【正文】 負(fù)載 均衡 功能的路由器備份，確實(shí)是相比 VRRP/HSRP 協(xié)議的一個(gè)重要進(jìn)步。 AVF 分為兩類 ： Primary Virtual Forwarder 和 Secondary Virtual Forwarder。 GLBP 實(shí)現(xiàn)機(jī)制 ： (1) 活動(dòng)網(wǎng)關(guān)選舉 4 使用類似于 HSRP 的機(jī)制選舉活動(dòng)網(wǎng)關(guān)，優(yōu)先級(jí)最高的路由器 成為活動(dòng)路由器，稱作 Active Virtual Gateway，其他非 AVG 提供冗余。 GLBP 的革命性的 創(chuàng)新在于提出了“虛 MAC 分發(fā)” 這一機(jī)制。 HSRP 協(xié)議組中的活動(dòng)路由器、備用路由器之間的動(dòng)態(tài)熱切換都是自動(dòng)完成 ,而不用修改 網(wǎng)關(guān)地址 ,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的設(shè)備指向的缺省網(wǎng)關(guān)都是 HSRP 協(xié)議組中定義的虛擬網(wǎng)關(guān)的 IP 地址 ,只不過不同情況下映射的路由器地址不同而已。如果在規(guī)定的一段時(shí)間內(nèi) (Hold time)不能發(fā)出 Hello 包時(shí) ,HSRP 就認(rèn)為活動(dòng)路由器出現(xiàn)故障 ,此時(shí)就將備用路由器激活 ,使其成為網(wǎng)關(guān)設(shè)備 ,并將動(dòng)態(tài)的虛擬網(wǎng)關(guān) IP 地址和虛擬的 MAC 地址分配給備用路由器 ,備用路由器立即承擔(dān)起網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能 ,而訪問主機(jī)感覺不到服務(wù)被中斷。 HSRP的工作原理主要是將提供冗余鏈路的多個(gè)路由器配置在一個(gè) HSRP協(xié)議組中模擬成一臺(tái)虛擬的路由器 ,并指定一個(gè)虛擬的 IP 地址和虛擬的 MAC 地址 ,虛擬的 IP地址作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的缺省網(wǎng)關(guān)地址。從 2020 年起，就由 Nokia 公司的網(wǎng)絡(luò)專家 執(zhí)筆開始擬定 IPV6 下的 VRRP 構(gòu)架，主要有兩個(gè)出發(fā)點(diǎn)來設(shè)計(jì)這個(gè)新的 VRRP，一是針對(duì)在 IPV6下新的 IP構(gòu)架，比如說取消了廣播報(bào)文、對(duì) IPV4下發(fā)送免費(fèi) ARP通告網(wǎng)絡(luò)自身的 IP改為發(fā)送用 ICMP IPV6的 NA 報(bào)文等對(duì) VRRP 協(xié)議作必須的相應(yīng)修改，二是利用 IPV4下多年使用 VRRP的經(jīng)驗(yàn)，趁著 IP 協(xié)議變更之際，對(duì) VRRP 中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的不足之處進(jìn)行了修改，比如說取消了認(rèn)證字段，改變了廣播間隔的度量單位，增加了接受模式等，該草案自 2020年 12月起每隔 6月出一個(gè)更新版，最新的是 2020年 9月的草案 7。 VRRP本質(zhì)上是一種基于虛 IP共享的路由器備份技術(shù) ， 除了 VRRP之外， 它們包括HSRP、 GLBP。該協(xié)議應(yīng)用于作為靜態(tài)配置缺省網(wǎng)關(guān)上的第三層交換機(jī)和路由器上，為依賴缺省網(wǎng)關(guān)進(jìn)行廣域網(wǎng)接入或訪問其它局域網(wǎng)網(wǎng)域的終端系統(tǒng)提供了更快、更有效的冗余容錯(cuò)能力。人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴性越來越強(qiáng)，恢復(fù)性和冗余性已成為當(dāng)今局域網(wǎng)中的關(guān)鍵特性。目 錄 1 引 言 ................................................................................................................................. 1 2 路由器備份技術(shù)研究現(xiàn)狀 ............................................................................................... 2 HSRP 協(xié)議 ......................................................... 2 GLBP 協(xié)議 ......................................................... 3 3 VRRP 簡(jiǎn)介 .......................................................................................................................... 4 VRRP 協(xié)議概述 ..................................................... 4 VRRP 工作原理 ..................................................... 6 VRRP 狀態(tài)機(jī) ................................................... 6 VRRP 報(bào)文格式 ................................................. 8 VRRP 選舉機(jī)制 ................................................. 9 VRRP 的安全認(rèn)證 .............................................. 10 動(dòng)態(tài)路由發(fā)現(xiàn)機(jī)制分析 ............................................ 10 4 VRRP 的 應(yīng)用及配置 .........................................................................................................11 VRRP 應(yīng)用 ........................................................ 11 VRRP 配置 ........................................................ 12 VRRP 單備份組配置 ............................................ 14 配置 IP 地址、路由協(xié)議、 VRRP ................................. 14 檢查、測(cè)試 VRRP .............................................. 16 配置端口跟蹤 ................................................ 18 VRRP 多備份組配置 ............................................ 18 優(yōu)先級(jí)考慮 ...................................................... 20 增加延時(shí)搶占功能 ................................................ 20 實(shí)現(xiàn) VRRP 監(jiān)視功能 ............................................... 21 VRRP 當(dāng)前問題 .................................................... 21 5 VRRP 的改進(jìn) .................................................................................................................... 22 BFD 協(xié)議簡(jiǎn)介 ..................................................... 22 VRRP 應(yīng)用 BFD 進(jìn)行探測(cè) ............................................ 22 高速切換：定時(shí)器修改 ............................................ 22 VRRP BACKUP 到 MASTER 的快速切換修改 .............................. 23 6 HSRP 的雙機(jī)機(jī)熱備份 .................................................................................................... 23 HSRP 的配置 ...................................................... 23 HSRP 與 VRRP 的比較 ............................................... 25 區(qū)別 ........................................................ 25 聯(lián)系 ........................................................ 25 7 結(jié) 論 ............................................................................................................................... 26 8 致 謝 ............................................................................................................................... 26 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 27 1 虛擬路由冗余協(xié)議研究與應(yīng)用 摘要 : 虛擬路由冗余協(xié)議（ VRRP）是保持網(wǎng)絡(luò)高可靠性的一種解決方案。這就對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性提出了越來越高的要求。在該協(xié)議中，對(duì)共享多存取訪問介質(zhì)（如以太網(wǎng)）上終端 IP設(shè)備的默認(rèn)網(wǎng)關(guān) (Default Gateway)進(jìn)行冗余備份，從而在其中一臺(tái)路由設(shè)備宕 機(jī)時(shí)，備份路由設(shè)備及時(shí)接管轉(zhuǎn)發(fā)工作，向用戶提供透明的切換，提高了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。 因?yàn)? VRRP 具有廣范的使用價(jià)值 ,所以 國際上對(duì) IPV6[2]下的 VRRP 研究 非常重視 ， 雖然 到 目前 為止，還沒有推出正式的 RFC 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，但是標(biāo)準(zhǔn)草案已經(jīng)出到了第 7版。 HSRP 協(xié)議 HSRP (Hot standby Routing Protocol)[3]是 Cisco 的專有協(xié)議，它可以 把 多臺(tái)路由器組成一個(gè)“熱備份組”，形成一個(gè)虛擬路由器。同時(shí) ,根據(jù)優(yōu)先級(jí)方案決定將優(yōu)先級(jí)最高的路由器設(shè)備定義為活動(dòng)路由 (路由器的缺省優(yōu)先級(jí)為 100),協(xié)議組中的其他路由器則為備用路由器。 當(dāng)原來的活動(dòng)路由器故障恢復(fù)后 ,HSRP 協(xié)議組中的路由器將重新進(jìn)行選主 ,將優(yōu)先級(jí)高的路由器激活 ,使之成為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備。 GLBP 協(xié)議 GLBP 即 Gateway Load Balancing Protocol，網(wǎng)關(guān)負(fù)載均衡協(xié)議 [4]。 GLBP 和 HSRP、 VRRP 不同的是， GLBP 不僅提供冗余網(wǎng)關(guān)，還在各網(wǎng)關(guān)之間提供負(fù)載均衡 [5]。某路由器被推舉為 AVG 后，和 HSRP不同的工作開始了， AVG分配虛擬的 MAC地址給其他 GLBP組成員。直接由 AVG 分配虛擬 MAC地址的路由器被稱作 Primary Virtual Forwarder，后續(xù)不知道 AVG 真實(shí)IP地址的組成員，只能使用 hellos 包來識(shí)別其身份，然后被分配虛擬 MAC 地址，此類被稱作 Secondary Virtual Forwarder。其關(guān)鍵在于對(duì)每一個(gè)虛 IPARP 請(qǐng)求回應(yīng)不同的虛擬 MAC。但是目前大部分客戶端操 作系統(tǒng)平臺(tái)都不支持動(dòng)態(tài)路由協(xié)議，因此普遍采用對(duì)終端IP 設(shè)備靜態(tài)路由配置，一般是給終端設(shè)備指定一個(gè)或者多個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān) (Default Gateway)。因此， VRRP 設(shè)計(jì)目標(biāo)是支持特定情況下 IP 流量失敗轉(zhuǎn)移不會(huì)引起混亂、并允許主機(jī)使用單路由器，以及即使在實(shí)際第一跳路由器使用失敗的情形下仍能維護(hù)路由器間的連通性。終端主機(jī)將它們各自的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到該虛擬路由器上。虛擬路由器是指由運(yùn)行了 VRRP協(xié)議的多個(gè)處于同一備份組的路由器組成的一個(gè)邏輯概念，即一組 VRRP 路由器協(xié)同工作，共同構(gòu)成一臺(tái)虛擬路由器。 VRRP 協(xié)議使用選擇策略從路由器組中選舉一臺(tái)作為主控路由器，負(fù)責(zé) ARP 響應(yīng)和轉(zhuǎn)發(fā) IP 數(shù)據(jù)包，組中的其他路由器作為備份路由器處于待命狀態(tài)。 簡(jiǎn)單地說， INITIALIZE 即初始態(tài) ； MASTER 即主用狀態(tài)，也就是在 VRRP 備份組中真正起作用的路由器 ； BACKUP 即備用狀態(tài)，是 MASTER 的備份。 用 VRRP 虛擬 MAC 地址響應(yīng)路由器 IP 地址的 ARP請(qǐng)求 ； 如果定時(shí)通告定時(shí)器超時(shí) ，發(fā)送 VRRP 通告信息 ； 不能響應(yīng)針對(duì)虛擬路由器 IP的 ARP 請(qǐng)求信息 ； 主機(jī)超時(shí)定時(shí)器超時(shí)的時(shí)候，發(fā)送 VRRP 通告信息，廣播 ARP 地址信息，轉(zhuǎn)MASTER 狀態(tài) ； 目前為止介紹的只是 IPv4 對(duì)應(yīng)的 VRRP，版本號(hào)為 2 Type 類型，目前只