實現備份服務的地址快速切換方法及路由轉發設備的製作方法
2023-05-14 21:22:06 3
專利名稱：實現備份服務的地址快速切換方法及路由轉發設備的製作方法
技術領域：
本申請涉及伺服器備份服務的地址切換技術領域，尤其涉及到實現備份服務的地址快速切換方法及路由轉發設備。
背景技術：
在伺服器備份組網中，一臺伺服器對多個伺服器的業務應用進行硬體備份，保證業務系統的安全可靠運行。如圖I所示為典型的備份組網示意圖，伺服器S3作為伺服器SI和S2的備份服務 器，3臺伺服器都在同一個二層網絡中。主備伺服器之間採用固有IP位址，以下稱之為保活IP位址，如圖I中的主伺服器SI採用IP位址IP_S1與備份伺服器S3採用IP位址IP_S3，交互同步數據報文和保活報文；主伺服器定期向備份伺服器發送保活報文，備份伺服器收到主伺服器發送的保活報文後，檢查保活報文的正確性，如果正確，則回應自己的保活報文給主伺服器，通過雙向的交互，使得主備伺服器之間都能感知到對方的存在或所處狀態。主伺服器配置對外服務IP位址IP_SS1，如果主伺服器SI出現故障，無法繼續發送保活報文，備份伺服器S3通過保活報文的接收超時，就可以感知到SI出現故障，則S3替代SI提供業務服務，同時對外發布原先SI對外服務時採用的IP位址，即對外發布IP位址IP_SS1。作為網關設備SW1，由於伺服器之間的地址遷移是在同一個二層網絡中進行，即網關設備無需進行接口地址的變化，只需要根據伺服器報文的轉發，更改對應的ARP和MAC地址信息即可。上述現有技術中，伺服器部署在同一個二層網絡，一般是伺服器放置在相距不大的環境中，但對於例如異地災備的需要、或者實際組網的要求，需要主備伺服器間進行跨三層部署時，主備伺服器需要採用多個IP位址提供服務，若利用上述現有技術，由於無法實現IP位址的遷移，如果主伺服器出現故障，主備伺服器之間進行地址切換時，客戶端需要分別與不同的IP位址建立連接，需要人工去幹預和等待長時間的業務重建過程，無法實現三層網絡中備份服務的地址快速切換，從而無法快速地實現三層網絡中主備伺服器之間的業務切換。
發明內容
有鑑於此，本申請提出實現備份服務的地址快速切換方法，可以實現三層網絡中備份服務的地址快速切換。本申請還提出一種路由轉發設備，可以實現三層網絡中備份服務的地址快速切換。為達到上述目的，本申請實施例的技術方案是這樣實現的一種實現備份服務的地址快速切換方法，包括以下步驟預先在連接備份伺服器的網關設備三層接口配置與每一主伺服器的對外服務IP位址網段相同的特殊從IP位址，所述特殊從IP位址所在網段信息處於禁止對外發布路由信息狀態；所述備份伺服器備份至少一個主伺服器的服務；當任一主伺服器出現故障時，所述網關設備接收到來自備份伺服器的IP報文或ARP報文，所述IP報文或ARP報文的源IP位址為備份伺服器上預先配置的與該出現故障的主伺服器相同的對外服務IP位址；根據所述源IP位址和所述配置的特殊從IP位址，生成有效的特殊ARP表項；觸發對外發布所述有效特殊ARP表項中IP位址的主機路由信息，所述有效特殊ARP表項中的IP位址為上述源IP位址。一種路由轉發設備，用於連接於備份伺服器以作為該伺服器的網關設備，所述路由轉發設備包括配置模塊、報文處理模塊、特殊ARP表項處理模塊、主機路由處理模塊，其中配置模塊，用於在連接備份伺服器的本設備三層接口上配置與每一對應主伺服器的對外服務IP位址網段相同的特殊從IP位址，所述特殊從IP位址所在網段信息處於禁止 對外發布路由信息狀態； 報文處理模塊，用於接收來自備份伺服器的IP報文或ARP報文；當所述IP報文或ARP報文的源IP位址為備份伺服器上預先配置的與該出現故障的主伺服器相同的對外服務IP位址時，將所述IP報文或ARP報文發送給特殊ARP表項處理模塊；特殊ARP表項處理模塊，用於接收來自報文處理模塊的IP報文或ARP報文；根據所述IP報文或ARP報文的源IP位址和從配置模塊獲取的特殊從IP位址，生成有效的特殊ARP表項並將其發送給主機路由處理模塊，所述有效特殊ARP表項中的IP位址為上述源IP位址；主機路由處理模塊，用於接收到來自特殊ARP表項處理模塊的有效特殊ARP表項時，對外發布所述有效特殊ARP表項中IP位址的主機路由信息。本申請的有益效果為，當主伺服器出現故障時，連接備份伺服器的網關設備根據接收到的報文感知網絡的變化，觸發生成有效特殊ARP表項並對外發布主機路由信息，使得網絡中的其它網絡設備可以根據路由轉發設備轉發的子網掩碼最長匹配原則，將接收到的原本發送給出現故障的主伺服器的報文轉發至連接備份伺服器的網關設備，再通過所述網關設備發給備份伺服器處理。此外，當所述主伺服器恢復正常後，通過有效特殊ARP表項老化狀態的變化，觸發動態路由協議刪除和回收對應主機路由信息，從而可以實現三層網絡中備份服務的地址快速切換，以保證主備伺服器之間的業務快速切換。
圖I為現有技術的備份組網示意圖；圖2為本申請的三層網絡中備份組網示意圖； 圖3為本申請實施例的方法流程圖；圖4為本申請實施例的設備結構圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下通過具體實施例並參見附圖，對本發明進行詳細說明。
本申請中，當主伺服器出現故障時，通過在連接備份伺服器的網關設備上刷新預先靜態配置的特殊ARP表項或通過學習動態生成有效的特殊ARP表項，觸發所述網關設備對外發布主機路由信息，並刷新有效特殊ARP表項的老化時間，可實現將原本發送給主伺服器的報文快速轉發至備份伺服器，可實現三層網絡中備份服務的地址快速切換，以保證三層網絡中主備伺服器之間的業務快速切換。預先配置每一主伺服器的對外服務IP位址，在與該主伺服器相連的網關設備的三層接口上配置與該主伺服器固有IP位址相同網段的主IP位址，配置與該主伺服器對外服務IP位址相同網段的從IP位址，所述網關設備對外發布所述主IP位址與從IP位址所在網段的網段路由信息。
如圖2所示為本申請實施例的三層網絡中備份組網示意圖，伺服器部署在不同的三層網絡中，主伺服器SI、S2的固有IP位址分別為IP_S1、IP_S2，備份伺服器的固有IP位址為IP_S3，預先配置主伺服器SI、S2的對外服務IP位址，分別為IP_SS1、IP_SS2,主備伺服器之間通過其自身的固有IP位址，交互保活報文和數據同步，例如，即SI採用IP_S1作為源IP位址，用S3的地址IP_S3作為目的地址，定期發送保活報文，S3收到保活報文後，檢查保活報文的正確性，如果正確，向SI回應保活報文，從而同步主備伺服器的狀態，實現雙向的保活。主備伺服器配置對外服務IP位址，備份伺服器的對外服務IP位址與主伺服器相同，如圖2，備份伺服器的對外服務IP位址為IP_SS1和IP_SS2，當主備伺服器狀態正常，且保活報文都能正常交互時，主伺服器採用其對外服務IP位址，對外發送和接收服務相關報文，而備份伺服器不激活其對外服務的IP位址。同時，在與主伺服器相連的網關設備的三層接口上配置與主伺服器固有IP位址相同網段的主IP位址，配置與主伺服器上對外服務IP位址相同網段的從IP位址；連接主伺服器的網關設備需要將連接主伺服器的三層接口的主地址和從地址所在的網段，都通過動態路由協議向其他網絡設備發布網段路由信息。如圖2所示，在與主伺服器相連的網關設備SWl的三層接口上除了配置與IP_S1相同網段的網關地址IP_SW1外，還需要配置與對外服務IP位址IP_SS1相同網段的從地址IP.SSffl ；Sffl需要對外發布IP_SW1和IP_SSW1所在網段的網段路由信息。以上主備伺服器的固有IP位址和對外服務IP位址配置，及連接主伺服器的網關設備的三層接口的主IP位址、從IP位址配置均為目前網絡中的常用配置方式，當進行上述配置後，連接主伺服器的網關設備正常情況下均會對外發布所述連接主伺服器的網關設備三層接口的主地址和從地址所在網段的網段路由信息。本申請實施例的方法流程如圖3所示，一種實現備份服務的地址快速切換方法，包括以下步驟步驟301 :預先在連接備份伺服器的網關設備三層接口配置與每一主伺服器的對外服務IP位址網段相同的特殊從IP位址；所述特殊從IP位址所在網段信息處於禁止對外發布路由信息狀態；所述備份伺服器備份至少一個主伺服器的服務。所述網關設備上配置的特殊從IP位址最好不同於連接主伺服器的網關設備上配置的從IP位址。如圖2所示，在SW3上配置與IP_SS1、IP_SS2相同網段的特殊從IP位址IP_SSff 1_U IP_SSW2_1，這些從 IP 地址不同於 IP_SSW1、IP_SSW2，且 IP_SSW1_1、IP_SSW2_1 所在的網段信息不被網關設備SW3向外發布路由信息，只發布IP_SW3所在網段的路由信息。所述網關設備上配置的特殊從IP位址所在的網段信息不被該網關設備向外發布路由信息，也不能被路由協議引入，可以考慮採用路由策略，過濾該特殊從地址的路由發布，只發布網關設備的主地址所在網段的路由信息。所述備份伺服器作為至少一個主伺服器的備份伺服器。步驟302 :當任一主伺服器出現故障時，所述網關設備接收到來自備份伺服器的IP報文或ARP報文，所述IP報文或ARP報文的源IP位址為備份伺服器上預先配置的與該出現故障的主伺服器相同的對外服務IP位址。當任一主伺服器出現故障，而無法繼續發送保活報文時，備份伺服器通過保活報 文的接收超時，感知到與主伺服器保活失敗時，備份伺服器開始替代主伺服器的業務，並啟動預先配置的與該主伺服器相同的對外服務IP位址，作為源IP位址向外發送報文，包括ARP報文以及普通的IP數據報文。如圖2所示，當主伺服器SI出現故障，而無法繼續發送保活報文時，備份伺服器S3感知到保活失敗時，S3開始替代主伺服器SI的業務，並啟動配置的IP位址IP_SS1，作為源IP位址向外發送報文，包括ARP報文、NetBIOS協議報文、以及普通IP數據報文。所述網關設備從任一特殊從IP位址對應三層接口接收到備份伺服器發送的IP報文或ARP報文。三層接口可以為VLAN接口，也可以為物理埠。如圖2所示，例如，當S3替代SI對外服務時，SW3在特殊從IP位址IP_SSW1_1對應的VLANlO接口或者物理埠上接收到S3發送的報文源IP位址為IP_SS1的ARP報文或IP報文，IP.SS1為S3預先配置的與SI相同的對外服務IP位址。步驟303 :根據所述源IP位址和所述配置的特殊從IP位址，生成有效的特殊ARP表項。本申請中，是通過流量觸發刷新預先配置的特殊ARP表項或通過學習動態生成包含有老化狀態的有效特殊ARP表項。有效特殊ARP表項的形成有兩種方式第一種方式是預先配置靜態的特殊ARP表項，當備份伺服器替代主伺服器對外服務時，觸發刷新預先配置的特殊ARP表項而得到；第二種方式是通過動態學習生成有效的特殊ARP表項，即當備份伺服器替代主伺服器對外服務時，觸發生成有效特殊ARP表項，之前不需要預先配置靜態的特殊ARP表項。下面分別介紹有效特殊ARP表項的兩種不同形成方式。第一種方式根據所述源IP位址和所述配置的特殊從IP位址，刷新預先配置的特殊ARP表項，得到有效的特殊ARP表項。需要預先在連接備份伺服器的網關設備上配置各個特殊ARP表項並對其進行初始化，如表I所示
IP Address MAC Address VLANInterface AgingType
IP—SSlMAC—S3NANTaDOWNA
表I配置的每個特殊ARP表項，包括IP位址(IP Address)、MAC地址(MACAddress)、虛擬區域網(VLAN)、出接口(Interface)、老化狀態(Aging)、表項類型(Type)；初始化時，設置各個特殊ARP表項的IP位址及MAC為備份伺服器配置的各個與主伺服器相同的對外服務IP位址及對應的MAC信息，同時，設置老化狀態為未激活狀態DOWN，表項類型為特殊ARP表項類型標識A，VLAN和出接口為空值N/A。結合圖2和表I所示，例如，在SW3上配置與S3的對外服務IP位址IP_SS1對應的特殊ARP表項，該特殊ARP表項的IP位址為IP_SS1，即為SW3預先配置的與SI相同的對外服務IP位址，該特殊ARP表項中的MAC地址信息即為IP_SS1對應的MAC地址為MAC_ S3，老化狀態為DOWN，表項類型為特殊ARP表項類型標識A，其它為空值N/A。其中，老化狀態用於反映表項的激活與否。所述網關設備從任一特殊從IP位址對應三層接口接收到備份伺服器發送的IP報文或ARP報文後，從所述IP報文或ARP報文中提取IP位址信息和MAC地址信息；判斷所提取的IP位址與所述網關設備三層接口的主IP位址是否在同一網段，預先在所述網關設備三層接口上配置與備份伺服器固有IP位址相同網段的主IP位址，如果不在，則判斷所提取的IP位址是否與任一特殊ARP表項的IP位址相同，如果相同，則觸發刷新所述特殊ARP表項，包括刷新所述特殊ARP表項出接口為所提取的IP位址對應的出接口信息、VLAN為所提取的IP位址對應的VLAN信息，老化狀態為預設的老化時間並同時進行計時。如圖2所示，例如，當S3替代SI對外服務時，SW3在VLANlO接口或物理埠上接收到S3發送的報文源IP位址為IP_SS1的ARP報文或IP報文時，從ARP報文或IP報文中提取的源IP位址為IP_SS1，MAC地址為MAC_S3，發現源IP位址IP_SS1與三層接口的主地址IP_SW3不在同一個網段，但與特殊從地址IP_SSW1_1屬於同一網段，則繼續查找特殊ARP表項，並判斷特殊ARP表項的IP位址與IP_SS1是否相同，若相同，則刷新如表I所示的特殊ARP表項，刷新後的特殊ARP表項如表2所示
IP Address MAC Address VLANInterface AgingType
IP—SSlMAC— S310 或 N/A Gl/0/1100msA表 2如表2所示，刷新該特殊ARP表項的出接口為所提取的IP位址對應的出接口G1/0/1,出接口信息由S3根據接收到的報文接口信息自動添加，刷新老化狀態為預設的老化時間100ms，並同時進行計時。刷新VLAN為所提取的IP位址對應的VLAN信息。連接備份伺服器的網關設備的主IP位址和特殊從IP位址配置在三層接口上，三層接口可以是VLAN接口，也可以是物理埠，當所述主IP位址和特殊從IP位址配置在VLAN接口上時，VLAN信息不為空值，例如表2所示可為10 ;當所述主IP位址和特殊從IP位址配置在物理埠上時，VLAN信息為空值 N/A。MAC地址、VLAN等信息用於生成報文頭，是網關設備轉發報文必需的信息。刷新後的特殊ARP表項即為有效特殊ARP表項。第二種方式根據所述源IP位址和所述配置的特殊從IP位址，動態學習生成有效的特殊ARP表項。所述網關設備從任一特殊從IP位址對應三層接口接收到備份伺服器發送的IP報文或ARP報文後，從所述IP報文或ARP報文中提取IP位址信息和MAC地址信息；判斷所提取的IP位址與所述網關設備三層接口的主IP位址是否在同一網段，預先在所述網關設備三層接口上配置與備份伺服器固有IP位址相同網段的主IP位址，如果不在，則
判斷所提取的IP位址與所述特殊從IP位址是否在同一網段，如果是，則觸發生成有效的特殊ARP表項,如表2所示,包括IP位址、MAC地址、虛擬區域網(VLAN)、出接口、老化狀態、表項類型；其中，IP位址及MAC為所提取的IP位址及其對應的MAC信息，VLAN為所提取的IP位址對應的VLAN信息、出接口為所提取的IP位址對應的出接口信息、老化狀態為預設的老化時間並同時進行計時、表項類型為特殊ARP表項類型標識。在老化時間內，當所述網關設備收到源IP位址為所述有效的特殊ARP表項中IP位址的IP報文或ARP報文時，則觸發刷新所述有效的特殊ARP表項的老化時間。否則，在老化超時後，對於動態學習生成的有效特殊ARP表項，觸發所述網關設備直接刪除所述有效特殊ARP表項，對於靜態配置的有效特殊ARP表項，觸發所述網關設備對所述有效特殊ARP表項進行初始化。為縮短業務從備份伺服器切換到主伺服器時網絡路由信息的刷新時間，可以在連接備份伺服器的網關設備上設置對應特殊ARP表項的老化時間非常短，可以在毫秒級，如表2的ARP表項信息中，採用100ms，甚至更短的時間，具體可根據設備建立伺服器網絡的複雜程度來確定，但網關設備可以通過接收到源IP位址為IP SSl的IP報文或ARP報文，觸發刷新該有效特殊ARP表項的老化時間。在老化超時之前，還可進一步包括在老化時間過半時，觸發所述網關設備向備份伺服器發送ARP請求報文，若收到來自備份伺服器的源IP位址為有效的特殊ARP表項中IP位址的ARP響應報文，則觸發所述網關設備刷新所述有效特殊ARP表項的老化時間。如圖2所示，當有效特殊ARP表項的老化時間過半時，SW3可以主動發送對應ARP的請求報文，如果S3還繼續提供服務時，則及時響應該ARP請求報文，從而使得SW3刷新有效特殊ARP表項的老化時間；如果S3因為業務切換，而不再採用IP_SS1作為源IP位址發送IP報文、ARP報文或者響應ARP請求報文，則SW3會在特殊ARP表項老化後，對於動態學習生成的有效特殊ARP表項，觸發所述網關設備直接刪除所述有效特殊ARP表項，對於靜態配置的有效特殊ARP表項，觸發所述網關設備初始化該有效特殊ARP表項，此處對有效特殊ARP表項的初始化即為步驟301中所述的初始化。步驟304 :觸發對外發布所述有效特殊ARP表項中IP位址的主機路由信息,所述有效特殊ARP表項中的IP位址為上述源IP位址。
當所述有效特殊ARP表項的老化狀態不為未激活狀態DOWN時，觸發動態路由協議對外發布所述有效特殊ARP表項IP位址的主機路由信息。也就是，當刷新後的有效特殊ARP表項狀態不為DOWN時，則觸發網關設備將相應的有效特殊ARP表項中的IP位址信息作為主機路由地址信息，觸發動態路由協議，比如開放式最短路徑優先協議(0SPF)，執行一個發布配置，即執行發布一條主機路由信息的操作，該發布配置可以由對應的有效特殊ARP表項觸發保活，或在ARP老化超時後，刪除對應主機路由發布配置及撤銷相關路由的發布。如圖2所示，SW3刷新有效特殊ARP表項，ARP表項狀態不為DOWN時，觸發SW3將該有效特殊ARP表項中的IP位址IP_SS1作為主機路由地址信息，觸發動態路由協議，對外發布主機路由信息。網絡中的其他路由轉發設備，通過動態路由協議的刷新，在已添加上述每一主伺服器對外服務IP位址的網段路由信息的基礎上，繼續添加關於出現故障的主伺服器對外 服務IP位址的主機路由信息，所述網段路由信息與主機路由信息的下一跳和出接口可能不一致，當報文目的地址為出現故障的主伺服器的對外服務IP位址時，根據路由轉發設備轉發的子網掩碼最長匹配原則，會優先根據主機路由信息進行報文轉發，同時保留所述網段路由信息，以保證該網段的其他伺服器與外界通信的正常。例如，如圖2所示，網絡中的其他路由轉發設備，比如SW4會同時生成關於IP_SS1的網段路由信息和主機路由信息，但下一跳和出接口不一致，當報文目的地址為出現故障的主伺服器的對外服務IP位址IP_SS1時，根據路由轉發設備轉發的子網掩碼最長匹配原貝U，主機路由的子網掩碼為32位，而網段路由的子網掩碼小於32位，會優先根據主機路由信息，向SW3進行報文轉發，通過SW3將報文發送至備份伺服器處理，成功實現主備伺服器之間的業務切換。所述觸發對外發布所述有效特殊ARP表項中IP位址的主機路由信息之後進一步包括當所述主伺服器恢復正常後，備份伺服器不再採用預先配置的與所述主伺服器相同的對外服務IP位址作為源IP位址對外服務，與備份伺服器相連的網關設備在老化時間內接收不到源IP位址為所述有效特殊ARP表項中IP位址的IP報文或ARP報文，則在老化超時後，對於動態學習生成的有效特殊ARP表項，直接刪除所述有效特殊ARP表項，對於靜態配置的有效特殊ARP表項，對所述有效特殊ARP表項進行初始化；觸發動態路由協議執行刪除和回收所述主機路由信息的操作。具體地，當所述出現故障的主伺服器恢復正常後，向備份伺服器發送保活報文，所述保活報文的源IP位址為所述主伺服器的固有IP位址，目的IP位址為備份伺服器的固有IP位址，備份伺服器接收到所述保活報文後發送響應報文，所述響應報文的源IP位址為備份伺服器的固有IP位址，目的IP位址為所述主伺服器的固有IP位址，同時向所述主伺服器同步狀態數據，待主備伺服器間數據同步後，所述主伺服器向備份伺服器發送業務切換消息，備份伺服器收到所述業務切換消息後，採用自身配置的固有IP位址作為源IP位址向所述主伺服器發送業務切換確認消息，所述主伺服器收到該業務切換確認消息後，開始採用自身配置的對外服務IP位址作為源IP位址對外服務，備份伺服器不再採用預先配置的與所述主伺服器相同的對外服務IP位址作為源IP位址對外服務。
例如，如圖3所示，當主伺服器SI狀態恢復正常後，會向備份伺服器S3發送源IP位址為IP_S1、目的IP位址為IP_S3的保活報文，S3接收到該保活報文後，確認主伺服器開始恢復正常，則響應保活報文，源IP位址為IP_S3，目的IP位址為IP_S1 ;同時S3向SI同步狀態數據；等待SI和S3之間數據同步後，SI向S3發送業務切換消息，S3收到該消息後，停止採用IP_SS1作為源IP位址發送報文，同時採用IPS_3作為源地址向SI發送業務切換確認消息；S1收到該業務切換確認消息後，開始採用IP_SS1作為源IP位址，對外服務。當所述主伺服器恢復正常後，備份伺服器不再採用預先配置的與所述主伺服器相同的對外服務IP位址作為源IP位址對外服務，連接備份伺服器的網關設備在老化時間內接收不到源IP位址為所述特殊ARP表項IP位址的IP報文或ARP報文，則在老化超時後，觸發初始化所述有效特殊ARP表項，即觸發將所述有效特殊ARP表項的VLAN信息和出接口信息置為空值、老化狀態置為未激活狀態；或者刪除所述有效的特殊ARP表項。如圖2所示，當SW3刪除有效特殊ARP表項或初始化有效特殊ARP表項狀態為DOWN時，觸發動態路由協議執行刪除和回收對應主機路由的操作。 當連接備份伺服器的網關設備撤銷主機路由信息的發布時，通過動態路由協議的刷新，網絡中其他網絡設備也能及時刪除對應的主機路由信息，其它網絡設備上只存在相應的網段路由信息，目的地址為主伺服器對外服務IP位址的報文，可以重新匹配該網段路由信息，向主伺服器轉發報文。此外，為了減少主機路由信息的發布使得網絡設備增加路由表項資源的消耗，連接備份伺服器的網關設備對外發布主機路由信息時，可以攜帶表示相同的下一跳可聚合的標識；則當網絡中的其它網絡設備需要發布所述主機路由信息和與所述主機路由信息對應的網段路由信息，且二者下一跳相同時，對外只發布與所述主機路由信息對應的網段路由信息。例如，如圖2所示，若在SW4的下面還有SW5，則SW4判斷其添加的帶有聚合標識的主機路由信息和與該主機路由信息對應的網段路由信息下一跳是否相通，若相同，且二者均需要發布時，則SW4隻需對外發布該網段路由信息。本申請實施例的設備結構如圖4所示，一種路由轉發設備，用於連接於備份伺服器以作為該伺服器的網關設備，所述路由轉發設備包括配置模塊、報文處理模塊、特殊ARP表項處理模塊、主機路由處理模塊，其中配置模塊，用於在連接備份伺服器的本設備三層接口上配置與每一對應主伺服器的對外服務IP位址網段相同的特殊從IP位址，所述特殊從IP位址所在網段信息處於禁止對外發布路由信息狀態。報文處理模塊，用於接收來自備份伺服器的IP報文或ARP報文；當所述IP報文或ARP報文的源IP位址為備份伺服器上預先配置的與該出現故障的主伺服器相同的對外服務IP位址時，將所述IP報文或ARP報文發送給特殊ARP表項處理模塊。特殊ARP表項處理模塊，用於接收來自報文處理模塊的IP報文或ARP報文；根據所述IP報文或ARP報文的源IP位址和從配置模塊獲取的特殊從IP位址，生成有效的特殊ARP表項並將其發送給主機路由處理模塊，所述有效特殊ARP表項中的IP位址為上述源IP位址。主機路由處理模塊，用於接收到來自特殊ARP表項處理模塊的有效特殊ARP表項時，對外發布所述有效特殊ARP表項中IP位址的主機路由信息。有效特殊ARP表項的形成有兩種方式第一種方式是預先配置靜態的特殊ARP表項，當備份伺服器替代主伺服器對外服務時，觸發刷新預先配置的特殊ARP表項而得到；第二種方式是通過動態學習生成有效的特殊ARP表項，即當備份伺服器替代主伺服器對外服務時，直接觸發生成有效特殊ARP表項。作為上述第一種方式的較佳實施例所述配置模塊，還用於配置各個特殊ARP表項並對其進行初始化，每個特殊ARP表項包括IP位址、MAC地址、虛擬區域網(VLAN)、出接口、老化狀態、表項類型；初始化時，設置各個特殊ARP表項的IP位址及MAC為備份伺服器配置的各個與主伺服器相同的對外服務IP位址及對應的MAC信息，老化狀態置為未激活狀態，VLAN、出接口置為空值，表項類型為特殊ARP表項類型標識。
所述配置模塊，還用於在所述網關設備三層接口上配置與備份伺服器固有IP位址相同網段的主IP位址。所述特殊ARP表項處理模塊，還用於接收報文處理模塊發送的從任一特殊從IP位址對應三層接口獲取的來自備份伺服器的IP報文或ARP報文；從所述IP報文或ARP報文中提取IP位址信息和MAC地址信息；當所提取的IP位址與從配置模塊獲取的所述網關設備三層接口的主IP位址不在同一網段時，則判斷所提取的IP位址是否與任一特殊ARP表項的IP位址相同，若相同，則觸發刷新從配置模塊獲取的所述初始化後的特殊ARP表項，包括刷新所述特殊ARP表項出接口為所提取的IP位址對應的出接口信息、VLAN為所提取的IP位址對應的VLAN信息，老化狀態為預設的老化時間並同時進行計時。進一步地，所述特殊ARP表項處理模塊，還用於在有效特殊ARP表項的老化時間內接收不到來自報文處理模塊的源IP位址為所述有效特殊ARP表項中IP位址的IP報文或ARP報文時，在老化超時後，對所述有效特殊ARP表項進行初始化，並將已初始化有效特殊ARP表項的消息通知主機路由處理模塊；所述主機路由處理模塊，還用於接收到來自特殊ARP表項處理模塊的上述消息，觸發動態路由協議執行刪除和回收所述主機路由信息的操作。作為上述第二種方式的較佳實施例所述配置模塊，還用於在所述網關設備三層接口上配置與備份伺服器固有IP位址相同網段的主IP位址；所述特殊ARP表項處理模塊，還用於接收報文處理模塊發送的從任一特殊從IP位址對應三層接口獲取的來自備份伺服器的IP報文或ARP報文；從所述IP報文或ARP報文中提取IP位址信息和MAC地址信息；當所提取的IP位址與從配置模塊獲取的所述網關設備三層接口的主IP位址不在同一網段時，判斷所提取的IP位址與所述特殊從IP位址是否在同一網段，如果是，則觸發生成有效的特殊ARP表項，包括IP位址、MAC地址、虛擬區域網(VLAN)、出接口、老化狀態、表項類型；其中，IP位址及MAC為所提取的IP位址及其對應的MAC信息，VLAN為所提取的IP位址對應的VLAN信息、出接口為所提取的IP位址對應的出接口信息、老化狀態為預設的老化時間並同時進行計時、表項類型為特殊ARP表項類型標識。
進一步地,所述特殊ARP表項處理模塊,還用於在有效特殊ARP表項的老化時間內接收不到來自報文處理模塊的源IP位址為所述有效特殊ARP表項中IP位址的IP報文或ARP報文時，在老化超時後，刪除所述有效的特殊ARP表項，並將已刪除有效特殊ARP表項的消息通知主機路由處理模塊；所述主機路由處理模塊，還用於接收到來自特殊ARP表項處理模塊的上述消息，觸發動態路由協議執行刪除和回收所述主機路由信息的操作。作為本申請的較佳實施例所述特殊ARP表項處理模塊，還用於在所述有效特殊ARP表項的老化時間內，接收到來自報文處理模塊的源IP位址為所述有效的特殊ARP表項中IP位址的IP報文或ARP報文時，觸發刷新所述有效的特殊ARP表項的老化時間。 進一步地,所述特殊ARP表項處理模塊,還用於在有效特殊ARP表項的老化時間過 半時，通知報文處理模塊向備份伺服器發送ARP請求報文；當接收到報文處理模塊返回的ARP響應報文時，觸發刷新所述有效特殊ARP表項的老化時間；所述報文處理模塊，還用於接收到來自特殊ARP表項處理模塊的上述通知後，向備份伺服器發送ARP請求報文，如果收到來自備份伺服器的源IP位址為有效的特殊ARP表項中IP位址的ARP響應報文，則將所述ARP響應報文發送給特殊ARP表項處理模塊。作為本申請的較佳實施例，所述主機路由處理模塊，還用於對外發布主機路由信息時，攜帶表示相同的下一跳可以聚合的標識，用於當網絡中的其它網絡設備需要發布所述主機路由信息和與所述主機路由信息對應的網段路由信息，且二者下一跳相同時，對外只發布與所述主機路由信息對應的網段路由信息。本申請在跨三層的伺服器備份網絡中，連接備份伺服器的網關設備根據接收到的報文的源IP位址的變化，感知網絡變化，對外發布更優的主機路由信息，並設置老化時間刷新機制，可實現主備伺服器地址的快速切換。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的範圍之內。
權利要求
1.一種實現備份服務的地址快速切換方法，其特徵在於，包括以下步驟 預先在連接備份伺服器的網關設備三層接口配置與每一主伺服器的對外服務IP位址網段相同的特殊從IP位址，所述特殊從IP位址所在網段信息處於禁止對外發布路由信息狀態；所述備份伺服器備份至少一個主伺服器的服務； 當任一主伺服器出現故障時，所述網關設備接收到來自備份伺服器的IP報文或ARP報文，所述IP報文或ARP報文的源IP位址為備份伺服器上預先配置的與該出現故障的主伺服器相同的對外服務IP位址；根據所述源IP位址和所述配置的特殊從IP位址，生成有效的特殊ARP表項；觸發對外發布所述有效特殊ARP表項中IP位址的主機路由信息，所述有效特殊ARP表項中的IP位址為上述源IP位址。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述任一主伺服器出現故障之前，進一步包括 配置各個特殊ARP表項並對其進行初始化，每個特殊ARP表項包括IP位址、MAC地址、虛擬區域網(VLAN)、出接口、老化狀態、表項類型；初始化時，設置各個特殊ARP表項的IP位址及MAC為備份伺服器配置的各個與主伺服器相同的對外服務IP位址及對應的MAC信息，老化狀態置為未激活狀態，VLAN、出接口置為空值，表項類型為特殊ARP表項類型標識。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述網關設備根據所述源IP位址和所述配置的特殊從IP位址，生成有效的特殊ARP表項，包括 預先在所述網關設備三層接口上配置與備份伺服器固有IP位址相同網段的主IP位址； 所述網關設備從任一特殊從IP位址對應三層接口接收到備份伺服器發送的IP報文或ARP報文後，從所述IP報文或ARP報文中提取IP位址信息； 當所提取的IP位址與所述網關設備三層接口的主IP位址不在同一網段時，則判斷所提取的IP位址是否與任一特殊ARP表項的IP位址相同，如果相同，則觸發刷新所述特殊ARP表項，包括 刷新所述特殊ARP表項出接口為所提取的IP位址對應的出接口信息、VLAN為所提取的IP位址對應的VLAN信息，老化狀態為預設的老化時間並同時進行計時。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述觸發對外發布所述有效特殊ARP表項中IP位址的主機路由信息之後進一步包括 當所述主伺服器恢復正常後，備份伺服器不再採用預先配置的與所述主伺服器相同的對外服務IP位址作為源IP位址對外服務，與備份伺服器相連的網關設備在老化時間內接收不到源IP位址為所述有效特殊ARP表項中IP位址的IP報文或ARP報文，則在老化超時後，觸發對所述有效特殊ARP表項進行初始化，觸發動態路由協議執行刪除和回收所述主機路由信息的操作。
5.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述網關設備根據所述源IP位址和所述配置的特殊從IP位址，生成有效的特殊ARP表項，包括 預先在所述網關設備三層接口上配置與備份伺服器固有IP位址相同網段的主IP位址； 所述網關設備從任一特殊從IP位址對應三層接口接收到備份伺服器發送的IP報文或ARP報文後，從所述IP報文或ARP報文中提取IP位址信息；當所提取的IP位址與所述網關設備三層接口的主IP位址不在同一網段時，判斷所提取的IP位址與所述特殊從IP位址是否在同一網段，如果是，則觸發生成有效的特殊ARP表項，包括 IP位址、MAC地址、虛擬區域網(VLAN)、出接口、老化狀態、表項類型；其中，IP位址及MAC為所提取的IP位址及其對應的MAC信息，VLAN為所提取的IP位址對應的VLAN信息、出接口為所提取的IP位址對應的出接口信息、老化狀態為預設的老化時間並同時進行計時、表項類型為特殊ARP表項類型標識。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述觸發對外發布所述有效特殊ARP表項中IP位址的主機路由信息之後進一步包括 當所述主伺服器恢復正常後，備份伺服器不再採用預先配置的與所述主伺服器相同的對外服務IP位址作為源IP位址對外服務，與備份伺服器相連的網關設備在老化時間內接收不到源IP位址為所述有效特殊ARP表項中IP位址的IP報文或ARP報文，則在老化超時 後，觸發刪除所述有效的特殊ARP表項，觸發動態路由協議執行刪除和回收所述主機路由信息的操作。
7.根據權利要求3或5所述的方法，其特徵在於，所述觸發對外發布所述有效特殊ARP表項中IP位址的主機路由信息之後進一步包括 在老化時間內，當所述網關設備收到源IP位址為所述有效的特殊ARP表項中IP位址的IP報文或ARP報文時，觸發刷新所述有效的特殊ARP表項的老化時間。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，在老化超時之前，進一步包括 在老化時間過半時，觸發所述網關設備向備份伺服器發送ARP請求報文；若收到來自備份伺服器的源IP位址為有效的特殊ARP表項中IP位址的ARP響應報文，則觸發所述網關設備刷新所述有效特殊ARP表項的老化時間。
9.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述網關設備對外發布主機路由信息時，攜帶表示相同的下一跳可以聚合的標識，用於當網絡中的其它網絡設備需要發布所述主機路由信息和與所述主機路由信息對應的網段路由信息，且二者下一跳相同時，對外只發布與所述主機路由信息對應的網段路由信息。
10.一種路由轉發設備，用於連接於備份伺服器以作為該伺服器的網關設備，其特徵在於，所述路由轉發設備包括配置模塊、報文處理模塊、特殊ARP表項處理模塊、主機路由處理模塊，其中 配置模塊，用於在連接備份伺服器的本設備三層接口上配置與每一對應主伺服器的對外服務IP位址網段相同的特殊從IP位址，所述特殊從IP位址所在網段信息處於禁止對外發布路由信息狀態； 報文處理模塊，用於接收來自備份伺服器的IP報文或ARP報文；當所述IP報文或ARP報文的源IP位址為備份伺服器上預先配置的與該出現故障的主伺服器相同的對外服務IP位址時，將所述IP報文或ARP報文發送給特殊ARP表項處理模塊； 特殊ARP表項處理模塊，用於接收來自報文處理模塊的IP報文或ARP報文；根據所述IP報文或ARP報文的源IP位址和從配置模塊獲取的特殊從IP位址，生成有效的特殊ARP表項並將其發送給主機路由處理模塊，所述有效特殊ARP表項中的IP位址為上述源IP位址；主機路由處理模塊，用於接收到來自特殊ARP表項處理模塊的有效特殊ARP表項時，對外發布所述有效特殊ARP表項中IP位址的主機路由信息。
11.根據權利要求10所述的路由轉發設備，其特徵在於，所述配置模塊，還用於配置各個特殊ARP表項並對其進行初始化，每個特殊ARP表項包括IP位址、MAC地址、虛擬區域網(VLAN)、出接口、老化狀態、表項類型；初始化時，設置各個特殊ARP表項的IP位址及MAC為備份伺服器配置的各個與主伺服器相同的對外服務IP位址及對應的MAC信息，老化狀態置為未激活狀態，VLAN、出接口置為空值，表項類型為特殊ARP表項類型標識。
12.根據權利要求11所述的路由轉發設備，其特徵在於，所述配置模塊，還用於在所述網關設備三層接口上配置與備份伺服器固有IP位址相同網段的主IP位址； 所述特殊ARP表項處理模塊，還用於接收報文處理模塊發送的從任一特殊從IP位址對 應三層接口獲取的來自備份伺服器的IP報文或ARP報文；從所述IP報文或ARP報文中提取IP位址信息和MAC地址信息；當所提取的IP位址與從配置模塊獲取的所述網關設備三層接口的主IP位址不在同一網段時，則判斷所提取的IP位址是否與任一特殊ARP表項的IP位址相同，若相同，則觸發刷新從配置模塊獲取的所述初始化後的特殊ARP表項，包括 刷新所述特殊ARP表項出接口為所提取的IP位址對應的出接口信息、VLAN為所提取的IP位址對應的VLAN信息，老化狀態為預設的老化時間並同時進行計時。
13.根據權利要求12所述的路由轉發設備，其特徵在於，所述特殊ARP表項處理模塊，還用於在有效特殊ARP表項的老化時間內接收不到來自報文處理模塊的源IP位址為所述有效特殊ARP表項中IP位址的IP報文或ARP報文時，在老化超時後，對所述有效特殊ARP表項進行初始化，並將已初始化有效特殊ARP表項的消息通知主機路由處理模塊； 所述主機路由處理模塊，還用於接收到來自特殊ARP表項處理模塊的上述消息，觸發動態路由協議執行刪除和回收所述主機路由信息的操作。
14.根據權利要求10所述的路由轉發設備，其特徵在於，所述配置模塊，還用於在所述網關設備三層接口上配置與備份伺服器固有IP位址相同網段的主IP位址； 所述特殊ARP表項處理模塊，還用於接收報文處理模塊發送的從任一特殊從IP位址對應三層接口獲取的來自備份伺服器的IP報文或ARP報文；從所述IP報文或ARP報文中提取IP位址信息和MAC地址信息；當所提取的IP位址與從配置模塊獲取的所述網關設備三層接口的主IP位址不在同一網段時，判斷所提取的IP位址與所述特殊從IP位址是否在同一網段，如果是，則觸發生成有效的特殊ARP表項，包括 IP位址、MAC地址、虛擬區域網(VLAN)、出接口、老化狀態、表項類型；其中，IP位址及MAC為所提取的IP位址及其對應的MAC信息，VLAN為所提取的IP位址對應的VLAN信息、出接口為所提取的IP位址對應的出接口信息、老化狀態為預設的老化時間並同時進行計時、表項類型為特殊ARP表項類型標識。
15.根據權利要求14所述的路由轉發設備，其特徵在於，所述特殊ARP表項處理模塊，還用於在有效特殊ARP表項的老化時間內接收不到來自報文處理模塊的源IP位址為所述有效特殊ARP表項中IP位址的IP報文或ARP報文時，在老化超時後，刪除所述有效的特殊ARP表項，並將已刪除有效特殊ARP表項的消息通知主機路由處理模塊； 所述主機路由處理模塊，還用於接收到來自特殊ARP表項處理模塊的上述消息，觸發動態路由協議執行刪除和回收所述主機路由信息的操作。
16.根據權利要求12或14所述的路由轉發設備，其特徵在於，所述特殊ARP表項處理模塊，還用於在所述有效特殊ARP表項的老化時間內，接收到來自報文處理模塊的源IP位址為所述有效的特殊ARP表項中IP位址的IP報文或ARP報文時，觸發刷新所述有效的特殊ARP表項的老化時間。
17.根據權利要求16所述的路由轉發設備，其特徵在於，所述特殊ARP表項處理模塊，還用於在有效特殊ARP表項的老化時間過半時，通知報文處理模塊向備份伺服器發送ARP請求報文；當接收到報文處理模塊返回的ARP響應報文時，觸發刷新所述有效特殊ARP表項的老化時間； 所述報文處理模塊，還用於接收到來自特殊ARP表項處理模塊的上述通知後，向備份伺服器發送ARP請求報文，如果收到來自備份伺服器的源IP位址為有效的特殊ARP表項中IP位址的ARP響應報文，則將所述ARP響應報文發送給特殊ARP表項處理模塊。
18.根據權利要求10所述的路由轉發設備，其特徵在於，所述主機路由處理模塊，還用於對外發布主機路由信息時，攜帶表示相同的下一跳可以聚合的標識，用於當網絡中的其它網絡設備需要發布所述主機路由信息和與所述主機路由信息對應的網段路由信息，且二者下一跳相同時，對外只發布與所述主機路由信息對應的網段路由信息。
全文摘要
本發明公開實現備份服務的地址快速切換方法，包括在連接備份伺服器的網關設備配置與每一主伺服器對外服務IP位址網段相同的特殊從IP位址；特殊從IP位址所在網段信息不對外發布；備份伺服器備份至少一個主伺服器的服務；任一主伺服器故障時，網關設備接收備份伺服器的IP報文或ARP報文，IP報文或ARP報文的源IP位址為備份伺服器預先配置的與所述主伺服器相同的對外服務IP位址，根據源IP位址和特殊從IP位址，生成有效特殊ARP表項，觸發對外發布有效特殊ARP表項IP位址的主機路由信息，有效特殊ARP表項IP位址為上述源IP位址。本發明還公開一種路由轉發設備。本發明可實現三層網絡中備份服務的地址快速切換。
文檔編號H04L29/12GK102752209SQ201210234860
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月9日 優先權日2012年7月9日
發明者林鵬程 申請人:杭州華三通信技術有限公司