CN1835467A - 网络设备及其实现业务分担的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种网络设备中实现业务分担的方法，网络设备包括客户端口组和至少两个服务端口组，由服务端口组分担客户端口组的业务，包括：将每个服务端口组划分在互不连通的服务VLAN内；将业务报文的客户地址信息与某个服务VLAN对应；将业务报文根据其客户地址信息对应的服务VLAN进行转发。本发明根据二层或三层信息实现了的业务分配，简化了业务分担的实现，在提高了设备可靠性的同时降低了业务分担设备的成本，并且具有故障切换、故障恢复和动态负荷均衡的功能。

Description

网络设备及其实现业务分担的方法
技术领域
本发明涉及网络及数据通信领域的交换技术，尤其涉及一种交换设备中实现业务分担的方法及应用该方法的交换设备。
背景技术
绝大多数通过网络实现的应用都需要服务器来承担关键的处理任务。而随着业务的增长，服务器的处理能力会成为性能的瓶颈。由于能够同时兼顾扩展性和可靠性，具有业务分担功能的服务器集群成为解决这一问题的首选方案。
图1所示为一种具有业务分担功能的网络设备所应用的典型网络结构，服务器121、122、123和124组成服务器集群，通过业务分担设备110连接至Internet，对来自Internet的业务访问进行响应。服务器121、122、123和124构成的集群对外以统一的IP地址和统一的应用程序端口号运行统一的业务，对Internet上的节点而言，究竟是哪个服务器在对其进行响应并没有不同。业务分担设备110用来将来自Internet上节点的业务请求分配给4个服务器。
在现有技术中，业务分担设备通常采用具有WebSwitch(网页交换)功能的交换设备，根据客户端请求报文中四层到七层的信息将这些请求分配到相对空闲的服务器上，以进行负荷分担。其中，四层信息包括TCP/UDP(TransferControl Protocol/User Datagram Protocol，传输控制协议/用户数据报协议)的源和/或目的端口号，这一信息通常和源IP(Internet Protocol，网际协议)地址一起使用；五到七层的信息包括HTTP(Hyper Text Transfer Protocol，超文本传输协议)的URL(User Requirements Language，用户要求语言)、应用层字段等内容。
可见，这要求业务分担设备必须能够感知业务报文中四到七层的信息，再根据一定的策略进行均衡分配。而WebSwitch通常是中高端交换机上或路由器上才具有的功能，四到七层的交换实现起来相当复杂，使得应用服务器集群的成本很高。
发明内容
本发明要解决的是现有技术中业务分担设备需要通过四到七层的交换进行业务分配的问题。
本发明所述网络设备中实现业务分担的方法，该网络设备包括客户端口组和至少两个服务端口组，由服务端口组分担客户端口组的业务，所述方法包括以下步骤：
将每个服务端口组划分在互不连通的服务虚拟局域网VLAN内；
将业务报文的客户地址信息与某个服务VLAN对应；
将业务报文根据其客户地址信息对应的服务VLAN进行转发。
优选地，所述方法还包括：
设置与服务VLAN具有一一映射关系的客户VLAN；
允许客户端口组转发所有带有服务VLAN标签的报文；
所述将业务报文的客户地址信息与某个服务VLAN对应具体为：将业务报文的客户地址信息加入某个客户VLAN中。
优选地，所述方法还包括：允许客户端口组转发带有所有客户VLAN标签的报文。
优选地，所述将业务报文根据其客户地址信息对应的服务VLAN进行转发具体为：
在业务报文中添加其源地址信息所属的客户VLAN标签或其入端口所属的服务VLAN标签；
在对应的客户VLAN与服务VLAN之间转发业务报文；
在发送业务报文前去除其中的VLAN标签。
优选地，所述方法还包括：当某个服务端口组发生故障时，将与其所在服务VLAN具有映射关系的客户VLAN的成员清空，并在该服务端口组故障期间保持清空状态。
优选地，所述方法还包括：建立业务报文的客户地址信息与其所属客户VLAN的对应关系表；
所述将业务报文的客户地址信息加入某个客户VLAN具体为：为某个客户VLAN添加成员为所述客户地址信息的表项。
优选地，所述客户地址信息包括网际协议IP地址和/或媒介接入控制MAC地址；
所述方法还包括：当所述客户地址信息包括IP地址时，在客户地址信息与所属客户VLAN对应关系表中的IP地址表项上应用老化机制。
可选地，所述客户地址信息包括由客户端口组发送至服务端口组的业务报文的源地址信息或由服务端口组发送至客户端口组的业务报文的目的地址信息。
优选地，所述方法还包括：
对学习在具有映射关系的服务VLAN与客户VLAN内的MAC地址进行同步；
对学习在所有客户VLAN内的MAC地址进行同步。
优选地，所述方法还包括：当某个服务端口组发生故障时，重新进行各个服务VLAN与客户VLAN内的MAC地址学习。
优选地，所述方法还包括：根据服务VLAN的业务负荷确定与所述客户地址信息进行对应的服务VLAN。
本发明提供了一种网络设备，包括客户端口组和至少两个服务端口组，由服务端口组分担客户端口组的业务，网络设备还包括VLAN管理单元和转发单元，其中：
VLAN管理单元用来将每个服务端口组划分为互不连通的服务VLAN，将业务报文的客户地址信息与某个服务VLAN相对应；
转发单元根据业务报文的客户地址信息与服务VLAN的对应关系转发业务报文。
优选地，所述VLAN管理单元包括地址分配模块，用来将每个服务端口组划分为互不连通的服务VLAN，将业务报文的客户地址信息加入某个客户VLAN；所述客户VLAN与服务VLAN一一对应；
所述网络设备还包括地址表项单元，用来存储每个客户VLAN及其中的成员地址信息；
所述转发单元根据地址表项单元存储的成员关系在业务报文的客户地址信息所属的客户VLAN与对应的服务VLAN之间转发业务报文，以及在客户端口组之内转发报文。
优选地，所述VLAN管理单元还包括故障处理模块，用来在某个服务端口组发生故障时清空地址表项单元中该服务端口组所属服务VLAN对应的客户VLAN的成员地址信息，并在故障期间禁止地址分配模块为该客户VLAN添加成员。
优选地，所述网络设备还包括MAC同步单元，用来进行MAC地址学习，以及对学习在具有对应关系的服务VLAN与客户VLAN内的MAC地址进行同步，和对学习在所有客户VLAN内的MAC地址进行同步。
优选地，所述故障处理模块连接至MAC同步单元，在某个服务端口组发生故障时，故障处理模块指令MAC同步单元清除所有已学习的MAC地址。
优选地，所述转发单元在客户VLAN与服务VLAN之间转发业务报文具体为：
在业务报文中添加其源地址信息所属的客户VLAN标签或其入端口所属的服务VLAN标签；
在对应的客户VLAN与服务VLAN之间转发业务报文；
在转发出网络设备前，去除业务报文中的VLAN标签。
本发明将服务端口组划分为不同的服务VLAN(Virtual Local AreaNetwork，虚拟局域网)，按照业务报文的客户地址信息将其分散至不同的服务端口组，从而根据二层或三层信息实现了的业务分配，简化了业务动态均衡的实现，在提高了设备可靠性的同时降低了业务分担设备的成本；
本发明通过设置与服务VLAN具有映射关系的客户VLAN，根据业务报文的客户地址信息将其划分至客户VLAN中，实现了客户端之间的通信；
进一步地，本发明在某个服务端口组发生故障时，清空其对应客户VLAN的成员并在故障期间禁用该客户VLAN，将其业务动态分配至其他的服务器端口组中，实现了故障切换和故障恢复。
附图说明
图1为具有业务分担功能的设备的应用环境示例图；
图2为本发明所述业务分担方法实施例一的流程图；
图3为本发明所述业务分担方法实施例二的流程图；
图4为应用本发明所述业务分担方法的网络设备的结构示意图；
图5为本发明所述业务分担方法实施例二的应用示例图。
具体实施方式
在图1所示的网络结构中，所有的服务器作为一个逻辑节点对外都具有相同的IP地址，以便为Internet上的节点提供统一的访问地址。对来自Internet以相同目的地址对逻辑节点发起访问的业务报文，业务分担设备将这些业务报文分配到逻辑节点中不同的服务器，由单个服务器进行响应。这种分配是对连接的分配，即将具有相同目的地址的访问业务分配到与不同服务器的连接上，连接的信息在报文中IP层的上层，基于连接的交换通过报文的四层到七层信息进行。
通过三层以下的交换实现业务分担需要解决的一个问题是如何使同一个IP地址可以应用于不同的网络节点。本领域技术人员知道，在一个三层网络中不允许有相同的IP地址，而在两个相互隔离的网络中则可以存在具有相同的IP地址的节点；同时，对于提供相同业务的服务器，彼此之间事实上并无交换信息的必要。因此，可以将提供相同业务的服务器在逻辑上隔离在互不连通的网络中，将业务访问报文分配至不同的网络中来实现业务分担。这样，将对连接的分配变更为对网络的分配，从而降低业务分担时进行交换的层次。
本发明采用网络设备上普遍支持的VLAN技术来实现网络的隔离。本发明中，具有业务分担功能的网络设备包括至少两个服务端口组和至少一个客户端口组，客户端口组与服务端口组之间转发的报文为业务报文，由这些服务端口组所连接的节点分担来自客户端口组所连接节点的业务需求。每个服务端口组所连接的节点向客户端口组所连接的节点提供相同的业务服务，当每个服务端口组只包括一个端口时，其所连接的节点具有相同的IP地址，其业务具有相同的端口号；当每个服务端口组包括超过一个端口时，这些端口所连接的节点具有一一对应的相同IP地址和相同端口号。
对由客户端口组发送往服务端口组的业务报文，其源地址中携带着业务请求节点的地址信息；对由服务端口组发送往客户端口组的业务报文，其目的地址中携带着业务请求节点的地址信息。本发明中，业务报文的客户地址信息指客户端口组发送往服务端口组的业务报文的源地址信息或者由服务端口组发送往客户端口组的业务报文的目的地址信息。客户地址信息可以是IP地址，也可以是MAC(Media Access Control，媒介接入控制)地址，由于IP地址通常都与MAC地址具有对应关系，客户地址信息还可以是IP地址和MAC地址。
本发明所述业务分担方法实施例一的流程如图2所示。在步骤S210，将每个服务端口组划分为不同的服务VLAN，并且不同的服务VLAN之间处于互不连通的隔离状态。这样，这些服务端口组所连接的节点可以具有相同的IP地址。
在步骤S220，根据业务报文的客户地址信息，将其对应于某个服务VLAN。
建立业务报文的客户地址信息与服务VLAN的对应关系时，可以将该客户地址信息加入该服务VLAN内。这样，对网络设备接收的业务报文，如果其客户地址信息已经在某个服务VLAN中，则该业务报文对应于该服务VLAN；如果其客户地址信息尚不在任一个服务VLAN中，则可以根据各个服务VLAN的业务负荷决定将其客户地址信息加入到哪个服务VLAN中。
在步骤S230，在业务报文所对应的服务VLAN内转发该业务报文。由于不同的服务端口组已经通过服务VLAN隔离开来，业务报文可以在服务VLAN中的服务端口组与客户端口组之间转发，从而实现对业务报文的负荷分担。
在步骤S240，当某个服务端口组发生故障时，释放其所在的服务VLAN对应的客户地址信息，并在故障恢复前禁用该服务VLAN。
原先与故障服务端口组所在的VLAN具有对应关系的业务报文，在故障发生后将重新与所有服务VLAN中的一个建立对应关系，此时由于故障服务端口组所在的服务VLAN已经禁用，业务报文将通过其他服务VLAN得到其他服务端口组所连接节点的响应。在故障恢复后，该服务VLAN也恢复正常工作状态。
在实施例一中，由于服务端口组之间与客户端口组之间的报文在服务VLAN内进行转发，而各个服务VLAN之间是相互隔离的，则只有地址信息对应于同一个服务VLAN的客户端口所连接的节点可以进行通信。本发明的实施例二中增加了客户VLAN，以实现所有客户端口组所连接节点之间的互通，其流程如图3所示。
在步骤S301，将每个服务端口组划分为不同的服务VLAN，并且不同的服务VLAN之间处于互不连通的隔离状态。这样，这些服务端口组所连接的节点可以具有相同的IP地址。
在步骤S302，设置与服务VLAN数量相同的客户VLAN，并在服务VLAN与客户VLAN之间建立一一映射关系。
两个VLAN之间建立映射关系后，每个VLAN将转发带有对方VLAN标签的报文；换言之，属于客户VLAN的业务报文将能够被转发至与该客户VLAN具有映射关系的服务VLAN中的服务端口组所连接的节点，从属于某个服务VLAN的服务端口组进入网络设备的业务报文可以在与该服务VLAN具有映射关系的客户VLAN内转发。
在步骤S303，允许客户端口组转发带有所有服务VLAN标签的报文。
经过步骤S302至S303的配置，如果来自将客户端口组的报文根据其客户地址信息分配至各个客户VLAN内，由于一个客户VLAN只与一个服务VLAN之间具有映射关系，则该客户VLAN内的业务报文只能转发至所映射的服务VLAN内，实现了业务分担；同时根据客户地址信息来分配业务报文所属的客户VLAN使得服务端口组返回的具有对应服务VLAN标签的响应报文可能会发送至任一个客户端口组中的端口，配置客户端口组能够转发任意一个服务VLAN内的报文，使得响应报文可以到达原请求节点。
在步骤S304，允许客户端口组转发带有所有客户VLAN标签的报文，即所有的客户VLAN内的报文可以转发出任意一个客户端口组中的端口。由于客户端口组能够转发任意客户VLAN内的报文，则具有任意客户地址信息的报文都可以从其入端口以外的任一个客户端口组中的端口转发，从而也实现了客户端口组所连接节点之间的互通。
需要说明的是，由于服务VLAN、客户VLAN的设置是用来实现业务分担的，对实现业务分担的网络设备以外的节点而言，这些VLAN并不反应网络的逻辑结构。因而，对服务VLAN而言，如果其服务端口组所连接的节点支持相应的功能，可以允许业务报文携带VLAN标签转发出该服务端口组，但通常情况下在转发出服务端口组前去除其携带的服务VLAN或客户VLAN的标签；而对于客户端口组，由于报文所属的客户VLAN是动态确定的，因而以客户端口组为出端口的报文中不携带本网络设备上服务VLAN或客户VLAN的标签。
对应于所发送的报文是否携带VLAN标签，网络设备上的端口分为以下三种：其一是Access(接入)端口，当某个端口对某个VLAN是Access端口时，报文进入该端口时，会在报文中增加该VLAN的标签；而当报文由该端口发送前，会去掉报文中的VLAN标签；其二是Trunk(汇聚)端口，当某个端口对某个VLAN是Trunk端口时，该端口通常属于多个VLAN，可以设置其中一个为该端口的缺省VLAN；除了属于该端口缺省VLAN的报文外，由该端口发送的报文中携带有该报文所属VLAN的标签；其三是Hybrid端口，Hybrid端口比Trunk端口增加了一个功能，即可以设置从Hybrid端口发送的报文携带或不携带VLAN标签。
步骤S302至S304中的配置可以通过Hybrid模式来实现，设与服务端口组SPort_1至SPort_n所在的服务VLAN SVlan_1至SVlan_n具有映射关系的是客户VLAN CVlan_1至CVlan_n，客户端口组为CPort，一种可能的命令行实现示意如下：
Sport_k hybrid CVlan_k untag；
CPort hybrid CVlan_k untag；
CPort hybrid SVlan_k untag；
上面的3个命令行中，每个命令行随k的取值遍历1至n后扩展为n个命令行。
完成上述配置后，在步骤S305，网络设备接收业务报文。
在步骤S306，判断业务报文的客户地址信息是否在客户VLAN中；如果是，转步骤S308；如果否，执行步骤S307。
本实施例中，通过将客户地址信息加入到客户VLAN中的方式来进行业务报文与该客户VLAN具有映射关系的服务VLAN的对应。
在步骤S307，将业务报文的客户地址信息加入到某个客户VLAN中。
可以根据与客户VLAN具有映射关系的服务VLAN中服务端口组所连接节点的负荷情况来确定将客户地址信息分配至哪个VLAN中。而服务端口组所连接节点的负荷情况可能与该节点的处理能力、连接带宽等等因素相关，综合考虑上述各种因素来分配客户地址信息可以实现动态的负载均衡。
本发明推荐采用客户VLAN与客户地址信息的成员关系表来记录客户地址信息的所属VLAN，还可以在这一成员关系表中记录与客户VLAN具有映射关系的服务VLAN、该服务VLAN中的服务端口组等等信息。
在成员关系表中引入表项的老化机制，释放一段时间没有业务流量的客户端口组所连接的节点，可以更好地实现动态的负载均衡。如前所述，客户地址信息可能包括IP地址和/或MAC地址，考虑到网络设备所连接的节点间的ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)报文会频繁使用MAC地址表项导致老化机制难以发生作用，建议在IP地址表项上引入老化机制，如果在设定老化时间内某个IP地址表项未被访问过，则删除其所在的整个成员关系表项。
在步骤S308，判断是否需要进行MAC地址学习，如果是，执行步骤S309，进行MAC地址学习与同步；如果否，转步骤S310。步骤S308与S309的MAC地址处理过程是可选步骤，能够加快业务报文的转发速度。
在网络设备中MAC地址学习通常根据VLAN来进行，即在报文所属的VLAN内进行报文的源MAC地址与入端口对应关系的记录。在本发明中，从客户端口组进入网络设备的业务报文会带有客户VLAN的标签并在客户VLAN内进行MAC地址学习；而从服务端口组进入到网络设备的业务报文会带有服务VLAN标签并在服务VLAN内查找其目的MAC地址与出端口的对应关系，而这一对应关系通常记录在客户VLAN中。对从客户端口组进入网络设备以服务端口组为出端口的报文，和以客户端口组其他端口为出端口的大多数报文也存在同样的问题。
所以在步骤S309中，对学习的MAC地址进行VLAN间MAC地址与端口对应关系的同步。将所有学习在客户VLAN内的MAC地址与端口的对应关系同步到与之具有映射关系的服务VLAN内和其他客户VLAN内，将所有学习在服务VLAN内的MAC地址与端口的对应关系同步到与之具有映射关系的客户VLAN内。
MAC地址与端口对应关系的同步本发明推荐在该对应关系发生变更时进行，这样可以保持即时更新，方便响应报文依据实时的MAC地址表项交换到正确的出端口。
在步骤S310，根据业务报文的客户地址信息转发该报文。
转发业务报文包括两种情况：其一是从服务端口组转发至客户端口组的报文，该报文在入端口被添加服务VLAN的标签，转发至目的地址信息所属的客户VLAN，在发送出客户端口组前去除其中的服务VLAN标签；其二是从客户端口组转发至服务端口组的报文，该报文在入端口被添加其源地址信息所属客户VLAN的标签，转发出与该客户VLAN具有映射关系的服务VLAN中的服务端口组前，去除或保留报文中的客户VLAN标签。
对客户端口组之间转发的报文，其转发过程为：在入端口添加该报文源地址信息所属客户VLAN的标签，在转发出目的地址对应的端口前去除报文中的客户VLAN标签。
在步骤S311，当某个服务端口组发生故障时，清空与其所在的服务VLAN具有映射关系的客户VLAN的成员，并在故障期间禁用该客户VLAN，即保持该客户VLAN为清空状态。
与实施例一中相同，原来客户地址信息在与故障服务端口组所在的服务VLAN具有映射关系的客户VLAN中的业务报文，在发生故障后将重新被分配至其他正常工作的客户VLAN中，通过其他的服务端口组得到响应。
如果进行MAC地址的学习和同步，则在清空客户VLAN成员时同时清除MAC地址与端口的对应关系表，重新进行MAC地址的学习和同步。
在故障恢复后，原禁用的客户VLAN恢复正常工作。如果在各个客户VLAN的成员关系表中的IP地址表项上应用了老化机制，一段时间以后业务报文的负荷将重新达到均衡的状态。也可以通过重新启动网络设备的方法快速达到负荷均衡。
可见，在本实施例中，服务VLAN是基于端口划分的，而客户VLAN是基于业务报文的客户地址信息动态划分的。应用本实施例后，在网络设备上可以提供如下三条命令供用户来设置服务VLAN与具有映射关系的客户VLAN，这三条命令适用于每个服务端口组只包括一个端口的情况：
1)server-vlanlist name1 vlan_id_list port port_id_list
命令1)用于配置服务VLAN。name1为服务VLAN列表的名称；vlan_id_list为一系列的服务VLAN号；port_id_list为与服务VLAN号相同数量的端口号；vlan_id_list中每个服务VLAN号按照次序与port_id_list中的端口号一一对应，即为具有该端口号的端口所属的服务VLAN。
2)client-vlanlist name2 vlan_id_list port port_id_list
命令2)用于配置客户VLAN。Name2为客户VLAN列表的名称；vlan_id_list为一系列的客户VLAN号，客户VLAN的数量与命令1)中服务VLAN的数量一致，但VLAN号不允许相同；port_id_list为一系列端口号，这些端口构成了客户端口组，其数量没有限制，但端口号不同于命令1)中的端口号。
3)client-vlanlist name2 map server-vlanlist name1
命令3)用于在客户VLAN和服务VLAN之间建立映射关系，即在一系列的客户VLAN号与按照次序一一对应的服务VLAN号之间建立映射。
上述3条命令配置以后，与客户端口组连接的节点会被均匀地分配到不同的客户VLAN号；这些节点相互之间可以互通，但是每个节点只能访问其中一个服务VLAN；不同服务VLAN内的节点之间不可互通。
在实施例一和实施例二中，服务端口组所连接的节点发生故障、与节点的连接发生故障、或服务端口组本身发生故障等情况均可能导致该服务端口组不能提供业务服务。本发明中所述的服务端口组发生故障包括上述种种导致对客户端口组所连接的节点而言，该服务端口组不能正常工作的情况。
图4所示为应用本发明所述业务分担方法的网络设备的结构图，图中仅表示了两个服务端口组410和420作为至少两个服务端口组的示意。每个服务端口组均分别连接至转发单元430和VLAN管理单元440，MAC同步单元460、地址表项单元470和客户端口组450也分别连接至转发单元430和VLAN管理单元440。VLAN管理单元440包括故障处理模块441和地址分配模块442，其中故障处理模块441分别连接至每个服务端口组、MAC同步单元460和地址表项单元470，地址分配模块442分别连接至每个服务端口组、地址表项单元470和客户端口组450。
当客户端口组所连接的节点之间不需要进行相互通信时，由VLAN管理单元440将每个服务端口组划分为不同的服务VLAN，且服务VLAN之间互不连通。对在各个服务端口组与客户端口组450之间转发的业务报文，VLAN管理单元440将业务报文的客户地址信息对应于某个服务VLAN。转发单元430根据业务报文的客户地址信息，查询VLAN管理单元440得知其对应的服务VLAN，在该服务VLAN内进行该业务报文的转发。
当客户端口组所连接的节点之间需要进行相互通信时，VLAN管理单元440的地址分配模块442将每个服务端口组划分为不同的服务VLAN，且服务VLAN之间互不连通；同时设置与服务VLAN一一对应的客户VLAN，将业务报文的客户地址信息加入到其中一个客户VLAN中。地址分配模块442将服务VLAN与客户VLAN的对应关系、客户VLAN与客户地址信息的成员关系的当前信息存储在地址表项单元470中。转发单元430根据业务报文的客户地址信息，在地址表项单元470查找到其所属的客户VLAN及对应的服务VLAN，在客户VLAN和对应的服务VLAN之间转发业务报文。同时，转发单元430还在客户端口组450的端口之间进行报文的转发。
转发单元430转发客户VLAN和对应服务VLAN之间的业务报文主要包括两种情况：一种是从某个服务端口组转发至客户端口组450的报文，该报文在入端口被添加服务VLAN的标签，转发至目的地址信息所属的客户VLAN，在发送出客户端口组450前去除其中的服务VLAN标签；另一种是从客户端口组450转发至某个服务端口组的报文，该报文在入端口被添加其源地址信息所属客户VLAN的标签，转发出与该客户VLAN具有映射关系的服务VLAN中的服务端口组前，去除或保留报文中的客户VLAN标签。
MAC同步单元460进行各个服务VLAN与客户VLAN内部的MAC地址学习，并且将学习在客户VLAN内的MAC地址与端口的对应关系同步到与该客户VLAN对应的服务VLAN和其他客户VLAN中，将学习在服务VLAN内的MAC地址与端口的对应关系同步到与该服务VLAN对应的客户VLAN中。
当某个服务端口组发生故障时，VLAN管理单元440的故障处理模块441将故障服务端口组所在的服务VLAN对应的客户VLAN的成员客户地址信息清空，并在故障期间禁止地址分配模块442为该客户VLAN分配客户地址信息。另外，故障处理模块441还在某个服务端口组发生故障时指令MAC同步单元460清除所有已学习的MAC地址，重新进行MAC地址学习和同步。
图5所示为一种具有业务分担功能的网络设备的应用示例，该网络设备上应用了本发明所述业务分担方法的实施例二。图5中的网络设备520包括6个端口，其中端口Port1和Port2分别连接服务器511和512，端口Port11、Port12、Port13和Port14分别连接至客户机531、532、533和534。
在网络设备520上配置如下三条命令：
server-vlanlist svlan 10 11 port port1 port2；
client-vlanlist cvlan 100 101 port port11 port12 port13 port14；
client-vlanlist cvlan map server-vlanlist svlan；
这三条命令将服务器511连接的端口Port1、服务器512连接的端口Port2分别划分为服务VLAN svlan10和svlan 11；以客户机531、532、533和534连接的端口Port11、Port12、Port13和Port14为客户端口组设置客户VLANcvlan 100和cvlan 101；并在svlan 10和cvlan 100之间、在svlan 11和cvlan 101之间建立映射关系。
客户机531的IP地址为10.10.10.3、MAC地址为0000-0000-0011，客户机532的IP地址为10.10.10.4、MAC地址为0000-0000-0012，客户机533的IP地址为10.10.10.5、MAC地址为0000-0000-0013，客户机534的IP地址为10.10.10.6、MAC地址为0000-0000-0014；服务器511的MAC地址为0000-0000-0001，服务器512的MAC地址为0000-0000-0002；并且网络设备520采用IP地址和MAC地址的组合作为客户地址信息。
在启动运行后，设连接Port11和Port13的客户机被划分至cvlan100中，连接Port12和Port14的客户机被划分至cvlan101中，则网络设备520中可能具有如下所示的客户地址信息与其所属客户VLAN的成员关系表：
  端口   svlan   cvlan   IP地址   MAC地址
Port1 10 100   10.10.10.3   0000-0000-0011
  10.10.10.5   0000-0000-0013
Port2 11 101   10.10.10.4   0000-0000-0012
  10.10.10.6   0000-0000-0014
对业务报文，网络设备520根据上表，在其所属的cvlan和与该cvlan具有映射关系的svlan之间进行转发。
如果进行MAC地址的学习与同步，网络设备520中MAC地址与端口的对应关系表一种可能的情况如下表所示：
  VLAN   MAC地址   端口
  100   0000-0000-0011   Port11
  0000-0000-0013   Port13
  0000-0000-0001   Port1
  0000-0000-0012   Port12
  0000-0000-0014   Port14
  101   0000-0000-0012   Port12
  0000-0000-0014   Port14
  0000-0000-0002   Port2
  0000-0000-0011   Port11
  0000-0000-0013   Port13
  10   0000-0000-0011   Port11
  0000-0000-0013   Port13
  0000-0000-0001   Port1
  11   0000-0000-0012   Port12
  0000-0000-0014   Port14
  0000-0000-0002   Port2
如果一个服务器断电，其连接的端口就会下电，则该端口在成员关系表中对应的cvlan清空、svlan和cvlan全部被禁用，所有的客户机都会被划分至另一个在线的服务器端口对应的cvlan中，同时所有的MAC地址与端口对应关系表的表项全部清除，重新学习和同步。对于客户机而言，其所属cvlan的切换是不可见的。
本发明通过以VLAN隔离服务端口，将业务报文动态划分至与不同服务端口连通的VLAN中，可以通过二层交换机的功能实现业务的负荷分担，实现简单，在降低成本的同时提供了更好的可靠性。同时组网简单，还可以提供故障切换和恢复功能，具有动态负荷均衡的能力。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (17)

1.一种网络设备中实现业务分担的方法，所述网络设备包括客户端口组和至少两个服务端口组，由服务端口组分担客户端口组的业务，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将每个服务端口组划分在互不连通的服务虚拟局域网VLAN内；
将业务报文的客户地址信息与某个服务VLAN对应；
将业务报文根据其客户地址信息对应的服务VLAN进行转发。
2.如权利要求1所述网络设备中实现业务分担的方法，其特征在于，所述方法还包括：
设置与服务VLAN具有一一映射关系的客户VLAN；
允许客户端口组转发所有带有服务VLAN标签的报文；
所述将业务报文的客户地址信息与某个服务VLAN对应具体为：将业务报文的客户地址信息加入某个客户VLAN中。
3.如权利要求2所述网络设备中实现业务分担的方法，其特征在于，所述方法还包括：允许客户端口组转发带有所有客户VLAN标签的报文。
4.如权利要求2或3所述网络设备中实现业务分担的方法，其特征在于，所述将业务报文根据其客户地址信息对应的服务VLAN进行转发具体为：
在业务报文中添加其源地址信息所属的客户VLAN标签或其入端口所属的服务VLAN标签；
在对应的客户VLAN与服务VLAN之间转发业务报文；
在发送业务报文前去除其中的VLAN标签。
5.如权利要求2或3所述网络设备中实现业务分担的方法，其特征在于，所述方法还包括：当某个服务端口组发生故障时，将与其所在服务VLAN具有映射关系的客户VLAN的成员清空，并在该服务端口组故障期间保持清空状态。
6.如权利要求5所述网络设备中实现业务分担的方法，其特征在于，所述方法还包括：建立业务报文的客户地址信息与其所属客户VLAN的对应关系表；
所述将业务报文的客户地址信息加入某个客户VLAN具体为：为某个客户VLAN添加成员为所述客户地址信息的表项。
7.如权利要求6所述网络设备中实现业务分担的方法，其特征在于：所述客户地址信息包括网际协议IP地址和/或媒介接入控制MAC地址；
所述方法还包括：当所述客户地址信息包括IP地址时，在客户地址信息与所属客户VLAN对应关系表中的IP地址表项上应用老化机制。
8.如权利要求6所述网络设备中实现业务分担的方法，其特征在于：所述客户地址信息包括由客户端口组发送至服务端口组的业务报文的源地址信息或由服务端口组发送至客户端口组的业务报文的目的地址信息。
9.如权利要求5所述网络设备中实现业务分担的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对学习在具有映射关系的服务VLAN与客户VLAN内的MAC地址进行同步；
对学习在所有客户VLAN内的MAC地址进行同步。
10.如权利要求9所述网络设备中实现业务分担的方法，其特征在于，所述方法还包括：当某个服务端口组发生故障时，重新进行各个服务VLAN与客户VLAN内的MAC地址学习。
11.如权利要求1至3任意一项所述网络设备中实现业务分担的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据服务VLAN的业务负荷确定与所述客户地址信息进行对应的服务VLAN。
12.一种网络设备，包括客户端口组和至少两个服务端口组，由服务端口组分担客户端口组的业务，其特征在于，还包括VLAN管理单元和转发单元，其中：
VLAN管理单元用来将每个服务端口组划分为互不连通的服务VLAN，将业务报文的客户地址信息与某个服务VLAN相对应；
转发单元根据业务报文的客户地址信息与服务VLAN的对应关系转发业务报文。
13.如权利要求12所述的网络设备，其特征在于：所述VLAN管理单元包括地址分配模块，用来将每个服务端口组划分为互不连通的服务VLAN，将业务报文的客户地址信息加入某个客户VLAN；所述客户VLAN与服务VLAN一一对应；
所述网络设备还包括地址表项单元，用来存储每个客户VLAN及其中的成员地址信息；
所述转发单元根据地址表项单元存储的成员关系在业务报文的客户地址信息所属的客户VLAN与对应的服务VLAN之间转发业务报文，以及在客户端口组之内转发报文。
14.如权利要求13所述的网络设备，其特征在于：所述VLAN管理单元还包括故障处理模块，用来在某个服务端口组发生故障时清空地址表项单元中该服务端口组所属服务VLAN对应的客户VLAN的成员地址信息，并在故障期间禁止地址分配模块为该客户VLAN添加成员。
15.如权利要求14所述的网络设备，其特征在于：所述网络设备还包括MAC同步单元，用来进行MAC地址学习，以及对学习在具有对应关系的服务VLAN与客户VLAN内的MAC地址进行同步，和对学习在所有客户VLAN内的MAC地址进行同步。
16.如权利要求15所述的网络设备，其特征在于：所述故障处理模块连接至MAC同步单元，在某个服务端口组发生故障时，故障处理模块指令MAC同步单元清除所有已学习的MAC地址。
17.如权利要求13至16任意一项所述的网络设备，其特征在于：所述转发单元在客户VLAN与服务VLAN之间转发业务报文具体为：
在业务报文中添加其源地址信息所属的客户VLAN标签或其入端口所属的服务VLAN标签；
在对应的客户VLAN与服务VLAN之间转发业务报文；
在转发出网络设备前，去除业务报文中的VLAN标签。
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