一种负载均衡的实现方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种负载均衡的实现方法和设备，该方法包括：当VLAN内使能IGSP功能时，二层交换设备通过VLAN内的路由设备端口发送使能通知消息，以使至少两个三层组播路由设备均周期性发送IGMP普遍组查询报文；二层交换设备将接收到的IGMP普遍组查询报文转发给主机，并接收主机返回的IGMPReport报文；二层交换设备根据IGMPReport报文中携带的组播组地址确定对应的路由设备端口，并将IGMPReport报文发送给该路由设备端口对应的三层组播路由设备，以使三层组播路由设备根据该IGMPReport报文发起相应的组播组加入过程。在本发明专利技术中，实现了三层组播路由设备的负载均衡，提高了网络资源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种负载均衡的实现方法和设备
本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种负载均衡的实现方法和设备。
技术介绍
IP（InternetProtocol，互联网协议）组播（IPMulticast）是介于单播（Unicast）和广播（Broadcast）之间的一种分组传送形式，又称为IP多播，是指IP数据由单一的发送者（组播源）产生，经过网络分发给一组接收者。通常，把工作在网络层的IP组播称为三层组播，相应的组播协议称为三层组播协议，包括IGMP（InternetGroupManagementProtocol，互联网组管理协议）/MLD（MulticastListenerDiscoveryProtocol，组播侦听者发现协议）、PIM（ProtocolIndependentMulticast，协议无关组播）/IPv6（InternetProtocolVersion6，互联网协议第6版）PIM等；把工作在数据链路层的IP组播称为二层组播，相应的组播协议称为二层组播协议，包括IGMPSnooping（窥探）/MLDSnooping等。三层组播协议包括组播组管理协议和组播路由协议两种类型，它们在网络中的应用位置如图1所示，其中：组播组管理协议在主机和与其直接相连的三层组播设备之间通常采用组播组管理协议IGMP或MLD，协议规定了主机与三层组播设备之间建立和维护组播组成员关系的机制。组播路由协议组播路由协议运行在三层组播设备之间，用于建立和维护组播路由，并正确、高效地转发组播数据包。组播路由建立了从一个数据源端到多个接收端的无环（loop-free）数据传输路径，即组播分发树。最常应用的域内组播路由协议是PIM。二层组播协议包括IGMPSnooping/MLDSnooping、PIMSnooping/IPv6PIMSnooping、组播VLAN（VirtualLocalAreaNetwork，虚拟局域网）/IPv6组播VLAN等，它们在网络中的应用位置如图2所示。IGMP是TCP（TransmissionControlProtocol，传输控制协议）/IP协议族中负责IP组播成员管理的协议，用来在IP主机和与其直接相邻的组播路由设备之间建立、维护组播组成员关系。当共享网段上存在多个组播路由设备时，由组播路由协议（IGMPv1）或IGMP自身选举机制（IGMPv2和IGMPv3）选举出一个指定组播路由设备来充当查询器，负责周期性发送查询报文，以及向IP主机转发组播数据。其中，IGMP查询响应示意图可以如图3所示，查询器向主机发送查询报文，主机接收到查询报文（Query）后，通过接收到查询报文的端口响应报告（Report）报文。IGMPv2的查询器选举过程如下：（1）所有IGMPv2路由设备在初始时都认为自己是查询器，并向本地网段内的所有主机和路由设备发送IGMP普遍组查询报文；（2）本地网段中的其它IGMPv2路由设备在收到该报文后，将报文的源IP地址与自己的接口地址作比较。通过比较，IP地址最小的路由设备将成为查询器，其它路由设备成为非查询器（3）所有非查询器上都会启动一个定时器。在该定时器超时前，如果收到了来自查询器的IGMP查询报文，则重置该定时器；否则，就认为原查询器失效，并发起新的查询器选举过程。IGSP（IGMPSnooping，互联网组管理协议窥探），是运行在二层设备上的组播约束机制，用于管理和控制组播组。参见图4，运行IGMPSnooping的二层设备通过对收到的IGMP报文进行分析，为端口和MAC组播地址建立起映射关系，并根据所建立的映射关系转发组播数据：（1）收到查询报文的端口，添加为路由设备端口，查询报文向所有端口转发；（2）收到IGMPReport报文，添加为对应Group的成员端口，Report报文只向路由设备端口转发；（3）收到组播数据，向该组播MAC对应的组成员端口转发。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在以下问题：现有技术中，共享网段存在多个组播路由设备时，根据选举机制选出一个IGMP路由设备作为唯一的查询器，负责发送查询报文和转发组播数据。其他作为非查询器的IGMP路由设备，不会转发组播报文。在组播组信息量较大，组播业务流量较多的情况下，IGMP查询器负担增大，容易引发故障，而其他作为非查询器的IGMP路由设备不需要转发组播数据，处于空闲状态，造成资源浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种负载均衡的实现方法和设备，以实现三层组播路由设备的负载均衡，提高网络资源利用率，为此，本专利技术采用如下技术方案：一种负载均衡的实现方法，应用于包括主机、二层交换设备以及至少两个三层组播路由设备的系统中，所述主机、二层交换设备以及至少两个三层组播路由设备属于同一虚拟局域网VLAN，该方法包括：当所述VLAN内使能互联网组管理协议窥探IGSP功能时，所述二层交换设备通过所述VLAN内的路由设备端口发送使能通知消息，以使所述至少两个三层组播路由设备均周期性发送互联网组管理协议IGMP普遍组查询报文；所述二层交换设备将接收到的IGMP普遍组查询报文转发给所述主机，并接收所述主机返回的IGMP报告Report报文；所述二层交换设备根据所述IGMPReport报文中携带的组播组地址确定对应的路由设备端口，并将所述IGMPReport报文发送给该路由设备端口对应的三层组播路由设备，以使所述三层组播路由设备根据该IGMPReport报文发起相应的组播组加入过程。其中，所述二层交换设备根据所述IGMPReport报文中携带的组播组地址确定对应的路由设备端口，具体为：所述二层交换设备将所述IGMPReport报文中携带的组播组地址和所述VLAN内的路由设备端口的索引值，作为参数进行hash运算，根据hash运算结果确定组播组地址与路由设备端口的对应关系，并根据所述组播组地址与路由设备端口的对应关系，确定所述IGMPReport报文中携带的组播组地址对应的路由设备端口。其中，该方法还包括：所述二层交换设备记录所述组播组地址与路由设备端口的对应关系；当所述二层交换设备接收到IGMPReport报文时，根据该IGMPReport报文中携带的组播组地址查询自身记录的组播组地址和路由设备端口的对应关系，并当所述二层交换设备查询到所述IGMPReport报文中携带的组播组地址与路由设备端口的对应关系时，所述二层交换设备根据该查询到的对应关系确定所述IGMPReport报文中携带的组播组地址对应的路由设备端口。其中，所述根据hash运算结果确定组播组地址与路由设备端口的对应关系，具体为：对于同一个组播组地址，比较不同路由设备端口对应的hash值，选择hash值最大或最小的路由设备端口作为该组播组地址对应的路由设备端口；当不同路由设备端口对应的hash值相同时，选择路由设备端口的索引值最大或最小的路由设备端口作为该组播组地址对应的路由设备端口。其中，所述二层交换设备将接收到的IGMP普遍组查询报文转发给所述主机，具体为：当所述二层交换设备通过路由设备端口接收到IGMP普遍组查询报文时，所述二层交换设备启动对应该路由设备端口的查询报文接收定时器，并将所述IGMP普遍组查询报文转发给所述主机；当所述二层交换设备在所述查本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载均衡的实现方法，其特征在于，应用于包括主机、二层交换设备以及至少两个三层组播路由设备的系统中，所述主机、二层交换设备以及至少两个三层组播路由设备属于同一虚拟局域网VLAN，该方法包括：当所述VLAN内使能互联网组管理协议窥探IGSP功能时，所述二层交换设备通过所述VLAN内的路由设备端口发送使能通知消息，以使所述三层组播路由设备接收到所述二层交换设备发送的所述使能通知消息后，取消查询器选举，且所述三层组播路由设备中的非查询器删除当前查询器信息，恢复周期性发送互联网组管理协议IGMP普遍组查询报文，所述三层组播路由设备中的查询器保持周期性发送所述IGMP普遍组查询报文；所述二层交换设备将接收到的IGMP普遍组查询报文转发给所述主机，并接收所述主机返回的IGMP报告Report报文；所述二层交换设备根据所述IGMPReport报文中携带的组播组地址确定对应的路由设备端口，并将所述IGMPReport报文发送给该路由设备端口对应的三层组播路由设备，以使所述三层组播路由设备根据该IGMPReport报文发起相应的组播组加入过程。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二层交换设备根据所述IGMPReport报文中携带的组播组地址确定对应的路由设备端口，具体为：所述二层交换设备将所述IGMPReport报文中携带的组播组地址和所述VLAN内的路由设备端口的索引值，作为参数进行hash运算，根据hash运算结果确定组播组地址与路由设备端口的对应关系，并根据所述组播组地址与路由设备端口的对应关系，确定所述IGMPReport报文中携带的组播组地址对应的路由设备端口。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法还包括：所述二层交换设备记录所述组播组地址与路由设备端口的对应关系；当所述二层交换设备接收到IGMPReport报文时，根据该IGMPReport报文中携带的组播组地址查询自身记录的组播组地址和路由设备端口的对应关系，并当查询到该IGMPReport报文中携带的组播组地址与路由设备端口的对应关系时，根据查询到的对应关系确定所述IGMPReport报文中携带的组播组地址对应的路由设备端口。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据hash运算结果确定组播组地址与路由设备端口的对应关系，具体为：对于同一个组播组地址，比较不同路由设备端口对应的hash值，选择hash值最大或最小的路由设备端口作为该组播组地址对应的路由设备端口；当不同路由设备端口对应的hash值相同时，选择路由设备端口的索引值最大或最小的路由设备端口作为该组播组地址对应的路由设备端口。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二层交换设备将接收到的IGMP普遍组查询报文转发给所述主机，具体为：当所述二层交换设备通过路由设备端口接收到IGMP普遍组查询报文时，所述二层交换设备启动对应该路由设备端口的查询报文接收定时器，并将所述IGMP普遍组查询报文转发给所述主机；当所述二层交换设备在所述查询报文接收定时器超时前，再次从该路由设备端口接收到IGMP普遍组查询报文时，所述二层交换设备不转发该IGMP普遍组查询报文。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：当所述VLAN内去使能IGSP功能时，所述二层交换设备通过所述VLAN内的路由设备端口发送去使能通知消息，以使所述至少两个三层组播路由设备进行查询器选举，并由查询器周期性发送IGMP普遍组查询报文；当所述二层交换设备接收到主机发送的IGMPReport报文时，所述二层交换设备将所述IGMPReport报文发送给所述查询器，由该查询器根据该IGMPReport报文发起相应的组播组加入过程。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：梁玉洁，王伟，
申请(专利权)人：杭州华三通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：