DE60305581T2

DE60305581T2 - Verfahren zur Ausführung eines Routerschnittstellen-Backups mit VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol)

Info

Publication number: DE60305581T2
Application number: DE2003605581
Authority: DE
Inventors: Huawei Service Center Building Ning Shenzhen 518057 Guo
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2002-06-23
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2023-06-13
Also published as: ATE328428T1; JP3850391B2; EP1379038A1; US20040008694A1; AU2003204799A1; EP1379038B1; CN1208929C; AU2003204799B2; JP2004032758A; DE60305581D1; CN1466322A

Description

GEBIET DER TECHNOLOGIE
Die Erfindung bezieht sich auf Datenkommunikation und insbesondere auf ein Verfahren zum Implementieren eines Routerschnittstellen-Backups mit einem Virtual Router Redundancy Protocol/Virtuellen Router-Redundanzprotokoll (VRRP).
ALLGEMEINER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Mit zunehmender Zuverlässigkeitsanforderung an die Datenkommnunikation wird die Backup-Funktion des Datenkommunikationsgeräts zu einer ernsthaften Besorgnis. Gewöhnlich implementiert ein Router mehrfache Backup-Funktionen, wie Router-Backup, Schnittstellen-Backup und Platinen-Backup usw. Einerseits setzen diese Backup-Funktionen die Zuverlässigkeit der Ausrüstung herauf, aber andrerseits erhöhen sich die Entwicklungs- und Wartungskosten des Systems.
VRRP ist ein Toleranzprotokoll, das für ein lokales Netzwerk – Local Area Network (LAN) – mit Multicast- und Broadcast-Konfiguration, wie beispielsweise Ethernet, entworfen ist. Wenn zwei oder mehrere Router in einem LAN vorhanden sind, können Hosts im LAN über irgendeinen der Router mit anderen Netzwerken kommunizieren. Dem "Virtual Router Redundancy Protocol" (VRRP) – IETF Internet Draft Spec v 2-06", HINDEN ET AL, 28. Februar 2002, zufolge, kann, wenn der Router eines Hosts für die nächste Teilstrecke versagt hat, ein anderer Router rechtzeitig an seine Stelle treten. Damit wird die Kontinuität und Zuverlässigkeit der Kommunikation beibehalten. Der Netzwerkverwalter konfiguriert verschiedene Router im gleichen Netzwerksegment mit der gleichen Gruppennummer und der gleichen virtuellen IP-Adresse des virtuellen Routers, was folglich bewirkt, dass sie einen virtuellen Router bilden. Ein virtueller Router besteht aus einem Haupt-Router und mehreren Backup-Routern. Der Haupt-Router implementiert reale Funktion für nochmalige Paketübertragung. Bei Versagen des Haupt-Routers wird ein Backup-Router ein neuer Haupt-Router, um den ursprünglichen Router zu ersetzen.
Wie in 1 gezeigt, die die oben erwähnte Netzwerkkonfiguration veranschaulicht, befinden sich Router A, Router B, Host 1 und Host 2 im gleichen LAN. Eine Gruppe von Routern (Router A und Router B) konstituiert einen virtuellen Router, der eine virtuelle IP-Adresse 10.100.10.1 hat. Ein Host im LAN kennt nur die virtuelle IP-Adresse und kennt nicht die IP-Adressen von Router A und Router B. Der Host im LAN setzt seinen Vorgabeleitweg mit der IP-Adresse 10.100.10.1 des virtuellen Routers. Daher kommuniziert der Host im LAN mit anderen Netzwerken über diesen virtuellen Router.
Zunächst ist es für den virtuellen Router erforderlich, einen Haupt-Router gemäß der Priorität jedes Routers auszuwählen. Ein Router mit der höchsten Priorität wird der Haupt-Router werden, der Service für nochmalige Paketübertragung bereitstellt. Gleichzeitig werden all die anderen Router zu Backup-Routern, die den Zustand des Haupt-Routers ständig überwachen. Bei normaler Funktion des Haupt-Routers sendet dieser in Abständen ein VRRP Multicast-Paket, um alle Backup-Router in der gleichen Gruppe zu informieren, dass der Haupt-Router im Normalzustand arbeitet. Wenn Backup-Router in der Gruppe das Paket vom Haupt-Router innerhalb einer langen Periode nicht empfangen haben, dann fungieren die Backup-Router als Haupt-Router. Wenn sich mehr als ein Backup-Router in einer Gruppe befindet, wird es anfänglich mehrfache Haupt-Router geben. In diesem Fall vergleicht jeder Haupt-Router seine eigene Priorität mit der Priorität, die zum empfangenen VRRP-Paket gehört; wenn seine eigene Priorität geringer als die Priorität ist, die zum empfangenen VRRP-Paket gehört, fungiert der Router als ein Backup-Router, ansonsten bleibt sein Zustand unverändert. Durch diesen Vorgang wird ein Router mit der höchsten Priorität als der neue Haupt-Router ausgewählt und die Router-Backup-Funktion abgeschlossen sein.
Aus Obigem ist ersichtlich, dass, bei einem VRRP, wenn ein Router in einem LAN versagt hat, dieser automatisch durch einen anderen Router ersetzt wird. Nichtsdestoweniger kann, bei nur einem Router in einem LAN, Router-Backup nicht implementiert werden. Daher ist es erforderlich Schnittstellen-Backup zu implementieren, um die Kommunikationszuverlässigkeit sicherzustellen. Bei Schnittstellen-Backup kann, wenn eine Schnittstelle eines Routers versagt hat, diese mit einer anderen Schnittstelle desselben Routers ersetzt werden. Leider ist die Anwendung von derzeitigem VRRP nur auf Router-Backup begrenzt und kann kein Backup zwischen Schnittstellen implementieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Implementieren von Schnittstellen-Backup mit VRRP bereitzustellen, um die Unzulänglichkeit zu überwinden, dass das VRRP nur in Routern aber nicht in Schnittstellen verwendet wird. Das Verfahren implementiert Backup nicht nur zwischen Routern, sondern auch zwischen Schnittstellen mit Multicast- und Broadcast-Funktionen. Das Verfahren erweitert VRRP-Funktionen, um ein Protokoll zu schaffen, das zwei Anforderungen für Backup erfüllt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, wie in Anspruch 1 dargelegt, vorgesehen. Bevorzugte Merkmale der Erfindung sind in Ansprüchen 2 bis 4 dargelegt.
Verfahren der vorliegenden Erfindung gruppieren mehrfache Schnittstellen eines VRRP-Routers zu einer Multicast-Gruppe und konfigurieren die mehrfachen Schnittstellen mit der gleichen virtuellen Router-Nummer und virtuellen IP-Adresse, damit sie einen virtuellen Router konstituieren. Auf diese Weise ist Backup zwischen Schnittstellen implementiert worden, ohne die ursprüngliche Backup-Funktion zwischen Routern zu beeinträchtigen. Demzufolge lässt sich, egal ob sich ein Router oder mehrfache Router in einem Netzwerk befinden, Vorgabe-Gateway-Backup implementieren. Das Verfahren der Erfindung ist einfach und durchführbar; inzwischen erweitert es die Anwendung von VRRP mit einem Protokoll, das zwei Backup-Anforderungen erfüllt; somit ist es für die Erhöhung der Zuverlässigkeit von Netzwerken vorteilhaft.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden jetzt, beispielsweise und mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen, beschrieben, in denen:
1 die Netzwerkkonfiguration mit VRRP gemäß dem Stand der Technik zeigt; und
2 die erfindungsgemäße Netzwerkkonfiguration zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG.
Die Erfindung wird nachstehend, mit Bezugnahme auf die Zeichnungen und Ausführungsbeispiele, weiter beschrieben.
2 zeigt die erfindungsgemäße Netzwerkkonfiguration. Erstens sind mehrfache Schnittstellen eines Routers an das gleiche LAN angeschlossen und der gleichen Multicast-Gruppe hinzugefügt. Ein Multicast-Paket, das von einer Schnittstelle gesendet wird, kann von irgendeiner anderen Schnittstelle in der gleichen Multicast-Gruppe empfangen werden. 2 zeigt den Zustand, dass es zwei Schnittstellen in einem Router gibt. Zweitens werden die gleiche virtuelle Router-Nummer und virtuelle IP-Adresse den oben erwähnten, an das LAN angeschlossenen, Schnittstellen entsprechend konfiguriert, sodass die Schnittstellen dem gleichen virtuellen Router hinzugefügt werden. Die Schnittstellen im gleichen virtuellen Router wählen die Hauptschnittstelle und die Backup-Schnittstellen in Übereinstimmung mit ihren jeweiligen Prioritäten aus.
Der Auswahlvorgang von Hauptschnittstelle und Backup-Schnittstellen geschieht folgendermaßen. Wenn eine Schnittstelle initiiert wird, ist sie zunächst eine Backup-Schnittstelle; wenn sie nach einer Wartezeit nicht irgendein VRRP-Multicast-Paket empfangen hat, wird sie die Hauptschnittstelle. Wenn die Schnittstelle der Eigentümer der IP-Adresse ist, d.h., die reale IP-Adresse der Schnittstelle ist mit ihrer virtuellen IP-Adresse identisch, wird die Schnittstelle, direkt nach dem Initiieren, die Hauptschnittstelle und wird automatisch mit der höchsten Priorität konfiguriert. Danach sendet die Hauptschnittstelle ein VRRP-Multicast-Paket. Da sich alle Schnittstellen in einem virtuellen Router in der gleichen Multicast-Gruppe befinden, kann das von der Hauptschnittstelle gesandte VRRP-Multicast-Paket von anderen Schnittstellen in dieser Gruppe empfangen werden. Wenn mehrere Schnittstellen gleichzeitig Hauptschnittstellen werden, vergleicht jede Schnittstelle ihre eigene Priorität mit der Priorität, die zu dem empfangenen VRRP-Paket gehört. Wenn die Priorität, die zu dem Paket gehört, höher als die Priorität der Schnittstelle ist, wird die Schnittstelle eine Backup-Schnittstelle. Nach diesem Auswahlvorgang wird die Schnittstelle mit der höchsten Priorität im virtuellen Router die Hauptschnittstelle und die anderen werden Backup-Schnittstellen.
Die Hauptschnittstelle sendet periodisch VRRP-Multicast-Pakete, um auf eine Adressen-Auflösungsanforderung für virtuelle IP-Adresse zu reagieren. Es ist die virtuelle Verbindungsschichtadresse anstatt der realen Verbindungsschichtadresse, auf die die Hauptschnittstelle reagiert. Gleichzeitig empfängt die Hauptschnittstelle ein IP-Paket und sendet es weiter, wobei sie die Zielverbindungsadresse als eine virtuelle Verbindungsadresse nimmt. Die Backup-Schnittstellen reagieren nicht auf die Auflösungsanforderung für virtuelle IP-Adressen und verwerfen das IP-Paket und nehmen die Zielverbindungsadresse als eine virtuelle Verbindungsadresse. Wenn die Hauptschnittstelle versagt hat, wird ein VRRP-Paket mit Null-Priorität oder kein VRRP-Paket gesendet. In diesem Fall erkennt jede Backup-Schnittstelle, ob die zum empfangenen VRRP-Paket gehörende Priorität höher als ihre eigene Priorität ist. Wenn dem so ist, behält die Backup-Schnittstelle ihren Zustand unverändert bei, ansonsten wird sie die Hauptschnittstelle. Dadurch wird vermieden, dass mehrere Backup-Schnittstellen gleichzeitig Hauptschnittstellen werden. Deshalb wird nur eine Backup-Schnittstelle die Hauptschnittstelle und ersetzt die ursprüngliche Hauptschnittstelle.
Wenn mehrfache Router in einem LAN vorhanden sind, können mehrfache Schnittstellen verschiedener Router mit der gleichen virtuellen Router-Nummer konfiguriert und gleichzeitig dem gleichen virtuellen Router hinzugefügt werden.

Claims

Verfahren zum Implementieren eines Routerschnittstellen-Backups mit einem Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (1) Verbinden von mehreren Schnittstellen eines Routers mit einem einzelnen LAN und Hinzufügen der Schnittstellen zu einer einzelnen Multicast-Gruppe; (2) Konfigurieren einer einzelnen Nummer eines virtuellen Routers und einer einzelnen virtuellen IP Adresse an den Schnittstellen, um die Schnittstellen zu veranlassen sich einem einzelnen virtuellen Router anzuschließen; (3) Wählen einer Hauptschnittstelle und von Backup-Schnittstellen in Übereinstimmung mit ihren jeweiligen Prioritäten unter den Schnittstellen; und (4) periodisches Senden von VRRP Multicast-Paketen von der Hauptschnittstelle an alle Backup-Schnittstellen; wenn die Priorität, die zu dem eben empfangenen VRRP Multicast-Paket gehört, Null ist oder die Backup-Schnittstellen irgendein VRRP Multicast-Paket innerhalb einer vorgegebenen Periode nicht empfangen haben, wobei eine Backup-Schnittstelle die Haupt-Schnittstelle wird und die ursprüngliche Hauptschnittstelle ersetzt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum Wählen der Hauptschnittstelle und von Backup-Schnittstellen die folgenden Schritte umfasst: (1) eine Schnittstelle wird direkt eine Backup-Schnittstelle, wenn sie initiiert wird; und wird die Hauptschnittstelle, wenn sie irgendein VRRP Multicast-Paket innerhalb einer Periode nicht empfangen hat; (2) wenn die virtuelle IP Adresse der Schnittstelle identisch mit ihrer realen IP Adresse ist, wird die Schnittstelle direkt die Hauptschnittsstelle, nachdem sie aktiviert ist, und wird mit der Maximum-Priorität automatisch konfiguriert; und (3) wenn mehrere Schnittstellen gleichzeitig Hauptschnittstellen werden, vergleicht jede Schnittstelle die Priorität, die zu dem empfangenen Paket gehört, mit ihrer eigenen Priorität; wenn die Priorität, die zu dem empfangenen VRRP Paket gehört, höher als ihre eigene Priorität ist, wird die Schnittstelle eine Backup-Schnittstelle.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend die folgenden Schritte: Beurteilen, ob die Priorität, die zu dem VRRR Paket gehört, das durch die Backup-Schnittstelle empfangen wird, höher ist als die Priorität, die an der Backup-Schnittstelle konfiguriert ist, wenn dem so ist, Beibehalten des Zustands der Backup-Schnittstelle unverändert; ansonsten bewirken, dass die Backup-Schnittstelle die Hauptschnittstelle wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Verbinden von mehreren Schnittstellen von wenigstens einem weiteren Router mit dem einzelnen LAN und Hinzufügen der Schnittstellen von dem oder jedem weiterem Router zu der einzelnen Multicast-Gruppe.