CN205792669U - 基于vrrp的负载均衡*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型实涉及计算机网络技术领域，具体涉及一种基于VRRP的负载均衡***。所述***包括主设备、至少一个备用设备和至少用个主机，所述至少一个主机分别与所述主设备、所述至少一个备用设备连接，所述主设备和所述至少一个备用设备网络连接，主设备和至少一个备用设备具有相同的虚拟物理地址和虚拟IP地址。本实用新型实施例提供的***，不仅能够实现负载均衡，且所有主机只需配置同一个网关，配置简单，且不影响主机开启ARP防护或绑定等功能，在一些不能处理免费ARP的设备中也能正常工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及计算机网络技术领域，特别涉及一种基于VRRP的负载均衡***。
背景技术
在虚拟路由冗余协议(Virtual Router Redundancy Protocol，简称VRRP)VRRP（虚拟路由器冗余协议）的标准协议模式中，只有主设备（Master，通常为路由器）可以转发报文，备用设备（Backup）处于监听状态，无法转发报文。虽然创建多个备份组可以实现多个路由器之间的负载分担，但是局域网内的主机（HOST）需要设置不同的网关，增加了配置的复杂性。
VRRP负载均衡模式(简称VRRPE)是在虚拟网关冗余备份功能基础上，增加了负载均衡功能，实现了同一个备份组里的Master和Backup路由器都转发报文。但是目前的VRRP负载均衡模式要求主机不能开启地址解析协议(Address Resolution Protocol，简称ARP)绑定或防护功能，并且在一些不处理免费ARP的设备环境中导致VRRP故障。
实用新型内容
本实用新型的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种基于VRRP的负载均衡***。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型实施例提供了以下技术方案：
一种基于VRRP的负载均衡***，包括一个主设备、至少一个备用设备和至少一个主机，所述至少一个主机分别与所述主设备、所述至少一个备用设备连接，所述主设备和所述至少一个备用设备网络连接，所述主设备和所述至少一个备用设备具有相同的虚拟物理地址和虚拟IP地址；
所述主设备被配置成收集所述至少一个主机中的每个主机对应的物理地址，将每个主机对应的物理地址写入地址信息表中；还被配置成将所述地址信息表中的部分或全部物理地址分配给不同的备用设备，完成负载均衡分配；
所备用设备被配置成在接收到所述主设备分配的物理地址后，处理所分配的物理地址对应的主机发送的数据包。
需要说明的是，主设备收集主机的物理地址、将物理地址写入地址信息表及分配物理地址给备用设备的过程均为现有技术，备用设备接收物理地址及处理主机发送的数据包的过程也是现有技术，本实用新型提供的***在于结构性的改进，不涉及具体处理方法的改进，基于上述硬件架构，使得针对开启了防止被刷新arp功能的主机，或不支持接收免费arp的主机，负载均衡功能也能正常运作。
较优地，所述备用设备还被配置成向所述主设备发送资源状态信息，所述主设备根据每个备用设备发送的资源状态信息，将所述地址信息表中的部分或全部物理地址分配给不同的备用设备。根据各个备用设备的资源状态信息进行分配，可以使各个备用设备的负载更均匀。
较优地，所述主设备在分配物理地址时，所述主设备根据每个备用设备发送的资源状态信息，将所述地址信息表中的部分物理地址分配给不同的备用设备，将剩余的物理地址分配给自己。
较优地，当所述部分物理地址的数量大于所述备用设备的数量时，所述主设备从所述部分物理地址中分别分配一个物理地址给每个备用设备，再根据每个备用设备的资源状态信息中的已分配主机数量，将所述部分物理地址中剩余的物理地址优先分配给已分配主机数量相对少的备用设备。
较优地，当所述部分物理地址的数量小于所述备用设备的数量时，所述主设备将所述部分物理地址分别分配给部分备用设备。进一步地，所述主设备给所述部分备用设备中的每个备用设备分配一个物理地址。
较优地，所述主设备在网口接收到主机发送的数据包时，若该主机对应的物理地址为所述地址信息表中分配给自己的物理地址，则处理该主机发送的数据包，否则丢弃该主机发送的数据包。
较优地，所述备用设备在接收到所述主设备分配的物理地址后，存储所分配的物理地址；所述备用设备在网口接收到主机发送的数据包时，若该主机对应的物理地址已存储，则处理该主机发送的数据包，否则丢弃该主机发送的数据包。
作为一种实施方式，所述主设备在收集所述至少一个主机中的每个主机对应的物理地址时，所述主设备接收所述至少一个主机中的每个主机发送的数据包，从所述数据包中提取出发送该数据包的主机对应的物理地址。
作为另一种实施方式，所述主设备在收集所述至少一个主机中的每个主机对应的物理地址时，所述主设备接收所述至少一个主机中的每个主机发送的ARP请求，从所述ARP请求中提取出发送该ARP请求的主机对应的物理地址。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型实施例提供的基于VRRP的负载均衡***，包括主设备、备用设备和主机，由于所述主设备和所述至少一个备用设备具有相同的虚拟物理地址和虚拟IP地址，使得主机在首次询问主设备时即可获知所有备用设备的物理地址，主设备不需要再次告知所有的备用设备的物理地址，即不需要通过arp来刷新主机的arp表，这样即便主机开启了防止被刷新arp的功能，或不支持接收免费arp的主机，负载均衡功能也能正常运作。
附图说明：
图1为本实用新型实施例提供的基于VRRP的负载均衡***的结构示意图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。
请参阅图1，本实用新型实施例提供的基于VRRP的负载均衡***，包括一个主设备、至少用个备用设备和至少用个主机，所述至少一个主机分别与所述主设备、所述至少一个备用设备连接，即，所述至少一个主机中的每个主机与所述主设备连接，所述至少一个主机中的每个主机与所述至少一个备用设备中的每个备用设备连接，所述主设备和所述至少一个备用设备网络连接，所述主设备和所述至少一个备用设备具有相同的虚拟物理地址和虚拟IP地址。
如图1所示，本实用新型实施例提供的基于VRRP的负载均衡***中，主设备和备用设备均为路由器，Router A是主设备，Router B、Router C均是备用设备。Router A、RouterB、Router C中，谁作为主设备，谁作为备用设备，其选举方式和VRRP标准模式相同，即，标准VRRP( rfc 2338) 的Master选举是根据优先级，优先级大的作为Master，如果优先级大小相同则根据真实IP，真实IP大则作为Master。备用设备可以是至少一个，本实施例中，仅以两个备用设备为例进行阐述。以192.168.0.1为网关，该网关与物理地址（MAC）00-00-5e-00-01-01对应，则Router A、Router B、Router C的虚拟IP地址均为192.168.0.1，RouterA、Router B、Router C的虚拟物理地址为00--00-5e-00-01-01。本实用新型实施例提供的***中有四个主机，四个主机对应的MAC地址分别为：08--00-27-76-8f-61、08--00-27-76-8f-62、08--00-27-76-8f-63、08--00-27-76-8f-64。
主设备收集所述至少一个主机中的每个主机对应的（真实的）物理地址，将每个主机对应的物理地址写入地址信息表（图1所示的HOST池）中，即在本实施例中，Router A收集四个主机（HOST1、HOST2、HOST3、HOST4）分别对应的MAC地址：08--00-27-76-8f-61、08--00-27-76-8f-62、08--00-27-76-8f-63、08--00-27-76-8f-64，将该四个MAC地址写入HOST池中。具体实现时，可以是四个主机分别向Router A发送ARP请求，该ARP请求中即包含有MAC地址；主机在回复该ARP请求时，则将主机的虚拟MAC地址告知四个主机。由于Router B、Router C的虚拟MAC地址与Router A相同，因此四个主机也相应获得了所有的备用设备的虚拟MAC地址。主机在通过Router A发送数据包时，Router A也可以从该数据包中获取主机的MAC地址。所有主机的ARP请求都由主设备处理，备用设备不作回复。
区别于传统的VRRP均衡负载方式：每个备用设备的MAC地址不一样，主设备在获知所有的备用设备的MAC地址后，需要刷新主机的ARP表，以告知主机各个备用设备的MAC地址，因此要求主机不能开启ARP防火墙或ARP绑定功能。
本实用新型创造性地采用主设备和所有的备用设备虚拟出同一个MAC地址，主设备则不需要去刷新主机的ARP表，因此，主机只需要配置同一个网关，配置简单，而且不影响主机开启ARP防火墙或ARP绑定功能，并且即便在一些不能及时处理免费ARP的设备中也能正常工作。
在收集到所有的主机的物理地址后，主设备将所述地址信息表中的部分或全部物理地址分配给各个备用设备，完成负载均衡分配，即让备用设备服务于部分或全部主机，处理主机发送的数据包。
需要说明的是，本实施例中涉及的负载均衡并非指主设备和每个备用设备平均分配主机（主机数量与备用设备和主设备的总数量不一致时也不可能实现平均分配），而是指同一个备份组里的主设备和备用设备都处理主机发送的数据包，而不是仅由主设备处理，备用设备只处于监听状态。
主设备在给各个备用设备分配物理地址时，可以直接分配，也可以根据备用设备发送的资源状态信息来分配。如根据备用设备的资源状态信息来分配，则备用设备会提前向主设备发送自身的资源状态信息。资源状态信息可以包括例如宽带、CPU、运行内存、已分配主机数量等体现备设备承担负载能力的信息，以便于主设备根据各个备用设备承担负载的能力来分配物理地址。
主设备可以将所述地址信息表中的全部物理地址分配给不同的备用设备（例如在主设备已服务的主机数量较多的情况下），也可以将部分物理地址分配给不同的备用设备，即分配部分主机给不同的备用设备，由各个备用设备服务于相应的主机。
主设备将地址信息表中的部分或全部物理地址分配给不同的备用设备可以有多种方式，例如，当地址信息表中的部分或全部物理地址的数量小于备用设备的数量时，则直接给部分备用设备分配物理地址，所述部分备用设备中的每个备用设备可以分配多个物理地址，较优地，也可以分别分配一个物理地址。当地址信息表中的部分或全部物理地址的数量大于备用设备的数量时，主设备给每个备用设备先分配一个物理地址，然后再根据每个备用设备的资源状态信息中的已分配主机数量，将剩余的物理地址优先分配给已分配主机数量相对少的备用设备。
例如，图1所示的***中，Router A收集到四个物理地址：08--00-27-76-8f-61、08--00-27-76-8f-62、08--00-27-76-8f-63、08--00-27-76-8f-64，即地址信息表（HOST池）中写入有上述四个物理地址。Router A将08--00-27-76-8f-63、08--00-27-76-8f-64分别分配给Router B、Router C，由Router B、Router C分别处理08--00-27-76-8f-63、08--00-27-76-8f-64对应的主机发送的数据包，剩余的08--00-27-76-8f-61、08--00-27-76-8f-62分配给自己，由自己处理08--00-27-76-8f-61、08--00-27-76-8f-62对应的主机发送的数据包。
备用设备在接收到所述主设备分配的物理地址后，存储所分配的物理地址；所述备用设备在网口接收到主机发送的数据包时，若该主机对应的物理地址已存储，则处理该主机发送的数据包，否则丢弃该主机发送的数据包。
主设备在网口接收到主机发送的数据包时，若该主机对应的物理地址为所述地址信息表中分配给自己的物理地址，则处理该主机发送的数据包，否则丢弃该主机发送的数据包。
例如，图1所示***中，Router B在接收到08--00-27-76-8f-63对应的主机发送的数据包时，处理（例如转发）该主机发是的数据包；如果接收到08--00-27-76-8f-61对应的主机发送的数据包，则直接丢弃该数据包。Router A在接收到08--00-27-76-8f-61对应的主机发送的数据包时，处理（例如转发）该主机发是的数据包；如果接收到08--00-27-76-8f-64对应的主机发送的数据包，则直接丢弃该数据包。
本实用新型实施例提供的基于VRRP的负载均衡***，不仅可以实现负载均衡，主设备和备用设备都转发主机发送的数据包，而且所有的主机只需要配置同一个网关，配置操作简单；另一方面，由于不需要刷新主机的ARP表，因此在实现负载均衡功能时，不影响主机开启ARP防火墙或者ARP绑定功能，并且即便在一些不能及时处理免费ARP的设备中也能正常工作。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以实用新型。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
Claims (10)
1.一种基于VRRP的负载均衡***，其特征在于，包括一个主设备、至少一个备用设备和至少一个主机，所述至少一个主机分别与所述主设备、所述至少一个备用设备连接，所述主设备和所述至少一个备用设备网络连接，所述主设备和所述至少一个备用设备具有相同的虚拟物理地址和虚拟IP地址；
所述主设备被配置成收集所述至少一个主机中的每个主机对应的物理地址，将每个主机对应的物理地址写入地址信息表中；还被配置成将所述地址信息表中的部分或全部物理地址分配给不同的备用设备，完成负载均衡分配；
所述备用设备被配置成在接收到所述主设备分配的物理地址后，处理所分配的物理地址对应的主机发送的数据包。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述备用设备还被配置成向所述主设备发送资源状态信息，所述主设备根据每个备用设备发送的资源状态信息，将所述地址信息表中的部分或全部物理地址分配给不同的备用设备。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述主设备在分配物理地址时，所述主设备根据每个备用设备发送的资源状态信息，将所述地址信息表中的部分物理地址分配给不同的备用设备，将剩余的物理地址分配给自己。
4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，当所述部分物理地址的数量大于所述备用设备的数量时，所述主设备从所述部分物理地址中分别分配一个物理地址给每个备用设备，再根据每个备用设备的资源状态信息中的已分配主机数量，将所述部分物理地址中剩余的物理地址优先分配给已分配主机数量相对少的备用设备。
5.根据权利要求3所述的***，其特征在于，当所述部分物理地址的数量小于所述备用设备的数量时，所述主设备将所述部分物理地址分别分配给部分备用设备。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述主设备给所述部分备用设备中的每个备用设备分配一个物理地址。
7.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述主设备在网口接收到主机发送的数据包时，若该主机对应的物理地址为所述地址信息表中分配给自己的物理地址，则处理该主机发送的数据包，否则丢弃该主机发送的数据包。
8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述备用设备在接收到所述主设备分配的物理地址后，存储所分配的物理地址；所述备用设备在网口接收到主机发送的数据包时，若该主机对应的物理地址已存储，则处理该主机发送的数据包，否则丢弃该主机发送的数据包。
9.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述主设备在收集所述至少一个主机中的每个主机对应的物理地址时，所述主设备接收所述至少一个主机中的每个主机发送的数据包，从所述数据包中提取出发送该数据包的主机对应的物理地址。
10.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述主设备在收集所述至少一个主机中的每个主机对应的物理地址时，所述主设备接收所述至少一个主机中的每个主机发送的ARP请求，从所述ARP请求中提取出发送该ARP请求的主机对应的物理地址。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN105847143A (zh) * | 2016-06-06 | 2016-08-10 | 北京博维亚讯技术有限公司 | 基于vrrp的负载均衡方法及*** |
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Legal Events
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