[发明专利]在地址解析协议代理上实现备份的方法

说明书

技术领域

本发明涉及ARP Proxy技术，特别涉及同时使用ARP Proxy和VRRP的技术。

背景技术

在现今广泛应用的以太网(Ethernet)中，一个主机要和另一个主机进行直接通信，必须要知道目标主机的第二层物理地址即媒体访问控制(MediumAccess Control，简称“MAC”)地址，例如，在局域网(Local Area Network，简称“LAN”)中，网络以帧的形式传输数据，在网络中传输的每个帧里面都包含目标主机的MAC地址。主机在发送帧之前，需要将目标主机的第三层地址即网间互联协议(Internet Protocol，简称“IP”)地址转换为目标主机的MAC地址，这个转换通过地址解析协议(Address Resolution Protocol，简称“ARP”)完成。ARP协议的基本功能就是通过目标IP地址，查询目标MAC地址，以保证通信的顺利进行。其中，IP地址与MAC地址一一对应的存储在主机的ARP缓存表中，当需要更新ARP缓存表时，主机会发送ARP请求，该ARP请求会以广播报文的形式在网内传播。在得到了ARP响应后，主机会将ARP信息存入ARP缓存表。ARP缓存表采用了老化机制，在一段时间内如果表中的某一行没有使用，就会被删除，这样可以大大减少ARP缓存表的长度，加快查询速度。

普通的ARP协议中，每台主机只会回答有关本身的IP地址查询，由于ARP请求是广播报文，为了防止广播风暴，控制网络流量，ARP代理(Proxy)技术应运而生。ARP Proxy不但可以回答有关本身的IP地址查询，而且也回答对其它主机IP地址的查询。

ARP Proxy的一个应用的系统组成如图1所示。图1中，主机(HOST)A和主机B分别属于不同物理网络，IP地址属于同一IP网络(172.16.0.0)的不同子网，没有配置掩码和网关。下面说明ARP Proxy工作的原理。

首先，当主机A(IP地址：172.16.2.2；MAC地址：2222.2222.2222)需要向主机B(IP地址：172.16.4.4；MAC地址：4444.4444.4444)发送数据时，如果主机A上没有主机B的ARP信息，则主机A向主机B发ARP请求；接着，与主机A网络相连的接口已经使能ARP Proxy功能的路由器A收到ARP请求，如果路由器A存在到主机B的正常路由，则代替主机B回应路由器A的接口的真实MAC地址(3333.3333.3333)；随后，主机A向主机B发送的IP报文(目地IP地址为172.16.4.4)都发给了路由器A，由路由器A对IP报文做正常的IP路由转发，发往主机B的IP报文通过因特网(Internet)，最终到达主机B。熟悉本领域的技术人员可以理解，当主机B向主机A发送数据时ARP Proxy的处理与上述处理过程类似。

需要说明的是，在ARP Proxy的相关处理中，所有ARP处理在路由器网关(ARP subnet gateways)进行，所连网络中的主机不必做任何改动，完全按照标准ARP协议进行工作，是一个标准IP网络。

ARP Proxy也可以在多个LAN的环境下进行，如图2所示。

在图2所示的多个LAN的环境下运行ARP Proxy的系统中，外部网络与以太网交换机相连，以太网交换机通过不同的端口与不同的集线器(HUB)相连，每个HUB汇集数量不等的个人电脑(Personal Computer，简称“PC”)。机构1和机构2同处一个虚拟局域网(Virtual Local Area Network，简称“VLAN”)和同一个IP子网，通过同一台以太网交换机与外部网络相连。出于安全方面的考虑，机构1中的任何PC不能与机构2中的任何PC二层互通，但是要求三层可以互通。二层隔离的问题采用以太网交换机端口间的同一VLAN内的二层隔离功能解决；三层互通采用ARP Proxy来解决。

一般用户的主机通过一个交换机实现对外部网络的访问，如图3所示。所有主机都设置一条缺省路由，如图3中的缺省路由下一跳地址为10.100.10.1，主机发往外部网络的报文将通过缺省路由发往三层交换机，从而实现了主机与外部网络的通信。当交换机发生故障时，本网段内所有以该交换机为缺省路由下一跳的主机将断掉与外部网络的通信。