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VRRP技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的路由冗余和負(fù)載均衡

云知道

摘要 一般企業(yè)網(wǎng)通過(guò)路由器連接外網(wǎng)，在大型園區(qū)網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)核心層通過(guò)三層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速轉(zhuǎn)發(fā)和VLAN之間的路由，路由器和三層交換機(jī)在這里都是網(wǎng)絡(luò)的要害設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，為提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，需要對(duì)這些要害設(shè)備進(jìn)行冗余備份 。該文具體闡述VRRP技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由冗余和負(fù)載均衡 。
要害詞 VRRP協(xié)議、虛擬路由器、備份組、路由冗余、負(fù)載均衡
1 問(wèn)題的提出
隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷深入和發(fā)展，用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性的需求越來(lái)越高 。網(wǎng)絡(luò)中路由器運(yùn)行動(dòng)態(tài)路由協(xié)議如RIP、OSPF可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由的冗余備份，當(dāng)一個(gè)主路由發(fā)生故障后，網(wǎng)絡(luò)可以自動(dòng)切換到它的備份路由實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連接 。但是，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)邊緣終端用戶(hù)的主機(jī)運(yùn)行一個(gè)動(dòng)態(tài)路由協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)可靠性是不可行的 。一般企業(yè)局域網(wǎng)通過(guò)路由器連接外網(wǎng)，局域網(wǎng)內(nèi)用戶(hù)主機(jī)通過(guò)配置默認(rèn)網(wǎng)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn) 。


圖1; 配置默認(rèn)網(wǎng)關(guān)
如圖一所示，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)都配置了一個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)（GW：192.168.1.1），為路由器的;;;E thernet0接口地址 。這樣，內(nèi)網(wǎng)主機(jī)發(fā)出的目的地址不在本網(wǎng)段的報(bào)文將通過(guò)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)發(fā)往RouterA，從而實(shí)現(xiàn)了主機(jī)與外部網(wǎng)絡(luò)通信 。路由器在這里是網(wǎng)絡(luò)中的要害設(shè)備，當(dāng)路由器RouterA出現(xiàn)故障時(shí)，局域網(wǎng)將中斷與外網(wǎng)的通信 。對(duì)于依托網(wǎng)絡(luò)與外部業(yè)務(wù)往來(lái)頻繁的企業(yè)以及公司的分支機(jī)構(gòu)與總部的聯(lián)系、銀行的營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)與銀行數(shù)據(jù)中心的連接等方面的應(yīng)用將因此受到極大的影響 。為提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建時(shí)，往往多增設(shè)一臺(tái)路由器 。但是，若僅僅在網(wǎng)絡(luò)上設(shè)置多個(gè)路由器，而不做非凡配置，對(duì)于目標(biāo)地址是其它網(wǎng)絡(luò)的報(bào)文，主機(jī)只能將報(bào)文發(fā)給預(yù)先配置的那個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，而不能實(shí)現(xiàn)故障情況下路由器的自動(dòng)切換 。VRRP虛擬路由器冗余協(xié)議就是針對(duì)上述備份問(wèn)題而提出，消除靜態(tài)缺省路由環(huán)境中所固有的缺陷 。它不改變組網(wǎng)情況，只需要在相關(guān)路由器上配置極少幾條命令，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障情況下不需要在主機(jī)上做任何更改配置，就能實(shí)現(xiàn)下一跳網(wǎng)關(guān)的備份，不會(huì)給主機(jī)帶來(lái)任何負(fù)擔(dān) 。
2 VRRP技術(shù)分析
VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）是一種LAN接入設(shè)備容錯(cuò)協(xié)議，VRRP將局域網(wǎng)的一組路由器（包括一個(gè)Master即活動(dòng)路由器和若干個(gè)Backup即備份路由器）組織成一個(gè)虛擬路由器，稱(chēng)之為一個(gè)備份組，如圖2所示 。
圖2; 虛擬路由器示意圖
VRRP將局域網(wǎng)的一組路由器，如圖二中的RouterA和RouterB 組織成一個(gè)虛擬的路由器 。這個(gè)虛擬的路由器擁有自己的IP地址192.168.1.3，稱(chēng)為路由器的虛擬IP地址 。同時(shí)，物理路由器RouterA ，RouterB也有自己的IP地址（如RouterA的IP地址為192.168.1.1，RouterB的IP地址為192.168.1.2） 。局域網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)僅僅知道這個(gè)虛擬路由器的IP地址192.168.1.3，而并不知道備份組內(nèi)具體路由器的IP地址 。在配置時(shí)，將局域網(wǎng)主機(jī)的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)設(shè)置為該虛擬路由器的IP地址192.168.1.3.于是，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)就通過(guò)這個(gè)虛擬的路由器來(lái)與其它網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，實(shí)際的數(shù)據(jù)處理由備份組內(nèi)Master路由器執(zhí)行 。假如備份組內(nèi)的Master路由器出現(xiàn)故障時(shí)，備份組內(nèi)的其它Backup路由器將會(huì)接替成為新的Master，繼續(xù)向網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)提供路由服務(wù) 。從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)不間斷地與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信 。
VRRP通過(guò)多臺(tái)路由器實(shí)現(xiàn)冗余，任何時(shí)候只有一臺(tái)路由器為主路由器，其他的為備份路由器 。路由器間的切換對(duì)用戶(hù)是完全透明的，用戶(hù)不必關(guān)心具體過(guò)程，只要把缺省路由器設(shè)為虛擬路由器的IP地址即可 。路由器間的切換過(guò)程：

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