[发明专利]基于VRRPE备份组的流量负载分担实现方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于VRRPE备份组的流量负载分担实现方法及其装置。

背景技术

在网络通信技术中，VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟冗余路由器协议)是将多个具有网关功能的路由设备加入到VRRP备份组中，形成一个虚拟路由器，该VRRP备份组对外表现为一个具有唯一固定主IP地址(虚地址)和虚MAC(Media Access Control，媒体接入控制)地址，该VRRP备份组中的多个路由设备按照VRRP选举机制选举出一个担任主用角色的Master(主用)设备负责流量的转发，其它作为承担备用角色的Backup(备用)设备负责对Master设备进行监听，在监听到Master设备出现故障时，重新选举Master设备。

VRRPE(Virtual Router Redundancy Protocol Extend，扩展虚拟冗余路由器协议)是一种虚拟网关负载分担协议，是基于VRRP的扩展。它在VRRP协议提供的虚拟网关冗余备份功能基础上，扩展了负载均衡功能，使得VRRPE备份组内的各路由设备都能分担流量，避免了VRRP备份组中Backup设备始终处于空闲状态，网络资源利用率不高的问题。

VRRPE协议支持一个IP地址对应多个MAC地址，其组内的每个设备都是VF(Virtual Forwarder，虚拟转发器)，各个VF拥有相同的IP地址，不同的MAC地址。VF分为主用VF和备用VF，各主用VF负责转发通过自己的网络流量，备用VF作为主用VF的备份，当某一个设备的主用VF失效后，其它设备的备用VF能够通过竞争成为主用VF，暂时接管流量，等接管时间超时后，将不再继续接管流量，这时客户端需要重新对网关地址发起ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)请求来更新网关MAC地址。

VRRPE备份组内的Master设备在回复客户端对网关地址的ARP请求时，会根据客户端的MAC地址、按照配置的负载均衡算法、指定不同VF的虚MAC地址进行回应，将客户端流量定向到不同的VF设备上，从而实现网络流量负载分担。

图1示出了一种VRRPE备份组网架构，其中包含有3个路由器(Router A、Router B和Router C)和4个客户端(Client A、Client B、Client C和Client D)。4个客户端上配置的默认网关IP地址均为10.1.1.10，通过VRRPE的负载均衡算法所得到的网关MAC地址不一样，其中，Client A获取到的网关MAC地址是Router B的MAC地址，因此Client A的所有流量都被定向分担到Router B上；同样，Client B和Client D的流量被分担到Router A上，Client C的流量被分担到Router C上。

在实际组网应用中，如图2所示，如果VRRPE备份组内只有一个路由器Router A是正常工作的，组内其它路由器不存在或者出现故障了，这时该VRRPE备份组下挂的所有客户端的网关MAC地址都是Router A上的主用VF(用AVF标识)的虚MAC1，所有客户端访问Internet的上行流量只会经过Router A。

当VRRPE备份组内的路由器Router B恢复正常后，工作状态迁移到Backup状态，会向外发送请求报文，请求Master状态的路由器Router A分配当前未使用的虚MAC地址；Master状态的Router A给Router B回应应答报文，分配虚MAC地址为MAC2，同时Router A也感知到VRRPE备份组内增加了一个设备或原有设备已从故障状态恢复正常了，Router A上会增加一个VF，即同时存在两个VF，原来的主用VF对应MAC1，保持不变，新增的是备用VF(用LVF标识)，对应MAC2。Router B上也会有两个VF，一个是备用VF，对应MAC1，一个是主用VF，对应MAC2。由于在VRRPE备份组内增加一个设备或原有设备已从故障状态恢复正常时新增一个VF，对于这个新增的VF，VRRPE备份组内路由器都不会发送免费ARP请求来更新客户端的网关MAC地址，这样所有客户端的网关MAC地址还是MAC1，如图3所示，客户端访问Internet的上行流量还是只会经过Router A，VRRPE的两个路由器无法进行负载分担。