[发明专利]一种实现双活网络地址转换网关的方法

说明书

本发明提供一种实现双活网络地址转换网关的方法，属于NAT网关技术领域，本发明使用OVS/OVS DPDK实现NAT,SNAT和DNAT。使用核心交换机策略路由和ECMP分流。使用openflow规则做NAT，SNAT和DNAT。使用ECMP实现高可用和水平扩展。避免了频繁的状态表同步，实现了两个NAT网关双活的模式。

技术领域

本发明涉及NAT网关技术领域，尤其涉及一种实现双活网络地址转换网关的方法。

背景技术

NAT网关实现主备工作时，只有一个节点处于工作状态，另一个节点只是备用，处于闲置状态，这就造成资源浪费。现有的一些实现双活的方案异常复杂，它需要进行状态表同步，对于TCP的状态表同步，只要任何一个方向的TCP包序号发生改变时都要做，因此同步状态表基本不切实际。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种实现双活网络地址转换网关的方法，避免了频繁的状态表同步，同时还能实现双活的工作模式。

本发明的技术方案是：

一种实现双活网络地址转换网关的方法，利用交换机的ECMP能力实现到NAT网关的流量的负载均衡，但是对于任何一个连接(包括有状态的和无状态的)，只有一个NAT网关有该连接的状态表，当ECMP把该连接的包分发到另一个没有该连接的NAT网关时，该NAT网关会把包送到本地的状态表查看是否有连接在，如果没有则设置标记，NAT网关看到该标记就知道本地没有状态表，它就会把包送到另外一个NAT网关，每一个NAT网关都会这么做，这样，对于任何连接的数据包，不管ECMP把它分发到哪一个NAT网关，最终都会在有该连接状态的NAT网关节点上处理，从而实现了两个NAT网关双活的模式。

进一步的，

1)使用OVS/OVS DPDK实现NAT,SNAT和DNAT；

2)使用核心交换机策略路由和ECMP分流；

3)使用openflow规则做NAT，SNAT和DNAT；

4)使用ECMP实现高可用和水平扩展。

进一步的，

对源IP是浮动IP，目标IP是EIP的流量，交换机配置两条策略路由，一条到NAT网关1，一条到NAT网关2，这样就对出去的流量启动了ECMP，同时需要配置ECMP使用源IP，源端口，目标IP，目标端口来分发流量，从而做到尽可能的负载均衡。

对源IP和目标IP都是EIP的流量，交换机需要配置两条策略路由，一条到NAT网关1，一条到NAT网关2，这样就对回来的流量启动了ECMP，ECMP分流使用的五元组是全局配置，这里就无须配置了。

每个NAT网关配置四个网络接口，一个是内部数据接口，一个是外部数据接口，一个是管理IP接口，一个是状态表同步接口。

两个NAT网关的管理IP使用VRRP配置一个VIP，一旦一个NAT网关故障，管理VIP将自动切换到另一个NAT网关。

管理IP有主备之分，以确保配置总是先配置到主，然后再由主把配置同步到备上。

两个NAT网关的内部数据接口和外部数据接口不需要VRRP管理，链路的好坏由交换机去检测判断，当然NAT网关本地也必须要有周期性的检测机制，确保数据接口故障后管理VIP的及时切换和连接状态表的及时同步。

每个NAT网关为每个配置的SNAT和DNAT添加另外的openflow规则，来把不属于该NAT网关连接状态表的连接的流量重新发送到另一个NAT网关。

每一个NAT网关启动conntrackd后台服务，当管理VIP发生切换时，借助它把故障的NAT网关的连接状态表同步到工作的NAT网关上来。