避免路由設備頻繁切換狀態的方法和一種路由設備的製作方法
2023-10-08 13:49:34 6
專利名稱：避免路由設備頻繁切換狀態的方法和一種路由設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及網絡通信技術，特別是涉及一種避免路由設備頻繁切換狀態的方法和一種路由設備。
背景技術：
為了向用戶終端提供可靠的業務保護，IETF制定了虛擬路由器冗餘協議(VRRP)技術。VRRP技術應用於作為靜態配置預設網關上的第三層交換機和路由器上，為依賴預設網關進行廣域網接入或訪問其它區域網網域的終端系統提供了更快、更有效的冗餘容錯能力。目前，VRRP技術已不再僅僅局限於路由器上的使用，而是逐步引入到大規模的交換網，以實現高可靠性的第三層交換的冗餘備份。
當採用VRRP技術時，網絡側的多個路由設備組成一個虛擬的設備組，稱之為VRRP備份組。圖1是VRRP備份組的示意圖。參見圖1，在VRRP備份組內只有一個路由設備作為主用路由設備，其它路由設備則作為備用路由設備，並且，在任何時刻，只有主用路由設備負責與網絡中的其它設備進行數據交互。
在VRRP備份組內部，當主用路由設備正常工作時，主用路由設備會周期性地向備用路由設備發送一個正常通知報文即VRRP報文。這樣，如果VRRP備份組內的備用路由設備在一個報文接收周期內接收到VRRP報文，則可確定主用路由設備未發生故障；而如果VRRP備份組內的備用路由設備在一個報文接收周期內未接收到VRRP報文，則可確定主用路由設備發生故障，此時，各備用路由設備首先切換自己的狀態，即，將自己切換為主用狀態，然後狀態切換後的各個備用路由設備分別根據各自優先級的大小來重新確定一個主用路由設備，由該重新確定的主用路由設備負責與網絡中的其它設備進行數據交互。
目前，在主用路由設備未發生故障時，由於各種原因，經常會出現備用路由設備無法在一個報文接收周期內接收到主用路由設備發來的VRRP報文。比如由於網絡中突發大流量數據報文使得網絡擁塞，或者，由於備用路由設備本身處理能力較差，不支持嚴格報文分類及針對分類後的報文進行帶寬預留等原因，使得備用路由設備無法在一個報文接收周期內接收到主用路由設備發來的VRRP報文。
然而，根據上述VRRP備份組的工作原理，一旦備用路由設備無法在一個報文接收周期內接收到主用路由設備發來的VRRP報文，該備用路由設備則會切換自身的狀態，將自身切換為主用狀態，而由於初始的主用路由設備並未發生故障，在後續時間，狀態切換後的備用路由設備則會接收到VRRP報文，則必須再次切換自身的狀態，重新將自身切換為備用狀態，往往導致備用路由設備在短時間內頻繁地進行狀態切換。比如，主用路由設備每隔1秒發送一次VRRP報文，備用路由設備的報文接收周期為4.5秒(即在4.5秒內未接收到VRRP報文就進行狀態切換)，由於網絡擁塞，備用路由設備實際每5秒才能接收到VRRP報文，這樣，在計時到達4.5秒時，由於備用路由設備無法接收到VRRP報文，備用路由設備就會發生一次狀態切換，將自身切換為主用狀態，在計時到達5秒時，由於該狀態切換後的備用路由設備又接收到了VRRP報文，所以又發生一次狀態切換，將自身切換回備用狀態，可見，每5秒備用路由設備便會發生兩次狀態切換，因此，使得備用路由設備在短時間內頻繁地進行狀態切換，降低了備用路由設備的穩定性。
為了避免備用路由設備頻繁地切換狀態，目前的解決方法為管理人員在發現備用路由設備頻繁地切換狀態後，手動修改報文接收周期，使該報文接收周期的值變大，從而使得備用路由設備等待VRRP報文的時間增加，延長備用路由設備進行狀態切換的時間，降低備用路由設備進行狀態切換的頻率；或者，管理人員在發現備用路由設備頻繁地切換狀態後，為備用路由設備設置較長的延遲時間，使得備用路由設備無法在一個報文接收周期內接收到主用路由設備發來的VRRP報文後，延遲較長的時間後再進行狀態切換，從而延長備用路由設備進行狀態切換的時間，降低備用路由設備進行狀態切換的頻率。
由以上描述可以看出，在現有技術中，必須由管理人員進行手動配置，才能避免備用路由設備頻繁地進行狀態切換，系統卻無法自動實現，因此，大大降低了系統的靈活性和實用性，並增加了管理人員的維護工作量。
另外，在現有技術中，在備用路由設備頻繁切換狀態時，管理人員往往無法及時發現，往往是網絡事故發生了很久，網絡管理人員才可發現然後才能進行手動配置，因此，無法有效地避免備用路由設備頻繁進行狀態切換。
發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種避免路由設備頻繁切換狀態的方法，本發明的另一目的在於提供一種路由設備，保證能夠由備用路由設備自動實現避免頻繁狀態切換的過程，提高系統的靈活性和實用性。
為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的一種避免路由設備頻繁切換狀態的方法，該方法包括備用路由設備判斷自身狀態切換是否出現異常，如果是，則增加狀態切換的時間長度，並根據該增加後的狀態切換時間長度執行狀態切換。
所述備用路由設備判斷自身狀態切換是否出現異常的步驟包括備用路由設備判斷在預先設定的時間長度內，自身已進行狀態切換的次數是否大於預先設置的切換次數閾值，如果大於，則確定自身狀態切換出現異常。
所述增加狀態切換的時間長度的步驟包括延長報文接收周期；所述根據增加後的狀態切換時間長度執行狀態切換的步驟包括備用路由設備在延長後的報文接收周期內未接收到主用路由設備發來的正常通知報文後，執行狀態切換。
所述延長報文接收周期的步驟包括在計算報文接收周期的公式中增加調節因子，並增加該調節因子的當前值。
在延長報文接收周期之後，該方法進一步包括備用路由設備判斷自身接收正常通知報文的頻率是否已恢復正常，如果是，則減小所述調節因子的當前值，根據減小後的調節因子的當前值得到報文接收周期，並根據該所得的報文接收周期執行狀態切換，其中，減小後的調節因子的當前值大於或等於其初始值。
所述增加狀態切換的時間長度的步驟包括增加狀態切換的延遲時間S；所述根據增加後的狀態切換時間長度執行狀態切換的步驟包括備用路由設備在報文接收周期內未接收到正常通知報文後，等待狀態切換的延遲時間S後，執行狀態切換。
在增加狀態切換的時間長度之後，該方法進一步包括備用路由設備判斷自身接收正常通知報文的頻率是否已恢復正常，如果是，則減小或去除所述狀態切換延遲時間S的當前值，根據減小或去除的狀態切換延遲時間S執行狀態切換。
所述備用路由設備判斷自身接收正常通知報文的頻率是否已恢復正常的步驟包括備用路由設備判斷在預先設定的時間長度內，在每一個初始的報文接收周期中是否均可接收到正常通知報文，如果均可接收到，則確定自身接收正常通知報文的頻率已恢復正常。
一種路由設備，該路由設備包括控制單元、計數器和計時器，其中，控制單元，用於在路由設備進行狀態切換時，將計數器的值加1，並在監測到計時器計時到達預先設置的第一時間長度後，判斷計數器在該第一時間長度內所計數值是否大於預先設置的切換次數閾值，在判斷出大於後，增加狀態切換的時間長度，根據增加後的狀態切換時間長度執行狀態切換。
所述控制單元，進一步用於監測在計時器計時到達預先設置的第二時間長度的過程中，在每一個初始的報文接收周期內是否均可接收到正常通知報文，在確定均可接收到後，減少狀態切換時間長度，根據該減少後的狀態切換時間長度執行狀態切換。
由此可見，本發明具有以下優點1、備用路由設備在監測到自身頻繁進行了狀態切換後，能夠自動延長狀態切換的時間，從而自動避免了頻繁進行狀態切換，大大提高了系統的靈活性和實用性，並降低了管理人員的維護工作量。
2、在本發明中，由備用路由設備自己監測是否頻繁進行狀態切換並採用相應處理措施，因此，可以保證備用路由設備及時發現頻繁狀態切換的情況，並及時進行後續自動延長狀態切換時間的處理，從而有效地避免了備用路由設備頻繁地進行狀態切換，大大提高了備用路由設備的穩定性。
3、在本發明中，備用路由設備通過一系列軟體處理過程即可自動實現避免頻繁狀態切換，而對備用路由設備的硬體結構無需進行任何改動，因此，節約了硬體成本，並使得本發明易於實現。
圖1是VRRP備份組的示意圖。
圖2是在本發明中路由設備的內部結構示意圖。
圖3是在本發明中實現避免路由設備頻繁切換狀態的流程圖。
具體實施例方式
本發明提出了一種避免路由設備頻繁切換狀態的方法，其核心思想是備用路由設備判斷自身狀態切換是否出現異常，如果是，則增加狀態切換的時間長度，並根據該增加後的狀態切換時間長度執行狀態切換。
其中，備用路由設備判斷自身狀態切換是否出現異常的方式可以是備用路由設備判斷在一個設定時間長度內自身已進行的狀態切換次數是否大於預先設置的切換次數閾值，如果是，則確定自身已頻繁地進行了狀態切換。
另外，所述的增加狀態切換的時間長度可以通過多種方式來實現，比如，通過延長報文接收周期來實現，或通過在報文接收周期之外增加一個狀態切換的延遲時間來實現等。
另外，判斷在設定時間長度內自身已進行的狀態切換次數是否大於預先設置的次數閾值可以通過在備用路由設備中設置計數器和計時器來實現。
相應的，本發明還提出了一種路由設備。圖2是在本發明中路由設備的內部結構示意圖。參見圖2，在本發明中，備份組內路由設備的內部結構可以包括控制單元、計數器和計時器，其中，控制單元，在路由設備進行狀態切換時，將計數器的值加1，並在監測到計時器計時到達預先設置的第一時間長度後，判斷計數器的當前值是否大於預先設置的切換次數閾值，在判斷出大於後，增加狀態切換的時間長度，根據增加後的狀態切換時間長度執行狀態切換。
需要說明的是，本發明的技術方案不僅可以應用於採用VRRP協議的VRRP備份組，而且還可以應用於採用其他協議的備份組。
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步地詳細描述。
以下通過將本發明的技術方應用於採用VRRP協議的VRRP備份組為例，來詳細說明本發明的實現過程。
圖3是在本發明中實現避免路由設備頻繁切換狀態的流程圖。參見圖2和圖3，在本發明中，自動實現避免路由設備頻繁切換狀態的過程包括以下步驟步驟301預先在備用路由設備中設置計數器和計時器。
這裡，在備用路由設備中設置計數器和計時器，是為了在後續過程中能夠通過計數器和計時器的值判斷出備用路由設備是否頻繁地進行了狀態切換，進一步地，在後續過程中還能夠通過計數器和計時器的值判斷出備用路由設備接收正常通知報文的頻率是否穩定，即狀態切換是否恢復正常。
步驟302在備用路由設備開始工作時，初始化計數器和計時器。
這裡，所述的初始化計數器和計時器是指將計數器的值清零，並使計時器從零開始計時。
步驟303當滿足切換條件時，備用路由設備中的控制單元執行狀態切換，並將計數器的值加1。
這裡，所述的滿足切換條件可以是備用路由設備中的控制單元判斷出在一個報文接收周期內，未接收到主用路由設備發來的正常通知報文即VRRP報文。此種情況下，備用路由設備中控制單元執行的狀態切換是將該備用路由設備的狀態切換為主用狀態。
所述的滿足切換條件還可以是在備用路由設備的狀態切換為主用狀態後，該備用路由設備中的控制單元接收到初始主用路由設備發來的VRRP報文。此種情況下，備用路由設備中的控制單元執行的狀態切換是將備用路由設備的狀態切換回備用狀態。
需要說明的是，該步驟303的過程與後續其他步驟之間並無固定的執行上的先後順序，也就是說，在實際業務實現中，只要滿足切換條件，便需執行本步驟的過程。
步驟304備用路由設備中的控制單元實時監測計時器，當監測到計時器計時到達預先設置的第一時間長度時，判斷計數器在該第一時間長度內所計的數值是否大於預先設置的切換次數閾值，如果是，則執行步驟305，否則，返回步驟304。
這裡，通過對計數器和計時器值的判斷，備用路由設備則完成了判斷自身狀態切換是否出現異常的過程。也就是說，如果在預先設置的第一時間長度內，備用路由設備已進行的切換次數大於預先設置的切換次數閾值，則可確定備用路由設備頻繁地進行了狀態切換的過程，從而可執行後續的處理措施。
其中，預先設置的第一時間長度的值可以根據實際業務需要來確定，比如，需要每30秒判斷一次備用路由設備的切換頻率是否過於頻繁，則可將第一時間長度的值設置為30秒。
步驟305備用路由設備中的控制單元增加狀態切換的時間長度。
這裡，增加狀態切換的時間長度可以通過包括但不限於以下方式來實現方式A、通過延長報文接收周期來實現。
在方式A下，初始的報文接收周期記為T，T＝3×adver_interval+(255-priority)/100，其中，adver_interval為主用路由設備發送VRRP報文的周期，priority為該備用路由設備的優先級。
因此，在方式A下，可以預先修改上述公式，在上述公式中增加一個調節因子flag，通過增加該調節因子的當前值，從而實現本步驟的延長報文接收周期。所述修改方式包括但不限於以下方式修改方式一、將T修改為T』，使得T』＝3×adver_interval×flag+(255-priority)/100。
在修改方式一下，本步驟中所述的增加報文接收周期長度的值可以是增加flag的值。比如，在備用路由設備可正常接收到主用路由設備的VRRP報文時，使該flag的值為1，在本步驟中，則可增加flag的當前值，使其大於1。
修改方式二、將T修改為T』，使得T』＝3×adver_interval+flag×(255-priority)/100。
在修改方式一下，本步驟中所述的增加報文接收周期長度的值可以是增加flag的值。比如，在備用路由設備可正常接收到主用路由設備的VRRP報文時，使該flag的值為1，在本步驟中，則可增加flag的當前值，使其大於1。
修改方式三、將T修改為T』，使得T』＝3×adver_interval+(255-priority)/100+flag。
在修改方式三下，本步驟中所述的增加報文接收周期長度的值可以是增加flag的值。比如，在備用路由設備可正常接收到主用路由設備的VRRP報文時，使該flag的值為0，在本步驟中，則可增加flag的當前值，使其大於0。
在本步驟中，由於增加調節因子flag的值，會使備用路由設備實現狀態切換的時間增加，因此，可能會使網絡通信臨時中斷的時間增加，因此，在增加調節因子flag的值時，可將實際用戶可容忍的等待時間作為T』，來確定flag的最大值。
方式B、通過增加狀態切換的延遲時間來實現。
在該方式B下，備用路由設備中的控制單元不修改報文接收周期，而是額外增加一個狀態切換的延遲時間，記為S。
步驟306備用路由設備中的控制單元根據當前的狀態切換時間長度執行狀態切換。
這裡，如果在上述步驟305中，延長了報文接收周期長度，那麼，在本步驟中，備用路由設備在修改後的報文接收周期T』內未接收到主用路由設備發來的VRRP報文後，執行狀態切換。並且，由於備用路由設備等待接收VRRP報文的時間則增加了，從而延長了進行狀態切換的時間，有效避免了備用路由設備頻繁地進行狀態切換。
如果在上述步驟305中，增加了狀態切換的延遲時間S，那麼，在本步驟中，在報文接收周期內未接收到VRRP報文後，備用路由設備中的控制單元會繼續等待延遲時間S後，再進行狀態切換，從而延長了進行狀態切換的時間，有效避免了備用路由設備頻繁地進行狀態切換。
至此，則完成了由備用路由設備自動實現避免頻繁進行狀態切換的過程。
為了進一步保證在備用路由設備可正常接收到VRRP報文時，能夠恢復到初始的狀態切換時間長度，本發明還可以進一步包括以下步驟。
步驟307備用路由設備中的控制單元實時監測計時器，判斷在計時器計時到達第二時間長度的過程中，在每一個初始的報文接收周期內是否均可接收到主用路由設備發來的VRRP報文，如果是，則執行步驟308，否則，返回步驟307。
這裡，如果在第二時間長度內，備用路由設備中的控制單元在每一個初始的報文接收周期T＝3×adver_interval+(255-priority)/100內，均可接收到主用路由設備發來的VRRP報文，備用路由設備則可確定自身接收報文的頻率已恢復正常，則應該執行後續的恢復處理。
從而可以減小當前的報文接收周期長度T』的值，使其逐漸恢復其初始值T＝3×adver_interval+(255-priority)/100，從而使備用路由設備恢復初始的報文接收過程。
其中，所述的第二時間長度的值可以根據時間業務需要來確定，比如，需要每30秒判斷一次備用路由設備是否滿足接收報文頻率穩定，則可將第二時間長度的值設置為30秒。
步驟308備用路由設備中的控制單元減少狀態切換時間長度，根據該減少後的狀態切換時間長度執行狀態切換。
這裡，如果在步驟305中採用了方式A中的修改方式一、修改方式二或修改方式三，那麼，在本步驟中，則可減小T』中調節因子的當前值，即減小flag的當前值，減小後的flag的當前值大於或等於其初始值。此後，根據減小後的調節因子flag的當前值得到T』，並根據該所得的T』執行狀態切換。
如果在步驟305中採用了方式B，那麼，在本步驟中，去除或減小所增加的狀態切換的延長時間S，根據減小或去除的狀態切換延遲時間S執行狀態切換。其中，如果是減小S，那麼，備用路由設備在報文接收周期內未接收到主用路由設備發來的VRRP報文後，在等待減小後的狀態切換延長時間S後執行狀態切換；如果是去除S，那麼，備用路由設備在報文接收周期內未接收到主用路由設備發來的VRRP報文後，直接執行狀態切換。
在本發明中，還可以進一步根據用戶的需要，確定是否進行上述圖3所示的由備用路由設備自動完成避免頻繁狀態切換的過程。也就是說，如果用戶對網絡通信的連續性要求較高，則可禁止備用路由設備執行上述圖3中所示的各個處理過程，仍採用現有技術中的處理方式。如果用戶對網絡的穩定性要求較高，則可觸發備用路由設備執行上述圖3中所示的各個處理過程，實現自動且有效避免頻繁狀態切換的過程。
在上述實施例中，對本發明的技術方案應用於VRRP備份組時進行了詳細說明。在實際業務實現中，本發明的技術方案還可以應用於支持其他協議的備份組，其具體實現過程與上述實施例所述過程的原理相同。
總之，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種避免路由設備頻繁切換狀態的方法，其特徵在於，該方法包括備用路由設備判斷自身狀態切換是否出現異常，如果是，則增加狀態切換的時間長度，並根據該增加後的狀態切換時間長度執行狀態切換。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述備用路由設備判斷自身狀態切換是否出現異常的步驟包括備用路由設備判斷在預先設定的時間長度內，自身已進行狀態切換的次數是否大於預先設置的切換次數閾值，如果大於，則確定自身狀態切換出現異常。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述增加狀態切換的時間長度的步驟包括延長報文接收周期；所述根據增加後的狀態切換時間長度執行狀態切換的步驟包括備用路由設備在延長後的報文接收周期內未接收到主用路由設備發來的正常通知報文後，執行狀態切換。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述延長報文接收周期的步驟包括在計算報文接收周期的公式中增加調節因子，並增加該調節因子的當前值。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，在延長報文接收周期之後，該方法進一步包括備用路由設備判斷自身接收正常通知報文的頻率是否已恢復正常，如果是，則減小所述調節因子的當前值，根據減小後的調節因子的當前值得到報文接收周期，並根據該所得的報文接收周期執行狀態切換，其中，減小後的調節因子的當前值大於或等於其初始值。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述增加狀態切換的時間長度的步驟包括增加狀態切換的延遲時間S；所述根據增加後的狀態切換時間長度執行狀態切換的步驟包括備用路由設備在報文接收周期內未接收到正常通知報文後，等待狀態切換的延遲時間S後，執行狀態切換。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，在增加狀態切換的時間長度之後，該方法進一步包括備用路由設備判斷自身接收正常通知報文的頻率是否已恢復正常，如果是，則減小或去除所述狀態切換延遲時間S的當前值，根據減小或去除的狀態切換延遲時間S執行狀態切換。
8.根據權利要求5或7所述的方法，其特徵在於，所述備用路由設備判斷自身接收正常通知報文的頻率是否已恢復正常的步驟包括備用路由設備判斷在預先設定的時間長度內，在每一個初始的報文接收周期中是否均可接收到正常通知報文，如果均可接收到，則確定自身接收正常通知報文的頻率已恢復正常。
9.一種路由設備，其特徵在於，該路由設備包括控制單元、計數器和計時器，其中，控制單元，用於在路由設備進行狀態切換時，將計數器的值加1，並在監測到計時器計時到達預先設置的第一時間長度後，判斷計數器在該第一時間長度內所計數值是否大於預先設置的切換次數閾值，在判斷出大於後，增加狀態切換的時間長度，根據增加後的狀態切換時間長度執行狀態切換。
10.根據權利要求9所述的路由設備，其特徵在於，所述控制單元，進一步用於監測在計時器計時到達預先設置的第二時間長度的過程中，在每一個初始的報文接收周期內是否均可接收到正常通知報文，在確定均可接收到後，減少狀態切換時間長度，根據該減少後的狀態切換時間長度執行狀態切換。
全文摘要
本發明公開了一種避免路由設備頻繁切換狀態的方法和一種路由設備。該方法包括備用路由設備判斷自身是否已頻繁地進行了狀態切換，如果是，則增加狀態切換的時間長度，並根據該增加後的狀態切換時間長度執行狀態切換。本發明中的備用路由設備能夠自動避免頻繁進行狀態切換，大大提高了系統的靈活性和實用性，並降低了管理人員的維護工作量。並且，本發明可以保證備用路由設備及時發現頻繁狀態切換的情況，並及時進行後續自動延長狀態切換時間的處理，大大提高了備用路由設備的穩定性。
文檔編號H04L29/06GK1913493SQ200610109930
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月24日 優先權日2006年8月24日
發明者申彥昌 申請人:杭州華為三康技術有限公司