一種主用設備與備用設備共用ip地址的方法和裝置的製作方法
2023-07-31 23:44:26
專利名稱：一種主用設備與備用設備共用ip地址的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，特別是涉及一種主用設備與備用設備共用IP位址的方法，以及，一種主用設備與備用設備共用IP位址的裝置。
背景技術：
目前，在WLAN (Wireless Local Area Networks,無線區域網路)中，運營商對WLAN接入設備的可靠性要求越來越高,要求達到電信級可靠性，AC(Access Controler,(無線)訪問控制器)作為接入控制設備通常位於WLAN的骨幹傳輸層，管理上千個AP (AccessPoint,(無線)訪問接入點)設備，通常要求部署一主一備兩臺AC設備，以增強可靠性。主用設備AC對外需要呈現相同的IP位址，使得與其相連的上下行設備能夠將WLAN消息路由至主用設備AC。目前存在的VRRP(Virtual RouterRedundancy Protocol,虛擬路由冗餘 協議)技術能夠將網絡中一組功能相同的設備虛擬為一個設備，設備間通過VRRP協議選舉主用設備，設備間啟用VRRP協議的埠需要TCP/IP模型中的鏈路層(第二層是鏈路層，簡稱為二層)互通，使得一組設備間能夠傳遞VRRP協議。在主用及備用設備AC間採用VRRP技術時，啟用VRRP協議的一組設備如果通過二層設備連接到網絡中，那麼該組設備是互通的；如果該組設備是直接連接三層設備中，那麼需要使用專門的埠來內部互聯這組設備，使得該組設備內可以互通。由此可見，採用VRRP技術需要關注虛擬組連接網絡的形式，如果直接連接三層設備，需要單獨佔用埠傳遞VRRP協議。現有技術中，運行VRRP協議的一組路由器間需要專門連線才能運行VRRP協議。在WLAN網絡中對AC設備逐漸達到電信級可靠性要求，每臺AC設備由多塊不同功能的板卡構成，不能單獨依靠VRRP協議過程來決策埠的主用設備，埠的主用設備必須同設備的主用設備保持一致。VRRP協議過程本身的價值已經很低，且實現協議過程複雜，僅僅採用VRRP協議技術已經不能滿足現在電信級AC設備的備份組網需求。本領域技術人員迫切需要解決的問題之一在於，提出一種主用設備與備用設備共用IP位址的方法及裝置，不需要單獨設計主用設備決策過程，不需要專門的埠連線，直接與設備的主用狀態綁定，降低軟體複雜度，並滿足各種組網需求。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種主用設備與備用設備共用IP位址的方法，以及，一種主用設備與備用設備共用IP位址的裝置，可以不需要單獨設計主用設備決策過程，不需要專門的埠連線，直接與設備的主用狀態綁定，降低軟體複雜度，並滿足各種組網需求。為了解決上述問題，本發明公開了一種主用設備與備用設備共用IP位址的方法，包括指定浮動IP位址，並設置所述浮動IP位址與主用設備關聯，與備用設備不關聯；當原備用設備被切換成新的主用設備時，將所述浮動IP位址浮動到新的主用設備，並取消與原主用設備的關聯。優選地，所述的方法還包括所述新的主用設備生成包括所述浮動IP位址的地址解析協議報文ARP，並發送至對端設備，所述包括浮動IP位址的地址解析協議報文ARP用於通知對端設備根據所述浮動IP位址更新所述新的主用設備的MAC地址。優選地，所述的方法還包括原主用設備關斷其物理埠信號，使對端設備清空緩存的原主用設備的MAC地址。
優選地，所述的方法還包括所述新的主用設備與所述對端設備進行數據交互。優選地，所述對端設備包括路由器，交換機和/或伺服器。本發明實施例還公開了一種主用設備與備用設備共用IP位址的裝置，包括浮動IP位址指定模塊，用於指定浮動IP位址，並設置所述浮動IP位址與主用設備關聯，與備用設備不關聯；主用設備切換模塊，用於當原備用設備被切換成新的主用設備時，將所述浮動IP位址浮動到新的主用設備，並取消與原主用設備的關聯。優選地，所述的裝置還包括ARP報文生成模塊，位於新的主用設備，用於生成包括所述浮動IP位址的地址解析協議報文ARP，並發送至對端設備，所述包括浮動IP位址的地址解析協議報文ARP用於通知對端設備根據所述浮動IP位址更新所述新的主用設備的MAC地址。優選地，所述的裝置還包括緩存清空模塊，用於原主用設備關斷其物理埠信號，使對端設備清空緩存的原主用設備的MAC地址。優選地，所述的裝置還包括數據交互模塊，用於所述新的主用設備與所述對端設備進行數據交互。優選地，所述對端設備包括路由器，交換機和/或伺服器。與現有技術相比，本發明包括以下優點本發明指定浮動IP位址，主用設備與備用設備對外呈現相同的浮動IP位址，當備用設備切換為新的主用設備時，原主用設備關閉埠信號，使得對端設備清空緩存中原主用設備MAC地址，新的主用設備發送地址解析協議報文ARP通知對端設備更新新的主用設備的MAC地址，不需要單獨設計主用設備決策過程，不需要專門的埠連線，直接與設備的主用狀態綁定，降低軟體複雜度，並滿足各種組網需求。
圖1是本發明一種主用設備與備用設備共用IP位址的方法實施例1的步驟流程圖；圖2是本發明一種主用設備與備用設備共用IP位址的方法實施例2的步驟流程圖；圖3是本發明一種主用設備AC和備用設備AC通過交換機連接對端三層設備的示意圖；圖4是本發明一種主用設備AC和備用設備AC分別連接對端三層設備連接的示意圖；圖5是本發明一種主用設備與備用設備共用IP位址的裝置實施例的結構框圖。
具體實施方式
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。為使本領域技術人員更好地理解本發明實施例，以下對目前VRRP協議的基本原理進行簡單說明。目前，在WLAN網絡中AC設備通常部署一主用設備，一備用設備兩臺設備，旁掛於核心路由器或BRAS (BRAS (Broadband Remote AccessServer,寬帶遠程接入伺服器)，主用設備AC對於其連接的對端設備核心路由器和BRAS設備需要呈現一個IP位址，路由器或BRAS設備始終將WLAN用戶消息路由至該IP位址所在的主用設備AC。主用設備AC間可以採用VRRP協議，對外呈現一個虛擬IP位址，需要實現VRRP協議過程，VRRP協議簡述如下虛擬路由器冗餘協議(VRRP)將網絡中的一組路由器劃分在一起，形成一個VRRP備份組，使這一組路由器相當於一臺虛擬路由器。虛擬路由器(VRRP備份組)使用虛擬IP和虛擬MAC地址，於之相連的主機，將虛擬路由器的IP位址設置為其網關地址。虛擬路由器是工作在實際物理路由器之上的，它有多個實際的路由器組成，包括一個Master路由器和多個Backup路由器。Master路由器正常工作時，主機通過Master與其他設備通信，當Master路由器出現故障時，Backup路由器中的一臺設備將成為新的Master路由器,接替原Master轉發報文。其工作過程如下1、VRRP組中的路由器根據優先級選舉出Master路由器。Master通過發送免費ARP報文，將自己的虛擬MAC地址通知給與它相連的設備；2、Master路由器周期性向Backup路由器發送VRRP報文，以公布其配置信息和工作狀態；3、如果Master路由器出現故障，VRRP組中的Backup路由器根據優先級重新選舉新的 Master。當Master路由器由一臺設備切換到另外一臺設備時,新的Master路由器發送攜帶虛擬IP位址和MAC地址的免費ARP報文通知與它對端設備Master路由器已經發生了變化。由於VRRP協議過程本身用於一組路由器間形成虛擬路由器的技術，其過程完備需要路由器間有埠連線才能夠實現互通。本發明實施例的核心構思之一在於，指定浮動IP位址，主用設備與備用設備對外呈現相同的浮動IP位址，當備用設備切換為新的主用設備時，原主用設備關閉埠信號，使得對端設備清空緩存中原主用設備MAC地址，新的主用設備發送地址解析協議報文ARP通知對端設備更新新的主用設備的MAC地址，不需要單獨設計主用設備決策過程，不需要專門的埠連線，直接與設備的主用狀態綁定，降低軟體複雜度，並滿足各種組網需求。
參照圖1，示出了本發明一種主用設備與備用設備共用IP位址的方法實施例1的步驟流程圖，所述的方法具體可以包括如下步驟步驟101，指定浮動IP位址，並設置所述浮動IP位址與主用設備關聯，與備用設備不關聯；浮動IP位址是相對於固定不變的IP位址而言的，浮動IP位址僅在主用設備上生效，在備用設備上不生效，浮動IP位址隨著設備的主用狀態來浮動。在具體實現中，指定IP位址時可以增加一個參數表明來該IP位址為浮動IP位址，主用設備與備用設備通過浮動IP位址方式對外體現一個相同的IP位址。當然，本領域技術人員也可以使用其他的方式來指定浮動IP位址，本發明實施例對此不作限制。步驟102，當原備用設備被切換成新的主用設備時，將所述浮動IP位址浮動到新 的主用設備，並取消與原主用設備的關聯。本發明實施例不需要單獨設計主用設備決策過程，浮動IP位址直接與設備的主用狀態綁定，不需要運行額外協議來競爭浮動IP位址，使IP位址浮動新的主用設備上。當備用設備切換為新的主用設備時，浮動IP位址浮動到新的主用設備上，並取消與原主用設備的關聯，使得原主用設備不響應外部的數據包，減少資源耗費。參照圖2，示出了本發明一種主用設備與備用設備共用IP位址的方法實施例2的步驟流程圖，所述的方法具體可以包括如下步驟步驟201，指定浮動IP位址，並設置所述浮動IP位址與主用設備關聯，與備用設備不關聯；步驟202，當原備用設備被切換成新的主用設備時，將所述浮動IP位址浮動到新的主用設備，並取消與原主用設備的關聯。本方法實施例2中步驟201至步驟202與上述方法實施例1的步驟101至步驟102類似，在此不再詳述。本發明實施例2還可以包括如下步驟步驟203，原主用設備關斷其物理埠信號，使對端設備清空緩存的原主用設備的MAC地址。在具體實現中，所述的物理埠為路由器或交換機等設備的硬體接口，設備通過硬體接口與不同的網絡進行物理連接。在實際中，所述對端設備可以包括路由器，交換機以及伺服器。當備用設備切換為新的主用設備時，原主用設備關斷埠物理信號一次，使對端設備清空緩存的原主用設備的MAC地址列表。步驟204，所述新的主用設備生成包括所述浮動IP位址的地址解析協議報文ARP，並發送至對端設備，所述包括浮動IP位址的地址解析協議報文ARP用於通知對端設備根據所述浮動IP位址更新所述新的主用設備的MAC地址。當備用設備切換為新的主用設備時，指定IP位址浮動到新的主用設備，新主用設備發送地址解析協議報文ARP至對端設備，通知對端設備更新新的主用設備的MAC地址。其中，地址解析協議報文ARP將浮動IP位址和主用設備MAC地址的綁定，所述主用設備與備用設備可以使用不同的MAC地址。參照圖3，所示為主用設備AC和備用設備AC通過交換機連接對端三層設備的示意圖，所述的對端三層設備可為一個設備或互為主用與備用的設備。其中，BAS(BroadbandAccess Server,寬帶接入伺服器)，Router為路由器，AP為無線訪問接入點。主用設備AC通過二層設備(交換機)連接對端三層設備時，此時不論對端是互為主用設備和備用設備的兩個設備，還是只有一個設備，對於主用設備AC都是相同的，主用設備AC僅看到對端設備一個IP位址，且主用設備AC側對外也體現一個IP位址。當主用設備AC發生切換時，新的主用設備發出浮動IP的地址解析協議報文ARP至對端設備，通知對端設備更新新的主用設備的MAC地址信息。步驟205，所述新的主用設備與所述對端設備進行數據交互。當新的主用設備切換成功後，新的主用設備與對端設備進行數據交互。實際運用中，為避免資源浪費，可以設置為備用設備不響應對端設備的數據包，僅主用設備響應對端設備發送的信息，與對端設備進行數據連接。為了使本領域技術人員進一步了解本發明實施例，下面通過一個示例來說明主用設備與備用設備共用IP位址的方法。
參照圖4，所示為主用設備AC和備用設備AC分別連接對端三層設備連接的示意圖，圖中的兩個對端設備也分為主用設備和備用設備，通常對端設備間會啟用VRRP協議，備用設備收到消息會轉發給主用設備處理，兩臺對端設備的主用及備用關係可以由對端設備自己決定。在該組網方式下，主用設備AC要做到IP位址浮動，且僅有主用設備AC響應對端設備的地址解析協議報文ARP的請求消息，對端設備僅會在接收到地址解析協議報文ARP響應的埠發送消息，這樣對端設備發送的數據包目標MAC地址為主用設備AC的MAC地址，保證對端的主用設備總是將消息發送至正確的埠達到主用設備AC。備用設備AC需要關斷埠信號，或者無法關斷時，對對端設備的所有消息均不響應。主用設備AC與備用設備AC發生切換時，原主用設備AC需要關斷物理埠信號，使連接的對端能夠清空埠原主用設備的MAC地址列表。切換為主用設備的AC需要發出地址解析協議報文ARP，使對端設備更新新的主用設備AC的MAC地址。當主用設備切換的信息更新完成之後，新的主用設備AC與對端設備進行數據的交互，而原主用設備AC及備用設備則不響應接收到的數據，可以有效減少資源耗費。根據上述主用設備及備用設備的組網情況的分析，將本發明實施例的特性總結如下1、浮動IP位址隨著設備的主用狀態和備用狀態進行浮動，浮動IP位址僅在主用設備上生效，備用設備對外部所有數據包均不響應；2、主用設備與備用設備發生切換時，浮動IP位址浮動到新的主用設備上，原主用設備關斷埠物理信號一次，使對端設備清空緩存的MAC地址列表，新的主用設備發出免費地址解析協議報文ARP，對端設備將原主用設備的MAC地址更新為新主用設備的MAC地址。在本發明實施例中，主用設備與備用設備共用IP位址方案不需要單獨設計主用設備決策過程，不需要專門的埠連線，直接與設備主用狀態綁定，降低軟體複雜度，並滿足各種組網需求。需要說明的是，對於方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領域技術人員應該知悉，本發明並不受所描述的動作順序的限制，因為依據本發明，某些步驟可以採用其他順序或者同時進行。其次，本領域技術人員也應該知悉，說明書中所描述的實施例均屬於優選實施例，所涉及的動作和模塊並不一定是本發明所必須的。參照圖5，所示為本發明一種主用設備與備用設備共用IP位址的裝置實施例的結構框圖，具體可以包括如下模塊浮動IP位址指定模塊101，用於指定浮動IP位址，並設置所述浮動IP位址與主用設備關聯，與備用設備不關聯；主用設備切換模塊102，用於當原備用設備被切換成新的主用設備時，將所述浮動IP位址浮動到新的主用設備，並取消與原主用設備的關聯。在本發明的一種優選實施例中，所述的裝置還可以包括如下模塊緩存清空模塊，用於原主用設備關斷其物理埠信號，使對端設備清空緩存的原主用設備的MAC地址。在本發明的一種優選實施例中，所述對端設備可以包括路由器，交換機以及伺服器。在本發明的一種優選實施例中，所述的裝置還可以包括如下模塊ARP報文生成模塊，位於新的主用設備，用於生成包括所述浮動IP位址的地址解析協議報文ARP，並發送至對端設備，所述包括浮動IP位址的地址解析協議報文ARP用於通知對端設備根據所述浮動IP位址更新所述新的主用設備的MAC地址。在本發明的一種優選實施例中，所述的裝置還可以包括如下模塊數據交互模塊，用於所述新的主用設備可以與所述對端設備進行數據交互。對於圖5所示裝置實施例而言，由於其與圖1所示的方法實施例基本相似，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。
本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。本領域內的技術人員應明白，本申請的實施例可提供為方法、裝置、或電腦程式產品。因此，本申請可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。而且，本申請可採用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限於磁碟存儲器、CD-ROM、光學存儲器等)上實施的電腦程式產品的形式。本申請是參照根據本申請實施例的方法、設備(系統)、和電腦程式產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由電腦程式指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些電腦程式指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。這些電腦程式指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的製造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。這些電腦程式指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。儘管已描述了本申請的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本申請範圍的所有變更和修改。最後，還需要說明的是，在本文中，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設
備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個......」限定的要素，並不
排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。以上對本發明所提供的一種主用設備與備用設備共用IP位址的方法和裝置，進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種主用設備與備用設備共用IP位址的方法，其特徵在於，包括指定浮動IP位址，並設置所述浮動IP位址與主用設備關聯，與備用設備不關聯；當原備用設備被切換成新的主用設備時，將所述浮動IP位址浮動到新的主用設備，並取消與原主用設備的關聯。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括所述新的主用設備生成包括所述浮動IP位址的地址解析協議報文ARP，並發送至對端設備，所述包括浮動IP位址的地址解析協議報文ARP用於通知對端設備根據所述浮動IP 地址更新所述新的主用設備的MAC地址。
3.根據權利要求2述的方法，其特徵在於，還包括原主用設備關斷其物理埠信號，使對端設備清空緩存的原主用設備的MAC地址。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括所述新的主用設備與所述對端設備進行數據交互。
5.根據權利要求2或3或4所述的方法，其特徵在於，所述對端設備包括路由器，交換機和/或伺服器。
6.一種主用設備與備用設備共用IP位址的裝置，其特徵在於，包括浮動IP位址指定模塊，用於指定浮動IP位址，並設置所述浮動IP位址與主用設備關聯，與備用設備不關聯；主用設備切換模塊，用於當原備用設備被切換成新的主用設備時，將所述浮動IP位址浮動到新的主用設備，並取消與原主用設備的關聯。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，還包括ARP報文生成模塊，位於新的主用設備，用於生成包括所述浮動IP位址的地址解析協議報文ARP，並發送至對端設備，所述包括浮動IP位址的地址解析協議報文ARP用於通知對端設備根據所述浮動IP位址更新所述新的主用設備的MAC地址。
8.根據權利要求7述的裝置，其特徵在於，還包括緩存清空模塊，用於原主用設備關斷其物理埠信號，使對端設備清空緩存的原主用設備的MAC地址。
9.根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，還包括數據交互模塊，用於所述新的主用設備與所述對端設備進行數據交互。
10.根據權利要求7或8或9所述的裝置，其特徵在於，所述對端設備包括路由器，交換機和/或伺服器。
全文摘要
本發明提供了一種主用設備與備用設備共用IP位址的方法和裝置，包括指定浮動IP位址，並設置所述浮動IP位址與主用設備關聯，與備用設備不關聯；當原備用設備被切換成新的主用設備時，將所述浮動IP位址浮動到新的主用設備，並取消與原主用設備的關聯。本發明可以不需要單獨設計主用設備決策過程，不需要專門的埠連線，直接與設備的主用狀態綁定，降低軟體複雜度，並滿足各種組網需求。
文檔編號H04L12/713GK103002065SQ20121054622
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月14日 優先權日2012年12月14日
發明者王立銘 申請人:大唐移動通信設備有限公司