[發明專利]一種基于VRRP負載均衡的快速切換方法和設備

有效

• 申請號: 201010125933.5
• 申請日: 2010-03-17
• 公開（公告）號: CN101815007A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 李蔚
• 申請（專利權）人: 杭州華三通信技術有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/56;H04L29/06
• 代理公司: 北京鑫媛睿博知識產權代理有限公司 11297
• 代理人: 龔家驊

技術領域

本發明涉及通信技術領域，特別是涉及一種基于VRRP負載均衡的快速 切換方法和設備。

背景技術

VRRP(Virtual?Router?Redundancy?Protocol，虛擬路由器冗余協議)是一 種選擇協議，VRRP可以將一個虛擬路由器的責任動態分配到局域網上的 VRRP路由器中的一臺，其中，控制虛擬路由器IP(Internet?Protocol，網絡 互聯協議)地址的VRRP路由器稱為主(Master)路由器，而主路由器負責 轉發數據包到這些虛擬IP地址。

在VRRP標準協議模式中，只有Master路由器可以轉發報文，而Backup (備份)路由器處于監聽狀態，無法轉發報文。雖然創建多個備份組可以實 現多個路由器之間的負載分擔，但是，局域網內的主機需要設置不同的網關， 增加了配置的復雜性。進一步的，VRRP?Extended(VRRPE)是VRRP增強 性協議，該VRRPE支持同一個VRRP組流量的負載分擔，即VRRPE是VRRP 的負載均衡模式。

具體的，VRRP負載均衡模式在VRRP提供的虛擬網關冗余備份功能的 基礎上，增加了負載均衡功能。該VRRP負載均衡模式的實現原理包括：將 一個虛擬IP地址與多個虛擬MAC(Media?Access?Control，介質訪問控制)地 址對應，VRRP備份組中的每個路由器都對應一個虛擬MAC地址，從而使得 每個路由器都能轉發流量。

在VRRP負載均衡模式中，只需要創建一個備份組，就可以實現備份組 中多個路由器之間的負載分擔，從而避免了VRRP備份組中Backup路由器始 終處于空閑狀態、網絡資源利用率不高的問題。

進一步的，在VRRP負載均衡模式中，Master路由器負責為備份組中的 路由器分配虛擬MAC地址，并為來自IPv4網絡中不同主機的ARP(Address Resolution?Protocol，地址解析協議)請求，或者來自IPv6網絡中不同主機的 ND(Neighbor?Discover，鄰居發現)請求，應答不同的虛擬MAC地址，從而 實現流量在多個路由器之間分擔。其中，備份組中的Backup路由器不會應答 主機的ARP(IPv4網絡中)/ND(IPv6網絡中)請求。

如圖1所示，為VRRP負載均衡架構示意圖。其中，備份組的虛擬IP地 址為10.1.1.1/24，Master路由器為Router?A(路由器A)，Backup路由器為Router B和Router?C。其中，Router?A為Router?A、Router?B和Router?C分配不同的 虛擬MAC地址，虛擬MAC地址的信息如圖1所示。

具體的，當主機Host?A、Host?B和Host?C發送ARP請求時，獲取到網關 10.1.1.1(即備份組的虛擬IP地址)對應的MAC地址，此時，Master路由器 (即Router?A)將根據負載均衡算法，利用不同的虛擬MAC地址來應答主機 的ARP請求。例如，(1)Host?A獲取的MAC地址為Router?A的虛擬MAC 地址，即Host?A認為網關的MAC地址為Router?A的虛擬MAC地址，從而 保證Host?A的流量通過Router?A轉發。(2)Host?B獲取的MAC地址為Router B的虛擬MAC地址，即Host?B認為網關的MAC地址為Router?B的虛擬MAC 地址，從而保證Host?B的流量通過Router?B轉發。(3)Host?C獲取的MAC 地址為Router?C的虛擬MAC地址，即Host?C認為網關的MAC地址為Router C的虛擬MAC地址，從而保證Host?C的流量通過Router?C轉發。

需要注意的是，在VRRP標準協議模式中，只定義了一種VRRP通告報 文，且只有Master路由器周期性發送該VRRP通告報文，而Backup路由器 不會發送VRRP通告報文。而為了實現負載均衡，VRRP負載均衡模式中定 義了四種報文：

(1)Advertisement(通告)報文，其中，該Advertisement報文用于通告 本路由器上備份組的狀態，并用于通告本路由器上處于Active(活動)狀態 的虛擬轉發器信息，該Master路由器和Backup路由器均會周期性發送該 Advertisement報文。