[发明专利]一种VRRP状态切换方法和三层交换设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域的数据交换技术，尤其涉及一种VRRP状态切换方法和三层交换设备。

背景技术

MSTP(Multiple Spanning Tree Protocol，多实例生成树协议)由IEEE制定的802.1s标准定义，是一种二层管理协议，它通过选择性地阻塞网络中的冗余链路来消除二层环路，同时还具备链路备份的功能。

MSTP协议将环路网络修剪成为无环的树型网络，避免报文在环路网络中的增生和无限循环，同时还提供了数据转发的多个冗余路径，在数据转发过程中实现VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)数据的负载分担。MSTP协议的具体特点如下：

(1)MSTP协议将一个交换网络划分成多个域，每个域内形成多棵生成树，生成树之间彼此独立。

(2)MSTP通过设置VLAN与生成树的对应关系表(即VLAN映射表)，将VLAN与生成树联系起来，并通过“实例”的概念，将多个VLAN映射到一个实例中，从而达到了节省通信开销和降低资源占用率的目的。

(3)MSTP协议可以实现快速收敛，也能使不同VLAN的流量沿各自的路径转发，从而为冗余链路提供了更好的负载分担机制。

VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议)是一种容错协议，在提高可靠性的同时，可以简化主机的配置。VRRP协议将可以承担网关功能的一组路由器加入到VRRP备份组中，形成一台虚拟路由器，由VRRP的选举机制决定一个VRRP备份组(即虚拟路由器)中的哪台路由器承担转发任务，局域网内的主机只需将虚拟路由器配置为缺省网关。

在具有多播或广播能力的局域网(如以太网)中，借助VRRP协议能在某台路由器出现故障时仍然提供高可靠的缺省链路，有效避免单一链路发生故障后网络中断的问题，而无需修改动态路由协议、路由发现协议等配置信息。

VRRP+MSTP组网是一种高可靠性的组网方式，传统企业数据中心网络通常采用这种组网方式。在MSTP+VRRP组网中，MSTP协议负责二层环网保护，VRRP协议负责网关保护。

图1示出了一种典型的VRRP+MSTP组网。其中，switch1和switch2是三层交换机，switch3和switch4是二层交换机。

switch1、switch2、switch3和switch4均启用MSTP协议，且位于同一MST域。该MST域中配置有多个VLAN，其中，VLAN 10以switch1为根桥，VLAN20以switch2为根桥，以实现阻断网络环路，并实现不同VLAN数据流负载分担。

switch1和switch2上还启用了VRRP协议，配置了2个VRRP备份组：VRRP1和VRRP2，以实现该两个VRRP备份组的业务负载分担和备份。其中，VRRP1属于VLAN 10，VRRP2属于VLAN 20。在VRRP1中，switch1是master(主)设备，switch2是backup(备)设备；在VRRP2中，switch2是master(主)设备，switch1是backup(备)设备。此外，分别配置VRRP1和VRRP2监控其所连接的上行链路接口状态(如图中VRRP1监控接口VLAN 100，VRRP2监控接口VLAN 200)。

在进行数据转发时，switch3的上行流量在二层上走VLAN 10转发，switch1的上行流量在三层上走VLAN 100转发，switch4的上行流量在二层上走VLAN20转发，switch2的上行流量在三层上走VLAN 200转发。

当VRRP1监控到接口VLAN 100出现异常时，VRRP1中当前的master设备switch1会降低其在VRRP1中的优先级，从而使自己切换为VRRP1的backup，switch2切换为VRRP1的master，这样，Swiitch3的流量将会从Switch1二层转发到Switch2，由Switch2将上行流量三层转发到上行路由器，以避免switch3的流量中断。其中，接口VLAN 100是否正常，取决于VLAN 100内包含的物理端口是否DOWN，如果VLAN 100内包含有链路状态为UP的端口，则VLAN接口100的状态也是UP。