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某單位雙機熱備(vrrp)組網解決方案
發布時間:2016-08-16 丨 閱讀次數:1307

1、項目背景

在當前的組網應用中,用戶對網絡可靠性的要求越來越高,對于一些重要的業務入口或接入點(比如企業的Internet接入點、銀行的數據庫服務器等)如何保證網絡的不間斷傳輸,成為急需解決的一個問題。如圖1 所示,防火墻作為內外網的接入點,當設備出現故障便會導致內外網之間的網絡業務的全部中斷。在這種關鍵業務點上如果只使用一臺設備的話,無論其可靠性多高,系統都必然要承受因單點故障而導致網絡中斷的風險。


于是,業界推出了傳統備份組網方案來避免此風險,該方案在接入點部署多臺設備形成備份,通過VRRP或動態路由等機制進行鏈路切換,實現一臺設備故障后流量自動切換到另一臺正常工作的設備。

傳統備份組網方案適用于接入點是路由器等轉發設備的情況。因為經過設備的每個報文都是查找轉發表進行轉發,鏈路切換后,后續報文的轉發不受影響。但是當接入點是狀態防火墻等設備時,由于狀態防火墻是基于連接狀態的,當用戶發起會話時,狀態防火墻只會對會話的首包進行檢查,如果首包允許通過則會建立一個會話表項(表項里包括源IP、源端口、目的IP、目的端口等信息),只有匹配該會話表項的后續報文(包括返回報文)才能夠通過防火墻。如果鏈路切換后,后續報文找不到正確的表項,會導致當前業務中斷。

雙機熱備解決方案能夠很好的解決這個問題。在鏈路切換前,對會話信息進行主備同步;在設備故障后能將流量切換到其他備份設備,由備份設備繼續處理業務,從而保證了當前的會話不被中斷。如圖2 所示,在接入點的位置部署兩臺防火墻,當其中一臺防火墻發生故障時,數據流被引導到另一臺防火墻上繼續傳輸,因為在流量切換之前已經進行了數據同步,所以當前業務不會中斷,從而提高了網絡的穩定性及可靠性。

2 雙機熱備(vrrp)組網方案

如圖所示為某單位雙機熱備工程:

3RRP是一種容錯協議,它保證當主機的下一跳路由器出現故障時,由另一臺路由器來代替出現故障的路由器進行工作,從而保持網絡通信的連續性和可靠性。

VRRP具有如下優點:

1) 簡化網絡管理。在具有多播或廣播能力的局域網(如以太網)中,借助VRRP能在某臺設備出現故障時仍然提供高可靠的缺省鏈路,有效避免單一鏈路發生故障后網絡中斷的問題,而無需修改動態路由協議、路由發現協議等配置信息,也無需修改主機的默認網關配置。

2) 適應性強。VRRP報文封裝在IP報文中,支持各種上層協議。

3) 網絡開銷小。VRRP只定義了一種報文——VRRP通告報文,并且只有處于Master狀態的路由器可以發送VRRP報文

VRRP相關術語

1) 虛擬路由器:由一個Master路由器和多個Backup路由器組成。主機將虛擬路由器當作默認網關。

2) VRID:虛擬路由器的標識。有相同VRID的一組路由器構成一個虛擬路由器。

3) Master路由器:虛擬路由器中承擔報文轉發任務的路由器。

4) Backup路由器:Master路由器出現故障時,能夠代替Master路由器工作的路由器。

5) 虛擬IP地址:虛擬路由器的IP地址。一個虛擬路由器可以擁有一個或多個IP地址。

6) IP地址擁有者:接口IP地址與虛擬IP地址相同的路由器被稱為IP地址擁有者。

7) 虛擬MAC地址:一個虛擬路由器擁有一個虛擬MAC地址。虛擬MAC地址的格式為00-00-5E-00-01-{VRID}。通常情況下,虛擬路由器回應ARP請求使用的是虛擬MAC地址,只有虛擬路由器做特殊配置的時候,才回應接口的真實MAC地址。

8) 優先級:VRRP根據優先級來確定虛擬路由器中每臺路由器的地位。

9) 非搶占方式:如果Backup路由器工作在非搶占方式下,則只要Master路由器沒有出現故障,Backup路由器即使隨后被配置了更高的優先級也不會成為Master路由器。

10) 搶占方式:如果Backup路由器工作在搶占方式下,當它收到VRRP報文后,會將自己的優先級與通告報文中的優先級進行比較。如果自己的優先級比當前的Master路由器的優先級高,就會主動搶占成為Master路由器;否則,將保持Backup狀態。


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