CN111131500B - 二层组播主备倒换方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种二层组播主备倒换方法和系统，解决了现有技术中二层组播主备倒换方式过于复杂，需要其它邻居设备支持的问题。该二层组播主备倒换方法包括：主用主控板和备用主控板同步接收二层vlan中的igmp协议报文，并分别进行处理；在执行主备倒换时，备用主控板接管承载所述主用主控板提供的业务。

Description

二层组播主备倒换方法和系统

技术领域

本发明涉及网络设备技术领域，具体涉及一种二层组播主备倒换方法和系统。

背景技术

在二层vlan中，通过igmp snooping协议来实现组播复制。组播技术的引入，相比单播能大大降低带宽的消耗和对服务器的压力。为了给用户提供高可靠性，最常用的手段是通过有双主控的机架式设备，或者多台设备组成的堆叠(stacking)环境来实现高可靠性。这样，当主用主控板挂掉时，备用主控板可以迅速地接替原来的主用主控板，而成为新的主用主控板，保持业务的不间断转发(NSF)。

现有的主备倒换技术中，最主流的有两种形式，一种是基于三层路由的平滑重启(Graceful Restart，GR)，另外一种是通过状态同步的方式：

①对于通过GR来主备倒换，所有的协议状态都跑在主用主控板上，备用主控板上不运行任何协议，只在倒换的瞬间通过备用主控板往外发出GR相关的特殊报文，告知周围邻居，本设备正在GR中，周围邻居维持住邻居状态，再通过协议报文来做表项同步，恢复倒换设备上的表项。但是，这种方式大部分都是应用在三层路由协议上，通过查阅GR相关的标准，都是ospf、bgp、rsvp、ldp等三层路由协议相关，几乎没有二层协议使用；另外，GR需要网络中其他设备的配合完成，不能仅凭自己一台设备来完成，所有设备均需要支持GR才能完成倒换。

②通过主备间的实时备份和批量备份，实现状态同步。这种方式要保持主用主控板和备用主控板上自上而下所有表项的绝对同步，才能在倒换的时候实现直接倒换。其中，只有主备处理协议报文，备板上的所有状态和表项都是靠主板来同步的。对于较为简单的一些二层配置，比如创建个vlan，创建个端口是比较合适的。而二层组播情况更加复杂，由于其基于igmp snooping协议，存在有协议状态机，两台设备的协议状态机的同步工作量和实现难度都比较大，而且要保证两台设备协议间的绝对同步也比较困难。

有鉴于此，需要提供一种二层组播主备倒换的方法和系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供二层组播主备倒换方法和系统。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种二层组播主备倒换方法，包括：

主用主控板和备用主控板同步接收二层vlan中的igmp协议报文，并分别进行处理；

在执行主备倒换时，所述备用主控板接管承载所述主用主控板提供的业务。

一实施例中，所述方法还包括：

在所述备用主控板上线时，所述备用主控板向使能了二层组播的vlan中发送igmp通用查询报文；

所述备用主控板接收响应所述igmp通用查询报文的igmp协议报文，以学习到对应的组播组。

一实施例中，所述方法还包括：

在执行主备倒换时，所述备用主控板将其上的全部表项发送至关联的线卡，以供所述关联的线卡进行数据平滑。

一实施例中，所述关联的线卡进行数据平滑，具体包括：

所述关联的线卡将接收到的表项与本地表项进行比对，以判断本地是否存在所述接收到的表项；若是，

则所述关联的线卡将对应的表项置标记位；若否，

则所述关联的线卡将对应的表项添加到本地，并置标记位。

一实施例中，所述方法还包括：

所述关联的线卡遍历本地表项，并将没有置标记位的表项删除。

本申请还提供一种二层组播主备倒换系统，包括：

主用主控板和备用主控板，用于同步接收二层vlan中的igmp协议报文，并分别进行处理；

在执行主备倒换时，所述备用主控板接管承载所述主用主控板提供的业务。

一实施例中，所述备用主控板还用于在上线时，向使能了二层组播的vlan中发送igmp通用查询报文；以及，

接收响应所述igmp通用查询报文的igmp协议报文，以学习到对应的组播组。

一实施例中，所述备用主控板还用于在执行主备倒换时，将其上的全部表项发送至关联的线卡，以供所述关联的线卡进行数据平滑。

一实施例中，所述关联的线卡具体用于将接收到的表项与本地表项进行比对，以判断本地是否存在所述接收到的表项；若是，

则将对应的表项置标记位；若否，

则将对应的表项添加到本地，并置标记位。

一实施例中，所述关联的线卡还用于遍历本地表项，并将没有置标记位的表项删除。

本申请的实施方式中，备用主控板通过与主用主控板同时接收处理igmp协议报文来实现“实时同步”，在执行主备倒换时，不需要复杂的协议状态机同步或者其它设备的配合支持；对于新上线的备用主控板，利用向使能了二层组播的vlan中发送igmp通用查询报文，并通过响应的igmp协议报文学习到对应的组播组，实现“批量备份”；在执行主备倒换时，备用主控板还会将其上的全部表项发送给关联的线卡，以供线卡进行表项的比对和统一，消除和备用主控板之间的表项差异，实现“数据平滑”，从而完成二层组播在主备环境或者堆叠环境中的高可靠性功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例二层组播主备倒换方法的流程图；

图2为本发明一实施例二层组播主备倒换方法中备用主控板批量同步数据的流程图；

图3为本发明一实施例二层组播主备倒换方法中备用主控板和线卡进行数据平滑的流程图；

图4为本发明一实施例二层组播主备倒换系统的功能模块示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参图1，介绍本申请二层组播主备倒换方法的一具体实施方式。在本实施方式中，该方法包括：

S11、主用主控板和备用主控板同步接收二层vlan中的igmp协议报文，并分别进行处理。

配合参照图4，本步骤中，主用主控板和备用主控板通过同时对igmp协议报文的接收和处理，主用主控板和备用主控板上的协议状态可以实现“实时同步”。这里的实时同步并非是指主用主控板和备用主控板实质上进行了数据的交互或复制，而是由于主用主控板和备用主控板同时对相同的igmp协议报文进行处理，故可以在理论上得到完全一致的协议状态。

S12、在执行主备倒换时，所述备用主控板接管承载所述主用主控板提供的业务。

主备倒换可以在多种情况下发生，例如：①命令行执行主备倒换命令，强行切换；②主用主控板硬复位或者被手工拔出，引起主备倒换；③主用主控板上发生软件异常重启，从而触发主备倒换等。由于在步骤S11中，备用主控板已经实时同步了主用主控板上的协议状态，故在这里可以随时进行主备切换，备用主控板可以随时接替主用主控板的功能。

相对于现有技术中，只有主用主控板接收和处理igmp协议报文，备用主控板不主动接收igmp协议报文，而是依靠与主用主控板之间的消息来进行同步。上述提供的方案通过将igmp协议报文直接发往主用主控板和备用主控板，两台主控板同时进行协议处理，省去了复杂的状态同步工作，只需要控制好协议报文的收发，几乎不需要做额外的工作就能完成实时同步。

在主备倒换的场景中，可能会存在有新上线的备用主控板，而对于这些新上线的备用主控板而言，其缺少上线前时间段内的信息。本申请的方案中，还提供对这类新上线主控板进行信息批量备份的方法。具体地，参图2：

S21、在所述备用主控板上线时，备用主控板向使能了二层组播的vlan中发送igmp通用查询报文。

鉴于二层组播是利用互联网组管理协议窥探igmp snooping来运行协议状态机，故，在需要进行批量备份的时候，可以利用备用主控板在批量备份期间，主动向所有使能了二层组播的vlan中发送igmp通用查询报文进行igmpsnooping组的查询，关联的主机收到这样的通用查询报文，就会主动上报自己的组播组信息，也即对应的igmp协议报文。

S22、备用主控板接收响应所述igmp通用查询报文的igmp协议报文，以学习到对应的组播组。

参照上述步骤所述，本申请的方案中主用主控板和备用主控板会分别接收igmp协议报文并进行处理，故而，新上线的备用主控板通过对响应igmp通用查询报文的igmp协议报文的处理，可以主动学习到这些组播组，从而能保证新上线的备用主控板和主用主控板上的表项基本一致。

在上述的过程中，由于是两台主控板各自进行的学习，各自维护的状态机，因此，不论是实时备份还是批量备份的过程，都可能会有一定的误差存在，主用主控板和备用主控板上的表项也可能有一小部分存在一定的差异。例如，主用主控板上学到了一个组播组，在备用主控板上线之前，这个组静默消失，那么备用主控板上线进行批量备份时发送的通用查询报文就不会得到回应。此时，主用主控板上相关表项还未超时，线卡上表项也不会立刻删除，这样就会和备用主控板形成一定的差异。参图3，针对于此，本申请的方案中：在执行主备倒换时，备用主控板还会将其上的全部表项发送至关联的线卡，以供所述关联的线卡进行数据平滑。

具体地，这些关联的线卡在接收到备用主控板发送的表项后，会将其与本地表项进行比对，以判断本地是否存在所述接收到的表项。如果本地存在备用主控板发送的表项，则该关联的线卡会将对应的表项置标记位。而如果本地不存在备用主控板发送的表项，则该关联的线卡会将对应的表项添加到本地，并置标记位。

在各关联的线卡完成上述操作后，可以保证各关联的线卡已经本地存有新上线的备用主控板上的全部表项。随后，这些关联的线卡还会进一步遍历本地表项，并将没有置标记位的表项删除，而置有标记位的表项保留。也即，置有标记位的表项被认为是上下一致的表项，而对于未置有标记位的表项，就认为是线卡上多余的表项，如此，消除备用主控板与线卡上的差异。

配合参图4，本申请还提供二层组播主备倒换的系统的一具体实施方式。在本实施方式中，该主备倒换系统包括主用主控板和备用主控板。

主用主控板和备用主控板用于同步接收二层vlan中的igmp协议报文，并分别进行处理；在执行主备倒换时，备用主控板接管承载该主用主控板的提供的业务。

一实施例中，备用主控板还用于在上线时，向使能了二层组播的vlan中发送igmp通用查询报文；以及接收响应所述igmp通用查询报文的igmp协议报文，以学习到对应的组播组。

一实施例中，备用主控板还用于在执行主备倒换时，将其上的全部表项发送至关联的线卡，以供所述关联的线卡进行数据平滑。

一实施例中，关联的线卡具体用于将接收到的表项与本地表项进行比对，以判断本地是否存在所述接收到的表项；若是，则将对应的表项置标记位；若否，则将对应的表项添加到本地，并置标记位。

一实施例中，关联的线卡还用于遍历本地表项，并将没有置标记位的表项删除。

本申请中的系统实施方式与上述实施方式中提供的二层组播主备倒换的方法对应，因此其中各装置的功能都可以全部或部分地引用二层组播主备倒换方法的实施方式，这里不再赘述。

本申请的实施方式中，备用主控板通过与主用主控板同时接收处理igmp协议报文来实现“实时同步”，在执行主备倒换时，不需要复杂的协议状态机同步或者其它设备的配合支持；对于新上线的备用主控板，利用向使能了二层组播的vlan中发送igmp通用查询报文，并通过响应的igmp协议报文学习到对应的组播组，实现“批量备份”；在执行主备倒换时，备用主控板还会将其上的全部表项发送给关联的线卡，以供线卡进行表项的比对和统一，消除和备用主控板之间的表项差异，实现“数据平滑”，从而完成二层组播在主备环境或者堆叠环境中的高可靠性功能。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，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。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

还需要说明的是，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、商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、商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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本说明书一个或多个实施例的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书一个或多个实施例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，本说明书一个或多个实施例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。

本说明书一个或多个实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书一个或多个实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种二层组播主备倒换方法，其特征在于，包括：

主用主控板和备用主控板同步接收二层vlan中的igmp协议报文，并分别进行处理，其中，所述主用主控板和备用主控板未进行数据交互；

在执行主备倒换时，所述备用主控板接管承载所述主用主控板提供的业务。

2.根据权利要求 1所述的二层组播主备倒换方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述备用主控板上线时，所述备用主控板向使能了二层组播的vlan中发送igmp通用查询报文；

所述备用主控板接收响应所述igmp通用查询报文的igmp协议报文，以学习到对应的组播组。

3.根据权利要求2所述的二层组播主备倒换方法，其特征在于，所述方法还包括：

在执行主备倒换时，所述备用主控板将其上的全部表项发送至关联的线卡，以供所述关联的线卡进行数据平滑。

4.根据权利要求3所述的二层组播主备倒换方法，其特征在于，所述关联的线卡进行数据平滑，具体包括：

所述关联的线卡将接收到的表项与本地表项进行比对，以判断本地是否存在所述接收到的表项；若是，

则所述关联的线卡将对应的表项置标记位；若否，

则所述关联的线卡将对应的表项添加到本地，并置标记位。

5.根据权利要求4所述的二层组播主备倒换方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述关联的线卡遍历本地表项，并将没有置标记位的表项删除。

6.一种二层组播主备倒换系统，其特征在于，包括：

主用主控板和备用主控板，用于同步接收二层vlan中的igmp协议报文，并分别进行处理，其中，所述主用主控板和备用主控板未进行数据交互；

在执行主备倒换时，所述备用主控板接管承载所述主用主控板提供的业务。

7.根据权利要求 6所述的二层组播主备倒换系统，其特征在于，

所述备用主控板还用于在上线时，向使能了二层组播的vlan中发送igmp通用查询报文；以及，

接收响应所述igmp通用查询报文的igmp协议报文，以学习到对应的组播组。

8.根据权利要求7所述的二层组播主备倒换系统，其特征在于，所述备用主控板还用于在执行主备倒换时，将其上的全部表项发送至关联的线卡，以供所述关联的线卡进行数据平滑。

9.根据权利要求8所述的二层组播主备倒换系统，其特征在于，所述关联的线卡具体用于将接收到的表项与本地表项进行比对，以判断本地是否存在所述接收到的表项；若是，

则将对应的表项置标记位；若否，

则将对应的表项添加到本地，并置标记位。

10.根据权利要求9所述的二层组播主备倒换系统，其特征在于，所述关联的线卡还用于遍历本地表项，并将没有置标记位的表项删除。

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