CN109995883B - 网络设备实虚地址对应失效的自动修复方法 - Google Patents

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Abstract

一种网络设备实、虚地址对应失效的自动修复方法，应用在高可用度系统的作业环境，该系统包含有一网络设备丛集与网络连线，具有一虚拟的目的IP地址，该网络设备丛集中定义有一运行设备及一待命设备，其各具有一MAC地址；其中，在所述待命设备中部署有一封包侦测控制器，当所述封包侦测控制器侦测、并抓取到目的IP地址的封包时立即通知运行设备，而所述的运行设备则立即对外发出以该目的IP、及其自身MAC地址为对应的ARP广播封包，驱使ARP对应有误的其它网络设备进行ARP表格更新，完成自动修复。

Description

网络设备实虚地址对应失效的自动修复方法
技术领域
本发明是关于一种在高可用度机制的环境下所建立的网络设备实、虚地址对应失效的自动修复方法。
背景技术
有关网页、域名、电子邮件…等早已成为各公司行号内部网络的基本服务，更是企业在运作中不可停止的一环。近年来由于硬件设备的高速发展与大量生产也间接使高性能设备价格降低，搭配开源作业系统Linux与配合套件组合而成的高可用度系统(High-Availability System)解决方案，使各公司行号得以轻松建置具有“高可用度”的服务系统。
所谓“高可用度系统”(High Availability System)是指运作中的网络设备能在故障发生时立刻转换到备援设备来维持服务不间断的正常运作，同时也能做负载平衡，降低系统中因为单一设备故障或过载而中止服务的发生率。为了保持设备的“高可用度”(HA)，在系统中通常包含有两台对称、可互相切换的设备，此正在使用的设备称为“运行设备”，其拥有一目的IP地址，而另一台则称为“待命设备”，其不具有目的IP地址；当运行设备故障、失效时，待命设备将自动切换为运行设备，他首先接管该目的IP地址，接着再通过地址解译协定ARP (Address Resolution Protocol)布告一广播封包，广播其乙太网络的实体地址，也就是MAC (Media Access Control)地址给同一区域的所有其它网络设备，使这些设备自此知道送往高可用度系统的目的IP地址的封包，都要根据此MAC地址送往新的运行设备，并将这最新的地址对应(目的IP地址与MAC地址的对应)更新到自身的ARP表格中。
然而，假设外部有任一网络设备未接收到这个地址对应的广播，则其仍旧会将封包送往原有、已失效的运行设备(也就是现有的待命设备)而无法正确的接收；特别是，若该已失效的设备是区网对外的闸道路由器，则此系统就将可能对外失联而失去“高可用度”的机制。
发明内容
为改善现有技术存在的缺失，本发明设计一种“网络设备实虚地址对应失效的自动修复方法”，包含了以下步骤：
步骤一、建立一高可用度的网络设备丛集与网络连线，分配有一虚拟的目的IP地址，即VIP地址。
步骤二、在该网络设备丛集中定义一运行设备及一待命设备，其各具有一实体的地址，即MAC地址。
步骤三、在所述待命设备中部署一封包侦测控制器。
步骤四、当所述封包侦测控制器侦测、并抓取到以VIP地址为目的封包时立即通知运行设备。
步骤五、所述运行设备立即对外发出该VIP与自身MAC地址为对应的ARP广播封包，驱使ARP对应有误的其它网络设备进行ARP表格更新。
借此，当发生封包传递、实虚地址对应错误的情形时，通过封包侦测控制器的侦测，便可以立即利用布告ARP广播要求其它网络设备进行ARP表格更新而得以自动修复。
在上述解决方案中，该运行设备与待命设备之间尚建立有一心跳侦测机制，彼此周期性地互送心跳封包侦测其是否失效。
在上述解决方案中，该封包侦测控制器是一软件程序；较佳者，是预先部署在该运行设备及待命设备之中。
附图说明
图1为本发明所建置的流程图。
图2为本发明的网络设备连线的结构图。
符号说明：
1…网络丛集
10…第一网络设备
100…第一封包侦测控制器
11…第二网络设备
110…第二封包侦测控制器
12…心跳侦测机制
13…VIP地址
2…网际网络
3…用户端。
具体实施方式
如图1所示，本发明所描述的系统自动修复的方法包括了以下的步骤：
S1、建立一高可用度的网络设备丛集与网络连线，分配有一虚拟的目的IP地址，即VIP地址；
S2、在该网络设备丛集中定义一运行设备及一待命设备，其各具有一实体的地址，即MAC地址；
S3、在该待命设备中部署一封包侦测控制器；
S4、当封包侦测控制器侦测、并抓取到以VIP地址为目的封包时立即通知运行设备；
S5、该运行设备立即对外发出该VIP与自身MAC地址为对应的ARP广播封包，驱使ARP对应有误的其它网络设备进行ARP表格更新。
更具体地说，请同时参考图2的一较佳实施方式，本发明的系统中具有一网络丛集(cluster)1通过闸道路由器R1…Rn连线于网际网络2，以及与用户端3连线提供网络服务。该网络丛集1中至少包括有一对相互对称的第一网络设备10及第二网络设备11，该第一网络设备10定义为一运行设备，而该第二网络设备11则定义为一待命设备；其中，图2所揭露的第一及第二网络设备10,11是以防火墙为例，但并不以此为限，举凡伺服器、路由器、交换器……等等，可以在网络环境下连线、运行的相关软、硬件设备皆可应用在本发明所称的网络设备之列。
在该第一网络设备10(即运行设备)与第二网络设备11(即待命设备)之间建立有一心跳(Heartbeat)侦测机制12，彼此周期性地互送心跳封包，在预定的时间内，若是第二网络设备11(待命设备)没有收到第一网络设备10(运行设备)的心跳封包，则该第二网络设备11就会自动切换成为运行设备并接管资源来维持服务的正常运作，自而使系统建立起一种高可用度的作业环境。
该网络丛集1中分配有一虚拟的目的IP地址，简称为VIP地址(Virtual IPaddress) 13，在系统架构出高可用度的作业环境时，该第一网络设备10(运行设备)及第二网络设备11(待命设备)对外将会使用此VIP地址作为目的封包传送的地址；当其中一网络设备失效，该VIP地址13会自动转移到现役的运行设备，例如图2所揭露的第一网络设备10，并接管资源维持系统不间断服务的运作，至于第二网络设备11则作为备援成为待命设备，对外没有取得该VIP地址13，所以在图2中该第二网络设备11与该VIP地址13对应的连线是以虚线表示。
所述的第一及第二网络设备10,11本身各具有一实体的地址，即MAC1, MAC2地址(Media Access Control Address)，用来确定其在网络环境中的位置。在对外的连系时，会将这个实体的地址(MAC1或MAC2)与该VIP地址13相对应，通过ARP (Address ResolutionProtocol)布告一广播封包给同一区网的所有设备，亦即VIP, MAC1或VIP, MAC2。
此外，本发明在第一及第二网络设备10,11中各部署有一封包侦测控制器，即第一封包侦测控制器100、与第二封包侦测控制器110，该封包侦测控制器可借由一软件程序直接载入第一网络设备10及第二网络设备11之中，或者利用一伺服器系统将该软件程序传送到该第一网络设备10及第二网络设备11来进行部署。
在部署第一封包侦测控制器100与第二封包侦测控制器110之后，当第二网络设备11作为待命设备时，其第二封包侦测控制器110若侦测、并抓取到以VIP地址13为目的封包时，将会立即通知现役的运行设备(也就是第一网络设备10)；而正在运行的设备，也就是第一网络设备10也会立即对外发出该VIP与自身MAC1地址为对应的ARP广播封包，驱使ARP对应有误的其它网络设备进行ARP表格更新。同理，若该第一网络设备10为待命设备，则该第一封包侦测控制器100若侦测、并抓取到以VIP地址13为目的封包时，便会立即通知现役的运行设备(也就是第二网络设备11)，该运行设备随即对外发出该VIP与自身MAC2地址为对应的ARP广播封包，驱使ARP对应有误的其它网络设备进行ARP表格更新，而使系统得以持续维持不间断地运作与服务。
借由上述的方法，在“高可用度”机制下进行切换后的网络设备，如果发生封包传递、实虚地址对应错误的情形时，便可以立即利用布告ARP广播要求其它网络设备进行ARP表格更新而得以自动修复；尤其，通过这样自动修复的方法，不需要持续性、周期地广播ARP更新布告封包，不会造成网络资源在使用上的负担，更不会影响系统在运作中的效能。
虽然本发明已通过上述的较佳实施方式进行详细说明，但熟悉此相关技艺者当知，对于所属型态与细节的修饰亦应不偏离本发明的权利要求的精神与范畴。

Claims (3)

1.一种网络设备实虚地址对应失效的自动修复方法，包含：
步骤一、建立一高可用度的网络设备丛集与网络连线，分配有一虚拟的目的IP地址，即VIP地址；
步骤二、在该网络设备丛集中定义一运行设备及一待命设备，其各具有一实体的地址，即MAC地址；
步骤三、在所述运行设备及所述待命设备中各部署一封包侦测控制器；
步骤四、当作为待命设备的封包侦测控制器侦测、并抓取到以VIP地址为目的封包时立即通知现役的运行设备；
步骤五、该现役的运行设备立即对外发出该VIP与自身MAC地址为对应的ARP广播封包，驱使ARP对应有误的其它网络设备进行ARP表格更新。
2.如权利要求1所述网络设备实虚地址对应失效的自动修复方法，其中，该运行设备与待命设备之间建立有一心跳侦测机制，彼此周期性地互送心跳封包侦测其是否失效。
3.如权利要求1或2所述网络设备实虚地址对应失效的自动修复方法，其中，所述的封包侦测控制器是一软件程序。
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