专利名称：提高接入服务器路由转发可靠性的方法
技术领域：
本发明涉及一种提高接入服务器路由转发可靠性的方法，尤其涉及一种分布式接入服务器中路由转发模块热备份的方法。
由上述可知，由用户至互连网(Internet)的上行报文和由Internet至用户的下行报文均需通过路由转发模块转发，因此，当接入服务器中的路由转发模块发生故障时，如果没有另一个路由转发模块接管其路由转发业务，将导致所有业务中断。而接入业务的特殊性要求设备具有电信级的特性，保证报文转发的连续性非常必要，如果报文的转发发生中断将给用户造成较大的损失。
但是，由超文本传输协议、文件传输协、终端网络协议等应用层协议决定路由转发模块均需通过本地地址和对端地址与对端进行报文交互。本地地址包括IP地址和介质访问控制协议(MAC)地址；目前的路由协议不允许在一个系统内两个具有不同网口的路由转发模块中配置相同的IP地址，因为这样会导致路由表的混乱，从而引发一系列的问题；另外对于不同的网口，其MAC地址也是不同的。因此，目前还未能克服上述问题，所以无法实现在接入服务器中的路由转发模块发生故障时，路由转发业务切换至另一个路由转发模块上，且切换过程对上层业务透明，即没有实现路由转发模块的热备份。
本发明的目的是这样实现的(1)设置两个路由转发模块，为上述两个路由转发模块配置相同的虚拟IP地址；(2)为上述两个路由转发模块网口设置一个虚拟介质访问控制协议(MAC)地址，虚拟IP地址对应的链路层地址为该虚拟MAC地址；(3)将需要进入工作状态的路由转发模块中配置的虚拟IP地址加到网口上，同时还将虚拟MAC地址加至该路由转发模块的网口上，该路由转发模块进入工作状态。
所述的步骤(3)中还包括确定需要进入工作状态的路由转发模块的过程。
所述的确定需要进入工作状态的路由转发模块的过程包括(1)设定路由转发模块优先级将需要进入工作状态的路由转发模块设定为优先级在先；(2)判断路由转发模块的优先级，令优先级在先的路由转发模块进入工作状态；(3)对进入工作状态的路由转发模块进行监测；(4)监测进入工作状态的路由转发模块发生故障时，则令另一个路由转发模块优先级在先，且进入工作状态。
所述对处于工作状态的路由转发模块进行监测的过程包括(1)建立路由转发管理模块，处于工作状态中的路由转发模块定期向路由转发管理模块发送握手报文(Hello packet)；(2)路由转发管理模块定期检查是否收到Hello packet；(3)当路由转发管理模块在规定时间内未收到处于工作状态的路由转发模块发来的Hello packet时，则认为该路由转发模块路出现故障。
所述的令虚拟IP地址对应的链路层地址为虚拟MAC地址，是通过处于工作状态的路由转发模块的网口发出的数据包将链路层地址填充为虚拟MAC地址实现的。
所述的将虚拟MAC地址加至路由转发模块网口上后网口还需要主动发出一个数据包，完成虚拟MAC地址与具体物理设备对应关系的更新。
本发明中在分布式接入服务器中设置两个路由转发模块，并为两个路由转发模块配置了相同的虚拟IP地址，同时建立了与虚拟IP地址对应的虚拟MAC地址，使本发明在两个路由转发模块的路由转发业务切换过程中，其发送数据包的源IP地址及源MAC地址均不发生变化，从而实现了路由转发业务切换过程中对于上层业务透明，保证了路由转发业务的连续性，从而提高了接入服务器路由转发的可靠性。本发明解决了因在同一系统内的不同路由转发模块不能配置相同的IP地址、不同网口的MAC地址不同而导致的无法实现路由转发模块热备份的问题。本发明已经在接入服务器中应用，当处于工作状态的路由转发模块发生故障1-3秒后，系统检测到了路由转发模块工作状态的变化，并通知备用路由转发模块接管其路由转发业务，路由转发业务的切换过程对外部网络，既上层业务，完全透明。
步骤3根据需要将路由转发模块中所配置的虚拟IP地址加至网口上，过程如下A、判断路由转发模块的优先级及工作状态预先设定其中一个路由转发模块优先级在先，当优先级在先的路由转发模块发生故障而无法正常工作时，则认为备用路由转发模块优先级在先；B、对有优先级的路由转发模块执行配置IP地址的命令，将所配置的虚拟IP地址加至路由转发模块的网口上。
在正常情况下，将优先级在先的路由转发模块所配置的虚拟IP地址加至网口上，使接入服务器中所配置的虚拟IP地址指向该路由转发模块，既该路由转发模块中配置的虚拟IP地址对外有效，该路由转发模块进入工作状态，负责接入服务器中的路由转发业务，既对上、下行数据包的转发业务；另一个路由转发模块为备用路由转发模块，用于当优先级在先的路由转发模块发生故障时接管其路由转发业务，备用路由转发模块所配置的虚拟IP地址则不加至网口上，以避免路由的冲突。
步骤4将两个路由转发模块的所有网口与网络集线器(HUB)相连接，一个路由转模块上的其中一个网口与另一个路由转发模块上的其中一个网口为一组物理相连接的网口，为上述每组网口设置一个虚拟介质访问控制协议(MAC)地址，虚拟IP地址对应该虚拟MAC地址，既路由转发模块向外发送的数据包源地址为所配置的虚拟IP地址、源MAC地址为虚拟MAC地址。
将虚拟MAC地址加至优先级在先的路由转发模块对应网口上，令虚拟MAC地址与优先级在先路由转发模块的网口对应关系有效，从而使下行数据包可以发送至优先级在先的路由转发模块相应的网口上。
当外部网络对虚拟IP地址发来请求虚拟IP地址到链路层地址的对应关系(ARP)请求时，处于工作状态的路由转发模块响应；而当原来处于工作状态的路由转发模块发生故障时，另一个路由转发模块进入工作状态，响应外部网络对虚拟IP地址的ARP请求，并主动发出一个数据包，通知将下行数据包发送至该路由转发模块对应网口上，完成虚拟MAC地址与具体物理设备对应关系的更新。
步骤5优先级在先的路由转发模块进入工作状态，同时建立路由转发管理模块，处于工作状态的路由转发模块定期向路由转发管理模块发送握手报文(Hello packet)，发送Hello packet的间隔时间可以根据实际需要设置；步骤6接入服务器中的路由转发模块进行正常路由转发。
步骤7路由转发管理模块定期检查是否收到Hello packet；如果正常接收到Hello packet时，则认为该路由转发模块工作正常，继续步骤6，正常进行路由转发；当路由转发管理模块在规定时间内未收到处于工作状态的路由转发模块发来的Hello packet时，则认为该路由转发模块路出现故障，执行步骤8；步骤8执行相关命令将备用路由转发模块中所配置的虚拟IP地址加至网口上，使接入服务器中所配置的虚拟IP地址指向备用路由转发模块；
步骤9将虚拟MAC地址加至备用路由转发模块对应网口上，令虚拟MAC地址与备用路由转发模块网口的对应关系有效，既虚拟MAC地址替代了备用路由转发模块中相应网口的实际MAC地址；步骤10原来处于工作状态的路由转发模块的路由转发业务由备用路由转发模块接管，既备用路由转发模块进入工作状态，执行步骤6，进行正常路由转发。
这样，备用路由转发模块接管路由转发业务后，所发出的数据包的源IP地址及源MAC地址均未发生变化，且仍可以将接收来的数据包准确地送到备用路由转发模块的相应网口上，实现由处于工作状态的路由转发模块到备用路由转发模块的透明切换，既实现了路由转发模块的热备份，保证了路由转业务的连续性，提高了路由转发的可靠性。
本发明所述的提高接入服务器路由转发可靠性的方法应用于分布式接入服务器中的具体实施方式
结合图2叙述如下在分布式接入服务器中设置两块高速路由转发板，一块为主用高速路由转发板(HRB1)，另一块为备用高速路由转发板(HRB2)，HRB1和HRB2通过以太网交换机连接，HRB1和HRB2的任意两个网口通过HUB连接，例如HRB1的第一个网口和HRB2的第一个网口相连，这样就为外部网络发来的数据包在两个网口都可以接收提供了硬件上的可能。在HRB 1和HRB2上分别配置相同的虚拟IP地址；对应两个相连的网口设置一个与虚拟IP地址对应的虚拟MAC地址，虚拟MAC地址可与HRB1或HRB2的实际网口对应。HRB1和HRB2向外发送的数据包的源地址均填写上述虚拟IP地址和虚拟MAC地址。当外部发来数据包时，根据虚拟MAC地址和相应高速路由板的相应网口的对应关系，可以把目的MAC地址为虚拟MAC地址的报文接收上来。
正常工作时，由HRB1负责接入服务器的路由转发业务，上、下行数据包均由其转发。当HRB1发生故障时，系统管理板通知HRB2将HRB2所配置的虚拟IP地址加至网口上，同时令HRB2上各个网口向以太网交换机发出数据包，在以太网交换机上建立虚拟MAC地址与HRB2上的网口对应关系，从而使HRB2接管HRB1的路由转发业务，且整个过程对外部网络完全透明，实现了高速路由转发板的热备份。因此本发明应用于接入服务器中提高了接入服务器路由转发的可靠性，保证了路由转发业务的连续性。
权利要求
1.一种提高接入服务器路由转发可靠性的方法，包括(1)设置两个路由转发模块，为上述两个路由转发模块配置相同的虚拟IP地址；(2)为上述两个路由转发模块网口设置虚拟介质访问控制协议(MAC)地址，虚拟IP地址对应的链路层地址为该虚拟MAC地址；(3)将需要进入工作状态的路由转发模块中配置的虚拟IP地址加到网口上，同时还将虚拟MAC地址加至该路由转发模块的网口上，该路由转发模块进入工作状态。
2.根据权利要求1所述的提高接入服务器路由转发可靠性的方法，其特征在于所述的步骤(3)中还包括确定需要进入工作状态的路由转发模块的过程。
3.根据权利要求2所述的提高接入服务器路由转发可靠性的方法，其特征在于所述的确定需要进入工作状态的路由转发模块的过程包括(1)设定路由转发模块优先级将需要进入工作状态的路由转发模块设定为优先级在先；(2)判断路由转发模块的优先级，令优先级在先的路由转发模块进入工作状态；(3)对进入工作状态的路由转发模块进行监测；(4)监测到进入工作状态的路由转发模块发生故障时，则令另一个路由转发模块优先级在先，且进入工作状态。
4.根据权利要求3所述的提高接入服务器路由转发可靠性的方法，其特征在于所述对处于工作状态的路由转发模块进行监测的过程包括(1)建立路由转发管理模块，处于工作状态中的路由转发模块定期向路由转发管理模块发送握手报文(Hello packet)；(2)路由转发管理模块定期检查是否收到Hello packet；(3)当路由转发管理模块在规定时间内未收到处于工作状态的路由转发模块发来的Hello packet时，则认为该路由转发模块路出现故障。
5.根据权利要求1所述的提高接入服务器路由转发可靠性的方法，其特征在于所述的虚拟IP地址对应的链路层地址为虚拟MAC地址是通过处于工作状态的路由转发模块的网口发出的数据包将链路层地址填充虚拟MAC地址实现的。
6.根据权利要求1所述的提高接入服务器路由转发可靠性的方法，其特征在于所述的将虚拟MAC地址加至路由转发模块网口上后网口还需要主动发出一个数据包，完成虚拟MAC地址与具体物理设备对应关系的更新。
全文摘要
本发明涉及一种提高接入服务器路由转发可靠性的方法，尤其涉及一种分布式接入服务器中路由转发模块热备份的方法。本发明设置了两个路由转发模块，为上述两个路由转发模块配置相同的虚拟IP地址；为两个路由转发模块网口设置与上述虚拟IP地址对应的虚拟介质访问控制协议(MAC)地址，虚拟MAC地址与两个路由转发模块中网口实际MAC地址的对应。因此，本发明在两个路由转发模块的路由转发业务切换过程中，其发送数据包的源IP地址及源MAC地址均不发生变化，从而实现了路由转发业务切换过程中对于上层业务透明，保证了路由转发业务的连续性，从而提高了接入服务器路由转发的可靠性。
文档编号H04B1/74GK1426169SQ0114414
公开日2003年6月25日 申请日期2001年12月12日 优先权日2001年12月12日
发明者韩厚晓 申请人:华为技术有限公司