CN103944749A - 一种基于心跳的双机热备方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于心跳的双机热备方法及***，该***包括：第一防火墙、第二防火墙和心跳线，第一防火墙和第二防火墙间通过心跳线进行连接，并通过心跳线比较各自的路由路径权重值总和的大小，路由路径权重值总和较大的防火墙将自身的状态设置为主动模式，对ARP广播报文进行处理并进行数据转发，路由路径权重值总和较小的防火墙将自身的状态设置为被动抑制模式，不处理任何报文，该方法及***能够根据路由路径的状态自动设置和切换防火墙的主备状态，同时避免由心跳信号故障导致两个防火墙均转换为主动状态时使得ARP广播报文影响上下路由路径、进而导致报文转发路径混乱的问题。
Description
技术领域
本发明涉及双机备份领域，尤其涉及一种基于心跳的双机热备方法及***。
背景技术
防火墙是位于网络边界防范网络攻击的屏障，防火墙***的可靠性直接关系着整个受保护网络的可用性，所以必须利用相关技术为它提供数据通道的冗余。现有技术中通常通过心跳线连接两个防火墙，通过心跳线同步两个防火墙间的数据，当一台防火墙出现故障而不能正常运行时，自动切换到另一台防火墙，从而保证网络环境正常有效地运行。但是这种方法需要人为地设置和区分主备防火墙，无法根据路由路径的状态自动设置和切换防火墙的主备状态。
发明内容
本发明鉴于上述情况而作出，其目的是提供一种基于心跳的双机热备方法及***，能够根据路由路径的状态自动设置和切换防火墙的主备状态。
根据本发明的一个方面，提供一种基于心跳的双机热备方法，包括以下步骤：
步骤S1，通过心跳线连接第一防火墙和第二防火墙。
步骤S2，第一防火墙对每个与第一防火墙相关联的路由路径设定权重值，第二防火墙对每个与第二防火墙相关联的路由路径设定权重值。
步骤S3，第一防火墙计算所有与第一防火墙相关联的路由路径的权重值的总和，第二防火墙计算所有与第一防火墙相关联的路由路径的权重值的总和。
步骤S4，第一防火墙和第二防火墙通过心跳线将各自的路由路径权重值总和发给对方。
步骤S5，第一防火墙和第二防火墙分别比较自身的路由路径权重值总和与接收到的对方的路由路径权重值总和的大小。
步骤S6，路由路径权重值总和较大的防火墙将自身的状态设置为主动模式，对地址解析协议（ARP）广播报文进行处理并进行数据转发，路由路径权重值总和较小的防火墙将自身的状态设置为被动抑制模式，不处理任何报文。
其中，所述第一防火墙和所述第二防火墙处于同一网络拓扑环境下，并且所述第一防火墙和所述第二防火墙具有相同的路由路径配置。
所述第一防火墙和所述第二防火墙每次通过心跳线同步前，重新计算各自的路由路径权重值总和。
当所述第一防火墙和所述第二防火墙中任意一个出现故障导致心跳信号中断时，另一个防火墙将自身的状态变更为紧急模式，根据当前的路由路径权重值总和进行ARP广播报文的延时发送，并且所有报文通过该另一个防火墙进行转发。
当所述心跳线出现故障导致所述第一防火墙和所述第二防火墙均接收不到对方的心跳信号时，所述第一防火墙和所述第二防火墙均将自身的状态变更为紧急模式，所述第一防火墙和所述第二防火墙根据各自当前的路由路径权重值总和进行ARP广播报文的延时发送，其中所述路由路径权重值总和越高，则延时越长。
根据本发明的另一方面，提供一种基于心跳的双机热备***，包括：第一防火墙、第二防火墙和心跳线，第一防火墙和第二防火墙间通过心跳线进行连接。
第一防火墙对每个与第一防火墙相关联的路由路径设定权重值，并计算所有与第一防火墙相关联的路由路径的权重值总和。
第二防火墙对每个与第二防火墙相关联的路由路径设定权重值，并计算所有与第二防火墙相关联的路由路径的权重值总和。
第一防火墙和第二防火墙通过心跳线将各自的路由路径权重值总和发给对方，并分别比较自身的路由路径权重值总和与接收到的对方的路由路径权重值总和的大小。
路由路径权重值总和较大的防火墙将自身的状态设置为主动模式，对ARP广播报文进行处理并进行数据转发，路由路径权重值总和较小的防火墙将自身的状态设置为被动抑制模式，不处理任何报文。
其中，所述第一防火墙和所述第二防火墙处于同一网络拓扑环境下，并且所述第一防火墙和所述第二防火墙具有相同的路由路径配置。
所述第一防火墙和所述第二防火墙每次通过心跳线同步前，重新计算各自的路由路径权重值总和。
当所述第一防火墙和所述第二防火墙中任意一个出现故障导致心跳信号中断时，另一个防火墙将自身的状态变更为紧急模式，根据当前的路由路径权重值总和进行ARP广播报文的延时发送，并且所有报文通过该另一个防火墙进行转发。
当所述心跳线出现故障导致所述第一防火墙和所述第二防火墙均接收不到对方的心跳信号时，所述第一防火墙和所述第二防火墙均将自身的状态变更为紧急模式，所述第一防火墙和所述第二防火墙根据各自当前的路由路径权重值总和进行ARP广播报文的延时发送，其中所述路由路径权重值总和越高，则延时越长。
根据本发明，提供了一种基于心跳的双机热备方法及***，能够根据路由路径的状态自动设置和切换防火墙的主备状态，同时避免由心跳信号故障导致两个防火墙均转换为主动状态时使得ARP广播报文影响上下路由路径、进而导致报文转发路径混乱的问题。
附图说明
图1是本发明实施方式的基于心跳的双机热备方法的流程示意图；
图2是本发明实施方式的基于心跳的双机热备***的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明提供一种基于心跳的双机热备方法及***，能够根据路由路径的状态自动设置和切换防火墙的主备状态，同时避免由心跳信号故障导致两个防火墙均转换为主动状态时使得ARP广播报文影响上下路由路径、进而导致报文转发路径混乱的问题。
图1是本发明实施方式的基于心跳的双机热备方法的流程示意图。
如图1所示，一种基于心跳的双机热备方法，包括以下步骤：
步骤S1，通过心跳线连接第一防火墙和第二防火墙。
第一防火墙和第二防火墙处于同一网络拓扑环境下，第一防火墙和第二防火墙间通过心跳线进行连接，并通过心跳线每隔固定的时间间隔（如10秒钟）进行彼此间的配置信息和数据信息的同步，使得他们具有相同的路由路径。
步骤S2，第一防火墙对每个与第一防火墙相关联的路由路径设定权重值，第二防火墙对每个与第二防火墙相关联的路由路径设定权重值。
对于相同的路由路径，第一防火墙和第二防火墙设置不同的权重值。在示例实施方式中，第一防火墙和第二防火墙具有相同的路由路径，包括路由路径1和路由路径2，第一防火墙将路由路径1的权重值设置为50，将路由路径2的权重值设置为30，第二防火墙将路由路径1的权重值设置为30，将路由路径2的权重值设置为40。
步骤S3，第一防火墙计算所有与第一防火墙相关联的路由路径的权重值的总和，第二防火墙计算所有与第二防火墙相关联的路由路径的权重值的总和。
在示例实施方式中，第一防火墙的路由路径权重值总和为80，第二防火墙的路由路径权重值总和为70。
步骤S4，第一防火墙和第二防火墙通过心跳线将各自的路由路径权重值总和发给对方。
在示例实施方式中，第一防火墙收到的第二防火墙的路由路径权重值总和为70，第二防火墙收到的第一防火墙的路由路径权重值总和为80。
步骤S5，第一防火墙和第二防火墙分别比较自身的路由路径权重值总和与接收到的对方的路由路径权重值总和的大小。
在示例实施方式中，第一防火墙通过比较确定自身的路由路径权重值总和较大，第二防火墙通过比较确定自身的路由路径权重值总和较小。
步骤S6，路由路径权重值总和较大的防火墙将自身的状态设置为主动模式，对ARP广播报文进行处理并进行数据转发，路由路径权重值总和较小的防火墙将自身的状态设置为被动抑制模式，不处理任何报文。
在示例实施方式中，路由路径权重值总和较大的第一防火墙将自身的状态设置为主动模式，对ARP广播报文进行处理并进行数据转发，路由路径权重值总和较小的第二防火墙将自身的状态设置为被动抑制模式，不处理任何报文。
在第一防火墙和第二防火墙每次通过心跳线同步前，第一防火墙和第二防火墙重新计算各自的路由路径权重值总和，以便在通过心跳线同步时将最新的路由路径权重值总和发送给对方。
在示例实施方式中，当路由路径1因为故障或其他原因中断后，第一防火墙重新计算的路由路径权重值总和为路由路径2的权重值30，第二防火墙重新计算的路由路径权重值总和为路由路径2的权重值40。当第一防火墙和第二防火墙通过心跳线将各自最新的路由路径权重值总和发给对方后，第一防火墙通过比较确定自身的路由路径权重值总和较小，第二防火墙通过比较确定自身的路由路径权重值总和较大，因此第二防火墙将自身的状态设置为主动模式，对ARP广播报文进行处理并进行数据转发，第一防火墙将自身的状态设置为被动抑制模式，不处理任何报文。
当第一防火墙和第二防火墙中任意一个出现故障导致心跳信号中断时，另一个防火墙将自身的状态变更为紧急模式，根据当前的路由路径权重值总和进行ARP广播报文的延时发送，并且所有报文通过该防火墙进行转发。在示例实施方式中，当第一防火墙出现故障导致心跳信号中断时，第二防火墙将自身的状态变更为紧急模式，此时第二防火墙的路由路径权重值总和为70，第二防火墙延时70毫秒发送ARP广播报文,路由路径上的其他设备的缓存表会被第二防火墙的ARP广播报文所刷新，并且所有报文通过第二防火墙进行转发。
当心跳线出现故障导致第一防火墙和第二防火墙均接收不到对方的心跳信号时，第一防火墙和第二防火墙均将自身的状态变更为紧急模式，第一防火墙和第二防火墙根据各自当前的路由路径权重值总和进行ARP广播报文的延时发送，并且路由路径权重值总和越高，延时越长。这样，当上级路由器发送ARP广播报文时，由于两个防火墙回复ARP广播报文的时间间隔固定并且各不相同，所以后发送的一方会刷新路由器的ARP缓存表，进而保证报文仅从其中一个防火墙发出，避免因为两个防火墙均转换为主动状态而导致的报文转发路径混乱的问题。在示例实施方式中，当心跳线出现故障导致第一防火墙和第二防火墙均接收不到对方的心跳信号时，第一防火墙和第二防火墙均将自身的状态变更为紧急模式，此时第一防火墙的路由路径的权重值总和为80，第二防火墙的路由路径权重值总和为70，因此第一防火墙更为重要，根据各自的权重值总和，第一防火墙延时80毫秒发送ARP广播报文，第二防火墙延时70毫秒发送ARP广播报文,这样路由路径上的其他设备的ARP缓存表会被第一防火墙的ARP广播报文所刷新，并且所有报文通过第一防火墙进行转发。
图2是本发明的基于心跳的双机热备***的结构示意图。
如图2所示，一种基于心跳的双机热备***，包括：第一防火墙1、第二防火墙2和心跳线3，第一防火墙1和第二防火墙2处于同一网络拓扑环境下，第一防火墙1和第二防火墙2间通过心跳线3进行连接，并通过心跳线3每隔固定的时间间隔（如10秒钟）进行彼此间的配置信息和数据信息的同步，使得他们具有相同的路由路径。
第一防火墙1对每个与第一防火墙1相关联的路由路径设定权重值，并计算所有与第一防火墙1相关联的路由路径的权重值总和。
第二防火墙2对每个与第二防火墙2相关联的路由路径设定权重值，并计算所有与第二防火墙2相关联的路由路径的权重值总和。
对于相同的路由路径，第一防火墙1和第二防火墙2设置不同的权重值。在示例实施方式中，第一防火墙1和第二防火墙2具有相同的路由路径，包括路由路径1和路由路径2，第一防火墙1将路由路径1的权重值设置为50，将路由路径2的权重值设置为30，则路由路径权重值总和为80，第二防火墙2将路由路径1的权重值设置为30，将路由路径2的权重值设置为40，则路由路径权重值总和为70。
第一防火墙1和第二防火墙2通过心跳线3将各自的路由路径权重值总和发给对方，并分别比较自身的路由路径权重值总和与接收到的对方的路由路径权重值总和的大小。
在示例实施方式中，第一防火墙1收到的第二防火墙2的路由路径权重值总和为70，第二防火墙2收到的第一防火墙1的路由路径权重值总和为80。
第一防火墙1通过比较确定自身的路由路径权重值总和较大，第二防火墙2通过比较确定自身的路由路径权重值总和较小。
路由路径权重值总和较大的防火墙将自身的状态设置为主动模式，对ARP广播报文进行处理并进行数据转发，路由路径权重值总和较小的防火墙将自身的状态设置为被动抑制模式，不处理任何报文。
在示例实施方式中，路由路径权重值总和较大的第一防火墙1将自身的状态设置为主动模式，对ARP广播报文进行处理并进行数据转发，路由路径权重值总和较小的第二防火墙2将自身的状态设置为被动抑制模式，不处理任何报文。
在第一防火墙1和第二防火墙2每次通过心跳线3同步前，第一防火墙1和第二防火墙2重新计算各自的路由路径权重值总和，以保证在通过心跳线3同步时将最新的路由路径权重值总和发送给对方。
在示例实施方式中，当路由路径1因为故障或其他原因中断后，第一防火墙1重新计算的路由路径权重值总和为路由路径2的权重值30，第二防火墙2重新计算的路由路径权重值总和为路由路径2的权重值40。当第一防火墙1和第二防火墙2通过心跳线3将各自最新的路由路径权重值总和发给对方后，第一防火墙1通过比较确定自身的路由路径权重值总和较小，第二防火墙2通过比较确定自身的路由路径权重值总和较大，因此第二防火墙2将自身的状态设置为主动模式，对ARP广播报文进行处理并进行数据转发，第一防火墙1将自身的状态设置为被动抑制模式，不处理任何报文。
当第一防火墙1和第二防火墙2中任意一个出现故障导致心跳信号中断时，另一个防火墙将自身的状态变更为紧急模式，根据当前路由路径权重值总和进行ARP广播报文的延时发送，并且所有报文通过该防火墙进行转发。在示例实施方式中，当第一防火墙1出现故障导致心跳信号中断时，第二防火墙2将自身的状态变更为紧急模式，此时第二防火墙2的路由路径权重值总和为70，第二防火墙2延时70毫秒发送ARP广播报文,路由路径上的其他设备的缓存表会被第二防火墙2的ARP广播报文所刷新，并且所有报文通过第二防火墙2进行转发。
当心跳线3出现故障导致第一防火墙1和第二防火墙2均接收不到对方的心跳信号时，第一防火墙1和第二防火墙2均将自身的状态变更为紧急模式，第一防火墙1和第二防火墙2根据各自当前路由路径权重值总和进行ARP广播报文的延时发送，并且路由路径权重值总和越高，延时越长.这样，当上级路由器发送ARP广播报文时，由于两个防火墙回复ARP广播报文的时间间隔固定并且各不相同，后发送的一方会刷新路由器的ARP缓存表，进而保证报文仅从其中一个防火墙发出，避免因为两个防火墙均转换为主动状态而导致的报文转发路径混乱的问题。在示例实施方式中，当心跳线3出现故障导致第一防火墙1和第二防火墙2均接收不到对方的心跳信号时，第一防火墙1和第二防火墙2均将自身的状态变更为紧急模式，此时第一防火墙1的路由路径的权重值总和为80，第二防火墙2的路由路径权重值总和为70，因此第一防火墙1更为重要，根据各自的权重值总和，第一防火墙1延时80毫秒发送ARP广播报文，第二防火墙2延时70毫秒发送ARP广播报文,这样路由路径上的其他设备的ARP缓存表会被第一防火墙1的ARP广播报文所刷新，并且所有报文通过第一防火墙1进行转发。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种基于心跳的双机热备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，通过心跳线连接第一防火墙和第二防火墙；
步骤S2，第一防火墙对每个与第一防火墙相关联的路由路径设定权重值，第二防火墙对每个与第二防火墙相关联的路由路径设定权重值；
步骤S3，第一防火墙计算所有与第一防火墙相关联的路由路径的权重值的总和，第二防火墙计算所有与第二防火墙相关联的路由路径的权重值的总和；
步骤S4，第一防火墙和第二防火墙通过心跳线将各自的路由路径权重值总和发给对方；
步骤S5，第一防火墙和第二防火墙分别比较自身的路由路径权重值总和与接收到的对方的路由路径权重值总和的大小；
步骤S6，路由路径权重值总和较大的防火墙将自身的状态设置为主动模式，对地址解析协议（ARP）广播报文进行处理并进行数据转发，路由路径权重值总和较小的防火墙将自身的状态设置为被动抑制模式，不处理任何报文。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一防火墙和所述第二防火墙处于同一网络拓扑环境下，所述第一防火墙和所述第二防火墙具有相同的路由路径配置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一防火墙和所述第二防火墙每次通过心跳线同步前，重新计算各自的路由路径权重值总和。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，当所述第一防火墙和所述第二防火墙中任意一个出现故障导致心跳信号中断时，另一个防火墙将自身的状态变更为紧急模式，根据当前的路由路径权重值总和进行ARP广播报文的延时发送，并且所有报文通过该另一个防火墙进行转发。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，当所述心跳线出现故障导致所述第一防火墙和所述第二防火墙均接收不到对方的心跳信号时，所述第一防火墙和所述第二防火墙均将自身的状态变更为紧急模式，所述第一防火墙和所述第二防火墙根据各自当前的路由路径权重值总和进行ARP广播报文的延时发送，其中所述路由路径权重值总和越高，则延时越长。
6.一种基于心跳的双机热备***，其特征在于，包括：第一防火墙、第二防火墙和心跳线；
第一防火墙和第二防火墙间通过心跳线进行连接；
第一防火墙对每个与第一防火墙相关联的路由路径设定权重值，并计算所有与第一防火墙相关联的路由路径的权重值的总和；
第二防火墙对每个与第二防火墙相关联的路由路径设定权重值，并计算所有与第二防火墙相关联的路由路径的权重值的总和；
第一防火墙和第二防火墙通过心跳线将各自的路由路径权重值总和发给对方，并分别比较自身的路由路径权重值总和与接收到的对方的路由路径权重值总和的大小；
路由路径权重值总和较大的防火墙将自身的状态设置为主动模式，对地址解析协议（ARP）广播报文进行处理并进行数据转发，路由路径权重值总和较小的防火墙将自身的状态设置为被动抑制模式，不处理任何报文。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述第一防火墙和所述第二防火墙处于同一网络拓扑环境下，所述第一防火墙和所述第二防火墙具有相同的路由路径配置。
8.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述第一防火墙和所述第二防火墙每次通过心跳线同步前，重新计算各自的路由路径权重值总和。
9.根据权利要求6至8任意一项所述的***，其特征在于，当所述第一防火墙和所述第二防火墙中任意一个出现故障导致心跳信号中断时，另一个防火墙将自身的状态变更为紧急模式，根据当前的路由路径权重值总和进行ARP广播报文的延时发送，并且所有报文通过该另一个防火墙进行转发。
10.根据权利要求6至8任意一项所述的***，其特征在于，当所述心跳线出现故障导致所述第一防火墙和所述第二防火墙均接收不到对方的心跳信号时，所述第一防火墙和所述第二防火墙均将自身的状态变更为紧急模式，所述第一防火墙和所述第二防火墙根据各自当前的路由路径权重值总和进行ARP广播报文的延时发送，其中所述路由路径权重值总和越高，则延时越长。
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