CN111817953A - 基于虚拟路由器冗余协议vrrp的主设备选举方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本说明书提供一种基于虚拟路由器冗余协议VRRP的主设备选举方法及装置，所述方法包括：接收VRRP备份组中的第二网络设备发送的VRRP通告报文；获取VRRP通告报文中携带的第二网络设备的优先级信息以及第二网络设备作为Master设备的时间信息；在第一网络设备的优先级与第二网络设备的优先级相同的情况下，选择处于Master状态时间长的网络设备为Master设备。选择处于Master时间长的网络设备作为Master设备可以保证更少的主机或者客户端断流。

Description

基于虚拟路由器冗余协议VRRP的主设备选举方法及装置
技术领域
本说明书涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于虚拟路由器冗余协议VRRP的主设备选举方法及装置。
背景技术
为了解决局域网访问外部网络的可靠性问题，通常采用两台或两台以上的路由器作为局域网内部主机接入外部网络的网关，以互为备份。VRRP(Virtual RouterRedundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议)技术将多台路由器组成一台虚拟路由器，由虚拟路由器向局域网内部的主机提供统一的虚拟互联网协议IP地址以及相应的虚拟媒体接入控制MAC地址。虚拟路由器通过选举机制决定哪台物理路由器承担转发任务，但对于局域网内的主机而言，该主机仅需要知道虚拟路由器的IP地址，并将该IP地址配置为网关的IP地址即可。在工作时，只要组成虚拟路由器的这组路由器中有一个路由器还能正常工作，便可以作为网间设备转发内部网络访问外部网络的报文，从而能够保证网络的正常运行。
图1为一种应用VRRP的组网方案的示意图，如图1所示，网络中包括包括多台主机host1、host2、host3，以及多台路由器：Router A、Router B和Router C，这多台路由器组成一台虚拟路由器，这多台路由器也称为VRRP备份组。此虚拟路由器有自己的IP地址10.1.1.1/24，由用户手工指定。局域网内的主机将虚拟路由器设置为默认网关。Router A、Router B和Router C中优先级最高的路由器作为主(Master)路由器，承担网关的功能。其余两台路由器作为备(Backup)路由器，当Master路由器发生故障时，取代Master路由器继续履行网关职责，从而保证局域网内的主机可不间断地与外部网络进行通信。备份组中的路由器根据优先级确定自己在备份组中的角色。
VRRP功能不仅仅应用于路由器，VRRP功能也可以在虚拟服务器上使用，多台服务器组成一台虚拟服务器，以虚拟服务器的IP地址对外提供服务。客户端主机访问该IP地址以访问服务器。当Master服务器发生故障时，Backup服务器选举出新的Master服务器继续对外提供服务，保证服务不中断。
如果Backup服务器和Master服务器之间用于发送VRRP通告报文的链路故障，则可能会出现多个Master服务器，而当故障链路恢复后，会重新选举Backup服务器和Master服务器。如果Master服务器在客户端主机接入时会生成上下文，且服务器是基于上下文对客户端主机提供服务时，则可能出现如下问题：服务器是基于上下文对客户端主机提供服务，但重新选举的新Master服务器并无该客户端主机的上下文，如如果重新选举出的Master服务器不是原来服务于该客户端的服务器，因此服务器上没有该客户端的上下文，此时服务的连续性将受到影响。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本说明书提供了一种基于虚拟路由器冗余协议VRRP的主设备选举方法及装置。
根据本说明书实施例的第一方面，提供一种基于虚拟路由器冗余协议VRRP的主设备选举方法，应用于VRRP备份组中的第一网络设备，所述方法包括：
接收VRRP备份组中的第二网络设备发送的VRRP通告报文；
获取所述VRRP通告报文中携带的第二网络设备的优先级信息以及第二网络设备作为Master设备的时间信息；
在所述第一网络设备的优先级与所述第二网络设备的优先级相同的情况下，选择处于Master状态时间长的网络设备为Master设备。
根据本说明书实施例的第二方面，提供一种基于虚拟路由器冗余协议VRRP的主设备选举装置，包括：
接收模块，用于接收VRRP备份组中的第二网络设备发送的VRRP通告报文；
获取模块，用于获取所述VRRP通告报文中携带的第二网络设备的优先级信息以及第二网络设备作为Master设备的时间信息；
判断模块，用于在所述第一网络设备的优先级与所述第二网络设备的优先级相同的情况下，选择处于Master状态时间长的网络设备为Master设备。
根据本说明书实施例的第三方面，提供一种网络设备，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行接收VRRP备份组中的第二网络设备发送的VRRP通告报文；获取所述VRRP通告报文中携带的第二网络设备的优先级信息以及第二网络设备作为Master设备的时间信息；在所述第一网络设备的优先级与所述第二网络设备的优先级相同的情况下，选择处于Master状态时间长的网络设备为Master设备。
本说明书的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：第一网络设备通过接收VRRP通告报文，并确定VRRP通告报文中携带的网络设备作为Master设备的时间信息，网络设备变更为Master状态的时间越早，则该网络设备在备份组中作为Master设备相对的就越长，服务的局域网内部的主机或者客户端就越多，也就意味着该网络设备中保存的针对主机或者客户端的上下文就越多。因此，选择变更Master状态早的网络设备作为Master设备可以保证更少的主机或者客户端断流。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。
图1为一种应用VRRP的组网方案的示意图。
图2为本说明书根据一示例性实施例示出的一种方法的流程图。
图3为本说明书实施例的装置所在的网络设备的一种硬件结构图。
图4为本说明书另一示例性实施例示出的方法的流程图；
图5为本公开实施例提供的网络设备的结构示意图；
图6为本说明书根据一示例性实施例示出的一种装置的框图。
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说明书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、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。在本说明书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，尽管在本说明书可能采用术语第一、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。
实施例一
本说明书所提供的方法，可以应用于图1所示的组网中，还可以应用于图3所示的组网中，与图1类似的，图3中包括服务器1和服务器2，服务器1和服务器2在同一个VRRP备份组中。应当理解的是，本说明书所提供的方法，对所应用的网络设备的类型并不加以限定，例如可以应用于图1中的路由器，也可以应用于图3中的服务器。接下来对本说明书实施例进行详细说明。
如图2所示，图2是本说明书根据一示例性实施例示出的一种方法的流程图，包括以下步骤：
步骤102，接收VRRP备份组中的第二网络设备发送的VRRP通告报文；
步骤104，获取所述VRRP通告报文中携带的第二网络设备的优先级信息以及以及第二网络设备作为Master设备的时间信息；
步骤106，在所述第一网络设备的优先级与所述第二网络设备的优先级相同的情况下，选择处于Master状态时间长的网络设备为Master设备。
在步骤102中，第一网络设备和第二网络设备均是VRRP备份组中的网络设备，VRRP备份组中还可以包括其他的网络设备，为了更清晰的说明本说明书所提供的方法，本说明书所提供的示例中仅以第一网络设备和第二网络设备为例进行说明。对于网络设备而言，其可以加入多个VRRP备份组。本说明书的实施例以多个VRRP备份组中的一个备份组为例对Master设备的选举进行说明。
VRRP通告报文中一般携带有网络设备的优先级，并通过优先级信息选举备份组中的Master设备。其中，VRRP优先级的取值范围可以为0-255，值越大表明优先级越高，可配置的范围为1-254，优先级0一般为系统保留给特殊用途使用，255则是系统保留给IP地址拥有者。当网络设备为IP地址拥有者时，其优先级始终为255。因此，当备份组内存在IP地址拥有者时，只要其工作正常，则为Master设备。需要说明的是，VRRP通告报文中携带的网络设备的优先级信息一般是为网络设备预先配置好的，在选举过程中不会发生变化。
可以先比较网络设备1和网络设备2的优先级。如果网络设备1和网络设备2的优先级不同，则选择优先级高的网络设备作为Master设备。
如果网络设备1和网络设备2的优先级相同，则需要进一步的选举Master设备。本说明书所提供的方法中，可以在VRRP通告报文中携带网络设备变更为Master状态的时间信息。
在一种实现的方式中：VRRP通告报文中携带的网络设备作为Master设备的时间信息为网络设备变更为Master状态的时间戳。
相应的，则网络设备1确定本地存储的网络设备1变更为Master状态的时间戳和网络设备2发送的VRRP通告报文中携带的网络设备2变更为Master状态的时间戳，选择变更为Master状态的时间戳比较早的网络设备作为Master设备。
在经历过一次网络异常之后，一般来说，网络设备变更为Master状态的时间越早，则该网络设备在备份组中作为Master设备相对的就越长，服务的局域网内部的主机或者客户端就越多，也就意味着该网络设备中保存的针对主机或者客户端的上下文就越多。因此，选择变更Master状态早的网络设备作为Master设备可以保证更少的主机或者客户端断流。
本说明书中的上下文信息与移动通信中的上下文概念类似，均指的是与主机或者客户端绑定的信息，例如，可以为用户的会话信息、秘钥信息等等。本说明书中对于上下文信息的具体内容并不加以限定。
在另一种可选的实施方式中：VRRP通告报文中携带的网络设备作为Master设备的时间信息为网络设备在预设时长内作为Master设备的总时长。
若网络中存在链路时通时断的场景，可能会导致Master设备的反复切换，因此可以选择在预设的时间段内，作为Master设备总时长更长的网络设备作为Master设备，在预设时间内作为Master设备总时长更长的网络设备，可能保存更多的主机或者客户端的上下文信息。
举例来说，若预设时长为30分钟，则网络设备1确定在30分钟内本地存储的网络设备1作为Master设备的总时长和网络设备2发送的VRRP通告报文中携带的网络设备2在30分钟内作为Master设备持续时长，选择30分钟内作为Master设备时间更长的网络设备作为Master设备。
在相关技术中，当网络故障原因造成备份组中存在多台Master设备时，Master设备会根据优先级和IP地址选举出一个Master设备：优先级高的网络设备成为Master设备，优先级低的成为Backup设备；如果优先级相同，则IP地址大的成为Master设备。但是按照这种方式选举Master设备，一台处于Master状态时间最长的网络设备，并且假设其优先级或主IP地址较小，已接入了大量的客户端主机，但由于VRRP通告报文链路故障，部分Backup网络设备转换为了Master状态，当故障链路恢复后，由于该Master网络设备优先级或主IP地址较小将会转换为Backup状态，此时客户端主机将由新选举出的Master网络设备提供服务，而该新Master网络设备并无该客户端主机的上下文，且服务的连续性将受到影响。
而在本说明书所提供的方法中，通过在VRRP通告报文中携带网络设备作为Master设备的时间信息，从而可以选举保存上下文信息更多的网络设备作为Master设备，避免更少的主机或者客户端断流。
实施例二
在图2所示的实施例的基础上，本说明书对于步骤104中，如何选举Master设备做进一步详细的说明。如图4所示，图4为本说明书又一实施例提供的方法的流程示意图；本实施例所提供的方法包括：
步骤102，接收VRRP备份组中的第二网络设备发送的VRRP通告报文。
步骤104，获取所述VRRP通告报文中携带的第二网络设备的优先级信息以及以及第二网络设备作为Master设备的时间信息。
其中，步骤102和步骤104与实施例一中相同，在此不再赘述。
步骤206，判断VRRP通告报文中携带的所述第二网络设备的优先级是否大于第一网络设备的优先级；若判断结果为是，则执行步骤220。否则，则执行步骤208。
针对步骤206，如果VRRP通告报文中携带的网络设备2的优先级大于网络设备1的优先级，则可以不改变现有的处理流程，即选择优先级大的网络设备作为Master设备。这样对现有的标准流程的改变较小。
步骤208，判断VRRP通告报文中携带的第二网络设备的优先级是否等于第一网络设备的优先级。如果判断结果为是，则执行步骤210；如果第二网络设备的优先级不等于第一网络设备的优先级，结合步骤206可知，此时第二网络设备的优先级小于第一网络设备的优先级，因此，执行步骤218。
如果VRRP通告报文中携带的网络设备2的优先级等于网络设备1的优先级，需要进一步选举Master设备。在本说明书所提供的实施例中，可以选举处于Master状态时间长的网络设备为Master设备。具体的，在现有流程中通过增加步骤210、212、214得以选举出处于Master状态时间长的网络设备。
在一种实现方式中，如果在VRRP通告报文中携带网络设备作为Master设备的时间信息，则在VRRP通告报文中增加相应的用于存储时间信息的字段。本实施例以VRRP通告报文中携带的时间信息为网络设备变更为Master状态的时间戳为例对后续的步骤进行说明。
步骤210，判断所述VRRP通告报文中是否携带所述第二网络设备作为Master设备的时间信息。如果判断结果为是，则执行步骤212，否则执行步骤216。
若VRRP通告报文中携带了网络设备2作为Master设备的时间戳，则说明，网络设备2曾经被选举为Master设备，而当前网络设备1也为Master设备，因此，需要在网络设备1和网络设备2中选举出真正的Master设备。
若VRRP通告报文中未携带网络设备2作为Master设备的时间戳，则说明网络设备2可能并不支持本发明中用于携带时间戳的新增字段，此时可以利用VRRP报文携带的主IP地址与网络设备1本地保存的主IP地址进行选举。
步骤212，判断VRRP通告报文中携带的第二网络设备变更为Master状态的时间戳表征的时间信息是否在第一网络设备变更为Master设备的时间之前，如果判断结果为否，则执行步骤214。如果判断结果为是，则执行步骤220。
步骤214，判断第二网络设备变更为Master状态的时间戳表征的时间信息是否在所述第一网络设备变更为Master设备的时间之后，如果判断结果为是，则执行步骤218，否则，则执行步骤216。
针对步骤212和步骤214，VRRP通告报文携带的时间戳表征的时间信息越靠前，说明网络设备2作为Master设备的时间越长。因此，如果VRRP通告报文中携带的网络设备2变更为Master设备的时间戳早于网络设备1变更为Master设备的时间，则选择网络设备2作为Master设备，即执行步骤220。
如果VRRP通告报文中携带的网络设备2变更为Master设备的时间戳晚于网络设备1变更为Master设备的时间，则选择网络设备1作为Master设备，即执行步骤218。
如果出现了网络设备1和网络设备2变更为Master设备的时间戳信息相同，则可以利用步骤216选举Master设备。
步骤216，判断VRRP报文中携带的主IP地址是否大于第一网络设备本地保存的主IP地址。
其中，对于主IP地址指的是，从接口的真实IP地址中选出来的一个主用IP地址，通常选择配置的第一个IP地址。VRRP通告报文使用主IP地址作为报文的源地址。
当然，针对步骤216，并不限于利用主IP地址选举Master设备，还可以利用网络设备的MAC地址进行选举。
步骤218，选择第一网络设备为Master设备。
步骤220，选择第二网络设备为Master设备。
针对步骤218和步骤220，在网络设备1已经为Master的情况下，经过选举，如果选举网络设备2作为Master设备，则网络设备1将自身记录的主备状态转换为Backup状态。
在本说明书所提供的方法中，通过在VRRP通告报文中携带网络设备变更为Master设备的时间戳，从而可以选举保存上下文信息更多的网络设备作为Master设备，避免更少的主机或者客户端断流。
实施例三
与前述方法的实施例相对应，本说明书还提供了基于虚拟路由器冗余协议VRRP的主设备选举装置及其所应用的网络设备的实施例。
本说明书的装置的实施例可以应用在网络设备上，例如服务器或路由器。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，是通过其所在文件处理的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，图5为本公开实施例提供的网络设备的结构示意图，如图5所示，本公开还提供一种网络设备70，包括：处理器701和存储器702，所述存储器702用于存储程序指令，所述处理器701用于调用所述存储器中的存储的程序指令，当所述处理器执行所述存储器存储的程序指令时，用于执行上述实施例一或实施例二中第一网络设备所执行的方法。
如图6所示，图6是本说明书根据一示例性实施例示出的一种基于虚拟路由器冗余协议VRRP的主设备选举装置的框图，所述装置包括：接收模块601、获取模块602、判断模块603；
接收模块601，用于接收VRRP备份组中的第二网络设备发送的VRRP通告报文；
获取模块602，用于获取所述VRRP通告报文中携带的第二网络设备的优先级信息以及第二网络设备作为Master设备的时间信息；
判断模块603，用于在所述第一网络设备的优先级与所述第二网络设备的优先级相同的情况下，选择处于Master状态时间长的网络设备为Master设备。
可选的，所述接收模块601接收的VRRP通告报文中携带所述时间信息为所述第二网络设备变更为Master状态的时间戳或者所述第二网络设备在预设时长内作为Master设备的总时长。
可选的，所述判断模块603具体用于判断所述VRRP通告报文中是否携带所述第二网络设备作为Master设备的时间信息；若携带，判断第二网络设备变更为Master状态的时间戳表征的时间信息是否在所述第一网络设备变更为Master设备的时间之前；如果第二网络设备变更为Master状态的时间戳表征的时间信息在所述第一网络设备变更为Master设备的时间之前，则选择第二网络设备为Master设备；如果第二网络设备变更为Master状态的时间戳表征的时间信息在所述第一网络设备变更为Master设备的时间之后，则选择第一网络设备为Master设备。
可选的，所述判断模块603判断出所述第一网络设备与所述第二网络设备的优先级信息以及处于Master状态的时间长度相等时，则按照预设的选举参数选举Master设备。
判断模块603具体执行的步骤可以参照实施例二，在此不再赘述。
可选的，所述判断模块选择的选举参数包括：网络设备的主IP地址和/或MAC地址。
上述装置中各个模块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。
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说明书方案的目的。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。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的发明后，将容易想到本说明书的其它实施方案。本说明书旨在涵盖本说明书的任何变型、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说明书的一般性原理并包括本说明书未申请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，本说明书的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本说明书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。本说明书的范围仅由所附的权利要求来限制。
以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于虚拟路由器冗余协议VRRP的主设备选举方法，应用于VRRP备份组中的第一网络设备，其特征在于，包括：
接收VRRP备份组中的第二网络设备发送的VRRP通告报文；
获取所述VRRP通告报文中携带的第二网络设备的优先级信息以及第二网络设备作为Master设备的时间信息；
在所述第一网络设备的优先级与所述第二网络设备的优先级相同的情况下，选择处于Master状态时间长的网络设备为Master设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二网络设备作为Master设备的时间信息为所述第二网络设备变更为Master状态的时间戳或者所述第二网络设备在预设时长内作为Master设备的总时长。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择处于Master状态时间长的网络设备为Master设备，包括：
判断所述VRRP通告报文中是否携带所述第二网络设备作为Master设备的时间信息；
若携带，判断第二网络设备变更为Master状态的时间戳表征的时间信息是否在所述第一网络设备变更为Master设备的时间之前；如果第二网络设备变更为Master状态的时间戳表征的时间信息在所述第一网络设备变更为Master设备的时间之前，则选择第二网络设备为Master设备；如果第二网络设备变更为Master状态的时间戳表征的时间信息在所述第一网络设备变更为Master设备的时间之后，则选择第一网络设备为Master设备。
4.根据权利要求1-3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述第一网络设备与所述第二网络设备的优先级信息以及处于Master状态的时间长度相等的情况下，则按照预设的选举参数选举Master设备。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，选举参数包括：
网络设备的主IP地址和/或MAC地址。
6.一种基于虚拟路由器冗余协议VRRP的主设备选举装置，其特征在于，所述装置包括：接收模块、获取模块、判断模块；
接收模块，用于接收VRRP备份组中的第二网络设备发送的VRRP通告报文；
获取模块，用于获取所述VRRP通告报文中携带的第二网络设备的优先级信息以及第二网络设备作为Master设备的时间信息；
判断模块，用于在所述第一网络设备的优先级与所述第二网络设备的优先级相同的情况下，选择处于Master状态时间长的网络设备为Master设备。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述接收模块接收的VRRP通告报文中携带所述时间信息为所述第二网络设备变更为Master状态的时间戳或者所述第二网络设备在预设时长内作为Master设备的总时长。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述判断模块具体用于判断所述VRRP通告报文中是否携带所述第二网络设备作为Master设备的时间信息；若携带，判断第二网络设备变更为Master状态的时间戳表征的时间信息是否在所述第一网络设备变更为Master设备的时间之前；如果第二网络设备变更为Master状态的时间戳表征的时间信息在所述第一网络设备变更为Master设备的时间之前，则选择第二网络设备为Master设备；如果第二网络设备变更为Master状态的时间戳表征的时间信息在所述第一网络设备变更为Master设备的时间之后，则选择第一网络设备为Master设备。
9.根据权利要求6-8所述的装置，其特征在于，所述判断模块判断出所述第一网络设备与所述第二网络设备的优先级信息以及处于Master状态的时间长度相等时，则按照预设的选举参数选举Master设备。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述判断模块选择的选举参数包括：
网络设备的主IP地址和/或MAC地址。
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