【正文】 有 1 種 :1 Virtual Router ID(VRID) 虛擬路由器 ID，通常又稱之為備份組號。 MASTER 定期發(fā)送報(bào)文，這里填上時(shí)間間隔。同一個(gè)備份組的VRRP 路由器根據(jù)優(yōu)先級的大小挑選主控路由器， VRRP 協(xié)議中優(yōu)先級范圍是 0～ 255，可配置的優(yōu)先級范圍為 1～ 254。主控路由器的選舉中，高 優(yōu)先級的虛擬路由器獲勝，因此，如果在 VRRP 組中有 IP地址所有者，則它總是作為主控路由的角色出現(xiàn)。當(dāng)組內(nèi)的備份路由器沒有接收到來自主控路由器的報(bào)文，則將自己轉(zhuǎn)為 主控路由器。 VRRP 控制報(bào)文只有一種 ： VRRP 通告 (advertisement)。備份路由器在一定時(shí)間間隔內(nèi) (MASTERDOWNTIME) 收不到 VRRP 或收到優(yōu)先級為 0的通告后啟動新的一輪 VRRP選舉。這樣，對于網(wǎng)絡(luò)中的 IP 終端設(shè)備來說，主備 路由器之間的切換是透明的， IP終端設(shè)備對外的通信不會因?yàn)橐慌_路由器的故障而受到影響，即消除了單點(diǎn)故障。通過將同一備份組的各個(gè)路由器 VRRP 認(rèn)證方式設(shè)置成相同 (相同認(rèn)證類型和認(rèn)證字 )保證 BACKUP 只接受真正 MASTER 的報(bào)文。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)設(shè)置長度為不超過 8 位的認(rèn)證字。 (l) 代理 ARP 代理 ARP 要求在主網(wǎng)絡(luò)采用 ARP 協(xié)議進(jìn)行 IP地址到物理地址映射時(shí)，當(dāng)本地網(wǎng)絡(luò)上各臺主機(jī)調(diào)用 ARP 解析遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)上主機(jī)的物理地址時(shí)，網(wǎng)關(guān) G 代替主機(jī)響應(yīng)，給出的物理地址是 G 本身的物理地址，由 G 來應(yīng)答。而新的路由器的 MAC 并不能為主機(jī)所知，除非主機(jī)重新發(fā)起 ARP 請求。 (3) ICMP Router Discovery IRD 監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)中的路由組播的 hello 消息，當(dāng)一 定時(shí)限未收到 hello 消息時(shí)換用其他的路由器。比如可以配置 IP 地址 +網(wǎng)關(guān)。 備份過程是由路由器自動進(jìn)行選舉，對于主機(jī)而 言不可見。 但是 VRRP 協(xié)議看似簡單，其實(shí)涉及甚廣，要想很好地實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用，都需要花一番工夫。 在 VRRP 應(yīng)用中， RA在線時(shí) RB只是作為 BACKUP，不參與轉(zhuǎn)發(fā)工作，閑置了路由器 RB和鏈路 LB。這樣，既分擔(dān)了設(shè)備負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)流量，又提高了網(wǎng)絡(luò)可靠性。 VRRP 配置 以下這些配置都是在銳捷 R2600 路由器上實(shí)現(xiàn)的。下面給出路由器 R3 的配置 ： routeraen 14 進(jìn)入特權(quán)用戶模式 Password: 輸入密碼 routeraconfig t 進(jìn)入全局配置模式 Enter configuration mands, one per line. End with CNTL/Z. routera(config)hostname R3 更改路由器名為 R1 R3(config)interface fastether1/0 配置接口 FE0 R3(configif)ip address 設(shè)置 FE0 的 IP地址 R3(configif)no shutdown 激活當(dāng)前接口 R3(configif)exit 返回上一級 R3(config)int f1/1 配置接口 FE1 R3(configif)no shutdown 激活當(dāng)前接口 R3(configif)ip address 設(shè)置 FE0 的 IP地址 R3(configif)exit 返回上一級 R3(config)router ospf 啟動 OSPF 路由協(xié)議 R3(configrouter)work area 0 設(shè)置發(fā)布路由 R3(configrouter)work area 0 R3(configrouter)end R3 14 R3show ip route 顯示路由信息 Codes: C connected, S static, R RIP O OSPF, IA OSPF inter area N1 OSPF NSSA external type 1, N2 OSPF NSSA external type 2 E1 OSPF external type 1, E2 OSPF external type 2 * candidate default Gateway of last resort is no set C , FastEther 1/1 C O [110/2] via , 00:00:17, FastEther 1/1 C , FastEther 1/0 C R3 VRRP 單備份組配置 按照圖 建立連接。 一旦路由器 R1 失效，將由 路由器 R2來承擔(dān)虛擬路由器的路由轉(zhuǎn)發(fā)功能，由此實(shí)現(xiàn)了簡單路由冗余。 路由器 R2 的配置： 命令不再解釋 ,參考 R1的解釋 。這個(gè)過程對用戶來說是透明的，不會受到影響。配置如下： R1(config)int fe0 R1(configif)vrrp 1 track fastether1 30 設(shè)置 FE1 為 VRRP 備份組監(jiān)視的接口 以上表明跟蹤的是 FE1 接口，如果該接口出故障了，優(yōu)先級降低 30。使用多備份組，有著顯而易見的好處：可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡同時(shí)通過互相備份來提供更穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 在 VRRP 這個(gè)應(yīng)用中，路由器 R1 和路由器 R2實(shí)現(xiàn)了路由冗余，并同時(shí)分擔(dān)了來自局域網(wǎng)的流量即實(shí)現(xiàn)了負(fù)載平衡。 在 WorkStation A 上用 的方法 測試 可以看到結(jié)果如 圖： 上圖表明， R1切換到 R2 的時(shí)間明顯加快了很多，這使用戶 更加 察覺不到。這時(shí)每個(gè)主路由器會比較 VRRP 報(bào)文中的優(yōu)先級和自己本地的優(yōu)先級，如果本地的優(yōu)先級小于 VRRP 廣播報(bào)文中的優(yōu)先級，則將自己的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閭浞萋酚善?，否則不變。對于 BACKUP 來說，沒有轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，并不需要學(xué)習(xí)路由。 SKEWTIME 是優(yōu)先級相關(guān)的，理論上可以靠著多個(gè) BACKUP 這個(gè)時(shí)間的不同錯(cuò)開搶占。提出一種新的 VRRP 配置手段 — 搶占主動延時(shí)功能。 21 實(shí)現(xiàn) VRRP 監(jiān)視功能 為保證 VRRP 的備份功能真正起作用， 最 關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)就是在 MASTER 不能正常執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)時(shí) BACKUP 能夠迅速接替。但是路由器 R1依然可以通過本地鏈路向 R2 發(fā)送通告報(bào)文。還是以 圖 為例。路由器 R2 發(fā)現(xiàn)對端優(yōu)先級 為 90，比自己較低，進(jìn)行 MASTERDOWNTIME 的等待之后就會轉(zhuǎn)為 MASTER。所以用戶在使用時(shí)需要注意這一點(diǎn)。 22 5 VRRP的改進(jìn) BFD 協(xié)議簡介 BFD[8]作 為一個(gè)新生協(xié)議，其主要目的是對網(wǎng)絡(luò)狀況進(jìn)行檢測。它通過定期發(fā)送基于 UDP 層的故障檢測數(shù)據(jù)包，不但可以檢測和判斷傳輸鏈路、光接口和設(shè)備端口的中斷故障，還可以檢測和判斷傳輸層、鏈路層、IP 層和應(yīng)用層存在的誤碼、丟包等軟故障，彌補(bǔ)了目前基于 SDH 故障檢 測只能實(shí)現(xiàn)傳輸層故障檢測的不足。 VRRP本身對實(shí)時(shí)性要求非常高，在 前面 提到過切換時(shí)間過長導(dǎo)致流量中斷的問題。修改之后 VRRP 的定時(shí)器行為 ： 這樣一來，在切換時(shí)間過長導(dǎo)致流量中斷的問題得到了解決。 收到優(yōu)先級低的報(bào)文立刻切換 ； 為 VRRP 啟用 BFD 檢測鏈路功能 之后， BACKUP 檢測到指定對象 (即 MASTER)的故障，也是立刻進(jìn)行狀態(tài)的切換。 圖 建立 HSRP環(huán) 境的網(wǎng)絡(luò)連接示意圖 24 路由器 R1 的配置： R1configure terminal Enter configuration mands, one per line. End with CNTL/Z. R1(config)interface FastEther0 R1(configif)no shutdown R1(configif)ip address R1(configif)standby 1 ip R1(configif)standby 1 priority 120 R1(configif)standby 1 preempt R1(configif)standby 1 track s0 30 R1(configif)standby 2 ip R1(configif)standby 2 preempt R1(configif)exit R1(config)end R1 路由器 R2的配置： R2configure terminal Enter configuration mands, one per line. End with CNTL/Z. R2(config)interface FastEther0 R2(configif)no shutdown R2(configif)ip address R2(configif)standby 1 ip R2(configif)standby 1 preempt R2(configif)standby 2 ip R2(configif)standby 2 priority 120 R2(configif)standby 2 preempt R2(configif)standby 2 track s0 30 R2(configif)exit R2(config)end R2 在這里創(chuàng)建了兩個(gè) HSRP 組，第一個(gè)組的 IP 為 ，活動路由器為R1，一部分計(jì)算機(jī)的網(wǎng)關(guān)指向 。 25 HSRP 與 VRRP 的 比較 區(qū)別 VRRP 和 HSRP 非常相似 ， 但是就安全而言 ， VRRP對 HSRP 的一個(gè)主要優(yōu)勢 ： 它允許參與 VRRP 組的設(shè)備間建立認(rèn)證機(jī)制 ， 并且不像 HSRP 那樣要求虛擬路由器不能是其中一個(gè)路由器的 IP 地址 。 的安全 。 HSRP 是思科路由器的專有協(xié)議，而 VRRP 則是 IEEE 的標(biāo)準(zhǔn) ， 各廠家通用的協(xié)議，用的范圍更廣，適用性更強(qiáng)。 個(gè)人認(rèn)為 HSRP 過于復(fù)雜的狀態(tài)機(jī)并不如 VRRP 狀態(tài)機(jī)簡明優(yōu)美，細(xì)分的角色也并沒有太大的實(shí)際意義。 7 結(jié) 論 本文討論了在網(wǎng)絡(luò)高可靠性要求前提下路由器備份和自動更替機(jī)制。其中 HSRP 單獨(dú)劃分備用角色， GLBP 相對于 VRRP 協(xié)議則是擁有天然負(fù)載分擔(dān)減少配置任務(wù)的優(yōu)勢，都有值得借鑒之處 ； 分析了網(wǎng) 絡(luò) HA(High Availability) 對于多協(xié)議默認(rèn)路由即網(wǎng)關(guān)的要求，介紹了多種路由自動發(fā)現(xiàn)機(jī)制，并對各自優(yōu)劣進(jìn)行判斷，總結(jié)出 VRRP 的自動適應(yīng)和主機(jī)無關(guān)的極大優(yōu)勢。 李 老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，使我受益非淺。 我還要 特別 感謝 學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的孔藝權(quán)老師 和廣東海洋大學(xué)的肖洪生老師，在我做實(shí)驗(yàn)期間兩位老師給予我熱心的幫助和悉心的指導(dǎo)。 參考文獻(xiàn) [1] .,“ Virtual Router Redundancy Protocol(VRRP)” , RFC 3768,IETF,2020 [2] 王玲芳 ,張宇 ,李穎華 ,孫向輝譯 .Cisco IPv6網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)技術(shù) .人民郵電出版社 .2020 [3] . “ Cisco Hot Standby Router Protocol(HSRP)” , RFC2281, IETF,1998 [4] Cisco., “ Cisco GLBP Load Balancing Options Cisco IOS” , 2020 [5] 王勁松 ,苗玲 ,韓劼 . 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