【正文】 rkStation B 所在網(wǎng)段的路由，導(dǎo)致無法發(fā)送信息。在這個(gè)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(guān)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(guān)指向備份組 2的虛擬 IP 地址 。 優(yōu)先級考慮 主路由器在正常工作時(shí)，會(huì)每隔固定的時(shí)間間隔 發(fā)送 VRRP 廣播報(bào)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)。還有一個(gè)需要注意的是很多時(shí)候網(wǎng)絡(luò)中使用多個(gè)備份路由器，即會(huì)同一時(shí)間存在多個(gè) BACKUP。配置時(shí)可以根 據(jù)路由器性能等多方面因素，給各個(gè)備用路由器配置不同的主動(dòng)延遲時(shí)間。網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)主機(jī)仍然會(huì)把報(bào)文送給路由器 R1， 很明顯，這樣就無法連接到外部網(wǎng)絡(luò)了。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(gè)較大的數(shù)值，但是實(shí)際上最多降低到 1。一種叫做雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測 (BFD)的新協(xié)議將幫助解決這個(gè)問題，提高故障檢測與恢復(fù)速度。 高速切換：定時(shí)器修改 VRRP 的 MASTER 和 BACKUP 分別用定時(shí)器控制報(bào)文發(fā)送和搶占等待。 23 VRRP BACKUP 到 MASTER 的快速切換修改 對于 MASTER 沒有切換上的改動(dòng)。 R3 的配置同 VRRP 中的 R3 配置一樣，在此不再重復(fù)。 有三種報(bào)文，而且有三種狀態(tài)可以發(fā)送報(bào)文 呼叫 (Hello)報(bào)文 /告辭(Resign)報(bào)文 /突變 (Coup)報(bào)文， VRRP 有一種報(bào)文，廣播報(bào)文，由主路由器定時(shí)發(fā)出來通告它的存在，使用這些報(bào)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。這是很大的資源浪費(fèi)。詳細(xì)說明了 VRRP 協(xié)議的原理和常見組網(wǎng)應(yīng)用，并針對 VRRP 實(shí)際應(yīng)用中的問題提出一些解決思路。在論文工作期間， 李 老師總是經(jīng)常關(guān)心我的進(jìn)度，及時(shí)給我提供指導(dǎo)意見。 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 . Cisco路由器實(shí)用技術(shù) .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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐指導(dǎo) .中國電力出版社 .2020 [10] 梁廣民 ,王隆杰 . 思科網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室路由、交換實(shí)驗(yàn)指南 . 電子工業(yè)出版社 .2020 [11] 李 剛 . 最新網(wǎng)絡(luò)組建、布線和調(diào)試實(shí)務(wù) . 電子工業(yè)出版社 .2020 [12] 崔 鑫 ,呂昌泰 . 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) .清華大學(xué)出版社 .2020 。 李 老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，使我受益非淺。 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(dòng)更替機(jī)制。 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)。 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 。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。 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。 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。 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。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(huì)轉(zhuǎn)為 MASTER。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。提出一種新的 VRRP 配置手段 — 搶占主動(dòng)延時(shí)功能。對于 BACKUP 來說，沒有轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，并不需要學(xué)習(xí)路由。 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。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)。這個(gè)過程對用戶來說是透明的，不會(huì)受到影響。 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。 VRRP 配置 以下這些配置都是在銳捷 R2600 路由器上實(shí)現(xiàn)的。 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。 備份過程是由路由器自動(dòng)進(jìn)行選舉，對于主機(jī)而 言不可見。 (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。 (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(tái)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。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。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(dòng)新的一輪 VRRP選舉。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。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。目前為止介紹的只是 IPv4 對應(yīng)的 VRRP，版本號為 2 Type 類型，目前只有 1 種 :1 Virtual Router ID(VRID) 虛擬路由器 ID，通常又稱之為備份組號。 不能響應(yīng)針對虛擬路由器 IP的 ARP 請求信息 ； 用 VRRP 虛擬 MAC 地址響應(yīng)路由器 IP 地址的 ARP請求 ； 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)。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。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)。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。 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]。 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。 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。在該協(xié)議中，對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。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、測試 VRRP .............................................. 16 配置端口跟蹤 ................................................ 18 VRRP 多備份組配置 ............................................ 18 優(yōu)先級考慮 ...................................................... 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) ........................................