CN205792668U - 基于vrrp的多级联链路状态监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及计算机网络技术领域，具体涉及一种基于VRRP的多级联链路状态监测系统。所述系统包括依次连接的n个VRRP主用链路设备，上行方向的VRRP主用链路设备向与其连接的下行方向的VRRP主用链路设备按照预设的发报间隔发送携带有监测标记的通告报文；第一个VRRP主用链路设备接收第二个VRRP主用链路设备发送的报文，当所述第一个VRRP主用链路设备在通告间隔内没有接收到所述第二个VRRP主用链路设备发送的携带有监测标记的通告报文时，所述第一个VRRP主用链路设备判断所述主用链路发生故障。本实用新型系统适用于多台设备级联的VRRP应用场景，也适用于被监控网关与广域网接口不在同一网段的VRRP应用场景，且无需改变VRRP协议本身，具有良好的兼容性。

Description

基于VRRP的多级联链路状态监测系统

技术领域

本实用新型涉及计算机网络技术领域，特别涉及一种基于VRRP的多级联链路状态监测系统。

背景技术

通常情况下，主机将发送给外部网络的报文发送给网关，由网关将报文传递给外部网络，从而实现主机与外部网络的通信。当网关出现问题时，主机与外部的通信就会中断。

为了解决网络中断问题，开发者提出了虚拟路由冗余协议(Virtual RouterRedundancy Protocol，简称VRRP)。VRRP是一种容错协议，该协议在不改变网络拓扑和主机配置的情况下，只需要在网关上进行简单配置，就能实现网关的冗余备份，并且不会给主机带来任何负担。VRRP设备是指基于VRRP的设备，在VRRP的应用中，VRRP主用链路设备即是当前通信的VRRP设备，VRRP备用链路设备是当VRRP主用链路设备出现故障后启用的备用VRRP设备，VRRP主用链路设备与VRRP备用链路设备之间通过组播报文通告状态，当VRRP主用链路设备出现故障后启用VRRP备用链路设备进行通信。在VRRP的应用中，经常需要VRRP主用链路设备与VRRP备用链路设备的状态随着广域网接口的状态进行切换，在复杂的多级联情况下，需要监控的网关与广域网接口不在同一网段，VRRP状态通告报文无法穿越广播域，因此，传统的VRRP功能将无法满足要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于改善现有技术中所存在的在多级联的情况下不能实现状态监控的不足，提供一种基于VRRP的多级联链路状态监测系统。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型实施例提供了以下技术方案：

一种基于VRRP的多级联链路状态监测系统，包括主用链路、用户主机和外网服务器，所述主用链路包括依次连接的n个VRRP主用链路设备，所述n个VRRP主用链路设备分别为第一个VRRP主用链路设备、第二个VRRP主用链路设备、…、第n-1个VRRP主用链路设备、第n个VRRP主用链路设备，n为大于2的整数，所述用户主机通过接口设备与所述第一个VRRP主用链路设备连接，所述外网服务器与所述第n个VRRP主用链路设备连接；

从所述第n个VRRP主用链路设备开始，上行方向的VRRP主用链路设备向与其连接的下行方向的VRRP主用链路设备按照预设的发报间隔t发送携带有监测标记的通告报文，所述用户主机到所述外网服务器的方向为上行方向，所述外网服务器到所述用户主机的方向为下行方向；

当在通告间隔T内接收到与其连接的上行方向的VRRP主用链路设备发送的携带有监测标记的通告报文时，当前节点的VRRP主用链路设备向与其连接的下行方向的VRRP主用链路设备发送携带有监测标记的通告报文，反之则停止向与其连接的下行方向的VRRP主用链路设备发送携带有监测标记的通告报文；

所述第一个VRRP主用链路设备接收所述第二个VRRP主用链路设备发送的报文，当所述第一个VRRP主用链路设备在所述通告间隔T内没有接收到所述第二个VRRP主用链路设备发送的携带有监测标记的通告报文时，所述第一个VRRP 主用链路设备提示所述主用链路发生故障。

通过这样的方式，在主用链路中，任意一个节点的VRRP主用链路设备发生故障或者任意两个VRRP主用链路设备之间的传输线中断都可以被监测出来，可以全面地进行链路状态监测。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型实施例提供的基于VRRP的多级联链路状态监测系统，上行方向的设备向与其连接的下行方向的设备发送携带有监测标记的通告报文，如果主用链路中的某个设备发生故障或两个设备之间的传输线中断，则下行方向的设备不能接收到通告报文，进而可提示主用链路发生故障，实现主用链路状态监测。本实用新型实施例提供的基于VRRP的多级联链路状态监测系统，通过逐级发报的方式进行链路状态监测，适用于多台设备级联的VRRP应用场景，也适用于被监控网关与广域网接口不在同一网段的VRRP应用场景，且无需改变VRRP协议本身，具有良好的兼容性。

附图说明：

图1为本实用新型实施例提供的基于VRRP的多级联链路状态监测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

请参阅图1，本实施例提供的基于VRRP的多级联链路状态监测系统，包括主用链路、备用链路、用户主机PC、接口设备S1(可以是交换机、多端口转发器等，为用户主机提供上网物理接口)和外网服务器ISP。所述主用链路包括依次连接的n个VRRP主用链路设备，n为大于2的整数，n个VRRP主用链路设备分别为图1中所示的第一个VRRP主用链路设备R1，第二个VRRP主用链路设备R3，…，第n个VRRP主用链路设备RN，N为奇数，R1、RN分别位于主用链路的两端，RN是与外网服务器ISP连接的VRRP主用链路设备。所述备用链路用于当主用链路发生故障时，用户主机PC通过所述备用链路与外网服务器ISP通信，备用链路包括依次连接的n个VRRP备用链路设备n个VRRP备用链路设备分别为图1所示的第一个VRRP备用链路设备R2，第二个VRRP备用链路设备R4，…，第n个VRRP备用链路设备RN+1，R2、RN+1分别位于备用链路的两端，RN+1是与外网服务器ISP连接的VRRP备用链路设备。所述用户主机PC通过接口设备S1分别与第一个VRRP主用链路设备R1、第一个VRRP备用链路设备R2连接，所述外网服务器ISP分别与第n个VRRP主用链路设备RN、第n个VRRP备用链路设备RN+1连接。使用R1、R2构成的VRRP组的虚拟IP作为用户主机PC的默认网关，用户主机通过该默认网关访问外网服务器ISP。

以所述用户主机PC到所述外网服务器ISP的方向为上行方向，所述外网服务器ISP到所述用户主机PC的方向为下行方向。在进行链路状态监测时，上行方向的VRRP主用链路设备向与其连接的下行方向的VRRP主用链路设备按照预设的发报间隔t发送携带有监测标记的通告报文，即，RN按照预设的发报间隔t向RN-2发送携带有监测标记的通告报文，…，R3按照预设的发报间隔t向R1发送携带有监测标记的通告报文，如果当前节点的VRRP主用链路设备没有接收到上一节点的VRRP主用链路设备(即与当前节点的VRRP主用链路设备连接的上行方向的VRRP主用链路设备)发送的携带有监测标记的通告报文，当前节点的VRRP主用链路设备则停止向下一节点的VRRP主用链路设备(即与当前节点的VRRP主用链路设备连接的下行方向的VRRP主用链路设备)发送的携带有监测标记的通告报文。

例如，R3是位于当前节点的VRRP主用链路设备，如果R3没有接收到R5(上一节点的VRRP主用链路设备)发送的携带有监测标记的通告报文，那么R3也不会向R1发送携带有监测标记的通告报文，R1在通告间隔T内则接收不到R3发送的携带有监测标记的通告报文。R3接收不到R5发送的携带有监测标记的通告报文，说明R3(包含R3)之前的链路发生故障(可能是链路中的某个设备损坏，或者链路中两个设备之间的传输线中断)，因此R3也停止向R1发送携带有监测标记的通告报文。R1在通告间隔T内则接收不到R3发送的携带有监测标记的通告报文，则可提示主用链路发生了故障，实现链路状态监测。

本实施例提供的基于VRRP的多级联链路状态监测系统，通过通告报文级联传输的方式，即上行方向的设备按照通告间隔T向下行方向的设备发送通告报文，可以实现链路状态监测，识别链路是否发生故障，适用于多台设备级联的VRRP应用场景，也适用于被监控网关与广域网接口不在同一网段的VRRP应用场景，且无需改变VRRP协议本身，具有良好的兼容性。

如果第一个VRRP主用链路设备R1在通告间隔内接收到第二个VRRP主用链路设备R3发送的携带有监测标记的通告报文，第一个VRRP主用链路设备R1则会向第一个VRRP备用链路设备R2发送携带有监测标记的通告报文；第一个VRRP备用链路设备R2接收到第一个VRRP主用链路设备R1发送的携带有监测标记的通告报文，说明主用链路通信通畅，第一个VRRP备用链路设备R2则处于闲置备用状态。如果第一个VRRP主用链路设备R1在通告间隔T内没有接收到R3发送的携带有监测标记的通告报文，第一个VRRP主用链路设备R1则会停止向第一个VRRP备用链路设备R2发送携带有监测标记的通告报文；当第一个VRRP备用链路设备R2在通告间隔T内没有接收到第一个VRRP主用链路设备R1发送的携带有监测标记的通告报文时，说明主用链路发生故障导致通信中断，第一个VRRP备用链路设备R2则由闲置备用状态切换为主用状态，完成用户主机PC与外网服务器ISP的通信，即，第一个VRRP备用链路设备R2接收所述用户主机PC通过所述接口设备S1发送的报文，将所述用户主机PC发送的报文通过VRRP备用链路设备(R2，R4，…，RN+1)发送至所述外网服务器ISP。

在主用链路通信通畅的情况下，当前节点的VRRP主用链路设备可能会接收到上一节点的VRRP主用链路设备发送的两种报文：一种是本实用新型实施例中所述专门用于进行链路状态监测的VRRP报文，即携带有监测标记的通告报文；另一种是普通的VRRP报文。因此，当前节点的VRRP主用链路设备识别在通告间隔T内是否接收到与其连接的上行方向的VRRP主用链路设备发送的携带有监测标记的通告报文时，如果当前节点的VRRP主用链路设备在通告间隔T内接收到与其连接的上行方向的VRRP主用链路设备发送的报文，且该报文包含的认证字段携带有监测标记，则识别为在通告间隔T内接收到与其连接的上行方向的VRRP主用链路设备发送的携带有监测标记的通告报文；如果在通告间隔T内接没有收到与其连接的上行方向的VRRP主用链路设备发送的任何报文，或者接收到报文，但是该报文包含的认证字段没有携带监测标记，则识别为在通告间隔T内没有接收到与其连接的上行方向的VRRP主用链路设备发送的携带有监测标记的通告报文。

本实施例中，n个VRRP主用链路设备和n个VRRP备用链路设备为功能相同的设备，即既可以接收上一节点的设备发送的携带有监测标记的通告报文；当在通告间隔T内接收到上一节点的设备发送的携带有监测标记的通告报文时，也可以向下一节点的设备发送携带有监测标记的通告报文。n个VRRP主用链路设备和n个VRRP备用链路设备可以是路由器等设备。

以一种实现方式为例，阐述VRRP主用链路设备实现既可以接收上一节点的设备发送的携带有监测标记的通告报文，当在通告间隔T内接收到上一节点的设备发送的携带有监测标记的通告报文时，也可以向下一节点的设备发送携带有监测标记的通告报文的一种实施方式。

在具体实现时，可以设置VRRP主用链路设备有两种工作模式：一种是主设备模式，在此模式下，当前节点的VRRP主用链路设备向下一节点的VRRP主用链路设备发送或停止发送携带有监测标记的通告报文；另一种是从设备模式，在此模式下，当前节点的VRRP主用链路设备接收上一节点的VRRP主用链路设备发送携带有监测标记的通告报文。

在主设备模式下，VRRP主用链路设备的虚拟IP设置为其下联口(即用于与下行方向的VRRP主用链路设备连接的接口)的IP地址，优先级设置为255，发报间隔设置为t(t可任意设置)秒；在接到发报通知的情况下，VRRP主用链路设备按照所述发报间隔t向与其连接的下行方向的VRRP主用链路设备发送携带有监测标记的通告报文，通告报文的认证模式可以采用字符串方式(基于VRRP的报文的通用认证模式)，认证字段携带有监测标记；在接到停止发报通知的情况下，VRRP主用链路设备停止向与其连接的下行方向的VRRP主用链路设备发送携带有监测标记的通告报文。

容易理解的，与外网服务器ISP连接的第一个VRRP主用链路设备R1在任何情况下都是按照所述发报间隔t向与其连接的下行方向的VRRP主用链路设备发送携带有监测标记的通告报文。

在从设备模式下，VRRP主用链路设备的虚拟IP设置为其上联设备(即上行方向与其连接的VRRP主用链路设备)的下联口的IP地址，优先级设置为0，发报间隔设置为t秒；VRRP主用链路设备不断接收与其连接的上行方向的VRRP主用链路设备发送的报文，当在通告间隔T(通告间隔T为[3*t+(256-优先级)/256]秒)内接收到与其连接的上行方向的VRRP主用链路设备发送的携带有监测标记的通告报文时发出发报通知，反之则发出停止发报通知。

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (9)

1.一种基于VRRP的多级联链路状态监测系统，其特征在于，包括主用链路、用户主机和外网服务器，所述主用链路包括依次连接的n个VRRP主用链路设备，所述n个VRRP主用链路设备分别为第一个VRRP主用链路设备、第二个VRRP主用链路设备、…、第n-1个VRRP主用链路设备、第n个VRRP主用链路设备，n为大于2的整数，所述用户主机通过接口设备与所述第一个VRRP主用链路设备连接，所述外网服务器与所述第n个VRRP主用链路设备连接；

从所述第n个VRRP主用链路设备开始，上行方向的VRRP主用链路设备向与其连接的下行方向的VRRP主用链路设备按照预设的发报间隔t发送携带有监测标记的通告报文，所述用户主机到所述外网服务器的方向为上行方向，所述外网服务器到所述用户主机的方向为下行方向；

当在通告间隔T内接收到与其连接的上行方向的VRRP主用链路设备发送的携带有监测标记的通告报文时，当前节点的VRRP主用链路设备向与其连接的下行方向的VRRP主用链路设备发送携带有监测标记的通告报文，反之则停止向与其连接的下行方向的VRRP主用链路设备发送携带有监测标记的通告报文；

所述第一个VRRP主用链路设备接收所述第二个VRRP主用链路设备发送的报文，当所述第一个VRRP主用链路设备在所述通告间隔T内没有接收到所述第二个VRRP主用链路设备发送的携带有监测标记的通告报文时，所述第一个VRRP主用链路设备提示所述主用链路发生故障。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括备用链路，所述备用链路包括依次连接的n个VRRP备用链路设备；所述n个VRRP备用链路设备包括第一个VRRP备用链路设备、第二个VRRP备用链路设备、…、第n-1个VRRP备用链路设备、第n个VRRP备用链路设备，所述用户主机还通过所述接口设备与所述第一个VRRP备用链路设备连接；

当所述第一个VRRP主用链路设备在通告间隔T内接收到所述第二个VRRP主用链路设备发送的携带有监测标记的通告报文时，所述第一个VRRP主用链路设备向所述第一个VRRP备用链路设备发送携带有监测标记的通告报文。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在所述通告间隔T内，所述第一个VRRP主用链路设备不断接收所述第二个VRRP主用链路设备发送的报文，当所述第一个VRRP主用链路设备接收到所述第二个VRRP主用链路设备发送的报文，且所述报文包含的认证字段携带有所述监测标记时，第一个VRRP主用链路设备识别为接收到所述第二个VRRP主用链路设备发送的携带有监测标记的通告报文。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述外网服务器还与所述第n个VRRP备用链路设备连接；

当所述第一个VRRP主用链路设备在所述通告间隔T内没有接收到所述第二个VRRP主用链路设备发送的携带有监测标记的通告报文时，所述第一个VRRP主用链路设备停止向所述第一个VRRP备用链路设备发送携带有监测标记的通告报文；

当所述第一个VRRP备用链路设备在所述通告间隔T内没有收到所述第一个VRRP主用链路设备发送的携带有监测标记的通告报文时，所述第一个VRRP备用链路设备接收所述用户主机通过所述接口设备发送的报文，并将所述用户主机发送的报文通过所述第二个VRRP备用链路设备、…、所述第n-1个VRRP备用链路设备、所述第n个VRRP备用链路设备发送至所述外网服务器。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，在所述通告间隔T内，当所述第一个VRRP主用链路设备没有接收到所述第二个VRRP主用链路设备发送的报文时，第一个VRRP主用链路设备识别为没有接收到所述第二个VRRP主用链路设备发送的携带有监测标记的通告报文。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，在所述通告间隔T内，当所述第一个VRRP主用链路设备接收到所述第二个VRRP主用链路设备发送的报文，且所述报文包含的认证字段未携带有所述监测标记时，识别为没有接收到所述第二个VRRP主用链路设备发送的携带有监测标记的通告报文。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通告间隔T＝3t+1。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述VRRP主用链路设备工作于主设备模式和从设备模式，当当前节点的VRRP主用链路设备工作于从设备模式时，当在所述通告间隔T内接收到与其连接的上行方向的VRRP主用链路设备发送的携带有监测标记的通告报文时，所述当前节点的VRRP主用链路设备向与其连接的下行方向的VRRP主用链路设备发送携带有监测标记的通告报文，反之则停止向与其连接的下行方向的VRRP主用链路设备发送携带有监测标记的通告报文；所述当前节点的VRRP主用链路设备的虚拟IP为上联设备的下联口的IP地址，所述上联设备为与所述当前节点的VRRP主用链路设备连接的上行方向的VRRP主用链路设备，所述下联口为用于与下行方向的VRRP主用链路设备连接的接口。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，当所述当前节点的VRRP主用链路设备工作于主设备模式时，所述当前节点的VRRP主用链路设备的虚拟IP为其下联口的IP地址，所述当前节点的VRRP主用链路设备向或者停止向与其连接的下行方向的VRRP主用链路设备按照预设的发报间隔t发送携带有监测标记的通告报文。