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[网络协议]链路聚合&VRRP(虚拟路由器冗余协议)

链路聚合:

是指将多个物理端口汇聚在一起,形成一个逻辑端口,以实现出/入流量吞吐量在各成员端口的负荷分担,交换机根据用户配置的端口负荷分担策略决定网络封包从哪个成员端口发送到对端的交换机。当交换机检测到其中一个成员端口的链路发生故障时,就停止在此端口上发送封包,并根据负荷分担策略在剩下的链路中重新计算报文的发送端口,故障端口恢复后再次担任收发端口。

VRRP概述

  • Virtual Router Redundancy Protocol,也即虚拟路由器冗余协议。
  • 利用VRRP,一组路由器(同一个LAN中的接口)协同工作。但只有一个处于Master状态,处于该状态的路由器(的接口)承担实际的数据流量转发任务。在一个VRRP组内的多个路由器接口共用一个虚拟IP地址,该地址被作为局域网内所有主机的缺省网关地址
  • VRRP决定那个路由器是Master,Master路由器负责接收发送至用户网关的数据包并进行转发,以及响应PC对于其网关IP地址的ARP请求
  • Backup路由器帧听Master路由器的状态,并在Master路由器发生故障时,接替其工作,从而保证业务流量的平滑切换。

VRRP术语

  • VRRP:
    • 运行VRRP的路由器,一台VRRP路由器(接口)可以同时参与到多个VRRP组中,在不同的组中,一台VRRP路由器可以充当不同的角声
  • VRRP组:
    • 一个VRRP组由多个VRRP路由器组成,使用相同的VRID(Virtual Router ID,虚拟机路由器ID)进行标识,属于同一VRRP组的VRRP路由器互相交换信息,每一个VRRP组中有一个Master
  • 虚拟机路由器:
    • 对于每一个VRRP组,抽象出来的一个逻辑路由器,该路由器充当网络用户的网关,该路由器并非真实存在,事实上用户而言,只需知道虚拟机路由器的IP,至于具体的虚拟机路由器的角色由谁来承担,数据转发任务由谁来承担、Master故障后谁来接替,这时VRRP的工作。

VRRP的工作过程

  1. VRRP组中的设备选举出Master。Master设备通过发送免费ARP报文,将虚拟机MAC地址通知给与它连接的设备或者主机。从而承担报文转发任务
  2. Master设备周期性向设备组内所有Backup设备发送VRRP通告报文
  3. 如果Master设备出现故障,VRRP设备组中的Backup设备重新选举新的Master。
  4. VRRP组状态切换时,Master设备由一台设备切换为另一台设备,新的Master上次会立即发送携带虚拟机路由器的虚拟MAC地址和虚拟IP地址信息的免费ARP报文,刷新与它连接的主机或设备中的MAC表项,从而把用户流量引到新的Master设备上来,整个过程对用户完全透明。
  5. 原Master设备故障恢复时,若该设备为IP地址拥有者(则其优先级为255),将直接切换至Master状态。若该设备优先级小于255,将首先切换至Backup状态,且其优先级至Master状态。若该设备优先级小于255,将首先切换至Backup状态,且其优先级恢复为故障前配置的优先级。
  6. Backup设备的优先级高于Master设备时,由Backup设备的工作方式(抢占方式和非法抢占方式)决定是否重新选举Master。

VRRP状态机

VRRP协议的状态共有三种,分别时Initialize,Master,Backup,初始状态都是Initialize,通过比较优先级产生Master和Backup,在规定时间内,Backup若没有收到Master发来的心跳报文,将切换Master

?Master/Backup路由器

?Master路由器

  • 定时(Advertiserment lnterval)发送VRRP通告报文,以?便向Backup路由器告知自己的存活情况。
  • 以虚拟MAC地址响应其他设备对虚拟IP地址的ARP请求。
  • 转发目的MAC地址为虚拟MAC地址的IP报文。
  • 如果它是这个虚拟IP地址的拥有者(接口实际IP地址为虚拟IP地址)则接收目的IP地址为这个虚拟IP地址报文。否则,丢弃这个IP报文。
  • 如果收到比自己优先级大的报文,立即成为Backup。
  • 如果收到与自己优先级相等的VRRP报文且本地接口IP地址小于端接口IP,立即成为Backup。

Backup路由器

  • 接收Master设备发送的VRRP通告报文,判断Master设备的状态是否正常。
  • 对虚拟IP地址的ARP请求,不做响应
  • 丢弃目的IP地址为虚拟IP地址的IP报文
  • 如果收到优先级和自己相同或者比自己大的报文,则重置Master_Down_Interval定时器,不进一步比较IP地址。
  • 如果收到比自己优先级小的报文且该报文优先级是0时,定时器时间设置为Skew_time(偏移时间)如果该报文优先级不是0,丢弃报文,立刻成为Master

?VRRP报文

?VRRP虚拟路由沉于协议? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 解决单点故障

VRRP? 组? 通过? ? vrid来识别的,?一个vrrp 组 可以有多个路由器。? ?其中包含一个master,一个或者多个backup

vrrp 会虚拟出 一个 虚拟机 包含虚拟IP 和 虚拟 mac(有固定格式,00-00-5E-00-01{VRID}),虚拟ip要和master/backup在同一个网段里

vrrp虚拟IP地址,用于作 在vrrp路由器局域网下所有主机的默认网关ip地址

一般是通过 优先级 来决定 master 和 backup 的角色,优先级较大的一方做master;如果优先级都相同,使用ip较大的一方做master?

master 实际转发数据和响应局域网主机的ARP请求,定时发送vrrp报文给backup

backup用于监听 master 发来的vrrp报文,如果超过一定时限就会抢占master地址?

?

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加:2021-10-21 12:46:40  更:2021-10-21 12:48:08 
 
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