[发明专利]一种对虚拟冗余路由协议组进行管理及快速切换的方法

说明书

技术领域

本发明涉及IP网络通信技术领域，尤其涉及一种对虚拟冗余路由协议VRRP组进行管理及快速切换的方法。

背景技术

虚拟冗余路由协议(Virtual Router Redundancy Protocol，VRRP)是目前应用最广泛的网关冗余保护机制，支持VRRP协议的网关设备称为VRRP路由器，在网络中通常由路由器和三层交换机设备担当。一组VRRP路由器之间通过主备竞选，选择一台VRRP路由器作为主用网关，另一台或多台作为备用网关，当主用网关发生故障或者下行链路断开时，备用网关可以通过竞选，产生出一台新的主用网关，接替原主用网关的工作，保证局域网中主机和其他设备与网络的连通性，从而提高网络的稳定性与可靠性。

下面对虚拟冗余路由协议VRRP的基本概念与工作机制做一下简要介绍：

一、基本概念：

●VRRP组

VRRP组是指配置了相同VRID(Virtual Router ID，虚拟路由ID标识)，并具有相同虚拟地址，工作在一个广播域内的一组路由器。一般一个VRRP组由两个或者两个以上的路由器组成，并且在一个VRRP组中只有一台设备的VRRP处于主用状态，其他设备都是处于备用状态。

●VRRP状态，其存在如下几种状态：

(1)DISABLE状态：某一VRRP组没有配置主虚拟IP地址，初始配置处于该状态；

(2)INITIAL状态：某一VRRP组配置了主虚拟IP地址，但其接口Down或没有接口IP地址。

(3)MASTER状态：主用VRRP路由器，处于该状态的路由器具有VRRP虚拟IP地址和虚拟MAC，响应目的为虚拟IP和MAC的请求，并且定时发送VRRP协议报文给其他VRRP设备。

(4)BACKUP状态：备份VRRP路由器，该状态下的路由器接收VRRP报文，如果在一定时间内没有收到主设备的通告报文，该状态可以变成MASTER状态。

●PRIORITY

VRRP优先级，每一个VRRP路由器都具有自己的优先级(1-255)，并通过该优先级进行主备竞选，优先级高的为主用设备。协议规定VRRP组默认优先级为100。

●ADVERTISE_TIME

VRRP通告时间，处于主用状态的VRRP组需要在一个通告时间周期内发送一个通告报文，VRRP协议规定通告时间默认为1秒。

●MASTER_DOWN_TIME

处于备用状态的VRRP组，如果在MASTER_DOWN_TIME内没有收到优先级比自己高的报文，需要把主机切换到主用状态。

MASTER_DOWN_TIME的计算公式如下：

SKEW_TIME＝(255-PRIORITY)/255；

MASTER_DOWN_TIME＝3*ADVERTISE_TIME+SKEW_TIME+PREMPT_DELAY；

其中SKEW_TIME为协议规定的斜率时间。

●VRRP Track策略

VRRP跟踪链路状态(接口UP/DOWN，路由，BFD等)，根据链路状态采取一定的动作策略。

二、工作机制：

VRRP组之间通过协议报文在一个广播域内传播，并通过优先级的高低进行主备竞选，达到备份冗余的目的。两台VRRP路由器下面需要一个连通的二层网络，处于主用状态下的VRRP路由器通过配置VRRP的接口，向其他VRRP路由器传递协议报文。VRRP路由器收到其它路由器的VRRP协议报文，通过优先级比较，改变自己所处的状态竞选出主备网关，组内优先级最高的担任主用网关，其它的作为备用网关，典型组网模式如图1所示。

VRRP的另一个常用用途是负载平衡：将一个路由器配置到多个虚拟路由器中，使一个路由器既是某一个虚拟路由器的主路由器，又是其他路由器的备份路由器，从而实现了在冗余备份基础上的负载均衡，典型组网方式如图2所示。

由以上可以看出，VRRP的主备通信之间主要依靠主用路由器的组播通告报文，备用路由器依靠通告报文来监视主用路由器的状态，并保持备用状态。VRRP协议规定主用设备的每个VRRP组在每个通告周期需发一个通告报文，备用设备在三个通告周期内没有接收到通告报文，就会把自己变成主设备，并产生主备竞选。