專利名稱：一種實現(xiàn)虛擬集群冗余的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主備份冗余的方法，尤其涉及在以太網(wǎng)交換機集群管理系統(tǒng)中實現(xiàn)命令交換機主備份冗余的方法。
背景技術(shù)：
在以太網(wǎng)交換機組成的網(wǎng)絡(luò)中，為了集中、統(tǒng)一的維護管理交換機，建立了以太網(wǎng)交換機集群管理。為了保證集群管理的可靠性、冗余性，需要在集群中建立備份交換機，當(dāng)命令交換機失效時，備份交換機能自動切換為命令交換機，VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol，虛擬路由冗余協(xié)議)是一個標(biāo)準(zhǔn)的RFC(Requests for Comments)協(xié)議，在RFC2338 VRRP文檔中有詳細(xì)的描述。該協(xié)議用于實現(xiàn)在一個網(wǎng)絡(luò)中的多個路由設(shè)備上提供虛擬路由冗余功能，能對外提供統(tǒng)一的虛擬IP地址和虛擬MAC地址的競選機制協(xié)議。但采用用VRRP協(xié)議來實現(xiàn)以太網(wǎng)交換機集群管理中的命令交換機主備份冗余功能時，存在以下缺點1)VRRP協(xié)議的通告報文無法用集群管理中分配的私有IP進行傳輸。
2)為了實現(xiàn)和集群管理相互配合，需要對標(biāo)準(zhǔn)的VRRP協(xié)議進行修改，這將導(dǎo)致VRRP協(xié)議對外互通存在問題。
因此，采用VRRP協(xié)議來實現(xiàn)以太網(wǎng)交換機集群管理中的命令交換機主備份冗余功能存在較大的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)無法有效實現(xiàn)以太網(wǎng)交換機集群管理中的命令交換機主備份冗余，提出一種實現(xiàn)虛擬集群冗余的方法。
本發(fā)明提供一種實現(xiàn)虛擬集群冗余的方法，用于實現(xiàn)集群管理中命令交換機主備份的競選和切換，該方法在命令交換機中的實現(xiàn)步驟如下步驟一、在命令交換機上創(chuàng)建集群時，啟動虛擬集群冗余功能；步驟二、配置虛擬集群ID號、優(yōu)先級和通告時間間隔；
步驟三、組織通告報文并發(fā)送；步驟四、判斷是否將該命令交換機切換到備份交換機，如不是則轉(zhuǎn)步驟五，否則將配置參數(shù)優(yōu)先級設(shè)置為0，轉(zhuǎn)步驟五；步驟五、判斷是否收到備份交換機通告報文，如沒有收到，則轉(zhuǎn)步驟六，若接收到通告報文，則判斷報文中的優(yōu)先級和源IP地址，若比本設(shè)備的優(yōu)先級高，則轉(zhuǎn)到步驟七，否則丟棄報文轉(zhuǎn)步驟六；步驟六、判斷發(fā)送報文的通告時間間隔是否已到，若已到，則返回到步驟三執(zhí)行，否則返回到步驟四執(zhí)行；步驟七、將該命令交換機切換為備份交換機。
本發(fā)明提供一種實現(xiàn)虛擬集群冗余的方法，用于實現(xiàn)集群管理中命令交換機主備份的競選和切換，該方法在備份交換機中的實現(xiàn)步驟如下步驟一、指定交換機為備份交換機時，啟動虛擬集群冗余功能；步驟二、配置虛擬集群ID號、優(yōu)先級和通告時間間隔；步驟三、判斷是否接收到命令交換機或其他備份交換機通告報文，若未接收到，則轉(zhuǎn)到步驟八執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)步驟四；步驟四、判斷通告報文優(yōu)先級是否為0，若通告報文中優(yōu)先級為0，則轉(zhuǎn)到步驟六執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)步驟五；步驟五、判斷通告報文的優(yōu)先級是否比本設(shè)備的優(yōu)先級高，是則轉(zhuǎn)到步驟七執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)步驟六；步驟六、組織本設(shè)備的通告報文并發(fā)送；步驟七、將命令交換機失效時間重新設(shè)置；步驟八、判斷命令交換機失效時間是否已到，若未到，則返回到步驟三執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)步驟九；步驟九、將該設(shè)備切換為命令交換機。
采用本發(fā)明所述的方法，可以在以太網(wǎng)交換機集群管理中，非常有效地實現(xiàn)集群管理中命令交換機主備份的冗余功能，完全克服用VRRP協(xié)議來實現(xiàn)集群管理中的命令交換機主備份冗余功能時存在的種種缺點，實現(xiàn)在命令交換機主備份的競選和切換的過程中，快速、穩(wěn)定、可靠地進行競選和切換。


圖1是本發(fā)明在命令交換機中實現(xiàn)虛擬集群冗余方法的流程圖；圖2是本發(fā)明在備份交換機中實現(xiàn)虛擬集群冗余方法的流程圖；圖3是本發(fā)明傳輸報文數(shù)據(jù)段的格式；圖4是本發(fā)明在集群管理中應(yīng)用虛擬集群冗余方法的實例。
具體實施例方式
本發(fā)明提供一種實現(xiàn)虛擬集群冗余的方法VGRP(Virtual Group RedundancyPlan，虛擬集群冗余方法)用于實現(xiàn)集群管理中命令交換機主備份的競選和切換，是一種能對外提供統(tǒng)一的對外公用IP地址和虛擬MAC地址的競選機制的方法。
請參考圖1，本發(fā)明實現(xiàn)虛擬集群冗余的方法，在命令交換機中的實現(xiàn)步驟如下步驟一、在命令交換機上創(chuàng)建集群時，啟動虛擬集群冗余功能；步驟二、配置虛擬集群ID號、優(yōu)先級和通告時間間隔；步驟三、組織通告報文并發(fā)送；步驟四、判斷是否將該命令交換機切換到備份交換機，如不是則轉(zhuǎn)步驟五，否則將配置參數(shù)優(yōu)先級設(shè)置為0，轉(zhuǎn)步驟五；步驟五、判斷是否收到備份交換機通告報文，如沒有收到，則轉(zhuǎn)步驟六，若接收到通告報文，則判斷報文中的優(yōu)先級和源IP地址，若比本設(shè)備的優(yōu)先級高，則轉(zhuǎn)到步驟七，否則丟棄報文轉(zhuǎn)步驟六；步驟六、判斷發(fā)送報文的通告時間間隔是否已到，若已到，則返回到步驟三執(zhí)行，否則返回到步驟四執(zhí)行；步驟七、將該命令交換機切換為備份交換機。
在上述方法中，該方法傳輸?shù)膱笪氖浅休d于UDP協(xié)議之上，端口號為40001，通過使用和標(biāo)準(zhǔn)VRRP協(xié)議相同的組播IP地址、統(tǒng)一規(guī)劃的不同虛擬ID號，來實現(xiàn)虛擬集群冗余功能。
在報文中，虛擬MAC地址采用和標(biāo)準(zhǔn)VRRP協(xié)議中虛擬MAC地址相同的方式，即為IEEE 802的MAC地址，其格式如下00-00-5E-00-01-{VGID}
其中，前三個字節(jié)(00-00-5E)源自IANA的OUI，下兩個字節(jié)(00-01)表示為標(biāo)準(zhǔn)VRRP協(xié)議，最后一個字節(jié){VGID}為虛擬集群ID號。
在報文中，IP協(xié)議首部的相關(guān)域為源IP地址為該端口的實地址；目的IP地址為組播地址224.0.0.18；TTL必須設(shè)為255，因為經(jīng)過轉(zhuǎn)發(fā)的組播報文必須丟棄；IP協(xié)議域是UDP協(xié)議值，為十進制值17；UDP協(xié)議首部中的相關(guān)域為源端口號為40001；目的端口號為40001；請參照圖3，為報文的數(shù)據(jù)段格式，其各域的含義為Version報文的版本號為1。Type目前VGRP方法報文的類型只有1，即VGRP通告報文，其它類型的報文都要丟棄。VGID虛擬集群ID號，范圍為1至255，標(biāo)識一個虛擬集群冗余組。Priority優(yōu)先級，8位無符號整數(shù)，數(shù)值越大優(yōu)先級越高。如果VGRP通告的發(fā)送者是虛擬地址所有者，該字段填255；如果為備份設(shè)備，該字段填寫1至254，缺省值為100。Count IP Addrs報文中包含的對外公用IP地址的數(shù)目。Reserve保留字段，填寫0。Adver Int通告時間間隔，即通告報文發(fā)送的時間間隔，缺省時間為1秒。Checksum16位校驗碼。IP Address(es)與該虛擬集群綁定的對外公用IP地址。
請參考圖2，本發(fā)明實現(xiàn)虛擬集群冗余的方法，在備份交換機中的實現(xiàn)步驟如下步驟一、指定交換機為備份交換機時，啟動虛擬集群冗余功能；步驟二、配置虛擬集群ID號、優(yōu)先級和通告時間間隔；步驟三、判斷是否接收到命令交換機或其他備份交換機通告報文，若未接收到，則轉(zhuǎn)到步驟八執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)步驟四；步驟四、判斷通告報文優(yōu)先級是否為0，若通告報文中優(yōu)先級為0，則轉(zhuǎn)到步驟六執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)步驟五；步驟五、判斷通告報文的優(yōu)先級是否比本設(shè)備的優(yōu)先級高，是則轉(zhuǎn)到步驟七執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)步驟六；步驟六、組織本設(shè)備的通告報文并發(fā)送；步驟七、將命令交換機失效時間重新設(shè)置；步驟八、判斷命令交換機失效時間是否已到，若未到，則返回到步驟三執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)步驟九；
步驟九、將該設(shè)備切換為命令交換機。
在上述方法中，該方法傳輸?shù)膱笪氖浅休d于UDP協(xié)議之上，端口號為40001，通過使用和標(biāo)準(zhǔn)VRRP協(xié)議相同的組播IP地址、統(tǒng)一規(guī)劃的不同虛擬ID號，來實現(xiàn)虛擬集群冗余功能。
在報文中，虛擬MAC地址采用和標(biāo)準(zhǔn)VRRP協(xié)議中虛擬MAC地址相同的方式，即為IEEE 802的MAC地址，其格式如下00-00-5E-00-01-{VGID}其中，前三個字節(jié)(00-00-5E)源自IANA的OUI，下兩個字節(jié)(00-01)表示為標(biāo)準(zhǔn)VRRP協(xié)議，最后一個字節(jié){VGID}為虛擬集群ID號。
在報文中，IP協(xié)議首部的相關(guān)域為源IP地址為該端口的實地址；目的IP地址為組播地址224.0.0.18；TTL必須設(shè)為255，因為經(jīng)過轉(zhuǎn)發(fā)的組播報文必須丟棄；IP協(xié)議域是UDP協(xié)議值，為十進制值17；UDP協(xié)議首部中的相關(guān)域為源端口號為40001；目的端口號為40001；請參照圖3，為報文的數(shù)據(jù)段格式，其各域的含義為Version報文的版本號為1。Type目前VGRP方法報文的類型只有1，即VGRP通告報文，其它類型的報文都要丟棄。VGID虛擬集群ID號，范圍為1至255，標(biāo)識一個虛擬集群冗余組。Priority優(yōu)先級，8位無符號整數(shù)，數(shù)值越大優(yōu)先級越高。如果VGRP通告的發(fā)送者是虛擬地址所有者，該字段填255；如果為備份設(shè)備，該字段填寫1至254，缺省值為100。Count IP Addrs報文中包含的對外公用IP地址的數(shù)目。Reserve保留字段，填寫0。Adver Int通告時間間隔，即通告報文發(fā)送的時間間隔，缺省時間為1秒。Checksum16位校驗碼。IP Address(es)與該虛擬集群綁定的對外公用IP地址。
在集群管理中，當(dāng)在命令交換機上創(chuàng)建集群時，默認(rèn)啟動使用虛擬集群冗余VGRP方法，按標(biāo)準(zhǔn)VRRP協(xié)議的方式配置相應(yīng)的VGID，命令交換機和成員交換機之間的通信使用VGRP方法中的虛擬MAC地址和設(shè)備在集群中分配的私用IP地址，命令交換機和外部的網(wǎng)管平臺等設(shè)備相互通信采用VGRP方法的對外公用IP地址和虛擬MAC地址。當(dāng)一個成員交換機被指定為備份交換機時，默認(rèn)啟動使用VGRP方法，并按標(biāo)準(zhǔn)VRRP協(xié)議的方式配置相應(yīng)的VGID以及VGRP方法中的優(yōu)先級，加入到命令交換機的虛擬集群冗余組中，共享對外公用IP地址和虛擬的MAC地址。
在相同的設(shè)備中，由于VRRP協(xié)議和VGRP方法使用相同的組播IP地址、不同的IP協(xié)議號和不同的虛擬ID號，因此兩個可以同時運行，各自實現(xiàn)自身的功能。
下面結(jié)合附圖4對命令交換機主備份的競選和切換的過程作進一步的詳細(xì)描述檢測過程命令交換機啟動使用VGRP方法后，按通告時間間隔定期向外發(fā)送通告報文；當(dāng)一臺成員交換機被指定為備份交換機，啟動使用VGRP方法后，即開始檢測命令交換機發(fā)送的通告報文，并在備份交換機運營期間一直執(zhí)行，直到檢測到滿足備份交換機切換為主用交換機的條件為止。
競選過程當(dāng)備份交換機檢測到在命令交換機失效時間內(nèi)(命令交換機失效的時間＝3*通告時間間隔+延遲時間)未收到命令交換機發(fā)送的通告報文；或者當(dāng)備份交換機檢測收到優(yōu)先級為0的命令交換機的通告報文時，表示需要競選成為命令交換機，則開始競選過程。備份交換機一方面發(fā)送通告報文，另一方面接收其他備份交換機發(fā)送的通告報文，通過比較接收通告報文中的優(yōu)先級和本地的優(yōu)先級以及各自的源IP地址來決定是否競選成功。競選成功的條件為本地的優(yōu)先級比接收通告報文中的優(yōu)先級大，或者優(yōu)先級一樣大時，本地的源IP地址比接收通告報文中的源IP地址大。
切換過程當(dāng)一臺備份交換機在競選過程中獲得成功，則該備份交換機切換為命令交換機，按通告時間間隔定期發(fā)送VGRP方法的通告報文，并且通過統(tǒng)一的虛擬MAC地址和集群中的成員交換機進行通信。
權(quán)利要求
1.一種實現(xiàn)虛擬集群冗余的方法，用于實現(xiàn)集群管理中命令交換機主備份的競選和切換，該方法在命令交換機中的實現(xiàn)步驟如下步驟一、在命令交換機上創(chuàng)建集群時，啟動虛擬集群冗余功能；步驟二、配置虛擬集群ID號、優(yōu)先級和通告時間間隔；步驟三、組織通告報文并發(fā)送；步驟四、判斷是否將該命令交換機切換到備份交換機，如不是則轉(zhuǎn)步驟五，否則將配置參數(shù)優(yōu)先級設(shè)置為0，轉(zhuǎn)步驟五；步驟五、判斷是否收到備份交換機通告報文，如沒有收到，則轉(zhuǎn)步驟六，若接收到通告報文，則判斷報文中的優(yōu)先級和源IP地址，若比本設(shè)備的優(yōu)先級高，則轉(zhuǎn)到步驟七，否則丟棄報文轉(zhuǎn)步驟六；步驟六、判斷發(fā)送報文的通告時間間隔是否已到，若已到，則返回到步驟三執(zhí)行，否則返回到步驟四執(zhí)行；步驟七、將該命令交換機切換為備份交換機。
2.一種實現(xiàn)虛擬集群冗余的方法，用于實現(xiàn)集群管理中命令交換機主備份的競選和切換，該方法在備份交換機中的實現(xiàn)步驟如下步驟一、指定交換機為備份交換機時，啟動虛擬集群冗余功能；步驟二、配置虛擬集群ID號、優(yōu)先級和通告時間間隔；步驟三、判斷是否接收到命令交換機或其他備份交換機通告報文，若未接收到，則轉(zhuǎn)到步驟八執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)步驟四；步驟四、判斷通告報文優(yōu)先級是否為0，若通告報文中優(yōu)先級為0，則轉(zhuǎn)到步驟六執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)步驟五；步驟五、判斷通告報文的優(yōu)先級是否比本設(shè)備的優(yōu)先級高，是則轉(zhuǎn)到步驟七執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)步驟六；步驟六、組織本設(shè)備的通告報文并發(fā)送；步驟七、將命令交換機失效時間重新設(shè)置；步驟八、判斷命令交換機失效時間是否已到，若未到，則返回到步驟三執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)步驟九；步驟九、將該設(shè)備切換為命令交換機。
3.如權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)虛擬集群冗余的方法，其特征在于，該方法在備份交換機中的實現(xiàn)步驟如下步驟一、指定交換機為備份交換機時，啟動虛擬集群冗余功能；步驟二、配置虛擬集群ID號、優(yōu)先級和通告時間間隔；步驟三、判斷是否接收到命令交換機或其他備份交換機通告報文，若未接收到，則轉(zhuǎn)到步驟八執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)步驟四；步驟四、判斷通告報文優(yōu)先級是否為0，若通告報文中優(yōu)先級為0，則轉(zhuǎn)到步驟六執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)步驟五；步驟五、判斷通告報文的優(yōu)先級是否比本設(shè)備的優(yōu)先級高，是則轉(zhuǎn)到步驟七執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)步驟六；步驟六、組織本設(shè)備的通告報文并發(fā)送；步驟七、將命令交換機失效時間重新設(shè)置；步驟八、判斷命令交換機失效時間是否已到，若未到，則返回到步驟三執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)步驟九；步驟九、將該設(shè)備切換為命令交換機。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的實現(xiàn)虛擬集群冗余的方法，其特征在于，所述報文中的虛擬MAC地址采用VRRP協(xié)議中虛擬MAC地址相同的方式，其格式為00-00-5E-00-01-{VGID}。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的實現(xiàn)虛擬集群冗余的方法，其特征在于所述報文的數(shù)據(jù)段格式為第一字節(jié)的高四位為報文的版本號；第一字節(jié)的低四位為報文的類型；第二字節(jié)為虛擬集群ID號；第三字節(jié)為報文優(yōu)先級；第四字節(jié)為報文中包含的對外公用IP地址的數(shù)目；第五字節(jié)為保留字段；第六字節(jié)為通告時間間隔；第七和第八字節(jié)為16位校驗碼；第九字節(jié)及以后字節(jié)為與該虛擬集群綁定的對外公用IP地址。
6.如權(quán)利要求5所述的實現(xiàn)虛擬集群冗余的方法，其特征在于所述報文的數(shù)據(jù)段格式中，報文的版本號為1；報文的類型為1；虛擬集群ID號范圍為1至255；優(yōu)先級為8位無符號整數(shù)；保留字段取值為0。
全文摘要
一種主備份冗余的方法，用于在以太網(wǎng)交換機集群管理系統(tǒng)中實現(xiàn)命令交換機主備份冗余。該方法在命令交換機中的實現(xiàn)步驟包括在命令交換機上創(chuàng)建集群時，啟動虛擬集群冗余功能；配置虛擬集群ID號、優(yōu)先級和通告時間間隔；組織通告報文并發(fā)送；判斷是否將該命令交換機切換到備份交換機，如不是則轉(zhuǎn)步驟五，否則將配置參數(shù)優(yōu)先級設(shè)置為0，轉(zhuǎn)步驟五；判斷是否收到備份交換機通告報文，如沒有收到，則轉(zhuǎn)步驟六，若接收到通告報文，則判斷報文中的優(yōu)先級和源IP地址，若比本設(shè)備的優(yōu)先級高，則轉(zhuǎn)到步驟七，否則丟棄報文轉(zhuǎn)步驟六；判斷發(fā)送報文的通告時間間隔是否已到，若已到，則返回到步驟三執(zhí)行，否則返回到步驟四執(zhí)行；將該命令交換機切換為備份交換機。本發(fā)明所述的方法，可以在以太網(wǎng)交換機集群管理中，非常有效地實現(xiàn)集群管理中命令交換機主備份的冗余功能。
文檔編號H04L12/24GK1713586SQ20041002787
公開日2005年12月28日 申請日期2004年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月24日
發(fā)明者馬潤斌, 紀(jì)林, 呂朋偉 申請人:中興通訊股份有限公司