非全连接网络拓扑条件下的热备方法和第一路由设备.pdf

本发明提供了非全连接网络拓扑条件下的热备方法和第一路由设备，使网络中的各个主机在非全连接网络拓扑条件下能够顺利接入网络。该方法包括：第一路由设备根据所述第一路由设备和网络中其他路由设备的拓扑互联信息生成网络拓扑信息，第一路由设备为主控路由设备，第一路由设备可全连通至网络的所有主机；第一路由设备接收主机发送的基于以太网的点对点协议PPPoE广播消息；第一路由设备根据网络拓扑信息以及主机与交换机的连接关系信息，确定主机的主用设备端口和备用设备端口；第一路由设备向主用路由设备和备用路由设备发送备份组通知消息，备份组通知消息中携带有主用路由设备端口和备用路由设备端口信息。该方法适用于通信技术领域。

权利要求书1.  一种非全连接网络拓扑条件下的热备方法，该方法基于增强性 虚拟路由器冗余协议VRRPE，其特征在于，该方法包括： 第一路由设备根据所述第一路由设备和所述网络中其他路由设备 的拓扑互联信息生成网络拓扑信息，所述第一路由设备为主控路由设 备，所述第一路由设备可全连通至所述网络的所有主机； 所述第一路由设备接收主机发送的基于以太网的点对点协议 PPPoE广播消息，所述PPPoE广播消息中携带有所述主机与交换机的 连接关系信息； 所述第一路由设备根据所述网络拓扑信息以及所述主机与交换机 的连接关系信息，确定所述主机的主用设备端口和备用设备端口； 所述第一路由设备向所述主用路由设备和备用路由设备发送备份 组通知消息，所述备份组通知消息中携带有主用路由设备端口和备用 路由设备端口信息。 2.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一路由设 备根据所述第一路由设备和所述网络中其他路由设备的拓扑互联信息 生成网络拓扑信息之前还包括： 所述第一路由设备接收所述其他路由设备发送的优先级信息，所 述优先级信息包括所述其他路由设备为全连通或非全连通设备的信 息； 所述第一路由设备根据所述第一路由设备和包括全连通信息的其 它路由设备的优先级信息，按照预定的方式确定所述第一路由设备为 主控路由设备。 3.  根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一路由设备 接收其他路由设备发送的优先级信息具体包括： 所述第一路由设备接收优先级高于预设值的其它路由设备的优先 级信息，所述网络中全连通的路由设备的优先级高于预设值。 4.  根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，在所述第 一路由设备根据所述第一路由设备和所述网络中其他路由设备的拓扑 互联信息生成网络拓扑信息之前，该方法还包括： 所述第一路由设备接收所述网络中其它路由设备发送的所述路由 设备的拓扑互联信息。 5.  根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，该方法还 包括： 所述第一路由设备根据所述网络拓扑信息生成备份组信息表，所 述备份组信息表包括至少一个备份组，每个所述备份组包括主用路由 设备端口项和备用路由设备端口项； 所述第一路由设备根据所述网络拓扑信息和所述主机与交换机的 连接关系信息，确定所述主机的主用设备端口和备用设备端口具体包 括： 所述第一路由设备根据所述网络拓扑信息和所述主机与交换机的 连接关系信息，确定所述主机的主用路由设备端口； 所述第一路由设备将所述主用路由设备端口与所述每个备份组的 主用路由设备端口项进行匹配，确定匹配到的主用设备端口项所在的 备份组； 主控路由设备根据所述匹配到的备份组的备用路由设备端口项， 确定所述主机的备用设备端口。 6.  一种第一路由设备，其特征在于，该第一路由设备包括：生成 单元、接收单元、确定单元、发送单元； 所述生成单元，用于根据所述第一路由设备和所述网络中其他路 由设备的拓扑互联信息生成网络拓扑信息，所述第一路由设备为主控 路由设备，所述第一路由设备可全连通至所述网络的所有主机； 所述接收单元，用于接收主机发送的基于以太网的点对点协议 PPPoE广播消息，所述PPPoE广播消息中携带有所述主机与交换机的 连接关系信息； 所述确定单元，用于根据所述网络拓扑信息以及所述主机与交换 机的连接关系信息，确定所述主机的主用设备端口和备用设备端口； 所述发送单元，用于向所述主用路由设备和备用路由设备发送备 份组通知消息，所述备份组通知消息中携带有主用路由设备端口和备 用路由设备端口信息。 7.  根据权利要求6所述的路由设备，其特征在于， 所述接收单元，还用于接收所述其他路由设备发送的优先级信息， 所述优先级信息包括所述其他路由设备为全连通或非全连通设备的信 息； 该第一路由设备还包括第二确定单元； 所述第二确定单元，用于所述第一路由设备根据所述第一路由设 备和包括全连通信息的其它路由设备的优先级信息，按照预定的方式 确定所述第一路由设备为主控路由设备。 8.  根据权利要求7所述的路由设备，其特征在于，所述接收单元， 还用于接收优先级高于预设值的其它路由设备的优先级信息，所述网 络中全连通的路由设备的优先级高于预设值。 9.  根据权利要求7-8任一项所述的路由设备，其特征在于，所述 接收单元，还用于接收所述网络中其它路由设备发送的所述路由设备 的拓扑互联信息。 10.  根据权利要求7-9任一项所述的路由设备，其特征在于，所述 生成单元还用于：根据所述网络拓扑信息生成备份组信息表，所述备 份组信息表包括至少一个备份组，每个所述备份组包括主用路由设备 端口项和备用路由设备端口项； 所述确定单元具体用于：根据所述网络拓扑信息和所述主机与交 换机的连接关系信息，确定所述主机的主用路由设备端口； 将所述主用路由设备端口与所述每个备份组的主用路由设备端口 项进行匹配，确定匹配到的主用设备端口项所在的备份组； 根据所述匹配到的备份组的备用路由设备端口项，确定所述主机 的备用设备端口。

说明书非全连接网络拓扑条件下的热备方法和第一路由设备
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及非全连接网络拓扑条件下的热备 方法和第一路由设备。
背景技术
在传统组网中，主机一般通过单一路由设备访问网络，网络可靠 性得不到有效保证。如果路由设备本身发生故障，将导致其所负责的 所有主机无法访问外网。
对此，现有技术提出了一种双机（或多机）热备技术，实现了两 个或多个路由设备之间的热备份，一旦其中一个路由设备出现问题， 其他热备的路由设备能够进行无缝切换，代替原来的路由设备继续转 发流量，实现主机业务的不间断性，提高了网络的可靠性。
现有技术针中，热备技术一般是基于VRPP(Virtual Router  Redundancy Protocol,虚拟路由器冗余协议)，即网络中若干台路由设 备组成一个热备份组，其中只有一台路由设备为主用设备，其他设备 为备用设备，这样导致资源的严重浪费。
针对该问题，现有技术在VRRP的基础上提出了新的解决方案， 即VRRPE(Virtual Router Redundancy Protocol Extended，增强性虚拟 路由器冗余协议)。在VRRPE中，热备份组的设备共同拥有一个虚拟 IP(Internet Protocol,网络之间互连的协议)地址，热备份组中各个设备 的端口拥有不同的虚拟MAC（Media Access Control，媒体接入控 制）地址。在热备份组中，可以选举出一个主控路由设备。当主机发 起连接请求时，控制路由设备为主机分配一个主用路由设备和备用路 由设备，同时该备用路由设备也可能是其他备份组中的主用路由设 备，这在提高了网络可靠性的同时，也大大降低了对资源的浪费。
然而，现有技术均要求路由设备下的二层网络为全连接网络，在 非全连接网络拓扑结构下，控制路由设备为主机分配的主用路由设备 或备用路由设备可能无法连接到该主机，导致主机无法接入网络，以 及主用路由设备或主用路由设备到主机的链路发生故障时，备用路由 设备无法代替主用路由设备为主机进行流量转发的功能。
发明内容
本发明的实施例提供一种非全连接网络拓扑条件下的热备方法 和第一路由设备，实现在非全连接的网络拓扑条件下，主机能够分配 到与其具备连通性的路由设备，保证主机能够顺利接入网络。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种非全连接网络拓扑条件下的 热备方法，该方法包括：
第一路由设备根据所述第一路由设备和所述网络中其他路由设 备的拓扑互联信息生成网络拓扑信息，所述第一路由设备为主控路由 设备，所述第一路由设备可全连通至所述网络的所有主机；
所述第一路由设备接收主机发送的基于以太网的点对点协议 PPPoE广播消息，所述PPPoE广播消息中携带有所述主机与交换机 的连接关系信息；
所述第一路由设备根据所述网络拓扑信息以及所述主机与交换 机的连接关系信息，确定所述主机的主用设备端口和备用设备端口；
所述第一路由设备向所述主用路由设备和备用路由设备发送备 份组通知消息，所述备份组通知消息中携带有主用路由设备端口和备 用路由设备端口信息。
第二方面，本发明实施例提供了一种非全连接网络拓扑条件下的 热备第一路由设备，该第一路由设备包括：生成单元、接收单元、确 定单元、发送单元；
所述生成单元，用于根据所述第一路由设备和所述网络中其他路 由设备的拓扑互联信息生成网络拓扑信息，所述第一路由设备为主控 路由设备，所述第一路由设备可全连通至所述网络的所有主机；
所述接收单元，用于接收主机发送的基于以太网的点对点协议 PPPoE广播消息，所述PPPoE广播消息中携带有所述主机与交换机 的连接关系信息；
所述确定单元，用于根据所述网络拓扑信息以及所述主机与交换 机的连接关系信息，确定所述主机的主用设备端口和备用设备端口；
所述发送单元，用于向所述主用路由设备和备用路由设备发送备 份组通知消息，所述备份组通知消息中携带有主用路由设备端口和备 用路由设备端口信息。
本发明实施例提供了一种非全连接网络拓扑条件下的热备方法 和第一路由设备，该方法包括：第一路由设备根据所述第一路由设备 和所述网络中其他路由设备的拓扑互联信息生成网络拓扑信息，所述 第一路由设备为主控路由设备，所述第一路由设备可全连通至所述网 络的所有主机；所述第一路由设备接收主机发送的基于以太网的点对 点协议PPPoE广播消息，所述PPPoE广播消息中携带有所述主机与 交换机的连接关系信息；所述第一路由设备根据所述网络拓扑信息以 及所述主机与交换机的连接关系信息，确定所述主机的主用设备端口 和备用设备端口；所述第一路由设备向所述主用路由设备和备用路由 设备发送备份组通知消息，所述备份组通知消息中携带有主用路由设 备端口和备用路由设备端口信息。基于该方法，在非全连接网络拓扑 条件下主机可以成功连接到与其相连通的主用路由设备和备用路由 设备上，保证主机能够顺利接入网络。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对 实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员 来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附 图。
图1为本发明实施例提供的一种非全连接网络拓扑条件下的系 统结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种非全连接网络拓扑条件下的热 备方法流程图；
图3为本发明实施例提供的又一种非全连接网络拓扑条件下的 热备方法流程图；
图4为本发明实施例提供的一种第一路由设备结构示意图；
图5为本发明实施例提供的又一种第一路由设备示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进 行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没 有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的 范围。
传统组网中，主机一般通过单一路由设备访问网络，网络可靠性 较低，针对这一问题，现有技术提出了一种双机（多机）热备技术， 实现了两个或多个路由设备之间的热备份。
然而，现有技术均要求路由设备下的二层网络为全连接网络，在 非全连接网络拓扑结构下，主机可能无法成功连接到热备份组中的主 用路由设备或者备用路由设备，导致主机无法接入网络，以及主用路 由设备或主用路由设备到主机的链路发生故障时，备用路由设备代替 主用路由设备为主机进行流量转发的功能。
对此，本发明提出了一种非全连接网络拓扑条件下的热备方法和 第一路由设备，实现在非全连接的网络拓扑条件下，主机能够分配到 与其具备连通性的路由设备，保证主机能够顺利接入网络。
具体的，如图1所示，示例性的描述一种非全连接网络拓扑条件 下的网络架构。该网络包括三个路由设备，分别为路由器A、路由器 B、路由器C；汇聚交换机1、汇聚交换机2；汇聚交换机1下两个端 口连接有主机1和主机2，汇聚交换机2下两个端口连接有主机3和 主机4。其中，路由器A、B和C可以通过端口1与汇聚交换机1相 连的关系实现与主机1和主机2连通，路由器A和B可以通过端口 2与汇聚交换机2相连的关系实现与主机3和主机4连通。但是，由 于路由器C不能和汇聚交换机2相连，导致路由器C不能与主机3 和主机4连通。以下以图1所示的网络系统为例详细描述本发明提出 的非全连接网络拓扑条件下的热备方法和第一路由设备。
实施例一
本发明实施例提出了一种非全连接网络拓扑条件下的热备方法， 实现在非全连接的网络拓扑条件下，主机能够分配到与其具备连通性 的路由设备，保证主机能够顺利接入网络。结合图2，该方法具体包 括：
201、第一路由设备根据所述第一路由设备和所述网络中其他路 由设备的拓扑互联信息生成网络拓扑信息，所述第一路由设备为主控 路由设备，所述第一路由设备可全连通至所述网络的所有主机；
本发明旨在通过一个全连通至所述非全连接网络中所有主机的 路由设备，作为主控路由设备，对所述网络中的所有设备进行集中管 理，为网络中的所有主机分配与之相连通的主用路由设备和备用路由 设备。因此所述第一路由设备必须根据所述网络中各个路由设备的拓 扑互联信息，生成整网各个设备之间的拓扑信息，即网络拓扑信息， 用来表示整网各个设备之间的连接情况。
其中，所述的拓扑互联信息可以理解为所述路由设备的各个端口 与二层设备，即交换机的各个端口的连接对应关系。
具体的，所述第一路由设备可以根据所述网络中各个路由设备的 拓扑互联信息以表格的形式生成网络拓扑信息表，也可以生成其他形 式的网络拓扑信息，本发明实施例对此不做限定。
结合图1所示的非全连接网络拓扑条件下的网络架构，路由器A 的拓扑互联信息包括：
路由器A的端口1与交换机1的端口1相连；
路由器A的端口2与交换机2的端口1相连；
路由器B的拓扑互联信息包括：
路由器B的端口1与交换机1的端口2相连；
路由器B的端口2与交换机2的端口2相连；
路由器C的拓扑互联信息包括：
路由器C的端口1与交换机1的端口3相连。
所述第一路由设备根据所述路由设备A-C的拓扑互联信息，可 以生成如下表1所示网络拓扑信息表。
表1
交换机 交换机互联端口 路由器 路由器互联端口 交换机1 1 A 1 交换机1 2 B 1 交换机1 3 C 1 交换机2 1 A 2
交换机2 2 B 2
其中，所述网络中的所有路由设备的拓扑互联信息可以预设在所 述第一路由设备中，也可以由其它所有路由器设备通知第一路由设备 各自的拓扑互联信息。本发明实施例对此不作具体限定。
需要说明的是，所述第一路由设备可以是所述网络中任一全连通 的路由设备，所述第一路由设备根据预定的方式被选举为主控路由设 备。
所述预定的方式，可以是根据网络中每个路由设备的优先级进行 选举的，也可以是其它的方式，其中选举主控路由设备的方式可以采 用公知技术，本发明实施例在此不再赘述。
202、所述第一路由设备接收主机发送的基于以太网的点对点协 议PPPoE广播消息，所述PPPoE广播消息中携带有所述主机与交换 机的连接关系信息；
当所述主机需要进行数据传输时，向所述热备份组发起PPPoE 广播消息，所述PPPoE广播消息携带有所述主机与交换机的连接关 系信息。
举例来说，如图1所示，若主机1发送PPPoE广播消息时，携 带有所述主机1和交换机1的相连接的信息。
若主机4发送PPPoE广播消息时，携带有所述主机4和交换机2 的相连接的信息。
当所述主机发起PPPoE广播消息后，所述第一路由设备接收所 述主机发送的PPPoE广播消息。
203、所述第一路由设备根据所述网络拓扑信息以及所述主机与 交换机的连接关系信息，确定所述主机的主用设备端口和备用设备端 口。
所述第一路由设备接收到所述PPPoE广播消息，根据所述主机 与交换机的连接关系信息确定与所述主机相连的交换机，进而获得与 所述交换机相连的路由设备，然后从与所述交换机相连的路由设备中 确定出主用设备端口和备用设备端口。
结合图1所示的网络，当主机1发起PPPoE广播消息时，所述 第一路由设备接收到该PPPoE广播消息，所述广播消息中携带有主 机1与交换机1的相连接信息。
所述第一路由设备根据所述网络拓扑信息确定与所述交换机1 的端口1相连的是路由器A的端口1；与所述交换机1的端口2相连 的是路由器B的端口1；与所述汇集交换机1的端口3相连的是路由 器C的端口1，因此，路由器A-C都可以与所述主机相连通。
所述第一路由设备可以根据预定的原则，确定所述的路由器A-C 中的一个路由设备端口作为主机1的主用路由设备端口，剩余的两个 路由设备端口中的至少一个作为备用路由设备端口。例如，可以将路 由器A的端口1作为主用路由设备端口，路由器B的端口1作为备 用路由设备端口。
具体的，可以根据实际情况选用一个或多个路由设备端口作为备 用路由设备端口，本发明对此不做限定。
一般来说，所述第一路由设备可以根据负载均衡的原则确定所述 主机的主用路由设备和备用路由设备，例如：路由器A的端口1、路 由器B的端口1和路由器C的端口1均可以通过交换机1与主机1 相连通，所述第一路由设备分别判断所述三个路由设备的负载情况， 假设路由器A的负载最小，则选择路由器A的端口1作为主机1的 主用路由设备端口，路由器B的端口1和路由器C的端口1中的至 少一个作为主机1的备用路由设备端口，也可以选择路由器B和路 由器C中负载较小的路由器作为备用路由设备。
当然，所述第一路由设备也可以按照其他算法选择主用路由设 备，或者，结合具体情况，所述第一路由设备也可以将其他因素比如 地理位置因素，环境因素等综合考虑在内选择主用路由设备，本发明 对此不做限定。
204、所述第一路由设备向所述主用路由设备和备用路由设备发 送备份组通知消息，所述备份组通知消息中携带有主用路由设备端口 和备用路由设备端口信息。
举例来说，当主机1发起PPPoE广播消息，所述第一路由设备 接收到主机1发起的PPPoE广播消息后，确定路由器A作为主机1 的主用路由设备，路由器B作为主机1的备用路由设备，其中，为 主机1分配的主备用路由设备的端口分别为路由器A的端口1和路 由器B的端口1。
所述第一路由设备分别向路由器A和路由器B下发备份组通知 消息，消息中携带有主用路由设备端口为路由器A的端口1，备用路 由设备端口为路由器B的端口1。
在确定所述主机的主用路由设备端口和备用路由设备端口之后， 主用路由设备为所述主机转发流量，备用路由设备监测主用路由设备 的状态。当主用路由设备或主用路由设备与所述主机之间的链路发生 故障时，备用路由设备检测到所述故障后，接替主用路设备为所述主 机转发流量。
具体的，基于VRRPE协议，所述路由设备为主机转发流量时， 所述路由设备的每个端口需要配置虚拟MAC地址。在非全连接网络 拓扑条件下，所有路由设备为其端口向所述第一路由设备发送虚拟 MAC地址请求，所述第一路由设备接到所述请求后向所有路由设备 发送分配给所述所有路由设备各个端口的虚拟MAC地址。
具体的，所述第一路由设备可以预设置虚拟MAC地址，当路由 设备发起虚拟MAC地址申请请求时，所述第一路由设备将所述虚拟 MAC地址分配给各个路由设备的各个端口，当然，具体的分配方式 可以是随机分配，也可以采用其他方式分配，本发明对此不做限定。
当然，也可以是所述第一路由设备在接收到路由设备发起虚拟 MAC地址申请请求时，自动生成虚拟MAC地址，将生成的虚拟MAC 地址分配给所述各个路由设备的各个端口。具体的，所述第一路由设 备也可以采用其他本领域技术人员的公知技术为所述各个路由设备 的各个端口分配虚拟MAC地址，本发明对此不做限定。
当所述主用路由设备和备用路由设备收到所述第一路由设备下 发的备份组通知消息后，主用路由设备向所述主机下发响应消息，所 述响应消息中包括有主用路由设备端口的虚拟MAC地址，当所述主 机接收到其主用路由设备下发的响应消息后，以所述主用路由设备端 口的虚拟MAC地址为目的地址发送数据流量，所述主用路由设备接 收所述主机的数据流量并将其转发到外网；备用路由设备监测主用路 由设备。
举例来说，若所述第一路由设备选择路由器A的端口1作为主 机1的主用路由设备端口，路由器B的端口1作为主机1的备用路 由设备端口。所述第一路由设备对路由器A和B下发备份组通知消 息，路由器A接收到该消息后向主机1下发响应消息，该响应消息 中包含路由器A的端口1的虚拟MAC地址；主机1接收到其主用路 由设备，即路由器A的响应消息后，将路由器A的端口1的虚拟MAC 地址作为目的地址发送数据流量，路由器A接收该数据流量并将其 进行转发。路由器B接收到所述第一路由设备下发的备份组消息后 对路由器A进行监测。
当主用路由设备发生故障，或主用路由设备与主机之间的链路发 生故障时，备用路由设备可以迅速检测到故障并接管所述主用路由设 备端口的虚拟MAC地址，然后通过下发刷新消息对交换机的转发表 进行刷新，所述主机依然以原主用路由设备端口的虚拟MAC地址作 为目的地址发送数据流量，但该虚拟MAC地址实际由备用路由设备 端口接管，因此备用路由设备可以代替主用路由设备接收所述主机发 送的数据流量并将其进行转发。
举例来说，结合图1，当主机1的主用路由设备端口，即路由器 A的端口1为主机1转发流量时，其备用路由设备，即路由器B对 路由器A进行监测；当路由器A发生故障，或路由器A与主机1之 间的链路发生故障时，路由器B可以迅速检测到该故障，路由器B 的端口1接管路由器A的端口1的虚拟MAC地址；路由器B下发 刷新消息，对交换机的转发表进行刷新，主机1依然以路由器A的 端口1的虚拟MAC地址作为目的地址发送流量，这样，主机1通过 交换机1发送至路由器A的流量就通过交换机1转发至路由器B， 成功实现了主机无感知的故障保护倒换。
需要说明的是，备用路由设备可以利用快速链路检测技术，如双 向转发检测技术检测主用路由设备或链路的故障，也可以采用其他方 式进行检测，本发明对此不做限定。
具体的，当主用路由设备或链路发生故障，由备用路由设备向所 述主机转发外网发送至主机的流量时，需要考虑两种情况：
备用路由设备判断主用路由设备端口是否独享主机IP地址块；
若是，备用路由设备接管该主机IP地址块并向网络侧发布路由， 由备用路由设备端口为所述主机转发下行流量；
若不是，要考虑两种情况：
若主用路由设备端口发生故障或者主用路由设备与所述主机之 间的链路发生故障，则主用路由设备收到下行流量后将其通过主用路 由设备与备用路由设备之间的隧道转发至备用路由设备；
若主用路由设备整体发生故障，则相当于备用路由设备独享主机 的IP地址块，备用路由设备向网络侧发布路由并为所述主机转发下 行流量。
本发明实施例提供了一种非全连接网络拓扑条件下的热备方法， 该方法包括：第一路由设备根据所述第一路由设备和所述网络中其他 路由设备的拓扑互联信息生成网络拓扑信息，所述第一路由设备为主 控路由设备，所述第一路由设备可全连通至所述网络的所有主机；所 述第一路由设备接收主机发送的基于以太网的点对点协议PPPoE广 播消息，所述PPPoE广播消息中携带有所述主机与交换机的连接关 系信息；所述第一路由设备根据所述网络拓扑信息以及所述主机与交 换机的连接关系信息，确定所述主机的主用设备端口和备用设备端 口；所述第一路由设备向所述主用路由设备和备用路由设备发送备份 组通知消息，所述备份组通知消息中携带有主用路由设备端口和备用 路由设备端口信息。基于该方法，在非全连接网络拓扑条件下主机可 以成功连接到与其相连通的主用路由设备和备用路由设备上，保证主 机能够顺利接入网络。
实施例二
本发明实施例提供了一种非全连接网络拓扑条件下的热备方法， 结合图3，该方法具体包括：
301、第一路由设备接收所述其他路由设备发送的优先级信息， 所述优先级信息包括所述其他路由设备为全连通或非全连通设备的 信息。
根据所述非全连接网络拓扑条件下的整网拓扑信息，结合增强性 虚拟路由器冗余协议VRRPE以及网络中每个路由设备的拓扑连通 性，为网络中的每个路由设备预设优先级。
其中，所述路由设备的优先级可以依据路由设备与主机之间的链 路的速度和成本、路由设备的性能和可靠性等因素、是否全连通等各 个因素进行设置。
举例来说，结合图1所示的网络，路由器A和路由器B具有全 连通性，它们均可以通过交换机1和交换机2连通至所有主机，即主 机1-主机4；而由于路由器C不能通过交换机2连通主机3和主机4， 因此路由器C不具有全连通性。
具体的，在设置各个路由设备的优先级时，可以设置一个预设值， 使网络中所有具有全连通性的路由设备的优先级高于该预设值，所有 不具有全连通性的路由设备的优先级低于该预设值。当然每个路由设 备的优先级的值还需要参考其他因素，如路由设备的硬件性能等，本 发明实施对此不作具体限定。
举例来说，结合VRRPE，对于网络中优先级的设定一般在0-255 之间，结合图1所示的网络，设置预设值为200，使具有全连通性的 路由器A和路由器B的优先级高于200，结合各个路由设备与主机 之间的链路的速度和成本、路由设备的性能和可靠性等因素，可以设 置路由器A的优先级为230，设置路由器B的优先级为220；使不具 有全连通性的路由器C的优先级低于200，可以设置为120。
这样，根据网络中各个路由设备的优先级信息，就可以判定所述 路由设备的连通性。
302、所述第一路由设备根据所述第一路由设备和包括全连通信 息的其它路由设备的优先级信息，按照预定的方式确定所述第一路由 设备为主控路由设备。
基于VRRPE，主控路由设备的选举过程如下：
网络中各个路由设备均以主控状态互相发送优先级信息，当一个 路由设备接收到比自身优先级高的路由设备发送的优先级时，将自身 的主控状态降为非主控状态。若一个路由设备接收到的所有路由设备 的优先级没有自身更高的优先级，则该路由设备维持自身的主控状 态，即将自身确定为主控路由设备。
在本发明中，由于旨在确定一个具有全连通性的路由设备作为主 控路由设备，因此，只有优先级高于预设值的路由设备，也就是具有 全连通性的路由设备，才可以成为主控路由设备。所以，只有优先级 高于预设值的路由设备才有可能选举成为所述主控路由设备。
举例来说，结合图1所示的网络，路由器A通过与路由器B和 路由器C发送的优先级信息进行比较，若路由器A的优先级高于路 由器B和路由器C的优先级，则确定路由器A为主控路由设备。
可选的，所述第一路由设备可以只接收优先级高于预设值的其他 路由设备的优先级信息，也就是优先级低于预设值的路由设备不向其 他路由设备发送自身优先级信息，也不接收其他路由设备的优先级信 息，这样可以减少路由设备之间的信令传输，减小路由器的负荷。
当然，所述第一路由设备也可以通过其他方式将自身确定为主控 路由设备，只要是本领域技术人员可以轻易想到，例如，只要所述路 由设备的优先级高于预设值，可以通过随机或等概率的方式选出一个 具有全连通性的路由设备作为主控路由设备，而不是优先级最高路由 设备作为主控路由设备，或者是通过本领域的公知技术可以依据其他 方式获得所述第一路由设备，都在本发明的保护范围之内。
当所述第一路由设备发生故障时，其他路由设备可以重新进行选 举，选出新的可全连通至网络中所有主机的主控路由设备。因此本发 明所提出的一种非全连接网络拓扑条件下的热备方法具有很好的鲁 棒性。
303、所述第一路由设备接收所述网络中其它路由设备发送的所 述路由设备的拓扑互联信息。
当所述第一路由设备被确定为主控路由设备后，可以通过接收所 有其他路由设备发送的拓扑互联信息来获得网络中所有路由设备的 拓扑互联信息。
但是，所述第一路由设备通过接收其他路由设备发送的所述路由 设备的拓扑互联信息不但可以降低所述其他路由设备的内存，简化路 由设置过程，也可以在各个其他路由设备的拓扑互联关系发生改变 时，通过所述其他路由设备实时或周期性的上报所述路由设备的拓扑 互联信息的方式，使所述第一路由设备获得的所述其他路由设备的拓 扑互联信息得到及时更新，具有更高的准确性和智能性。
304、所述第一路由设备根据所述第一路由设备和所述网络中其 他路由设备的拓扑互联信息生成网络拓扑信息。
其中，步骤304的详细说明可以参见实施例一的描述，本发明实 施例对此不再赘述。
305、所述第一路由设备根据所述网络拓扑信息生成备份组信息 表，述备份组信息表包括至少一个备份组，每个所述备份组包括主用 路由设备端口项和备用路由设备端口项。
举例来说，结合图1所示的非全连接网络拓扑条件下的网络架构 示意图，所述第一路由设备，假设为具有全连通性的路由器A，根据 路由器A-C的拓扑互联信息，可以生成如下网络拓扑信息，以表格 的形式表示为：
表1
交换机 交换机互联端口 路由器 路由器互联端口 交换机1 1 A 1 交换机1 2 B 1 交换机1 3 C 1 交换机2 1 A 2 交换机2 2 B 2
所述第一路由设备根据表1，可以生成如下表2所表示的备份组 信息表：
表2
备份组 主用端口 备用端口 1 路由器B端口1 路由器C端口1 2 路由器B端口2 路由器A端口2 3 路由器A端口1 路由器B端口1 4 路由器C端口1 路由器A端口1
需要说明的是，该备份组信息表由所述第一路由设备，即路由器 A，根据网络拓扑信息，考虑各个路由设备和交换机的拓扑关系计算 获得。
比如该备份组信息表中的备份组1中，主用路由设备端口是路由 器B的端口1，在选择备用路由设备端口时，考虑路由器B的端口1 与交换机1相连接的拓扑关系，所选备用设备端口也必须与交换机1 相连。可选的，备用路由设备端口可以是路由器A的端口1,也可以 是路由器C的端口1,也可以是路由器A的端口1和路由器C的端口 1同时作为路由器B的端口1的不用路由设备端口。本发明对此不做 限定。
需要说明的是，一个备用路由设备端口也可以同时是另一备份组 中的主用路由设备端口，这样可以大大降低资源的浪费。举例来说， 在上述备份组信息表中，备份组1中的备用路由设备端口是路由器C 的端口1，同时，路由器C的端口1在备份组4中作为主用路由设备 端口。
306、所述第一路由设备接收主机发送的基于以太网的点对点协 议PPPoE广播消息，所述PPPoE广播消息中携带有所述主机与交换 机的连接关系信息。
步骤306的详细说明可参见实施例一的描述，本发明实施例不再 赘述。
307、所述第一路由设备根据所述网络拓扑信息、所述备份组信 息表以及所述主机和与所述主机相连的交换机的连接关系，确定所述 主机的主用设备端口和备用设备端口。
所述第一路由设备根据所述网络拓扑信息和所述主机和与所述 主机相连的交换机的连接关系，确定所述主机的主用设备端口
举例来说，结合图1所示的网络结构，当主机1发起PPPoE广 播信息时，所述第一路由设备，即路由器A接收到该PPPoE广播信 息，所述广播消息中携带有主机1和交换机1相连的信息。
路由器A根据所述网络拓扑信息确定与所述交换机1的端口1 相连的是路由器A的端口1；与所述交换机1的端口2相连的是路由 器B的端口1；与所述汇集交换机1的端口3相连的是路由器C的端 口1，因此，路由器A的端口1、路由器B的端口1、路由器C的端 口1均可以作为主机1的主用路由设备端口。
路由器A将所述主用路由设备端口与所述每个备份组的主用路 由设备端口项进行匹配，确定匹配到的主用设备端口项所在的备份 组；
具体的，结合上述备份组信息表，路由器A将所述路由器A的 端口1、路由器B的端口1和路由器C的端口1与备份组信息表中的 主用设备端口项进行匹配，确定匹配到的主用设备端口项所在的备份 组为备份组1、备份组3和备份组4；
路由器A根据所述匹配到的备份组的备用路由设备端口项，按 照预设的原则，确定所述主机的备用设备端口：
具体的，路由器A比较备份组1、备份组3和备份组4中的三个 主用路由设备，按照预设的原则，比如负载均衡原则，或是其他原则， 选择路由器A的端口1作为主机1的主用路由设备端口，对应的备 份组信息表中备份组3中的路由器B的端口1就是主机1的备用路 由设备端口。
采用备份组信息表的方式，所述第一路由设备仅需要确定为所述 主机分配的主用路由设备端口，根据查表的方式即可获知所述主机的 备用路由设备端口，不需要每次计算所述主机的主用路由设备端口和 备用路由设备端口，大大降低了所述第一路由设备的负荷。
308、所述第一路由设备向所述主用路由设备和备用路由设备发 送备份组通知消息，所述备份组通知消息中携带有主用路由设备端口 和备用路由设备端口信息。
步骤308的详细说明可参见实施例一的描述，本发明实施例对此 不再赘述。
本发明实施例提供了一种非全连接网络拓扑条件下的热备方法， 该方法包括：第一路由设备根据所述第一路由设备和所述网络中其他 路由设备的拓扑互联信息生成网络拓扑信息，所述第一路由设备为主 控路由设备，所述第一路由设备可全连通至所述网络的所有主机；所 述第一路由设备接收主机发送的基于以太网的点对点协议PPPoE广 播消息，所述PPPoE广播消息中携带有所述主机与交换机的连接关 系信息；所述第一路由设备根据所述网络拓扑信息以及所述主机与交 换机的连接关系信息，确定所述主机的主用设备端口和备用设备端 口；所述第一路由设备向所述主用路由设备和备用路由设备发送备份 组通知消息，所述备份组通知消息中携带有主用路由设备端口和备用 路由设备端口信息。基于该方法，在非全连接网络拓扑条件下主机可 以成功连接到与其相连通的主用路由设备和备用路由设备上，保证主 机能够顺利接入网络。
实施例三
本发明实施例提供了一种第一路由设备，结合图4，该第一路由 设备包括：生成单元41、接收单元42、确定单元43、发送单元44；
所述生成单元41，用于根据所述第一路由设备和所述网络中其 他路由设备的拓扑互联信息生成网络拓扑信息，所述第一路由设备为 主控路由设备，所述第一路由设备可全连通至所述网络的所有主机；
所述接收单元42，用于接收主机发送的基于以太网的点对点协 议PPPoE广播消息，所述PPPoE广播消息中携带有所述主机与交换 机的连接关系信息；
所述确定单元43，用于根据所述网络拓扑信息以及所述主机与 交换机的连接关系信息，确定所述主机的主用设备端口和备用设备端 口；
所述发送单元44，用于向所述主用路由设备和备用路由设备发 送备份组通知消息，所述备份组通知消息中携带有主用路由设备端口 和备用路由设备端口信息。
可选的，所述接收单元42还用于：接收所述其他路由设备发送 的优先级信息，所述优先级信息包括所述其他路由设备为全连通或非 全连通设备的信息；
结合图5，该第一路由设备还包括：第二确定单元45；
所述第二确定单元45，用于所述第一路由设备根据所述第一路 由设备和包括全连通信息的其它路由设备的优先级信息，按照预定的 方式确定所述第一路由设备为主控路由设备。
可选的，所述第接收单元42还用于:接收优先级高于预设值的 其它路由设备的优先级信息，所述网络中全连通的路由设备的优先级 高于预设值。
可选的，所述接收单元42还用于：接收所述网络中其它路由设 备发送的所述路由设备的拓扑互联信息。
可选的，所述生成单元41还用于：根据所述网络拓扑信息生成 备份组信息表，所述备份组信息表包括至少一个备份组，每个所述备 份组包括主用路由设备端口项和备用路由设备端口项；
所述确定单元43具体用于：根据所述网络拓扑信息和所述主机 与交换机的连接关系信息，确定所述主机的主用路由设备端口；
将所述主用路由设备端口与所述每个备份组的主用路由设备端 口项进行匹配，确定匹配到的主用设备端口项所在的备份组；
根据所述匹配到的备份组的备用路由设备端口项，确定所述主机 的备用设备端口。
其中，所述第一路由设备的各个组成部分的工作过程的描述可参 考上述方法实施例的描述，本发明实施例在此不再赘述。
本发明实施例提供了一种第一路由设备，该第一路由设备包括： 生成单元、接收单元、确定单元、发送单元；所述生成单元根据所述 第一路由设备和所述网络中其他路由设备的拓扑互联信息生成网络 拓扑信息，所述第一路由设备为主控路由设备，所述第一路由设备可 全连通至所述网络的所有主机；所述接收单元接收主机发送的基于以 太网的点对点协议PPPoE广播消息，所述PPPoE广播消息中携带有 所述主机与交换机的连接关系信息；所述确定单元根据所述网络拓扑 信息以及所述主机与交换机的连接关系信息，确定所述主机的主用设 备端口和备用设备端口；所述发送单元向所述主用路由设备和备用路 由设备发送备份组通知消息，所述备份组通知消息中携带有主用路由 设备端口和备用路由设备端口信息。基于该第一路由设备，在非全连 接网络拓扑条件下主机可以成功连接到与其相连通的主用路由设备 和备用路由设备上，保证主机能够顺利接入网络。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步 骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机 可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤； 而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程 序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并 不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范 围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。