一種負載均衡的實現方法和設備的製作方法
2023-05-15 20:38:21
一種負載均衡的實現方法和設備的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種負載均衡的實現方法和設備，該方法包括：當VLAN內使能IGSP功能時，二層交換設備通過VLAN內的路由設備埠發送使能通知消息，以使至少兩個三層組播路由設備均周期性發送IGMP普遍組查詢報文；二層交換設備將接收到的IGMP普遍組查詢報文轉發給主機，並接收主機返回的IGMPReport報文；二層交換設備根據IGMPReport報文中攜帶的組播組地址確定對應的路由設備埠，並將IGMPReport報文發送給該路由設備埠對應的三層組播路由設備，以使三層組播路由設備根據該IGMPReport報文發起相應的組播組加入過程。在本發明中，實現了三層組播路由設備的負載均衡，提高了網絡資源利用率。
【專利說明】一種負載均衡的實現方法和設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信領域，尤其涉及一種負載均衡的實現方法和設備。
【背景技術】
[0002]IP (Internet Protocol,網際網路協議)組播(IP Multicast)是介於單播(Unicast)和廣播(Broadcast)之間的一種分組傳送形式,又稱為IP多播,是指IP數據由單一的發送者(組播源)產生，經過網絡分發給一組接收者。通常，把工作在網絡層的IP組播稱為三層組播，相應的組播協議稱為三層組播協議，包括IGMP (Internet Group ManagementProtocol,網際網路組管理協議)/MLD (Multicast Listener Discovery Protocol,組播偵聽者發現協議)、PIM (Protocol Independent Multicast,協議無關組播)/IPv6 (InternetProtocol Version 6，網際網路協議第6版)PM等；把工作在數據鏈路層的IP組播稱為二層組播，相應的組播協議稱為二層組播協議，包括IGMP Snooping (窺探)/MLD Snooping等。
[0003]三層組播協議包括組播組管理協議和組播路由協議兩種類型，它們在網絡中的應用位置如圖1所示，其中:
組播組管理協議
在主機和與其直接相連的三層組播設備之間通常採用組播組管理協議IGMP或MLD，協議規定了主機與三層組播設備之間建立和維護組播組成員關係的機制。
[0004]組播路由協議
組播路由協議運行在三層組播設備之間，用於建立和維護組播路由，並正確、高效地轉發組播數據包。組播路由建立了從一個數據源端到多個接收端的無環(loop-free)數據傳輸路徑，即組播分發樹。最常應用的域內組播路由協議是PIM。
[0005]二層組播協議包括 IGMP Snooping/MLD Snooping、PIM Snooping/IPv6 PIMSnooping、組播 VLAN (Virtual Local Area Network,虛擬區域網)/IPv6 組播 VLAN 等，它們在網絡中的應用位置如圖2所示。
[0006]IGMP 是 TCP (Transmission Control Protocol,傳輸控制協議)/IP 協議族中負責IP組播成員管理的協議，用來在IP主機和與其直接相鄰的組播路由設備之間建立、維護組播組成員關係。
[0007]當共享網段上存在多個組播路由設備時，由組播路由協議(IGMPvl)或IGMP自身選舉機制(IGMPv2和IGMPv3)選舉出一個指定組播路由設備來充當查詢器，負責周期性發送查詢報文，以及向IP主機轉發組播數據。其中，IGMP查詢響應示意圖可以如圖3所示，查詢器向主機發送查詢報文，主機接收到查詢報文(Query )後，通過接收到查詢報文的埠響應報告(Report)報文。
[0008]IGMPv2的查詢器選舉過程如下:
(1)所有IGMPv2路由設備在初始時都認為自己是查詢器，並向本地網段內的所有主機和路由設備發送IGMP普遍組查詢報文；
(2)本地網段中的其它IGMPv2路由設備在收到該報文後，將報文的源IP位址與自己的接口地址作比較。通過比較，IP位址最小的路由設備將成為查詢器，其它路由設備成為非查詢器
(3)所有非查詢器上都會啟動一個定時器。在該定時器超時前，如果收到了來自查詢器的IGMP查詢報文，則重置該定時器；否則，就認為原查詢器失效，並發起新的查詢器選舉過程。
[0009]IGSP(IGMP Snooping，網際網路組管理協議窺探)，是運行在二層設備上的組播約束機制，用於管理和控制組播組。
[0010]參見圖4，運行IGMP Snooping的二層設備通過對收到的IGMP報文進行分析，為埠和MAC組播地址建立起映射關係，並根據所建立的映射關係轉發組播數據:
(O收到查詢報文的埠，添加為路由設備埠，查詢報文向所有埠轉發；
(2)收到IGMPReport報文，添加為對應Group的成員埠，R印ort報文只向路由設備埠轉發；
(3)收到組播數據，向該組播MAC對應的組成員埠轉發。
[0011]在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在以下問題:
現有技術中，共享網段存在多個組播路由設備時，根據選舉機制選出一個IGMP路由設備作為唯一的查詢器，負責發送查詢報文和轉發組播數據。其他作為非查詢器的IGMP路由設備，不會轉發組播報文。在組播組信息量較大，組播業務流量較多的情況下，IGMP查詢器負擔增大，容易引發故障，而其他作為非查詢器的IGMP路由設備不需要轉發組播數據，處於空閒狀態，造成資源浪費。
【發明內容】
[0012]本發明的目的在於提供一種負載均衡的實現方法和設備，以實現三層組播路由設備的負載均衡，提高網絡資源利用率，為此，本發明採用如下技術方案:
一種負載均衡的實現方法，應用於包括主機、二層交換設備以及至少兩個三層組播路由設備的系統中，所述主機、二層交換設備以及至少兩個三層組播路由設備屬於同一虛擬區域網VLAN，該方法包括:
當所述VLAN內使能網際網路組管理協議窺探IGSP功能時，所述二層交換設備通過所述VLAN內的路由設備埠發送使能通知消息，以使所述至少兩個三層組播路由設備均周期性發送網際網路組管理協議IGMP普遍組查詢報文；
所述二層交換設備將接收到的IGMP普遍組查詢報文轉發給所述主機，並接收所述主機返回的IGMP報告R印ort報文；
所述二層交換設備根據所述IGMP R印ort報文中攜帶的組播組地址確定對應的路由設備埠，並將所述IGMP R印ort報文發送給該路由設備埠對應的三層組播路由設備，以使所述三層組播路由設備根據該IGMP R印ort報文發起相應的組播組加入過程。
[0013]其中，所述二層交換設備根據所述IGMP Report報文中攜帶的組播組地址確定對應的路由設備埠，具體為:
所述二層交換設備將所述IGMP Report報文中攜帶的組播組地址和所述VLAN內的路由設備埠的索引值，作為參數進行hash運算，根據hash運算結果確定組播組地址與路由設備埠的對應關係，並根據所述組播組地址與路由設備埠的對應關係，確定所述IGMPReport報文中攜帶的組播組地址對應的路由設備埠。
[0014]其中，該方法還包括:
所述二層交換設備記錄所述組播組地址與路由設備埠的對應關係；
當所述二層交換設備接收到IGMP Report報文時,根據該IGMP Report報文中攜帶的組播組地址查詢自身記錄的組播組地址和路由設備埠的對應關係，並當所述二層交換設備查詢到所述IGMP Report報文中攜帶的組播組地址與路由設備埠的對應關係時，所述二層交換設備根據該查詢到的對應關係確定所述IGMP R印ort報文中攜帶的組播組地址對應的路由設備埠。
[0015]其中，所述根據hash運算結果確定組播組地址與路由設備埠的對應關係，具體為:
對於同一個組播組地址，比較不同路由設備埠對應的hash值,選擇hash值最大或最小的路由設備埠作為該組播組地址對應的路由設備埠；
當不同路由設備埠對應的hash值相同時，選擇路由設備埠的索引值最大或最小的路由設備埠作為該組播組地址對應的路由設備埠。
[0016]其中，所述二層交換設備將接收到的IGMP普遍組查詢報文轉發給所述主機，具體為:
當所述二層交換設備通過路由設備埠接收到IGMP普遍組查詢報文時，所述二層交換設備啟動對應該路由設備埠的查詢報文接收定時器，並將所述IGMP普遍組查詢報文轉發給所述主機；
當所述二層交換設備在所述查詢報文接收定時器超時前，再次從該路由設備埠接收到IGMP普遍組查詢報文時，所述二層交換設備不轉發該IGMP普遍組查詢報文。
[0017]其中，該方法還包括:
當所述VLAN內去使能IGSP功能時，所述二層交換設備通過所述VLAN內的路由設備埠發送去使能通知消息，以使所述至少兩個三層組播路由設備進行查詢器選舉，並由查詢器周期性發送IGMP普遍組查詢報文；
當所述二層交換設備接收到主機發送的IGMP Report報文時，所述二層交換設備將所述IGMP Report報文發送給所述查詢器，由該查詢器根據該IGMP Report報文發起相應的組播組加入過程。
[0018]一種網絡設備，作為二層交換設備應用於包括主機以及至少兩個三層組播路由設備的系統中，所述主機、二層交換設備以及至少兩個三層組播路由設備屬於同一虛擬區域網VLAN，該網絡設備包括:
第一發送模塊，用於當所述VLAN內使能網際網路組管理協議窺探IGSP功能時，通過所述VLAN內的路由設備埠發送使能通知消息，以使所述至少兩個三層組播路由設備均周期性發送網際網路組管理協議IGMP普遍組查詢報文；
第一接收模塊，用於接收三層組播路由設備發送的IGMP普遍組查詢報文；
第二發送模塊，用於將所述第一接收模塊接收到的IGMP普遍組查詢報文轉發給所述主機；
第二接收模塊，用於接收所述主機返回的IGMP報告Report報文；
確定模塊，用於根據所述第二接收模塊接收到的IGMP Report報文中攜帶的組播組地址確定對應的路由設備埠；
第三發送模塊，用於將所述IGMP Report報文發送給所述確定模塊確定的路由設備埠對應的三層組播路由設備，以使三層組播路由設備根據該IGMP Report報文發起相應的組播組加入過程。
[0019]其中，所述網絡設備還包括:
所述確定模塊具體用於，將所述IGMP Report報文中攜帶的組播組地址和所述VLAN內的路由設備埠的索引值，作為參數進行hash運算，根據hash運算結果確定組播組地址與路由設備埠的對應關係，並根據所述組播組地址與路由設備埠的對應關係，確定所述IGMP Report報文中攜帶的組播組地址對應的路由設備埠。
[0020]其中，所述網絡設備還包括:
記錄設備，用於記錄所述確定模塊確定的組播組地址與路由設備埠的對應關係。
[0021]所述確定模塊還用於，當所述第二接收模塊接收到IGMP Report報文時，根據該IGMP Report報文中攜帶的組播組地址查詢所述記錄模塊記錄的組播組地址和路由設備埠的對應關係，並當查詢到所述IGMP Report報文中攜帶的組播組地址與路由設備埠的對應關係時，根據該查詢到的對應關係確定所述IGMP Report報文中攜帶的組播組地址對應的路由設備埠。
[0022]其中，所述確定模塊具體用於，對於同一個組播組地址，比較不同路由設備埠對應的hash值，選擇hash值最大或最小的路由設備埠作為該組播組地址對應的路由設備埠 ；當不同路由設備埠對應的hash值相同時，選擇路由設備埠的索引值最大或最小的路由設備埠作為該組播組地址對應的路由設備埠。
[0023]其中，所述第二發送模塊具體用於，當所述第一接收模塊通過路由設備埠接收到IGMP普遍組查詢報文時，啟動對應該路由設備埠的查詢報文接收定時器，並將所述IGMP普遍組查詢報文轉發給所述主機；當所述第一接收模塊在所述查詢報文接收定時器超時前，再次從該路由設備埠接收到IGMP普遍組查詢報文時，不轉發該IGMP普遍組查詢報文。
[0024]其中，所述第一發送模塊還用於，當所述VLAN內去使能IGSP功能時，通過所述VLAN內的路由設備埠發送去使能通知消息，以使所述至少兩個三層組播路由設備進行查詢器選舉，並由查詢器周期性發送IGMP普遍組查詢報文；
所述第三發送模塊還用於，當所述第二接收模塊接收到主機發送的IGMP Report報文時，將所述IGMP Report報文發送給所述查詢器，由該查詢器根據該IGMP Report報文發起相應的組播組加入過程。
[0025]本發明上述實施例中，當VLAN內使能IGSP功能時，二層交換設備通過VLAN內的路由設備埠發送使能通知消息，以使三層組播路由設備取消查詢器選舉，各三層路由設備均周期性地發送IGMP普遍組查詢報文；當二層交換設備接收到主機發送的IGMP Report報文時，二層交換設備根據該IGMP R印ort報文中攜帶的組播組地址確定對應的路由設備埠，並將該IGMP Report報文發送到該路由設備埠對應的三層組播路由設備，以使三層組播路由設備根據該IGMP R印ort報文發起相應的組播組加入過程，實現了三層組播路由設備的負載均衡，提高了網絡資源利用率。【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為現有技術中三層組播協議的應用位置示意圖；
圖2為現有技術中二層組播協議的應用位置示意圖；
圖3為現有技術中IGMP查詢響應示意圖；
圖4為現有技術中IGSP埠關係不意圖；
圖5為本發明實施例提供的一種負載均衡的實現方法的流程示意圖；
圖6為本發明實施例提供的一種負載均衡的實現方法的流程示意圖；
圖7為本發明實施例提供一種負載均衡的實現方法的具體應用場景的架構示意圖；
圖8為本發明實施例提供的一種具體應用場景下的負載均衡的實現方法的流程示意
圖；
圖9為本發明實施例提供的一種網絡設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]針對現有技術存在的上述問題，本發明實施例提供了一種實現負載均衡的技術方案，可以應用於包括主機、二層交換設備以及至少兩個三層組播路由設備的系統中，該主機、二層交換設備以及至少兩個三層組播路由設備屬於同一 VLAN。在該技術方案中，當VLAN內使能IGSP功能時，二層交換設備通過VLAN內的路由設備埠發送使能通知消息，以使三層組播路由設備取消查詢器選舉，各三層路由設備均周期性地發送IGMP普遍組查詢報文；當二層交換設備接收到主機發送的IGMP Report報文時，二層交換設備根據該IGMPReport報文中攜帶的組播組地址確定對應的路由設備埠，並將該IGMP Report報文發送到該路由設備埠對應的三層組播路由設備，由該三層組播路由設備根據該IGMP Report報文發起相應的組播組加入過程，實現了三層組播路由設備的負載均衡，提高了網絡資源利用率。
[0028]在本發明實施例中，由於三層組播路由設備不再選舉查詢器，各三層組播路由設備均周期性發送IGMP普遍組查詢報文，且二層交換設備接收到IGMP Report報文後，根據IGMP Report報文中攜帶的組播組地址確定對應的路由設備埠，均衡的向三層組播路由設備轉發IGMP Report報文，由各三層組播路由設備分別根據接收到的IGMP Report報文發起相應的組播組加入過程，並在後續流程中對接收到的相應組播組的組播數據進行轉發，與現有技術中組播組加入以及組播數據轉發均由單一的三層組播路由設備(查詢器)完成相比，實現了三層組播路由設備的負載均衡，提高了網絡資源利用率。
[0029]其中，IGMP普遍組查詢報文是三層組播路由設備向組播組成員發送的報文，用於查詢哪些組播組存在成員；IGMP R印ort報文是主機向三層組播路由器發送的報告報文，用於申請加入某個組播組或者應答IGMP查詢報文。
[0030]下面將結合本發明的實施例中的附圖，對本發明的實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明的實施例保護的範圍。其中，為了便於描述，在本發明實施例中，若未特殊說明，查詢報文即為IGMP普遍組查詢報文。
[0031]如圖5所示，為本發明實施例提供的一種負載均衡的實現方法的流程示意圖，可以包括以下步驟:
步驟501、當VLAN內使能IGSP功能時，二層交換設備通過VLAN內的路由設備埠發送使能通知消息，以使各三層組播路由設備均周期性發送IGMP普遍組查詢報文。
[0032]具體的，在本發明實施例中，定義一種新的IGMP消息類型，當VLAN內使能IGSP功能時，二層交換設備通過VLAN內的路由設備埠發送使能通知消息。
[0033]當前網絡中的三層組播路由設備接收到二層交換設備發送的使能通知消息後，取消查詢器選舉:三層組播路由設備中的非查詢器刪除當前查詢器信息，恢復周期性發送查詢報文；三層組播路由設備中的查詢器保持周期性發送查詢報文。
[0034]其中，在當系統中有新的三層組播路由設備加入時，該三層組播路由設備會發送查詢報文，二層交換設備接收到該查詢報文後，將接收到該查詢報文的埠添加為新的路由設備埠，並向該路由設備埠發送使能通知消息。新加入的三層組播路由設備接收到使能通知消息後，不會啟用查詢器選舉機制，而是周期性發送查詢報文。
[0035]步驟502、二層交換設備將接收到的查詢報文轉發給VLAN內的主機，並接收主機返回的IGMP Report報文。
[0036]具體的，二層交換設備接收到三層組播路由設備發送的查詢報文後，通過VLAN內的主機埠(成員埠)發送給VLAN內的主機。主機接收到查詢報文後，向二層交換設備返回 IGMP Report 報文。
[0037]在本發明實施例中，二層交換設備接收到查詢報文後，若接收到該查詢報文的埠為已知的路由設備埠，則二層交換設備更新該路由設備埠對應的老化定時器；若接收到該查詢報文的埠為非已知的路由設備埠，則二層交換設備將該埠添加為新的路由設備埠，並啟動對應該路由設備埠的老化定時器。
[0038]其中，二層交換設備在一個查詢周期內接收到的第一份查詢報文，向VLAN內的各主機埠轉發，一個查詢周期內接收到的非第一份查詢報文，則僅更新對應路由設備埠對應的老化定時器，而不對該查詢報文進行轉發。具體的，二層交換設備接收到查詢報文後，可以啟動對應接收到該查詢報文的路由設備埠的查詢報文接收定時器，並當二層交換設備在查詢報文接收定時器超時前，再次從該路由設備埠接收到查詢報文時，二層交換設備確定其為一個查詢周期內通過該路由設備埠接收到的非第一份查詢報文，不做轉發處理，以保證主機在每個查詢周期內僅接收到一份查詢報文，從而僅需要對一次查詢報文進行響應，減少系統資源消耗。
[0039]步驟503、二層交換設備根據接收到的IGMP Report報文中攜帶的組播組地址確定對應的路由設備埠，並將該IGMP Report報文發送給該路由設備埠對應的三層組播路由設備，以使該三層組播路由設備根據該IGMP R印ort報文發起相應的組播組加入過程。
[0040]具體的，在本發明實施例中，當二層交換設備接收到IGMP R印ort報文時，二層交換設備可以根據該IGMP Report報文中攜帶的組播組地址確定對應的路由設備埠，並將該IGMP R印ort報文發送給該路由設備埠對應的三層組播路由設備。
[0041 ] 其中，在本發明實施例中，二層交換設備根據IGMP Report報文中攜帶的組播組地址確定對應的路由設備埠可以具體通過以下方式實現:
二層交換設備以IGMP R印ort報文中攜帶的組播組地址以及各路由設備埠的索引值作為參數進行hash運算，分別計算各路由設備埠對應的hash值。對於同一組播組地址，可以選擇hash值最大(或最小)的路由設備埠為該組播組地址對應的路由設備埠 ；當各路由設備埠對應的hash值相同時，可以選擇路由設備埠的索引值最大(或最小)的路由設備埠作為該組播組地址對應的路由設備埠。其中，IGMP R印ort報文中主要包含源MAC地址、目的MAC地址、源IP位址、目的IP位址、報文類型、組播組地址等欄位；源MAC地址為發送IGMP Report報文的主機的MAC地址，目的MAC地址為該主機請求加入的組播組的組播組地址對應的MAC地址，源IP位址為該主機的IP位址，目的IP位址為該主機請求加入的組播組地址，報文類型用於標識該報文為R印ort報文，組播組地址為該主機請求加入的組播組地址。
[0042]二層交換設備確定了 IGMP Report報文中攜帶的組播組地址對應的路由設備埠後，可以記錄組播組地址與路由設備埠的對應關係，並當後續流程中，再次接收到IGMPReport報文後,可以根據IGMP Report報文中攜帶的組播組地址查詢自身記錄的組播組地址與路由設備埠的對應關係，若查詢到對應的路由設備埠，則從查詢到的路由設備埠轉發IGMP Report報文；若未查詢到對應的路由設備埠，則可以通過上述方式確定對應的路由設備埠，並記錄該組播組地址與路由設備埠的對應關係。
[0043]其中，二層交換設備接收到IGMP R印ort報文後，若接收到該IGMP R印ort報文的埠為已知的主機埠，則二層交換設備更新該主機埠對應的老化定時器；若接收到該IGMP Report報文的埠為非已知的主機埠，則二層交換設備將該埠添加為新的主機埠，並啟動對應該路由設備埠的老化定時器。
[0044]其中，二層交換設備在一個查詢周期內收到的第一份該組播組的IGMP R印ort報文，向對應的特定的路由設備埠轉發。
[0045]進一步地,在本發明實施例中，二層交換設備接收到主機發送的IGMP Report報文後，還可以根據該IGMP Report報文中攜帶的組播組地址，以及接收到該IGMP Report報文的主機埠，記錄主機埠與組播組地址的對應關係。
[0046]當二層交換設備接收到組播數據時，二層交換設備可以根據該組播數據中攜帶的組播組地址，以及自身記錄的主機埠與組播組地址的對應關係，將組播數據通過對應的主機埠轉發給相應的主機。
[0047]需要注意的是，在本發明實施例提供的技術方案中，二層交換設備也可以不記錄組播組地址與路由設備埠的對應關係，而是在每次接收到主機發送的IGMP Report報文時，根據IGMP R印ort報文中攜帶的組播組地址確定對應的路由設備埠(如通過上述實施例中hash運算方法)，並由該路由設備埠向對應的三層組播路由設備轉發IGMP Report報文。此外，在本發明實施例提供的技術方案中，確定組播組地址與路由設備埠的對應關係也並不限於通過上述實施例提供的hash運算方法，也可以通過其他方法(如順序選擇，隨機選擇等)實現，其具體實現方式在此不再贅述。
[0048]如圖6所示，本發明實施例提供的負載均衡的實現方法還可以包括以下步驟: 步驟504、當VLAN內去使能IGSP功能時，二層交換設備通過VLAN內的路由設備埠發
送去使能消息，以使三層組播路由設備進行查詢器選舉，並由查詢器周期性發送查詢報文。
[0049]具體的，在本發明實施例中，還可以定義另一種新的IGMP消息類型，當VLAN內去使能IGSP功能時，二層交換設備通過VLAN內的路由設備埠發送去使能通知消息。
[0050]當前網絡中的三層組播路由設備接收到二層交換設備發送的去使能通知消息後，啟動查詢器選舉機制，重新選舉查詢器。
[0051]步驟505、當二層交換設備接收到主機發送的IGMP Report報文時，二層交換設備將該IGMP R印ort報文發送給查詢器，由查詢器根據該IGMP R印ort報文發起相應的組播加入過程。
[0052]具體的，當VLAN內去使能IGSP後，二層交換設備對IGMP R印ort報文的轉發流程，以及後續流程中查詢器向上遊發起加入過程和向下遊轉發組播數據的流程可以與現有技術中的相應處理流程相同，在此不再贅述。
[0053]為了更好地理解本發明實施例提供的技術方案，以下結合具體的應用場景對本發明實施例提供的技術方案進行更加詳細地描述。
[0054]如圖7所示，為本發明實施例提供一種負載均衡的實現方法的具體應用場景的架構不意圖，其中:
二層交換設備Switch A分別通過路由設備埠 Port l、Port 2以及Port 3與三層組播路由設備Router A、Router B以及Router C連接，且Router C為查詢器；Switch A、Router A、Router B、Router C、Host (主機)A、Host B、Host C 以及 Host D 屬於同一 VLAN。
[0055]基於圖7所示的應用場景，本發明實施例提供的負載均衡的實現方法的流程示意圖可以如圖8所示，可以包括以下步驟:
步驟801、當VLAN內使能IGSP功能時，Switch A分別通過Port 1、Port 2以及Port3向Router A、Router B以及Router C發送使能通知消息。
[0056]步驟802、Router A和Router B接收到使能通知消息後,刪除當前查詢器信息，並周期性發送查詢報文；Router C接收到使能通知消息後，仍保持周期性發送查詢報文。
[0057]步驟803、Switch A接收到查詢報文後，將查詢報文分別轉發給Host A、Host B、Host C 以及 Host D,並接收 Host A、Host B、Host C 以及 Host D 返回的 IGMP Report 報文。
[0058]步驟804、Switch A根據接收到的IGMP Report報文中攜帶的組播組地址確定對應的路由設備埠，並將IGMP Report報文通過對應的路由設備埠發送給相應的三層組播路由設備。
[0059]具體的，在該實施例中，二層交換設備將組播組地址以及路由設備埠的索引值作為參數進行hash運算，對於同一個組播組地址，比較不同路由設備埠計算出來的hash值，選擇hash值最大的路由設備埠作為該組播組地址對應的路由設備埠 ；若各路由設備埠的hash值相同，則選擇路由設備埠的索引值最大的路由設備埠作為該組播組地址對應的路由設備埠。
[0060]例如，在本發明實施例中，假設經過hash計算後，組播組地址與埠的對應關係如下:
Group address Router Port 225.0.0.0Port I
225.0.0.1Port 2
225.0.0.2Port I
225.0.0.3Port 3
225.0.0.4Port 2225.0.0.5Port 2
225.0.0.6Port 3
225.0.0.7Port I
則當 Switch A 收到組播組地址為 225.0.0.0,225.0.0.2,225.0.0.7 的 IGMP Report報文時，就會只向Router A轉發，Router A負責向這些組播組發起加入,並向下遊轉發這些組播組的組播流量。當Switch A收到組播組地址為225.0.0.1,225.0.0.4,255.0.0.5的IGMP Report報文時,只向Router B轉發，Router B負責向這些組播組發起加入過程，並向下遊轉發這些組播組的組播流量。當Switch A收到組225.0.0.3,225.0.0.6的IGMPReport報文時,只向Router C轉發，Router C負責向這些組播組發起加入過程,並向下遊轉發這些組播組的組播流量。
[0061]步驟805、三層組播路由設備接收到IGMP R印ort報文後，根據其中攜帶的組播組地址向對應的組播組發起加入過程，並向下遊轉發對應組播組的組播流量。
[0062]具體的，三層組播組路由設備向下遊轉發組播流量的處理方法可以與現有技術中查詢器向下遊轉發組播流量的處理方法相類似，在此不再贅述。
[0063]步驟806、當VLAN內去使能IGSP功能時，Switch A向分別通過Port UPort 2以及Port 3向Router A、Router B以及Router C發送去使能通知消息。
[0064]步驟807、Router A 、Router B以及Router C接收到去使能通知消息後，啟用查詢器選舉機制，重新選舉查詢器。
[0065]具體的，Router A、Router B以及Router C進行查詢器選舉，以及選擇出查詢器後的報文和數據轉發與現有技術中的相應處理流程相類似，在此不再贅述。
[0066]通過以上描述可知，在本發明實施例提供的方案中，當VLAN內使能IGSP功能時，通過二層交換設備向三層組播路由設備發送使能通知消息，使三層組播路由設備取消查詢器選舉；當二層交換設備接收到主機發送的IGMP R印ort報文後，根據其中攜帶的組播組地址確定對應的路由設備埠，並將IGMP Report通過該路由設備埠發送給對應的三層組播路由設備，由該三層組播路由設備向相應的組播組發起加入過程。通過使用本發明，一個組播組地址唯一對應一個路由設備埠，不同組播組地址均衡地對應不同的路由設備埠。二層交換設備將從主機接收到的不同組播組的IGMP R印ort報文，均衡的向上遊的三層組播路由設備轉發，從而實現了三層組播路由設備的負載均衡，提高了網絡資源利用率。
[0067]基於上述方法實施例系統的發明構思，本發明實施例還提供了一種網絡設備，可以作為二層交換設備應用於上述方法實施例。
[0068]如圖9所示，為本發明實施例提供的一種網絡設備的結構示意圖，該網絡設備可以作為二層交換設備應用於包括主機以及至少兩個三層組播路由設備的系統中，所述主機、二層交換設備以及至少兩個三層組播路由設備屬於同一虛擬區域網VLAN，該網絡設備包括:
第一發送模塊91，用於當所述VLAN內使能網際網路組管理協議窺探IGSP功能時，通過所述VLAN內的路由設備埠發送使能通知消息，以使所述至少兩個三層組播路由設備均周期性發送網際網路組管理協議IGMP普遍組查詢報文；
第一接收模塊92，用於接收三層組播路由設備發送的IGMP普遍組查詢報文；
第二發送模塊93，用於將所述第一接收模塊92接收到的IGMP普遍組查詢報文轉發給所述主機；
第二接收模塊94，用於接收所述主機返回的IGMP報告R印ort報文；
確定模塊95，用於根據所述第二接收模塊94接收到的IGMP R印ort報文中攜帶的組播組地址確定對應的路由設備埠 ；
第三發送模塊96，用於將所述IGMP R印ort報文發送給所述確定模塊確定的路由設備埠對應的三層組播路由設備，以使所述三層組播路由設備根據該IGMP Report報文發起相應的組播組加入過程。
[0069]其中，所述確定模塊95具體用於,將所述IGMP Report報文中攜帶的組播組地址和所述VLAN內的路由設備埠的索引值，作為參數進行hash運算，根據hash運算結果確定組播組地址與路由設備埠的對應關係，並根據所述組播組地址與路由設備埠的對應關係，確定所述IGMP Report報文中攜帶的組播組地址對應的路由設備埠。
[0070]其中，所述網絡設備還包括:
記錄設備97，用於記錄所述確定模塊95確定的組播組地址與路由設備埠的對應關
系O
[0071]所述確定模塊95還用於，當所述第二接收模塊94接收到IGMP Report報文時,根據該IGMP Report報文中攜帶的組播組地址查詢所述記錄模塊97記錄的組播組地址和路由設備埠的對應關係，並當查詢到所述IGMP Report報文中攜帶的組播組地址與路由設備埠的對應關係時，根據該查詢到的對應關係確定所述IGMP Report報文中攜帶的組播組地址對應的路由設備埠。
[0072]其中，所述確定模塊95具體用於，對於同一個組播組地址，比較不同路由設備埠對應的hash值，選擇hash值最大或最小的路由設備埠作為該組播組地址對應的路由設備埠 ；當不同路由設備埠對應的hash值相同時，選擇路由設備埠的索引值最大或最小的路由設備埠作為該組播組地址對應的路由設備埠。
[0073]其中，所述第二發送模塊93具體用於，當所述第一接收模塊92通過路由設備埠接收到IGMP普遍組查詢報文時，啟動對應該路由設備埠的查詢報文接收定時器，並將所述IGMP普遍組查詢報文轉發給所述主機；當所述第一接收模塊在所述查詢報文接收定時器超時前，再次從該路由設備埠接收到IGMP普遍組查詢報文時，不轉發該IGMP普遍組查詢報文。
[0074]其中，所述第一發送模塊91還用於，當所述VLAN內去使能IGSP功能時，通過所述VLAN內的路由設備埠發送去使能通知消息，以使所述至少兩個三層組播路由設備進行查詢器選舉，並由查詢器周期性發送IGMP普遍組查詢報文；
所述第三發送模塊96還用於，當所述第二接收模塊94接收到主機發送的IGMP Report報文時，將所述IGMP Report報文發送給所述查詢器，由該查詢器根據該IGMP Report報文發起相應的組播組加入過程。
[0075]本領域技術人員可以理解實施例中的裝置中的模塊可以按照實施例描述進行分布於實施例的裝置中，也可以進行相應變化位於不同於本實施例的一個或多個裝置中。上述實施例的模塊可以合併為一個模塊，也可以進一步拆分成多個子模塊。
[0076]通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到本發明可藉助軟體加必需的通用硬體平臺的方式來實現，當然也可以通過硬體，但很多情況下前者是更佳的實施方式。基於這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺終端設備(可以是手機，個人計算機，伺服器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述的方法。
[0077]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種負載均衡的實現方法，其特徵在於，應用於包括主機、二層交換設備以及至少兩個三層組播路由設備的系統中，所述主機、二層交換設備以及至少兩個三層組播路由設備屬於同一虛擬區域網VLAN,該方法包括: 當所述VLAN內使能網際網路組管理協議窺探IGSP功能時，所述二層交換設備通過所述VLAN內的路由設備埠發送使能通知消息，以使所述至少兩個三層組播路由設備均周期性發送網際網路組管理協議IGMP普遍組查詢報文； 所述二層交換設備將接收到的IGMP普遍組查詢報文轉發給所述主機，並接收所述主機返回的IGMP報告Iteport報文； 所述二層交換設備根據所述IGMP R印ort報文中攜帶的組播組地址確定對應的路由設備埠，並將所述IGMP Report報文發送給該路由設備埠對應的三層組播路由設備，以使所述三層組播路由設備根據該IGMP R印ort報文發起相應的組播組加入過程。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述二層交換設備根據所述IGMPReport報文中攜帶的組播組地址確定對應的路由設備埠，具體為: 所述二層交換設備將所述IGMP Report報文中攜帶的組播組地址和所述VLAN內的路由設備埠的索引值，作為參數進行hash運算，根據hash運算結果確定組播組地址與路由設備埠的對應關係，並根據所述組播組地址與路由設備埠的對應關係，確定所述IGMPReport報文中攜帶的組播組地址對應的路由設備埠。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，該方法還包括: 所述二層交換設備記錄所述組播組地址與路由設備埠的對應關係； 當所述二層交換設備接收到IGMP Report報文時,根據該IGMP Report報文中攜帶的組播組地址查詢自身記錄的組播組地址和`路由設備埠的對應關係，並當查詢到該IGMPReport報文中攜帶的組播組地址與路由設備埠的對應關係時，根據查詢到的對應關係確定所述IGMP Report報文中攜帶的組播組地址對應的路由設備埠。
4.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述根據hash運算結果確定組播組地址與路由設備埠的對應關係，具體為: 對於同一個組播組地址，比較不同路由設備埠對應的hash值,選擇hash值最大或最小的路由設備埠作為該組播組地址對應的路由設備埠； 當不同路由設備埠對應的hash值相同時，選擇路由設備埠的索引值最大或最小的路由設備埠作為該組播組地址對應的路由設備埠。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述二層交換設備將接收到的IGMP普遍組查詢報文轉發給所述主機，具體為: 當所述二層交換設備通過路由設備埠接收到IGMP普遍組查詢報文時，所述二層交換設備啟動對應該路由設備埠的查詢報文接收定時器，並將所述IGMP普遍組查詢報文轉發給所述主機； 當所述二層交換設備在所述查詢報文接收定時器超時前，再次從該路由設備埠接收到IGMP普遍組查詢報文時，所述二層交換設備不轉發該IGMP普遍組查詢報文。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法還包括: 當所述VLAN內去使能IGSP功能時，所述二層交換設備通過所述VLAN內的路由設備埠發送去使能通知消息，以使所述至少兩個三層組播路由設備進行查詢器選舉，並由查詢器周期性發送IGMP普遍組查詢報文； 當所述二層交換設備接收到主機發送的IGMP Report報文時，所述二層交換設備將所述IGMP R印ort報文發送給所述查詢器，由該查詢器根據該IGMP R印ort報文發起相應的組播組加入過程。
7.—種網絡設備，其特徵在於，作為二層交換設備應用於包括主機以及至少兩個三層組播路由設備的系統中，所述主機、二層交換設備以及至少兩個三層組播路由設備屬於同一虛擬區域網VLAN，該網絡設備包括: 第一發送模塊，用於當所述VLAN內使能網際網路組管理協議窺探IGSP功能時，通過所述VLAN內的路由設備埠發送使能通知消息，以使所述至少兩個三層組播路由設備均周期性發送網際網路組管理協議IGMP普遍組查詢報文； 第一接收模塊，用於接收三層組播路由設備發送的IGMP普遍組查詢報文； 第二發送模塊，用於將所述第一接收模塊接收到的IGMP普遍組查詢報文轉發給所述主機； 第二接收模塊，用於接收所述主機返回的IGMP報告Report報文； 確定模塊，用於根據所述第二接收模塊接收到的IGMP R印ort報文中攜帶的組播組地址確定對應的路由設備埠； 第三發送模塊，用於將所述IGMP Report報文發送給所述確定模塊確定的路由設備埠對應的三層組播路由設備，以使所述三層組播路由設備根據該IGMP Report報文發起相應的組播組加入過程。`
8.如權利要求7所述的網絡設備，其特徵在於， 所述確定模塊具體用於，將所述IGMP Report報文中攜帶的組播組地址和所述VLAN內的路由設備埠的索引值，作為參數進行hash運算，根據hash運算結果確定組播組地址與路由設備埠的對應關係，並根據所述組播組地址與路由設備埠的對應關係，確定所述IGMP Report報文中攜帶的組播組地址對應的路由設備埠。
9.如權利要求8所述的網絡設備，其特徵在於，所述網絡設備還包括: 記錄模塊，用於記錄所述確定模塊確定的組播組地址與路由設備埠的對應關係； 所述確定模塊還用於，當所述第二接收模塊接收到IGMP Report報文時,根據該IGMPReport報文中攜帶的組播組地址查詢所述記錄模塊記錄的組播組地址和路由設備埠的對應關係，並當查詢到所述IGMP Report報文中攜帶的組播組地址與路由設備埠的對應關係時，根據該查詢到的對應關係確定所述IGMP Report報文中攜帶的組播組地址對應的路由設備埠。
10.如權利要求8所述的網絡設備，其特徵在於， 所述確定模塊具體用於，對於同一個組播組地址，比較不同路由設備埠對應的hash值，選擇hash值最大或最小的路由設備埠作為該組播組地址對應的路由設備埠 ；當不同路由設備埠對應的hash值相同時，選擇路由設備埠的索引值最大或最小的路由設備埠作為該組播組地址對應的路由設備埠。
11.如權利要求7所述的網絡設備，其特徵在於， 所述第二發送模塊具體用於，當所述第一接收模塊通過路由設備埠接收到IGMP普遍組查詢報文時，啟動對應該路由設備埠的查詢報文接收定時器，並將所述IGMP普遍組查詢報文轉發給所述主機；當所述第一接收模塊在所述查詢報文接收定時器超時前，再次從該路由設備埠接收到IGMP普遍組查詢報文時，不轉發該IGMP普遍組查詢報文。
12.如權利要求7所述的網絡設備，其特徵在於， 所述第一發送模塊還用於，當所述VLAN內去使能IGSP功能時，通過所述VLAN內的路由設備埠發送去使能通知消息，以使所述至少兩個三層組播路由設備進行查詢器選舉，並由查詢器周期性發送IGMP普遍組查詢報文； 所述第三發送模塊還用於，當所述第二接收模塊接收到主機發送的IGMP Report報文時，將所述IGMP Report報文發送給所述查詢器，由該查詢器根據該IGMP Report報文發起相應的組播組加入過 程。
【文檔編號】H04L12/803GK103780503SQ201210397147
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月18日 優先權日:2012年10月18日
【發明者】梁玉潔, 王偉 申請人:杭州華三通信技術有限公司