CN109815065A - 双机的主备切换方法、装置、电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供双机的主备切换方法、装置、电子设备及机器可读存储介质。在本申请中，基于所述心跳口，获取所述主机的关系映射表，其中，所述关系映射表用于指示所述主机在业务过程中学习到的所述双机系统的上下游设备及其对应的所述主机的转发接口；基于所述主机的关系映射表，建立所述备机的关系映射表；当监测到所述主机故障时，则基于所述备机的关系映射表，向所述双机系统的上下游设备发送免费ARP请求，将所述备机切换为主机，实现了主动触发更新上下游设备的ARP表项，并大幅提升了主备切换的时间。

Description

双机的主备切换方法、装置、电子设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及双机的主备切换方法、装置、电子设备及机器可读存储介质。

背景技术

为了网络的健壮性，通常通过硬件冗余等方式来组建网络，使用最多的就是双机热备技术，简称双机技术。双机技术有很多种实现方案，比如：基于VRRP(Virtual RouterRedundancy Protocol，虚拟路由冗余协议)双机，基于动态路由的双机等，而静默双机也是一种常见的双机技术。静默双机系统通常包括主机和备机，其中，主机和备机的所有配置完全一样，包括各个接口IP地址也一致，正常运行的情况下，所述静默双机系统外部设备在逻辑上只能感知到主机的存在，备机处于静默的状态，在网络中不可见也不可感知。主机通过心跳线定时的发送自己的心跳报文用来通告自己的运行状态。备机通常监听主机的状态，处于静默的状态。

发明内容

本申请提供一种双机的主备切换方法，所述方法应用于双机系统的成员设备上，所述双机系统运行时，所述成员设备可被配置为备机或者主机，其中，所述主机是指所述双机系统中用于承载业务的工作设备，所述备机是指与作为所述主机相对应的备份设备，所述备机与所述主机基于心跳口进行通信，当所述成员设备为备机时，所述方法包括：

基于所述心跳口，获取所述主机的关系映射表，其中，所述关系映射表用于指示所述主机在业务过程中学习到的所述双机系统的上下游设备及其对应的所述主机的转发接口；

基于所述主机的关系映射表，建立所述备机的关系映射表；

当监测到所述主机故障时，则基于所述备机的关系映射表，向所述双机系统的上下游设备发送免费ARP请求，将所述备机切换为主机。

可选的，所述双机系统为静默双机。

可选的，所述双机系统为二层部署模式。

可选的，所述基于所述主机的关系映射表，建立所述备机的关系映射表，包括：

获取所述主机与所述备机的上下游转发接口的对应关系；

基于所述对应关系，将所述主机的关系映射表中所述主机的转发接口替换为所述备机的转发接口，保存为所述备机的关系映射表。

本申请还提供一种双机的主备切换装置，所述装置应用于双机系统的成员设备上，所述双机系统运行时，所述成员设备可被配置为备机或者主机，其中，所述主机是指所述双机系统中用于承载业务的工作设备，所述备机是指与作为所述主机相对应的备份设备，所述备机与所述主机基于心跳口进行通信，当所述成员设备为备机时，所述装置包括：

获取模块，用于基于所述心跳口，获取所述主机的关系映射表，其中，所述关系映射表用于指示所述主机在业务过程中学习到的所述双机系统的上下游设备及其对应的所述主机的转发接口；

切换模块，用于基于所述主机的关系映射表，建立所述备机的关系映射表；

所述切换模块进一步，当监测到所述主机故障时，则基于所述备机的关系映射表，向所述双机系统的上下游设备发送免费ARP请求，将所述备机切换为主机。

可选的，所述双机系统为静默双机。

可选的，所述双机系统为二层部署模式。

可选的，所述基于所述主机的关系映射表，建立所述备机的关系映射表，所述切换模块进一步，包括：

获取所述主机与所述备机的上下游转发接口的对应关系；

基于所述对应关系，将所述主机的关系映射表中所述主机的转发接口替换为所述备机的转发接口，保存为所述备机的关系映射表。

本申请还提供一种电子设备，包括通信接口、处理器、存储器和总线，所述通信接口、所述处理器和所述存储器之间通过总线相互连接；

所述存储器中存储机器可读指令，所述处理器通过调用所述机器可读指令，执行上述的方法。

本申请还提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有机器可读指令，所述机器可读指令在被处理器调用和执行时，实现上述方法。

通过以上实施例，基于所述心跳口，获取所述主机的关系映射表，其中，所述关系映射表用于指示所述主机在业务过程中学习到的所述双机系统的上下游设备及其对应的所述主机的转发接口；基于所述主机的关系映射表，建立所述备机的关系映射表；当监测到所述主机故障时，则基于所述备机的关系映射表，向所述双机系统的上下游设备发送免费ARP请求，将所述备机切换为主机，实现了主动触发更新上下游设备的ARP表项，并大幅提升了主备切换的时间。

附图说明

图1是一示例性实施例提供的一种双机的主备切换方法的流程图。

图2是一示例性实施例提供的一种静默双机二层部署模式的组网图。

图3是一示例性实施例提供的一种双机的主备切换装置的框图。

图4是一示例性实施例提供的一种电子设备的硬件结构图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，下面先对本申请实施例涉及的双机的主备切换的相关技术，进行简要说明。

在一些场景下，一个双机系统通常包括两个成员设备，所述双机系统运行时，所述成员设备可被配置为主机角色，简称主机，或者可被配置为备机角色，简称备机，其中，所述主机是指所述双机系统中用于承载业务的工作设备，所述备机是指与作为所述主机相对应的备份设备，所述备机与所述主机基于心跳口进行通信。具体地，以双机系统为静默双机为例，请参见图2所示例的一种静默双机二层部署模式的组网图，静默双机包括主机和备机，主机和备机通过心跳口，即接口C1、接口C11进行通信，其中，静默双机系统的上游设备为B，下游设备为A；上游设备B与静默双机系统的主机与备机分别通过接口B1、接口B11经二层网络相连接，下游设备A与静默双机系统的主机与备机分别通过接口A1、接口A11接口经二层网络相连接。通常情况下，上述上下游设备A与B通常仅通过主机的接口A1、B1的链路进行通信，当主机发生宕机或者接口A1或接口B1等异常，导致主机失效，从而，静默双机系统需要将备机切换为主机，同时将原主机切换为备机。由于上下游设备未感知到链路状态变化，且不知道静默双机系统发生主备状态切换，上下游设备上已有的ARP(Address ResolutionProtocol，地址解析协议)表项仍然对应为与主机互联的接口A1、B1，业务流量会依然走上述链路A1---B1，但此时，原主机切换为备机已成为静默双机的备机或者由于异常，无法处理业务报文，导致流量中断。

基于此，本申请提出一种双机的主备切换方案，该方案应用于双机系统的成员设备上，所述双机系统运行时，所述成员设备可被配置为备机或者主机，其中，所述主机是指所述双机系统中用于承载业务的工作设备，所述备机是指与作为所述主机相对应的备份设备，所述备机与所述主机基于心跳口进行通信，当所述成员设备为备机时，基于所述心跳口，获取所述主机的关系映射表，其中，所述关系映射表用于指示所述主机在业务过程中学习到的所述双机系统的上下游设备及其对应的所述主机的转发接口；基于所述主机的关系映射表，建立所述备机的关系映射表；当监测到所述主机故障时，则基于所述备机的关系映射表，向所述双机系统的上下游设备发送免费ARP请求，将所述备机切换为主机。

下面通过具体实施例并结合具体的应用场景对本申请进行描述。

请参考图1，图1是本申请一实施例提供的一种双机的主备切换方法，所述方法应用于双机系统的成员设备上，所述方法应用于双机系统的成员设备上，所述双机系统运行时，所述成员设备可被配置为备机或者主机，其中，所述主机是指所述双机系统中用于承载业务的工作设备，所述备机是指与作为所述主机相对应的备份设备，所述备机与所述主机基于心跳口进行通信，当所述成员设备为备机时，上述方法执行以下步骤：

步骤102、基于所述心跳口，获取所述主机的关系映射表，其中，所述关系映射表用于指示所述主机在业务过程中学习到的所述双机系统的上下游设备及其对应的所述主机的转发接口。

这里的双机系统为静默双机，上述双机系统为二层部署模式，即静默双机的主机、备机以及上下游设备基于二层网络协议互联。具体请参见图2所示例的一种静默双机二层部署模式的组网，组网介绍已在上述场景中描述，这里不再赘述，后续描述以图2为组网进行举例说明。

这里的关系映射表用于指示所述主机在业务过程中学习到的所述双机系统的上下游设备及其对应的所述主机的转发接口，具体地，比如：当主机正常工作，备机静默时，下游设备A与上游设备B进行业务过程中，经由主机进行数据转发时，上下游设备需要先学习到对方MAC地址以及IP地址，假定下游设备A的MAC地址为A、IP地址为M，上游设备B的MAC地址为B、IP地址为N。下游设备A会请求IP为N的ARP请求报文，该请求报文会通过主机走链路A1---B1发送到上游设备B，上游设备B在收到此ARP请求报文后，会回应ARP应答，此ARP应答报文中会包含IP为N、MAC为B的信息，此时，静默双机的主机会通过接口A1转发此ARP应答报文，同时主机会创建一个关系映射表，用于记录上述上游设备B及其对应的上述主机的转发接口A1，请参见表1所示例：

IP地址	MAC地址	转发接口	VLAN
				N	B	A1	Vn

表1

当上游设备B会请求IP为M的ARP请求报文，该请求报文会通过主机走链路A1---B1发送到下游设备A，下游设备A在收到此ARP请求报文后，会回应ARP应答，此ARP应答报文中会包含IP为M、MAC为A的信息，此时，静默双机的主机会通过接口B1转发此ARP应答报文，同时主机会更新上述关系映射表，用于记录上述下游设备A及其对应的上述主机的转发接口B1，请参见表2所示例：

IP地址	MAC地址	转发接口	VLAN
				N	B	A1	Vn
M	A	B1	Vm

表2

基于心跳口，即接口C1、C11，备机定期地按预设周期获取主机如上述

表2所示的关系映射表。

步骤104、基于所述主机的关系映射表，建立所述备机的关系映射表。

备机获取上述主机的关系映射表，再获取上述主机与上述备机的上下游转发接口的对应关系；这里的上下游转发接口的对应关系是指，上述主机分别针对上下游设备的转发接口对应的上述备机上的备份转发接口。基于上述转发接口的对应关系，备机将上述主机的关系映射表中上述主机的转发接口替换为所述备机的对应转发接口，保存为所述备机的关系映射表。

具体地，以上述步骤示例的过程继续举例，上述主机分别针对上下游设备的转发接口为B1、A1，对应的上述备机上的备份转发接口分别为B11、A11，也即B11为B1的对应备份转发接口、A11为A1的对应备份转发接口；备机基于上述转发接口对应关系，将上述从主机获取的关系映射表中的B1替换为B11，A1替换为A11，创建备机的关系映射表，请参见表3所示例：

IP地址	MAC地址	转发接口	VLAN
				N	B	A11	Vn
M	A	B11	Vm

表3

步骤106、当监测到所述主机故障时，则基于所述备机的关系映射表，向所述双机系统的上下游设备发送免费ARP请求，将所述备机切换为主机。

具体地，以上述步骤示例的过程继续举例，在示出的一种可能的实施方式中，当主机发生宕机或者接口A1或接口B1等异常，或者用户主动进行主备切换，导致主机失效，从而，静默双机系统需要将备机切换为主机，同时将原主机切换为备机，也即当备机监测到主机故障时，则备机基于上述备机的关系映射表，比如：表3，向上述双机系统的上下游设备，即B、A，发送免费ARP请求，从而更新下游设备A和上游设备B已学习到的ARP表，同时将上述备机切换为主机，若原主机可经心跳口控制，则配置原主机为备机。

下游设备A在接口A11收到免费ARP后，更新本地ARP表，请参见表4所示例：

IP地址	MAC地址	转发接口
			N	B	A11(原来是A1)

表4

上游设备B在接口B11收到免费ARP后，更新本地ARP表，请参见表5所示例：

IP地址	MAC地址	转发接口
			M	A	B11(原来是B1)

表5

下游设备A和上游设备B在收到备机(此时已成为新主机)发送的免费ARP后，自动更新ARP表项出接口，就可以按照切换后经链路A11---B11进行业务转发，避免流量长时间中断。

至此，完成图1所示的流程，通过图1所示的流程可以看出，上述方法应用于双机系统的成员设备上，所述双机系统运行时，所述成员设备可被配置为备机或者主机，其中，所述主机是指所述双机系统中用于承载业务的工作设备，所述备机是指与作为所述主机相对应的备份设备，所述备机与所述主机基于心跳口进行通信，当所述成员设备为备机时，基于所述心跳口，获取所述主机的关系映射表，其中，所述关系映射表用于指示所述主机在业务过程中学习到的所述双机系统的上下游设备及其对应的所述主机的转发接口；基于所述主机的关系映射表，建立所述备机的关系映射表；当监测到所述主机故障时，则基于所述备机的关系映射表，向所述双机系统的上下游设备发送免费ARP请求，将所述备机切换为主机。

应用本申请实施例，解决了当静默双机系统中的备机切换为主机时，需要用户手工清除上下游设备中旧主机的ARP表项，才能使上下游设备重新学习新主机也即备机的ARP表项以恢复业务，而导致业务长时间中断的问题，实现了主动触发更新上下游设备的ARP表项，并大幅提升了主备切换的时间。

图3是本申请一示例性实施例提供的一种双机的主备切换装置的框图。与上述方法实施例相对应，本申请还提供了一种双机的主备切换装置的实施例，所述装置应用于双机系统的成员设备上，所述双机系统运行时，所述成员设备可被配置为备机或者主机，其中，所述主机是指所述双机系统中用于承载业务的工作设备，所述备机是指与作为所述主机相对应的备份设备，所述备机与所述主机基于心跳口进行通信，当所述成员设备为备机时，请参考图3所示例的一种双机的主备切换装置30，所述装置包括：

获取模块301，用于基于所述心跳口，获取所述主机的关系映射表，其中，所述关系映射表用于指示所述主机在业务过程中学习到的所述双机系统的上下游设备及其对应的所述主机的转发接口；

切换模块302，用于基于所述主机的关系映射表，建立所述备机的关系映射表；

所述切换模块302进一步，当监测到所述主机故障时，则基于所述备机的关系映射表，向所述双机系统的上下游设备发送免费ARP请求，将所述备机切换为主机。

在本实施例中，所述双机系统为静默双机。

在本实施例中，所述双机系统为二层部署模式。

在本实施例中，所述基于所述主机的关系映射表，建立所述备机的关系映射表，所述切换模块302进一步，包括：

获取所述主机与所述备机的上下游转发接口的对应关系；

基于所述对应关系，将所述主机的关系映射表中所述主机的转发接口替换为所述备机的转发接口，保存为所述备机的关系映射表。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或模块，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机，计算机的具体形式可以是个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件收发设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任意几种设备的组合。

本申请的双机的主备切换装置的实施例可以应用在图4所示的电子设备上。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在电子设备的处理器将机器可读存储介质中对应的计算机程序指令读取后运行形成的机器可执行指令。从硬件层面而言，如图4所示，为本申请的双机的主备切换装置所在电子设备的一种硬件结构图，除了图4所示的处理器、通信接口、总线以及机器可读存储介质之外，实施例中装置所在的电子设备通常根据该电子设备的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。

对应地，本申请实施例还提供了图3所示装置的一种电子设备的硬件结构，请参见图4，图4为本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。该设备包含：通信接口401、处理器402、机器可读存储介质403和总线404；其中，通信接口401、处理器402、机器可读存储介质403通过总线404完成相互间的通信。其中，通信接口401，用于进行网络通信。处理器402可以是一个中央处理器(CPU)，处理器402可以执行机器可读存储介质403中存储的机器可读指令，以实现以上描述的方法。

本文中提到的机器可读存储介质403可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可以是：易失存储器、非易失性存储器或者类似的存储介质。具体地，机器可读存储介质403可以是RAM(Radom Access Memory，随机存取存储器)、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、任何类型的存储盘(如光盘、DVD等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。

至此，完成图4所示的硬件结构描述。

此外，本申请实施例还提供了一种包括机器可执行指令的机器可读存储介质，例如图4中的机器可读机器可读存储介质403，所述机器可执行指令可由数据处理装置中的处理器402执行以实现以上描述的数据处理方法。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种双机的主备切换方法，所述方法应用于双机系统的成员设备上，所述双机系统运行时，所述成员设备可被配置为备机或者主机，其中，所述主机是指所述双机系统中用于承载业务的工作设备，所述备机是指与作为所述主机相对应的备份设备，所述备机与所述主机基于心跳口进行通信，其特征在于，当所述成员设备为备机时，所述方法包括：

基于所述心跳口，获取所述主机的关系映射表，其中，所述关系映射表用于指示所述主机在业务过程中学习到的所述双机系统的上下游设备及其对应的所述主机的转发接口；

基于所述主机的关系映射表，建立所述备机的关系映射表；

当监测到所述主机故障时，则基于所述备机的关系映射表，向所述双机系统的上下游设备发送免费ARP请求，将所述备机切换为主机。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双机系统为静默双机。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述双机系统为二层部署模式。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述主机的关系映射表，建立所述备机的关系映射表，包括：

获取所述主机与所述备机的上下游转发接口的对应关系；

基于所述对应关系，将所述主机的关系映射表中所述主机的转发接口替换为所述备机的转发接口，保存为所述备机的关系映射表。

5.一种双机的主备切换装置，所述装置应用于双机系统的成员设备上，所述双机系统运行时，所述成员设备可被配置为备机或者主机，其中，所述主机是指所述双机系统中用于承载业务的工作设备，所述备机是指与作为所述主机相对应的备份设备，所述备机与所述主机基于心跳口进行通信，其特征在于，当所述成员设备为备机时，所述装置包括：

获取模块，用于基于所述心跳口，获取所述主机的关系映射表，其中，所述关系映射表用于指示所述主机在业务过程中学习到的所述双机系统的上下游设备及其对应的所述主机的转发接口；

切换模块，用于基于所述主机的关系映射表，建立所述备机的关系映射表；

所述切换模块进一步，当监测到所述主机故障时，则基于所述备机的关系映射表，向所述双机系统的上下游设备发送免费ARP请求，将所述备机切换为主机。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述双机系统为静默双机。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述双机系统为二层部署模式。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述基于所述主机的关系映射表，建立所述备机的关系映射表，所述切换模块进一步，包括：

获取所述主机与所述备机的上下游转发接口的对应关系；

基于所述对应关系，将所述主机的关系映射表中所述主机的转发接口替换为所述备机的转发接口，保存为所述备机的关系映射表。

9.一种电子设备，其特征在于，包括通信接口、处理器、存储器和总线，所述通信接口、所述处理器和所述存储器之间通过总线相互连接；

所述存储器中存储机器可读指令，所述处理器通过调用所述机器可读指令，执行如权利要求1至4任一项所述的方法。

10.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质存储有机器可读指令，所述机器可读指令在被处理器调用和执行时，实现权利要求1至4任一项所述的方法。