【正文】 P 面對 VRRP 幾乎沒有什么優(yōu)勢。這是很大的資源浪費。 VRRP 包括一個保護 VRRP 分組不會被另外一個遠程網(wǎng)絡添加內(nèi)容的機制 (設置 TTL 值 =255,并在接受時檢查 ),這限制了可以進行本地攻擊的大部分缺陷 .而 HSRP 在它的消息中使用的 TTL 值是 1。 有三種報文，而且有三種狀態(tài)可以發(fā)送報文 呼叫 (Hello)報文 /告辭(Resign)報文 /突變 (Coup)報文， VRRP 有一種報文，廣播報文，由主路由器定時發(fā)出來通告它的存在，使用這些報文可以檢測虛擬路由器各種參數(shù)，還可以用于主路由器的選舉。這樣，如果網(wǎng)絡全部正常時，一部分數(shù)據(jù)是 R1 轉發(fā)的，另一部分是 R2 轉發(fā)的，實現(xiàn)了負載平衡，如果一個路由器出現(xiàn)問題，則另一個路由器就成為兩個 HSRP 組的活動路由器，承擔全部的數(shù)據(jù)轉發(fā)功能。 R3 的配置同 VRRP 中的 R3 配置一樣，在此不再重復。 這兩處改動都是為了解決切換時間過長導致流量較長時間中斷的問題。 23 VRRP BACKUP 到 MASTER 的快速切換修改 對于 MASTER 沒有切換上的改動。用戶必須保證配置正確 )，馬上以新優(yōu)先級發(fā)送報文，而不是等待定時器超時發(fā)送 ； 高速切換：定時器修改 VRRP 的 MASTER 和 BACKUP 分別用定時器控制報文發(fā)送和搶占等待。 VRRP 應用 BFD 進行探測 由于 BFD 的使命簡單而抽象，因此它可以將重點放在盡快發(fā)現(xiàn)轉發(fā)故障上，由此讓語音、視頻和其他苛求的服務得到取得成功所需要的轉發(fā)服務。一種叫做雙向轉發(fā)檢測 (BFD)的新協(xié)議將幫助解決這個問題，提高故障檢測與恢復速度。主要集中在安全性和穩(wěn)定性兩方面。但是真正 MASTER 降低優(yōu)先級不能超過或等于自身優(yōu)先級，也就是說，可以配置降低一個較大的數(shù)值，但是實際上最多降低到 1。路由器 R1 上進行接口監(jiān)視配置，使監(jiān)視 FE1 鏈路，在鏈路故障時主動降低一定數(shù)值的優(yōu)先級，比如 30。網(wǎng)絡中各個主機仍然會把報文送給路由器 R1， 很明顯，這樣就無法連接到外部網(wǎng)絡了。 VRRP 的擴展協(xié)議中增加了對廣域網(wǎng)接口的 Track (監(jiān)視 )[10]功能，比如，可以監(jiān)控出口的 UP/DOWN 狀態(tài)，如果遠 方線路斷開了， 這時 MASTER 就可以自動地把自己的 VRRP 優(yōu)先級別降低，它的 VRRP 廣播報文中攜帶的優(yōu)先級也相應降低，這時如果備用路由器的優(yōu)先級比它 高， 那么出接線路便很快地切換到這臺 路由器 上去了。配置時可以根 據(jù)路由器性能等多方面因素，給各個備用路由器配置不同的主動延遲時間。當然，如果配置合理，優(yōu)先級最高的馬上通過通告報文勒令其他路由器退避成為 BACKUP，多個 MASTER 并存的時間 極短。還有一個需要注意的是很多時候網(wǎng)絡中使用多個備份路由器，即會同一時間存在多個 BACKUP。各路由器的優(yōu)先級一般是在配置 VRRP 備份組時設置好的，根據(jù)協(xié)議規(guī)定可設置的范圍是 1～ 254。 優(yōu)先級考慮 主路由器在正常工作時，會每隔固定的時間間隔 發(fā)送 VRRP 廣播報文，以通知備份組內(nèi)的其他備份路由器自己處于正常工作狀態(tài)。 在 的配置中只要加上 下面給出 的 路由器 R1與 R2 的配置 命令即可 。在這個配置示例中，用戶工作站群 ()使用路由器 R1 與 R2組成的備份 組，其中部分用戶工作站 (如 A)將其網(wǎng)關指向備份組1的虛擬 IP地址 ，部分用戶工作站 (如 C)則將其網(wǎng)關指向備份組 2的虛擬 IP 地址 。 經(jīng)實驗證明，跟蹤端口成功， R1 路由器的 FE1 端口出現(xiàn)故障時，R1馬上會將自己的優(yōu)先級降低 30（即為 90），路由器 R2 收到廣播報文知道自己的優(yōu)先級（ 100）比 R1 高，立刻轉到主路由器狀態(tài)，接替 R1 路由器的路由轉發(fā)功能，保證了鏈路的正常使用。 18 配置端口跟蹤 在圖 中，按照以上步驟的配置，如果 R1的 FE1 接口出現(xiàn)問題， R1 將沒有到達 WorkStation B 所在網(wǎng)段的路由，導致無法發(fā)送信息。在 WorkStation A 上連續(xù) PING WorkStation B（在實驗中由于實驗條件限制，用 PING R3 的 FE0 接口 IP 地址代替，不影響效果）， 用shutdown 命令 在 R1 上關閉 FE0 接口，觀察 WorkStation A 上 PING 的結果。 下面分別給出路由器 R1 與 R2的相關配置。在這里 R1 被設置成 VRRP 的 Master 路由器。下面將 給出路由器 R1與 R2 的 VRRP 相關配置 [9][10]和 R3 的普通配置。 VRRP 協(xié)議本身需要配合動態(tài)路由協(xié)議使用，才能達到較好的冗余特性。讓 RA、RB 同時屬于互為備份的兩個 VRRP 組 ： 在組 1 中 RA 為 IP 地址所有者 ： 組 2中 RB 為IP地址所有者。 4 VRRP的 應用及 配置 VRRP 應用 最典型的 VRRP 應用 ： RA、 RB 組成一個 VRRP 路由器組，假設 RA的處理能力高于RB，則將 RA 配置成 IP 地址所有者， Hl、 H H3 的默認網(wǎng)關設定為 RA。 高效靈活，反應迅速； 綜上所述， VRRP 相比各種機制的優(yōu)點有 ： 這顯然也是無法滿足用戶需要的。而且在管理開銷、設備處理效率和安全性等方面面臨著很多問題。在代理 ARP機 制中，主機是一個動態(tài)學到路由器 MAC 的過程，這可以視作一種路由發(fā)現(xiàn)機制。這種情況下，應當設置長度為不超過 8 位的認證字，對于沒有通過認證的報文將做丟棄處理。這種情況下，不需要設置認證字。為了解決這個問題， VRRP 協(xié)議規(guī)定了報文認證，即對收到的 VRRP 報文進行檢查是否符合本地的認證信息。在同一個 VRRP 組中，無論哪一臺 VRRP 路由器是主控路由器，其虛擬 MAC 地址不變。這保證了 VRID 在不同網(wǎng)絡中可以重 復使用。這時每一個路由器就會比較 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 中的優(yōu)先級，則將自己的狀態(tài)轉為備份路由器，否則保持自己的狀態(tài)不變。 VRRP 還提供了優(yōu)先級搶占策略，如果配置了該策略，高優(yōu)先級的備份路由器便會剝奪 當前低優(yōu)先級的主控路由器而成為新的主控路由器。其他路由器作為備份路由器，隨時監(jiān)測主控路由器的狀態(tài)。 MD5認證數(shù)據(jù)另有一種 填充方式 :封裝在 AH 報文中 9 VRRP 選舉機制 在同一個局域網(wǎng)中，具有相同 VRID 號的路由器組成一個 VRRP 組， VRID 號是由用戶自己設定的，其取值范圍為 1～ 255，同一臺運行 VRRP 協(xié)議的路由器，它可以參與一個或多個備份組，從而備份一個或者多 個虛擬路由器。當前有無認證，簡單明文認證和 MD5 認證三種類型。 8 VRRP 報文格式 圖 VRRP報文 表 IP報文各字段的填充 字段名 解釋 Source Address 填寫發(fā)送報文的接口實際 IP Destination Address IANA 為 VRRP 分配的組播 IP，即 用于本地鏈路的組播 IP，路由器不能轉發(fā)此報文。 不接受目的是虛擬路由器 IP的所有數(shù)據(jù)包 ； (3) BACKUP 備機狀態(tài)下的路由器要實現(xiàn)以下功能 : 如果是虛擬路由器 IP的擁有者，將接受目的地址是虛擬路由器 IP 的數(shù)據(jù)包，否則丟棄 ； Initialize Backup Master 7 (2) MASTER 主機狀態(tài)下的路由器要完成如下功能 : 由于此切換迅速且不用改變 IP 地址和 MAC 地址，因此對 IP 終端使用者幾乎沒有任何影響。處于同一個 VRRP 組中的路由器具有兩種互斥的角色：主控路由器和備份路由器。由于本文 所討論的內(nèi)容不涉及 IPv4 和 IPv6網(wǎng)絡的差異性，因此不再特別進行區(qū)分。該協(xié)議中含有多種路由器，對應一個虛擬路由器。即便配置了多個默認網(wǎng)關，如不重新啟動終端設備，也不能切換到新的網(wǎng)關。 在基于 TCP/IP 協(xié)議的網(wǎng)絡中，為了保證不直接進行物理連接的設備之間的通信，必須指定路由。最多可以配置 1024 個 GLBP 組，不同的用戶組 可以配置成使用不同的組 AVG 作為其網(wǎng)關。 地址分配每個 GLBP 組中最多有 4個虛擬 MAC地址，非 AVG 路由器有 AVG 按序分配虛擬 MAC 地址，非 AVG 也被稱作 Active Virtual Forwarder(AVF)。需要注意的是，由于虛 MAC 分發(fā)這種特殊機制， GLBP 要求設備接口必須支持多個 MAC 地址。路由器備份最優(yōu)方案還是要用“虛 IP+虛 MAC 共享” 的方式，這一點上， GLBP 沿襲的還是 VRRP 和 GLBP 的思路，這沒有疑問。如果僅是活動路由器出現(xiàn)故障 ,備用路由器接管工作 ,如果 HSRP 協(xié)議組中還有其他的路由器 ,這些路由器將成為新的備用路由器。 HSRP 技術使用主播、基于 UDP 的呼叫信號包 (Hello 包 )來實現(xiàn)同一 HSRP 協(xié)議組中路由器之間的通信 ,即 HSRP 協(xié)議組中的活動路由器、備用路由器之間定期 (Hello time)向對方發(fā)出 Hello 包進行端口檢查。從網(wǎng)絡內(nèi)的主機來看，網(wǎng)關并沒有改變。一方面它可以實現(xiàn)默認下一跳的冗余備份，另外它還可以實現(xiàn)多個默認網(wǎng)關的負載均衡。 2 路由器備份技術研究現(xiàn)狀 路由器 備份技術是為了解決路由器由于自身硬件（如內(nèi)存、 CPU）或軟件 IOS的某種故障或局域端口的故障，所連接局域設備的端口或線路的故障所導致的網(wǎng)絡癱瘓的問題。虛擬路由冗余協(xié)議（ Virtual Router Redundancy Protocol， VRRP） [1]就是一種很好的解決方案。 關鍵詞 : VRRP協(xié)議、 HSRP協(xié)議 、虛擬路由器、路由冗余、負載均衡 Virtual Router Redundancy Protocol Research and Application Abstract: Virtual routing redundancy protocol (VRRP) is to maintain a high reliability work solutions. This paper discusses the principles of VRRP agreement in the mon work applications on the basis of practical application for the efficiency and safety issues to resolve some ideas, and VRRP switching efficiency of the work security and the guarantee and feasibility analysis, the category VRRP the pros and cons of the agreement were analyzed and pared to the shortings of the VRRP an improvement program. Key words: VRRP、 HSRP、 Backup、 Route redundancy、 Load Balancing 1 引 言 隨著 Inter的迅猛發(fā)展，基于網(wǎng)絡的應用逐漸增多。本文討論了 VRRP 協(xié)議的原理，在常見組網(wǎng)應用的基 礎上針對實際應用中的效率和安全問題提出一些解決思路，并對 VRRP 切換效率的提高和網(wǎng)絡安全的保障作 了 可行性分析，對類 VRRP 協(xié)議的優(yōu)劣進行了分析與比較，對 VRRP的缺點提出了改進方案。斥資對所有網(wǎng)絡設備進行更新當然是一種很好的可靠性解決方案；但本著保護現(xiàn)有投資的角度考慮，可以采用廉價冗余的思路，在可靠性和經(jīng)濟性方面找到平衡點。 使用 VRRP 協(xié)議，不用改造目前的網(wǎng)絡拓撲結構，最大限度節(jié)約了投資成本， 2 只需較少的管理費用，卻大大提升了網(wǎng) 絡的可靠性和可用性，具有重大的應用價值。 VRRP 協(xié)議是網(wǎng)絡中一個比較基礎而又重要的協(xié)議，在許多的實際建網(wǎng)中都必須運行該協(xié)議。這個組內(nèi)只有一個路由器是活動的（ Active） ,并由它來轉發(fā)數(shù)據(jù)包，如果活動路由器發(fā) 生了故障，備份路由器將成為活動路由器。此時 ,協(xié)議組將虛擬缺省網(wǎng)關 IP 地址指向活動路由器 ,活動路由器即成為網(wǎng)絡系統(tǒng)中的缺省網(wǎng)關設備 ,就冗余特性而言 ,虛擬路由器讓 訪問主機始終有可用的 3 路由器 (默認網(wǎng)關 ), 但實際的數(shù)據(jù)包轉發(fā)工作是由活動路由器完成的。 如果活動路由器和備用路由器都出現(xiàn)故障時 ,HSRP 協(xié)議組中的所有其他路由器將爭取承擔活動路由器和備用路由器的角色。如果說 HSRP 是比較老的路由備份協(xié)議，和 VRRP 相比沒有優(yōu)勢，那么