【正文】 射的路由器地址不同而已。 GLBP 提供了具有自動(dòng)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。 為了使 VRRP 工作，首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)備份組，組內(nèi)的路由器運(yùn)行 VRRP 協(xié)議，運(yùn)行VRRP協(xié)議的多個(gè)路由器稱為 VRRP路由器，是物理實(shí)體。 當(dāng)收到 Shutdown 的事件時(shí)刪除定時(shí)通告定時(shí)器，發(fā)送優(yōu)先 級(jí)為 0的通告包，轉(zhuǎn)初始化狀態(tài) ； Advertisement Interval 通告報(bào)文間隔時(shí)間。通過這樣一個(gè)過程，就會(huì)將優(yōu)先級(jí)最大的路由器選成新的主控路由器，完成 VRRP 的備份功能。在一個(gè)有可能受到安全威脅的網(wǎng)絡(luò)中，可以將認(rèn)證方式設(shè)置為SIMPLE，則發(fā)送 VRRP 報(bào)文的路由器就會(huì)將 認(rèn)證 字填入 到 VRRP 報(bào)文中， 而收到的 VRRP 報(bào)文的路由器會(huì)將收到的 VRRP 報(bào)文中的認(rèn)證字和本地配置的認(rèn)證字進(jìn)行比較，相同則認(rèn)為是真實(shí)的、合法的 VRRP 報(bào)文，否則認(rèn)為是一個(gè)非法的報(bào)文，將予丟棄。 (4) DHCP DHCP[8]本身是一種強(qiáng)大的動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議，可以從遠(yuǎn)端傳遞各種網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)。將 Hl 的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)設(shè)定為 RA； H H3的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)設(shè)定為 RB。 配置 IP 地址、路由協(xié)議、 VRRP 路由器 R1 的配置： Router2624en Password: Router2624config t Enter configuration mands, one per line. End with CNTL/Z. Router2624(config)hostname R1 R1(config)interface fastether0 R1(configif)no shutdown R1(configif)ip address R1(configif)vrrp 1 ip 啟用 VRRP 15 R1(configif)vrrp 1 priority 120 設(shè)置 VRRP 備份組 1 的優(yōu)先級(jí) 為 120，默認(rèn)為 100 R1(configif)vrrp 1 timers advertise 3 設(shè)置主路由器 VRRP 廣告間隔 ，可以有效防止路由組播風(fēng)暴 R1(configif)vrrp 1 authentication string 設(shè)置 VRRP 的驗(yàn)證字符串 ，可以加強(qiáng) VRRP 的安全性 R1(configif)exit R1(config)int f1 R1(configif)no shutdown R1(configif)ip address R1(configif)exit R1(config)router ospf 120 R1(configrouter)work area 0 R1(configrouter)work area 0 R1(configrouter)exit R1(config)end R1show vrrp brief 查看當(dāng)前的 VRRP 狀態(tài) Interface Grp Pri Time Own Pre State Master addr Group addr FastEther0 1 120 P Master R1 R1show ip route Codes: C connected, S static, R RIP O OSPF, IA OSPF inter area E1 OSPF external type 1, E2 OSPF external type 2 Gateway of last resort is not set , 1 subs O [110/2] via , 00:16:18, FastEther0 C , FastEther0 C , FastEther1 R1 使用 show runningconfig 可以查看到路由器 R1的相關(guān)信息與配置好的功能，這里編幅有限就不把代碼寫出來了 。路由器 R1在備份組 1中作為主路由器，在備份組2 中作為備份路由器；而路由器 R2 在備份組 1 中作為備份路由器，在備份組 2 中作為主路由器。那么當(dāng) MASTER 故障，誰該接任 MASTER 工作呢 ？ BACKUP 等待 MASTER 報(bào)文的時(shí)限是 MASTER DOWN – TIME 加上協(xié)議規(guī)定提出的SKEWTIME (計(jì)算方法 (256priority)/256，偏斜值，用于修正 VRRP 的 BACKUP 等待時(shí)間 )。 增加監(jiān)視功能，就是保證 VVRP 路由器監(jiān)視 其上行鏈路狀態(tài)，并在鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)調(diào)整自身的優(yōu)先級(jí)。作為一項(xiàng) IETF 方案標(biāo)準(zhǔn)， BFD 提供一種檢測鏈路或系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)傳輸流能力的簡單方法。 BACKUP 的行為 ： UDP報(bào)文上，而 VRRP承載在 TCP報(bào)文上 (HSRP 使用 UDP 1985端口，向組播地址 發(fā)送 hello 消息 ) 。本文的主要研究工作如下 ： 研究當(dāng)前路由自動(dòng)備份選舉技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)于 VRRP 的兩種競爭協(xié)議進(jìn)行了 分析。 學(xué) 士論文的結(jié)束標(biāo)志著 本科 階段的生活的結(jié)束，也是生命中另外一個(gè)重要階段的開始，在今后的工作中，我要銳意進(jìn)取，加倍努力，爭取成為國家的棟梁之才，我相信這也是對(duì)那些曾經(jīng)關(guān)心和愛護(hù)過我的人們的最好的回報(bào)。唯一的亮點(diǎn)在于“虛實(shí)結(jié)合”的 IP 配置，可以同時(shí)擔(dān)任虛路由器和實(shí)際路由器，這是一種 值得肯定的靈活性和適配性，但是實(shí)用價(jià)值并不明顯。通過這種方式實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡，需要計(jì)算機(jī)在設(shè)置網(wǎng)關(guān)時(shí)有所不同，如果計(jì)算機(jī)的 IP 是 DHCP 分配的，就不太方便了。 BACKUP 收到優(yōu)先級(jí)比自己低的報(bào)文，立刻進(jìn)行搶占，而不是等待定時(shí)器超時(shí)。安全上主要是偽造 MASTER 報(bào)文欺騙路由器攻擊； 穩(wěn)定性則依賴于 VRRP 的性能和切換速度。 如圖 ，路由器 R1 作為 MASTER，其 FE1 已經(jīng)故障，此時(shí)路由 器 R1己不可用，本應(yīng)由路由器 R2 接替成為 MASTER。 增加延時(shí)搶占功能 VRRP 協(xié)議運(yùn)行在路由器和三層交換機(jī)上，一般都要和很多路由 協(xié)議配合使用。 VRRP 多備份組配置 除了單備份組，還允許在同一個(gè)以太網(wǎng)接口上配置多個(gè) VRRP 備份組。正常情況下，路由器 R1 作為活動(dòng)路由器提供網(wǎng)關(guān) ()的功能。則 RA 成為MASTER，負(fù)責(zé) ICMP 重定向、 ARP應(yīng)答和 IP 報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā) ； 一旦 RA失敗， RB立即啟動(dòng) 12 切換，成為 MASTER，從而保證了對(duì)客戶 透明的安全切換。 所 以路由協(xié)議并不能替代 VRRP。 VRRP 定義了兩種認(rèn)證方式 ： 簡單字符認(rèn)證 (Simple Text Passwords)和 MD5 認(rèn)證。當(dāng)主控路由器正常工作時(shí)，它會(huì)每隔一段時(shí)間發(fā)送一個(gè) VRRP 組播報(bào)文 (發(fā)送報(bào)文的默認(rèn)時(shí)間間隔為 1 秒，用戶也可以自己設(shè)定 )，以通知組內(nèi)的備份路由器，主控路由器處于正常工作狀態(tài)。 TTL 必須為 255， 不是 255 的報(bào)文將會(huì)被丟棄 Protocol IANA 為 VRRP 分配的協(xié)議號(hào)是 112 Version 版本號(hào)。 設(shè)置定時(shí)通告定時(shí)器 ； VRRP 協(xié)議只支持一個(gè)路由器代表虛擬路由器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)過程。 AVF 分為兩類 ： Primary Virtual Forwarder 和 Secondary Virtual Forwarder。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。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。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。 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。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。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。 用 VRRP 虛擬 MAC 地址響應(yīng)路由器 IP 地址的 ARP請(qǐng)求 ； 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，目前只有 1 種 :1 Virtual Router ID(VRID) 虛擬路由器 ID，通常又稱之為備份組號(hào)。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。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。 (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。 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。 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。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)。對(duì)于 BACKUP 來說，沒有轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，并不需要學(xué)習(xí)路由。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。 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(duì)網(wǎng)絡(luò)狀況進(jìn)行檢測。 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。 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(duì) 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 。 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。 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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