终端1与终端2为同一个子网内，即二层连通；图示中X所示路径为路径1，Y所示路径为路径2，以下结合图4来说明链路双归属实现方法的具体实施过程。

如图4所示，终端1可以通过路径1与终端2通信，也可以通过路径2进行通信，同时终端1绑定为双网卡模式，双网卡分别与交换机1、交换机2相连接；终端1与终端2的通信使用其中的一条路径，假如使用路径1，那么在某一时刻，当终端1和交换机1的连接出现问题，导致交换机1与终端1连接的端口由UP状态变化DOWN状态；在没有采用二层链路双归属设备的情况下，如果终端1不再主动发送数据到终端2，建立新的通信路径2，那么终端2发往终端1的数据，会一直按原来的路径1送达交换机1，而因为交换机1与终端1连接的端口DOWN，所有发往终端1的数据都会在交换机1处丢弃，导致通信中断。采用支持二层链路双归属功能的二层链路双归属设备情况下：当交换机1与终端1相连的端口由UP变为DOWN状态时，交换机1会感知链路状态的变化，在清除该端口下所有的二层交换MAC表项前，立刻查找到该端口的二层交换MAC表项，并封装二层链路双归属通告报文，将查找到的二层交换MAC地址信息封装到二层链路双归属通告报文，同时将二层链路双归属通告报文从端口所属的VLAN内泛洪出去；支持二层链路双归属功能的交换机2的链路双归属通告接收模块收到二层链路双归属通告报文后，解封装出携带的二层交换MAC地址信息，同时查找本交换机的二层交换MAC表项，对于MAC地址相同的表项都清除，原二层链路双归属通告报文从接收端口所属的VLAN内泛洪出去；交换机3和交换机4都会收到二层链路双归属通告报文，也做相同的处理。此时终端2往终端1发送的数据因为路径1的清除，同时会快速建立路径2，所以基本不会造成终端1与终端2的通信中断。

本发明通过设备自动检测实现双归属通信的中断链路到正常通信链路的切换，双归属的链路通告报文使用指定的二层协议报文，可在连接正常的情况下通告到相关联的所有双归属功能的设备，本发明具有双归属功能配置简单、切换的时效性高的优点，使普通PC机或终端设备双网卡绑定通过连接链路双归属设备而支持冗余技术；提高服务器的双网卡冗余技术的时效性。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.二层链路双归属的实现方法，其特征在于：该方法包括：

工作路径上的交换机检测其端口状态；

检测到其端口状态异常时，将工作路径和备份路径上其它交换机的二层交换MAC表项上与该端口MAC地址一致的二层表项清除，执行链路冗余切换。

2.根据权利要求1所述的二层链路双归属的实现方法，其特征在于：所述将工作路径和备份路径上其它交换机的二层交换MAC表项上与该端口MAC地址一致的二层表项清除，然后执行链路冗余切换这一步骤，其具体包括：

S1、检测到端口状态异常的交换机生成链路状态变化消息,当检测有链路状态变化消息生成时，封装包含该端口二层交换MAC地址信息的二层链路双归属通告报文，同时将所述二层链路双归属通告报文在该端口所属的VLAN内泛洪；

S2、接收到二层链路双归属通告报文的交换机，根据二层链路双归属通告报文从而将本交换机上与该端口MAC地址一致的二层表项清除，并将二层链路双归属通告报文在接收端口所属的VLAN内泛洪处理；

S3、其它接收到二层链路双归属通告报文的交换机均执行步骤S2，使工作路径和备份路径上其它交换机的二层交换MAC表项上与该端口MAC地址一致的二层表项均清除；

S4、原工作路径清除，启用备份路径。

3.根据权利要求2所述的二层链路双归属的实现方法，其特征在于：所述步骤S1中所述封装包含该端口二层交换MAC地址信息的二层链路双归属通告报文，其具体为：查询该端口下的二层交换MAC表项，封装二层链路双归属通告报文，将查找到的二层交换MAC地址信息封装到二层链路双归属通告报文。

4.根据权利要求2所述的二层链路双归属的实现方法，其特征在于：所述步骤S2中所述根据二层链路双归属通告报文从而将本交换机上与该端口MAC地址一致的二层表项清除，其包括：

解封装出二层链路双归属通告报文中所包含的MAC地址信息；

查找本交换机上的二层交换MAC表，找到与二层链路双归属通告报文中所包含MAC地址相同的二层交换表项后，将其清除。

5. 二层链路双归属设备，其特征在于，其包括：

链路双归属检测模块，用于检测交换机端口状态；检测到交换机的端口状态异常时，生成链路状态变化消息，将链路状态变化消息发送给链路双归属通告发送模块；

链路双归属通告发送模块，用于检测并接收链路状态变化消息，在接收到链路状态变化消息时，封装包含该端口二层交换MAC地址信息的二层链路双归属通告报文，同时将该二层链路双归属通告报文在该端口所属VLAN内泛洪；

链路双归属通告接收模块，用于监听接收二层链路双归属通告报文，当收到二层链路双归属通告报文时，根据二层链路双归属通告报文将本交换机上与该端口MAC地址一致的二层表项清除；并将二层链路双归属通告报文在接收端口所属的VLAN内泛洪。

6.根据权利要求5所述二层链路双归属设备，其特征在于，所述链路双归属通告发送模块具体用于检测并接收链路状态变化消息，在接收到链路状态变化消息时，查询该端口下的二层交换MAC表项，封装二层链路双归属通告报文，将查找到的二层交换MAC地址信息封装到二层链路双归属通告报文，同时将该二层链路双归属通告报文在该端口所属VLAN内泛洪。

7.根据权利要求5所述二层链路双归属设备，其特征在于，所述链路双归属通告接收模块具体用于监听接收二层链路双归属通告报文，当收到二层链路双归属通告报文时，解封装出二层链路双归属通告报文中所包含的MAC地址信息，查找本交换机上的二层交换MAC表，找到与二层链路双归属通告报文中所包含的MAC地址相同的二层交换表项，并将其清除；并将二层链路双归属通告报文在接收端口所属的VLAN内泛洪。

8.二层链路双归属系统，包括绑定双网卡的设备，其特征在于：所述绑定双网卡的设备中的两个网卡连接有网络设备，所述网络设备为权利要求5至7任意一项所述的二层链路双归属设备。