【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)送報文，這里填上時間間隔。同一個備份組的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)。當組內(nèi)的備份路由器沒有接收到來自主控路由器的報文，則將自己轉(zhuǎn)為 主控路由器。 VRRP 控制報文只有一種 ： VRRP 通告 (advertisement)。備份路由器在一定時間間隔內(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)絡中的 IP 終端設備來說，主備 路由器之間的切換是透明的， IP終端設備對外的通信不會因為一臺路由器的故障而受到影響，即消除了單點故障。通過將同一備份組的各個路由器 VRRP 認證方式設置成相同 (相同認證類型和認證字 )保證 BACKUP 只接受真正 MASTER 的報文。在這種情況下，應當設置長度為不超過 8 位的認證字。 (l) 代理 ARP 代理 ARP 要求在主網(wǎng)絡采用 ARP 協(xié)議進行 IP地址到物理地址映射時，當本地網(wǎng)絡上各臺主機調(diào)用 ARP 解析遠端網(wǎng)絡上主機的物理地址時，網(wǎng)關 G 代替主機響應，給出的物理地址是 G 本身的物理地址，由 G 來應答。而新的路由器的 MAC 并不能為主機所知，除非主機重新發(fā)起 ARP 請求。 (3) ICMP Router Discovery IRD 監(jiān)聽網(wǎng)絡中的路由組播的 hello 消息，當一 定時限未收到 hello 消息時換用其他的路由器。比如可以配置 IP 地址 +網(wǎng)關。 備份過程是由路由器自動進行選舉，對于主機而 言不可見。 但是 VRRP 協(xié)議看似簡單，其實涉及甚廣，要想很好地實現(xiàn)和應用，都需要花一番工夫。 在 VRRP 應用中， RA在線時 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，既分擔了設備負載和網(wǎng)絡流量，又提高了網(wǎng)絡可靠性。 VRRP 配置 以下這些配置都是在銳捷 R2600 路由器上實現(xiàn)的。下面給出路由器 R3 的配置 ： routeraen 14 進入特權用戶模式 Password: 輸入密碼 routeraconfig t 進入全局配置模式 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 設置 FE0 的 IP地址 R3(configif)no shutdown 激活當前接口 R3(configif)exit 返回上一級 R3(config)int f1/1 配置接口 FE1 R3(configif)no shutdown 激活當前接口 R3(configif)ip address 設置 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來承擔虛擬路由器的路由轉(zhuǎn)發(fā)功能，由此實現(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：可以實現(xiàn)負載均衡同時通過互相備份來提供更穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡服務。 在 VRRP 這個應用中，路由器 R1 和路由器 R2實現(xiàn)了路由冗余，并同時分擔了來自局域網(wǎng)的流量即實現(xiàn)了負載平衡。 在 WorkStation A 上用 的方法 測試 可以看到結果如 圖： 上圖表明， R1切換到 R2 的時間明顯加快了很多，這使用戶 更加 察覺不到。這時每個主路由器會比較 VRRP 報文中的優(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，并不需要學習路由。 SKEWTIME 是優(yōu)先級相關的，理論上可以靠著多個 BACKUP 這個時間的不同錯開搶占。提出一種新的 VRRP 配置手段 — 搶占主動延時功能。 21 實現(xiàn) VRRP 監(jiān)視功能 為保證 VRRP 的備份功能真正起作用， 最 關鍵的一個環(huán)節(jié)就是在 MASTER 不能正常執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務時 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，進行 MASTERDOWNTIME 的等待之后就會轉(zhuǎn)為 MASTER。所以用戶在使用時需要注意這一點。 22 5 VRRP的改進 BFD 協(xié)議簡介 BFD[8]作 為一個新生協(xié)議，其主要目的是對網(wǎng)絡狀況進行檢測。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 層和應用層存在的誤碼、丟包等軟故障，彌補了目前基于 SDH 故障檢 測只能實現(xiàn)傳輸層故障檢測的不足。 VRRP本身對實時性要求非常高，在 前面 提到過切換時間過長導致流量中斷的問題。修改之后 VRRP 的定時器行為 ： 這樣一來，在切換時間過長導致流量中斷的問題得到了解決。 收到優(yōu)先級低的報文立刻切換 ； 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，也是立刻進行狀態(tài)的切換。 圖 建立 HSRP環(huán) 境的網(wǎng)絡連接示意圖 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 HSRP 組，第一個組的 IP 為 ，活動路由器為R1，一部分計算機的網(wǎng)關指向 。 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 的一個主要優(yōu)勢 ： 它允許參與 VRRP 組的設備間建立認證機制 ， 并且不像 HSRP 那樣要求虛擬路由器不能是其中一個路由器的 IP 地址 。 的安全 。 HSRP 是思科路由器的專有協(xié)議，而 VRRP 則是 IEEE 的標準 ， 各廠家通用的協(xié)議，用的范圍更廣，適用性更強。 個人認為 HSRP 過于復雜的狀態(tài)機并不如 VRRP 狀態(tài)機簡明優(yōu)美，細分的角色也并沒有太大的實際意義。 7 結 論 本文討論了在網(wǎng)絡高可靠性要求前提下路由器備份和自動更替機制。其中 HSRP 單獨劃分備用角色， GLBP 相對于 VRRP 協(xié)議則是擁有天然負載分擔減少配置任務的優(yōu)勢，都有值得借鑒之處 ； 分析了網(wǎng) 絡 HA(High Availability) 對于多協(xié)議默認路由即網(wǎng)關的要求，介紹了多種路由自動發(fā)現(xiàn)機制，并對各自優(yōu)劣進行判斷，總結出 VRRP 的自動適應和主機無關的極大優(yōu)勢。 李 老師淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，使我受益非淺。 我還要 特別 感謝 學校實驗室的孔藝權老師 和廣東海洋大學的肖洪生老師，在我做實驗期間兩位老師給予我熱心的幫助和悉心的指導。 參考文獻 [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)絡實現(xiàn)技術 .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 . Cisco路由器實用技術 .中國鐵道出版社 .2020 [6] Bruno. CCIE Routing and Switching. 人民郵電出版社 .2020 [7] (美 )Jeff Doyle, (美 )Jennifer Carroll. Routing TCP/. 人民郵電出版社 .2020 [8] 張 輝譯 .Cisco現(xiàn)場手冊 :路由器配置 .人民郵電出版社 .2020 [9] 施曉秋 . 計算機網(wǎng)絡實驗與實踐指導 .中國電力出版社 .2020 [10] 梁廣民 ,王隆杰 . 思科網(wǎng)絡實驗室路由、交換實驗指南 . 電子工業(yè)出版社 .2020 [11] 李 剛 . 最新網(wǎng)絡組建、布線和調(diào)試實務 . 電子工業(yè)出版社 .2020 [12] 崔 鑫 ,呂昌泰 . 計算機網(wǎng)絡實驗指導 .清華大學出版社 .2020 。最后感謝我的家人對我一直以來無私的關愛，他們是我生命中最重要的部分。在論文工作期間， 李 老師總是經(jīng)常關心我的進度，及時給我提供指導意見。 8 致 謝 首先，我要感謝我的導師 —— 李偉 老師。詳細說明了 VRRP 協(xié)議的原理和常見組網(wǎng)應用，并針對 VRRP 實際應用中的問題提出一些解決思路。 整體看來， HSR