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1 VRRP基础知识
VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol,虚拟路由冗余协议):是一种为多播或广播局域网设计的容错协议,它可以消除静态默认路由环境中存在的单点失效问题。
VRRP路由器和虚拟路由器(Virtual Router,VR):前者是指运行VRRP协议的路由器,它可以加进一台或多台VR。后者是由VRRP管理的一个逻辑实体,充当共享局域网上主机的默认路由器。一组VRRP路由器协同工作,共同构成一台VR,即一个备份组,该VR对外表现为一个具有唯一固定IP地址和MAC地址的逻辑路由器[1]。
Master VRRP路由器(主路由器)和Backup VRRP路由器(备份路由器):在正常情况下,一个备份组中有且只有一台Master,负责与外界通信,可以有一个或者多个Backup,处于待命状态。当Master出现故障时,组内优先级最高的Backup会及时、透明地接管转发工作而成为新的Master,从而实现局域网内的主机不间断与外界的通信。
2 使用VRRP实现局域网的网络备份和流量分担
2.1 VRRP的配置
设置VRRP定时器:备份组中的Master通过周期性地发送通告报文来向Backup通知自己工作正常,如果Backup没有按时收到通告报文,则认为Master出现故障,同时将自己转变为Master。要注意的是,不要把定时器间隔时间设置得太短,因为在网络流量过大或不同路由器定时器存在差异时,可能会出现Master报文超时而导致频繁的状态转换。
设置备份组的抢占方式:一般情况下,只要备份组中的Master没有出现故障,即使给Backup配置更高的优先级,它也不会成为Master。但如果Backup被设置为抢占模式,则它一旦发现自己的优先级比Master高,就会成为Master,原来的Master将成为Backup。需要注意的是,最好为抢占模式设置一个延迟时间。因为在性能不够稳定的网络中,拥塞可能会造成Backup没有按时收到Master的报文,但这并不是Master故障造成的。
设置监视指定接口:为了更好地扩充备份功能,不仅需要在备份组所在的接口提供备份功能,而且在路由器的其它接口也需要使用备份功能,这可以通过设置监视指定接口来实现。当被监视接口down掉时,该接口所属路由器的优先级会执行减1操作,从而引发备份组内高优先级的Backup转变为Master。
2.2 网络备份
为了提高稳定性和可靠性,使用一个Master和一个Backup组成VR,作为局域网的出口,这种情况被称为单备份组,其网络拓扑结构如图1所示:
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/wlxx/wlxx200703/wlxx20070354-1-l.jpg)
图中局域网内的主机只知道VR的IP地址为10.1.1.1,而并不知道Master和Backup的真实IP地址,它们将缺省路由设置为10.1.1.1。这样,网络内的主机就可以通过该VR与外界进行通信。当备份组内的Master出现故障时,Backup将会成为新的Master,继续为局域网内的主机提供路由服务,从而实现局域网内的主机不间断与外界的通信。
2.3 流量分担
在实际应用中,用户可能会租用两条以上的Internet链路实现高可靠性和流量分担。斥资对网络设备进行更新,然后通过多备份组的解决方案固然很好,但从保护现有投资的角度考虑,可以采用廉价冗余的思路,在可靠性和经济性方面找到平衡点。对于有两条出口的局域网,可以使用两台路由器实现双备份组,具体方法是:把网络中的主机划为两部分,一部分主机使用备份组1作为默认网关,另一部分主机使用备份组2作为默认网关,两个备份组的Master互为对方备份组的Backup。对于有N条出口的局域网,可以使用N+1台路由器实现多备份组,具体方法是:按照网络规模把主机划为N个部分,每部分使用一台路由器作为备份组的Master,再用一台路由器作为所有备份组的Backup。
3 结束语
使用VRRP协议并通过备份组的合理规划,不用改造用户目前的网络结构,最大限度地保护了用户现有投资,同时大大提升了网络的性能,因此具有重大的应用价值。
参考文献
[1]Adolfo Rodriguez,John Gatrell.TCP/IP权威教程(第七版)[M].杨铁男,李增民 译.北京:清华大学出版社,2002.p589.
作者简介
王柱(1973-),男,辽宁阜新市人,辽宁工程技术大学技术与经济学院讲师,天津大学计算机科学与技术学院硕士,研究方向:计算机网络应用。
VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol,虚拟路由冗余协议):是一种为多播或广播局域网设计的容错协议,它可以消除静态默认路由环境中存在的单点失效问题。
VRRP路由器和虚拟路由器(Virtual Router,VR):前者是指运行VRRP协议的路由器,它可以加进一台或多台VR。后者是由VRRP管理的一个逻辑实体,充当共享局域网上主机的默认路由器。一组VRRP路由器协同工作,共同构成一台VR,即一个备份组,该VR对外表现为一个具有唯一固定IP地址和MAC地址的逻辑路由器[1]。
Master VRRP路由器(主路由器)和Backup VRRP路由器(备份路由器):在正常情况下,一个备份组中有且只有一台Master,负责与外界通信,可以有一个或者多个Backup,处于待命状态。当Master出现故障时,组内优先级最高的Backup会及时、透明地接管转发工作而成为新的Master,从而实现局域网内的主机不间断与外界的通信。
2 使用VRRP实现局域网的网络备份和流量分担
2.1 VRRP的配置
设置VRRP定时器:备份组中的Master通过周期性地发送通告报文来向Backup通知自己工作正常,如果Backup没有按时收到通告报文,则认为Master出现故障,同时将自己转变为Master。要注意的是,不要把定时器间隔时间设置得太短,因为在网络流量过大或不同路由器定时器存在差异时,可能会出现Master报文超时而导致频繁的状态转换。
设置备份组的抢占方式:一般情况下,只要备份组中的Master没有出现故障,即使给Backup配置更高的优先级,它也不会成为Master。但如果Backup被设置为抢占模式,则它一旦发现自己的优先级比Master高,就会成为Master,原来的Master将成为Backup。需要注意的是,最好为抢占模式设置一个延迟时间。因为在性能不够稳定的网络中,拥塞可能会造成Backup没有按时收到Master的报文,但这并不是Master故障造成的。
设置监视指定接口:为了更好地扩充备份功能,不仅需要在备份组所在的接口提供备份功能,而且在路由器的其它接口也需要使用备份功能,这可以通过设置监视指定接口来实现。当被监视接口down掉时,该接口所属路由器的优先级会执行减1操作,从而引发备份组内高优先级的Backup转变为Master。
2.2 网络备份
为了提高稳定性和可靠性,使用一个Master和一个Backup组成VR,作为局域网的出口,这种情况被称为单备份组,其网络拓扑结构如图1所示:
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/wlxx/wlxx200703/wlxx20070354-1-l.jpg)
图中局域网内的主机只知道VR的IP地址为10.1.1.1,而并不知道Master和Backup的真实IP地址,它们将缺省路由设置为10.1.1.1。这样,网络内的主机就可以通过该VR与外界进行通信。当备份组内的Master出现故障时,Backup将会成为新的Master,继续为局域网内的主机提供路由服务,从而实现局域网内的主机不间断与外界的通信。
2.3 流量分担
在实际应用中,用户可能会租用两条以上的Internet链路实现高可靠性和流量分担。斥资对网络设备进行更新,然后通过多备份组的解决方案固然很好,但从保护现有投资的角度考虑,可以采用廉价冗余的思路,在可靠性和经济性方面找到平衡点。对于有两条出口的局域网,可以使用两台路由器实现双备份组,具体方法是:把网络中的主机划为两部分,一部分主机使用备份组1作为默认网关,另一部分主机使用备份组2作为默认网关,两个备份组的Master互为对方备份组的Backup。对于有N条出口的局域网,可以使用N+1台路由器实现多备份组,具体方法是:按照网络规模把主机划为N个部分,每部分使用一台路由器作为备份组的Master,再用一台路由器作为所有备份组的Backup。
3 结束语
使用VRRP协议并通过备份组的合理规划,不用改造用户目前的网络结构,最大限度地保护了用户现有投资,同时大大提升了网络的性能,因此具有重大的应用价值。
参考文献
[1]Adolfo Rodriguez,John Gatrell.TCP/IP权威教程(第七版)[M].杨铁男,李增民 译.北京:清华大学出版社,2002.p589.
作者简介
王柱(1973-),男,辽宁阜新市人,辽宁工程技术大学技术与经济学院讲师,天津大学计算机科学与技术学院硕士,研究方向:计算机网络应用。