CN105634848B - 一种虚拟路由器监控方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚拟路由器监控方法，包括：监测虚拟路由器的主设备和备用设备状态信息；根据所述状态信息控制所述主设备和备用设备之间的相互切换。本发明还同时公开了一种虚拟路由器监控装置。

Description

一种虚拟路由器监控方法及装置

技术领域

本发明涉及虚拟路由器技术领域，尤其涉及一种虚拟路由器监控方法及装置。

背景技术

虚拟路由器冗余协议(Virtual Router Redundancy Protocol，VRRP)是一种容错协议，VRRP通过物理设备和逻辑设备的分离，实现在多个出口网关之间选路。在具有多播或广播能力的局域网(如以太网)中，VRRP提供逻辑网关，以确保高利用度的传输链路，不仅能够解决因某网关设备故障带来的业务中断，而且无需修改路由协议的配置。

热备份路由器协议(Hot Standby Router Protocol，HSRP)也是一种容错协议，是思科平台一种特有的技术，是思科的私有协议。该协议中含有多台路由器，对应一个组，该组中只有一个路由器承担转发用户流量的职责，这就是活动路由器；当活动路由器失效后，备份路由器将承担该职责，成为新的活动路由器，这就是热备份的原理。

这两种协议都是为了实现IP地址的备份功能，通常，实现主设备和备份设备的备份功能需要建立一个虚拟路由器，该虚拟路由器包括一个主设备和若干备份设备，主设备所使用的虚拟IP地址作为下连设备的网关，主设备和备份设备构成一个备份组。主设备和备份设备在备份组中拥有不同的优先级，优先级最高的路由器作为主设备。正常情况下，业务全部由主设备承担，其它备份设备处于就绪监听状态；当主设备出现故障时，在备份设备中选举优先级最高的备份设备使用虚拟IP地址接替主设备的工作。

目前，各厂家的网管系统只能产生协议状态由备用变主用、协议状态由主用变其它状态和协议鉴权失败等三类告警。一般情况下，VRRP协议和HSRP协议的故障是不会影响业务，但当出现有多个主设备的情况时，数据流量会向每个主设备进行传输，但只有一个主设备是实际工作的，所以，多个主设备的存在就会造成流量损失。并且，网络维护人员无法通过现有告警来判断业务是否受到影响，这就需要网络维护人员登录设备检查配置和日志信息，逐项排查并确认故障是否会对业务造成影响并采取相应措施，这个过程大大延长了业务恢复的时间。

在一个备份组中，备份设备监听本备份组中主设备使用组播地址周期性发出的通告报文；当若干周期内(默认三个心跳报文周期)内没有收到主设备发出的通告报文时，备用设备就在备份设备中选出优先级最高的设备作为主设备。主设备如果没有故障则仍是主设备状态，这样，就会在本备份组中形成多个主设备且使用同一个虚拟IP地址作为主机的网关。而业务设备仍然使用原有的主设备作为网关，同时通过新选举出来的主设备进行数据传递，如此，新选举出来的主设备就造成了不必要的流量丢失。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种虚拟路由器监控方法及装置，至少能解决虚拟路由器出现多个主设备的技术问题。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种虚拟路由器监控方法，所述方法包括：

监测虚拟路由器的主设备和备用设备的状态信息；

根据所述状态信息控制所述主设备和备用设备之间的相互切换。

上述方案中，所述监测虚拟路由器的主设备和备用设备状态信息包括：

分别向所述主设备和备用设备发送用于查询状态信息的主设备组播报文和备用设备组播报文；

接收所述主设备和备用设备发来的包含状态信息的主设备单播报文和备用设备单播报文；

提取所述备用设备单播报文中的设备优先级信息并按照优先级由高到低的顺序排序；将优先级最高的所述备用设备作为所述主备用设备。

上述方案中，所述根据所述状态信息控制所述主设备和备用设备之间的相互切换包括：

当所述备用设备在第一设定时间内没有收到所述主设备发送的心跳报文时，接收所述备用设备发来的所述第一切换请求；

根据所述第一切换请求向所述主设备发送用于查询所述主设备的当前状态信息的第一查询指令；

接收所述主设备发来的包含所述主设备当前状态信息的第一状态信息；

若所述第一状态信息显示所述主设备工作正常，则向发出所述第一切换请求的备用设备发出拒绝切换指令；否则，将所述主备用设备切换为当前的主设备；并从当前的备用设备中选出当前的主备用设备。

上述方案中，所述根据所述状态信息控制所述主设备和备用设备之间的相互切换包括：

接收所述主设备发来的第二切换请求；

根据所述第二切换请求将所述主备用设备切换为当前主设备；并从当前的备用设备中选出当前的主备用设备。

本发明实施例还提供了一种虚拟路由器监控装置，所述装置包括：

监控单元，用于监测虚拟路由器的主设备和备用设备状态信息；

切换单元，用于根据所述状态信息控制所述主设备和备用设备之间的相互切换。

上述方案中，所述监控单元包括：

信息查询模块，用于分别向所述主设备和备用设备发送用于查询状态信息的主设备组播报文和备用设备组播报文；

信息接收模块，用于接收所述主设备和备用设备发来的包含状态信息的主设备单播报文和备用设备单播报文；

主备用设备确定模块，用于提取所述备用设备单播报文中的设备优先级信息并按照优先级由高到低的顺序排序；将优先级最高的所述备用设备作为所述主备用设备。

上述方案中，所述切换单元包括：

第一切换请求接收模块，用于在所述备用设备在第一设定时间内没有收到所述主设备发送的心跳报文时，接收所述备用设备发来的所述第一切换请求；

查询指令发送模块，用于根据所述第一切换请求向所述主设备发送用于查询所述主设备的当前状态信息的第一查询指令；

状态信息接收模块，用于接收所述主设备发来的包含所述主设备当前状态信息的第一状态信息；

判定切换模块，用于在所述第一状态信息显示所述主设备工作正常时，则向发出所述第一切换请求的备用设备发出拒绝切换指令；否则，则将所述主备用设备切换为当前的主设备；并从当前的备用设备中选出当前的主备用设备。

上述方案中，所述切换单元包括：

第二切换请求接收模块，用于接收所述主设备发来的第二切换请求；

直接切换模块，用于根据所述第二切换请求将所述主备用设备切换为当前主设备；并从当前的备用设备中选出当前的主备用设备。

本发明实施例所提供的虚拟路由器监控方法及装置，通过监测虚拟路由器的主设备和备用设备的状态信息，根据所述状态信息控制所述主设备和备用设备之间的相互切换；如此，能够避免由于不了解主设备和备用设备的当前状态信息而导致的出现多个主设备的技术问题。

附图说明

图1为本发明实施例1虚拟路由器监控方法的实现流程示意图；

图2为本发明实施例1步骤S101的实现流程示意图；

图3为本发明实施例1步骤S102的实现流程示意图；

图4为本发明实施例2虚拟路由器监控装置的组成结构示意图；

图5为本发明实施例2监控单元201的组成结构示意图；

图6为本发明实施例2切换单元202的组成结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细阐述。

实施例1

为了解决虚拟路由器出现多个主设备等技术问题，本实施例提供了一种虚拟路由器监控方法，如图1所示，本实施例方法包括：

步骤S101：监测虚拟路由器的主设备和备用设备的状态信息；

这里，所述状态信息包括主设备和备用设备各自当前所处的工作模式信息(如作为主设备使用还是作为备用设备使用)、主设备和备用设备在虚拟路由器中的优先级、以及主设备和备用设备的IP地址等。

步骤S102：根据所述状态信息控制所述主设备和备用设备之间的相互切换。

本步骤中，根据状态信息获得主设备和备用设备的工作模式信息，通过工作模式信息能够了解当前虚拟路由器中主设备和备用设备的数量及切换情况。

本实施例所提供的虚拟路由器监控方法，通过监测虚拟路由器的主设备和备用设备的状态信息，可以根据所述状态信息控制所述主设备和备用设备之间的相互切换，以避免由于不了解主设备和备用设备的状态信息而导致的出现多个主设备的技术问题。

具体的，如图2所示，步骤S101包括：

步骤S1011：分别向主设备和备用设备发送用于查询状态信息的主设备组播报文和备用设备组播报文；

需要说明的是，主设备组播报文和备用设备组播报文是周期性向所述主设备和备用设备发送的，以便及时发现主设备和备用设备的状态信息变化。

步骤S1012：接收所述主设备和备用设备发来的包含状态信息的主设备单播报文和备用设备单播报文；

这里，主设备和备用设备分别接收到主设备组播报文和备用设备组播报文后，将各自的工作模式信息、在虚拟路由器中的优先级和IP地址信息等信息，分别放入主设备单播报文和备用设备单播报文中，并分别发送给所述主设备和备用设备。

步骤S1013：提取所述备用设备单播报文中的设备优先级信息，并按照优先级由高到低的顺序排序；将优先级最高的所述备用设备作为所述主备用设备。

其中，主备用设备用于在主设备发生故障需要切换其他备用设备时使用。在主设备发生故障前确定主备用设备，能够在主设备出现故障时及时由主备用设备替换主设备，大大缩短了故障的持续时间。

监测虚拟路由器的主设备和备用设备的状态信息是一个周期性循环查询的过程，在此过程中，还可能存在主备用设备出现故障的情况。因此，该方法还可以包括：

如果在5到10个VRRP心态周期(或其他设定时间)内没有收到所述主备用设备发来的备用设备单播报文，则按照优先级从高到低的顺序从其它所述备用设备中重新选举主备用设备。

其中，现有的主备用设备切换为普通的备用设备；当切换前的主备用设备恢复正常通信后，再将切换前的主备用设备重新作为当前的主备用设备。

由上述描述可知，步骤S101能够查询主设备和备用设备的数量和工作模式，防止出现多主设备的情况发生。

如图3所示，步骤S102包括：

步骤S1021：当所述备用设备在第一设定时间内没有收到所述主设备发送的心跳报文时，接收所述备用设备发来的所述第一切换请求；

这里，当所述备用设备在第一设定时间内没有收到所述主设备发送的心跳报文时，说明主设备与备用设备之间出现了通信故障，或主设备出现了故障。此时，备用设备需要主动发送第一切换请求，以尽量缩短可能的故障时间。第一设定时间通常选为3个心跳报文的发送周期。

步骤S1022：根据所述第一切换请求向所述主设备发送用于查询所述主设备的当前状态信息的第一查询指令；

这里，当接收到第一切换请求时，为了尽量避免重大故障，首先要查询主设备的状态信息；根据所述第一切换请求向所述主设备发送用于查询所述主设备的当前状态信息的第一查询指令；并接收所述主设备发来的包含所述主设备当前状态信息的第一状态信息。

此外，当在3个VRRP心态周期(或其他设定时间)内没有接收到所述主设备发来的包含所述主设备当前状态信息的第一状态信息时，且所述备用设备在第一设定时间内没有收到所述主设备发送的心跳报文时，默认主设备出现故障，则直接将所述主备用设备切换为当前的主设备；为了防止切换后的当前的主设备也发生故障，还需要再从当前的备用设备中选出新的主备用设备。

步骤S1023：接收所述主设备发来的包含所述主设备当前状态信息的第一状态信息；

步骤S1024：若所述第一状态信息显示所述主设备工作正常，则向发出所述第一切换请求的备用设备发出拒绝切换指令；否则，将所述主备用设备切换为当前的主设备；并从当前的备用设备中选出当前的主备用设备；

本步骤中，若能够收到主设备发来的所述第一状态信息，并且所述第一状态信息显示所述主设备工作正常，说明主设备与发出所述第一切换请求的备用设备之间的通信线路没有出现故障；此时，不需要对主设备进行切换，则向发出所述第一切换请求的备用设备发出拒绝切换指令；这里，发出所述第一切换请求的备用设备可以是主备用设备，也可以是其它备用设备。

若所述第一状态信息显示所述主设备工作异常，则将所述主备用设备切换为当前的主设备；并从当前的备用设备中选出当前的主备用设备。工作异常的主设备则由主设备状态切换为备用设备状态，并按照自身的优先级在备用设备中排序。

通常，切换请求由备用设备提出，如果切换请求由主设备提出时，该方法还包括：

步骤S1025：接收所述主设备发来的第二切换请求；

这里，当主设备检测到自身出现通信故障或其他故障时，主动提出第二切换请求；

步骤S1026：根据所述第二切换请求将所述主备用设备切换为当前主设备；

本步骤中，为了防止当前的主设备也发生故障，还需要从当前的备用设备中选出当前的主备用设备。

本实施例方法无需网络维护人员对网络故障逐个排查，能够自动在最短的时间内排除网络故障。如有需要，可对主设备的备用设备各自的状态信息进行统计，能够精确了解到主设备的备用设备的工作情况，便于网络维护人员的网络设备维护。

本实施例中发生设备切换后，还可以通过发送相应指令告知上层管理单元或通过声音信号或光信号告知网络维护人员等。

实施例2

本实施例是在实施例1提出的方法的基础上提出的一种虚拟路由器监控装置，如图4所示，所述装置包括：

监控单元201，用于监测虚拟路由器的主设备和备用设备状态信息；

状态信息包括主设备和备用设备的所处的工作模式信息(如作为主设备使用还是作为备用设备使用)、主设备和备用设备在虚拟路由器中的优先级和主设备和备用设备的IP地址等。

切换单元202，用于根据所述状态信息控制所述主设备和备用设备之间的相互切换。

根据状态信息获得主设备和备用设备的工作模式信息，通过工作模式信息能够了解当前虚拟路由器中主设备和备用设备的数量及切换情况。

具体的，如图5所示，所述监控单元201包括：

信息查询模块2011，用于分别向所述主设备和备用设备发送用于查询状态信息的主设备组播报文和备用设备组播报文；需要说明的是，主设备组播报文和备用设备组播报文是周期性向所述主设备和备用设备发送的，以便及时发现主设备和备用设备的状态信息变化。

信息接收模块2012，用于接收所述主设备和备用设备发来的包含状态信息的主设备单播报文和备用设备单播报文；主设备和备用设备分别接收到主设备组播报文和备用设备组播报文后，将各自的工作模式信息、在虚拟路由器中的优先级和IP地址信息等信息分别放入主设备单播报文和备用设备单播报文中，并发送给所述主设备和备用设备。

主备用设备确定模块2013，用于提取所述备用设备单播报文中的设备优先级信息并按照优先级由高到低的顺序排序；将优先级最高的所述备用设备作为所述主备用设备。主备用设备用于在主设备发生故障需要切换其他备用设备时使用。在主设备发生故障前确定主备用设备，能够在主设备出现故障时及时通过主备用设备替换主设备，大大缩短了故障的持续时间。工作异常的主设备则由主设备状态切换为备用设备状态，并按照自身的优先级在备用设备中排序。

监测虚拟路由器的主设备和备用设备状态信息是一个周期性循环查询的过程，在此过程中还可能存在主备用设备出现故障的情况。因此，所述监控单元201还包括：

主备用设备更新模块，用于在5到10个VRRP心态周期(或其他设定时间)内没有收到所述主备用设备发来的备用设备单播报文时，按照优先级从高到低的顺序从其他所述备用设备中重新选举主备用设备。

如图6所示，所述切换单元202包括：

第一切换请求接收模块2021，用于在所述备用设备在第一设定时间内没有收到所述主设备发送的心跳报文时，接收所述备用设备发来的所述第一切换请求；

此时，主设备与备用设备之间出现了通信故障，或主设备出现了故障。此时，备用设备需要主动发送第一切换请求，以尽量缩短可能的故障时间。第一设定时间通常选为3个心跳报文的发送周期。

查询指令发送模块2022，用于根据所述第一切换请求向所述主设备发送用于查询所述主设备的当前状态信息的第一查询指令；

状态信息接收模块2023，用于接收所述主设备发来的包含所述主设备当前状态信息的第一状态信息；

主备用设备切换模组，用于在3个VRRP心态周期(或其他设定时间)内没有接收到所述主设备发来的包含所述主设备当前状态信息的第一状态信息时，将所述主备用设备切换为当前的主设备；并从当前的备用设备中选出当前的主备用设备。

判定切换模块2024，用于在所述第一状态信息显示所述主设备工作正常时，则向发出所述第一切换请求的备用设备发出拒绝切换指令；否则，则将所述主备用设备切换为当前的主设备；并从当前的备用设备中选出当前的主备用设备。

切换请求通常是由备用设备提出，如果切换请求由主设备提出时，还包括：

第二切换请求接收模块2025，用于接收所述主设备发来的第二切换请求；

直接切换模块2026，用于根据所述第二切换请求将所述主备用设备切换为当前主设备；并从当前的备用设备中选出当前的主备用设备。

实施例3

本实施例通过一个实际场景对本发明进行详细说明。

本实施例包括以下步骤：

步骤1、虚拟路由器监控装置每间隔1秒分别向所述主设备和备用设备发送用于查询状态信息的主设备组播报文和备用设备组播报文；主设备和备用设备接收到该组播报文后，通过主设备单播报文和备用设备单播报文将主设备和备用设备的状态信息发送给虚拟路由器监控装置，虚拟路由器监控装置会根据备用设备单播报文中的优先级信息选举出用于替换主设备的主备用设备；

这里，主设备单播报文和备用设备单播报文中包括主设备和备用设备的优先级、接口IP地址等信息。

步骤2、当主设备和备用设备之间出现通信故障时，备用设备将无法接收到主设备的组播报文(心跳报文)；

步骤3、没有收到主设备发来心跳报文的备用设备主动向虚拟路由器监控装置发送第一切换请求，是否可以成为主设备；

步骤4、虚拟路由器监控装置收到第一切换请求后，发送第一查询指令给主设备，检查主设备是否可用；若主设备正常，则进入步骤5；否则进入步骤6；

步骤5、主设备收到第一查询指令后，检查自身的端口状态和路由信息等状态信息；如果所有的状态信息正常，则主设备可用。

这里，主设备通过第一状态信息向虚拟路由器监控装置发送主设备状态正常消息；虚拟路由器监控装置接收到第一状态信息后，向发出所述第一切换请求的备用设备发出拒绝切换指令，禁止其切换至主设备状态。

同时，备用设备在没有收到主设备的组播报文之前，持续向虚拟路由器监控装置发送第一切换请求，直到收到主设备发送的组播报文；

步骤6、若主设备未回复虚拟路由器监控装置，或者主设备的路由信息出现异常情况，则主设备通过单播报文回复虚拟路由器监控装置：主设备状态异常，虚拟路由器监控装置发送切换消息给主备用设备，主备用设备由备用设备状态切换至主设备状态；

步骤7、若当前主设备如果和备用设备之间存在通信故障，则返回步骤3；否则，虚拟路由器恢复正常工作；

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种虚拟路由器监控方法，其特征在于，该方法由虚拟路由器监控装置执行，所述方法包括：

分别向主设备和备用设备发送用于查询状态信息的主设备组播报文和备用设备组播报文；

接收所述主设备和备用设备发来的包含状态信息的主设备单播报文和备用设备单播报文；

提取所述备用设备单播报文中的设备优先级信息并按照优先级由高到低的顺序排序；将优先级最高的所述备用设备作为主备用设备；

当所述备用设备在第一设定时间内没有收到所述主设备发送的心跳报文时，接收所述备用设备发来的第一切换请求；

根据所述第一切换请求向所述主设备发送用于查询所述主设备的当前状态信息的第一查询指令；

接收所述主设备发来的包含所述主设备当前状态信息的第一状态信息；

若所述第一状态信息显示所述主设备工作正常，则向发出所述第一切换请求的备用设备发出拒绝切换指令；否则，将所述主备用设备切换为当前的主设备；并从当前的备用设备中选出当前的主备用设备；

将原主设备由主设备状态切换为备用设备状态，并按照所述原主设备的优先级在备用设备中排序。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收所述主设备发来的第二切换请求；

根据所述第二切换请求将所述主备用设备切换为当前主设备；并从当前的备用设备中选出当前的主备用设备。

3.一种虚拟路由器监控装置，其特征在于，所述装置包括：监控单元和切换单元；

所述监控单元包括：

信息查询模块，用于分别向主设备和备用设备发送用于查询状态信息的主设备组播报文和备用设备组播报文；

信息接收模块，用于接收所述主设备和备用设备发来的包含状态信息的主设备单播报文和备用设备单播报文；

主备用设备确定模块，用于提取所述备用设备单播报文中的设备优先级信息并按照优先级由高到低的顺序排序；将优先级最高的所述备用设备作为主备用设备；

主备用设备确定模块，还用于将原主设备由主设备状态切换为备用设备状态，并按照所述原主设备的优先级在备用设备中排序；

所述切换单元包括：

第一切换请求接收模块，用于在所述备用设备在第一设定时间内没有收到所述主设备发送的心跳报文时，接收所述备用设备发来的第一切换请求；

查询指令发送模块，用于根据所述第一切换请求向所述主设备发送用于查询所述主设备的当前状态信息的第一查询指令；

状态信息接收模块，用于接收所述主设备发来的包含所述主设备当前状态信息的第一状态信息；

判定切换模块，用于在所述第一状态信息显示所述主设备工作正常时，则向发出所述第一切换请求的备用设备发出拒绝切换指令；否则，则将所述主备用设备切换为当前的主设备；并从当前的备用设备中选出当前的主备用设备。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述切换单元还包括：

第二切换请求接收模块，用于接收所述主设备发来的第二切换请求；

直接切换模块，用于根据所述第二切换请求将所述主备用设备切换为当前主设备；并从当前的备用设备中选出当前的主备用设备。