双机热备份详解

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对于某些企业或组织的某些关键业务数据的网络传输,要求网络设备高度的可靠性,而且需要维护方便。
Cisco路由器的备份技术有多种。这里介绍一下路由器自身的备份技术及线路备份技术。

一般来说,路由器是建立局域网与广域网连接的桥梁。所谓的路由器自身的备份技术是为了解决路由器由于自身硬件(如内存、CPU)或软件IOS的某种故障或局域端口的故障,所连接局域设备的端口或线路的故障所导致的网络瘫痪的问题。路由器的备份要求至少有一台与正在工作的主路由器功能相同的路由器,在主路由器瘫痪的情况下,以某种方式代替主路由器,为局域网用户提供路由服务。
对于局域网的计算机,在主路由器瘫痪的情况下,如何找到备份路由器,主要有以下集中办法:

● proxy ARP
● IRDP
● 动态路由
● HSRP

Proxy ARP
支持Proxy ARP的计算机无论与本网段的计算机还是不同网段的计算机进入通讯都发送ARP广播以寻找与目的地址相对应的MAC地址,这时,知道目的地址的路由器会响应ARP的请求,并将自己的MAC地址广播给源计算机,然后源计算机就将IP数据包发给该路由器,并由路由器最终将数据包发送到目的。在主路由器瘫痪情况下,计算机再进行通讯时,它将继续发送Proxy ARP广播,备份路由器响应该请求,并进行数据传输。

缺点:
如果主路由器正在传输数据时瘫痪,正在通信的计算机在未发送另外的Proxy ARP请求之前.根本就无法知道主路由器已瘫痪,会继续向该路由器发包,导致传输中断,正在通信的计算机只有在另外发送Proxy ARP请求或重新启动之后才能找到备份路由器以进行传输。

Cisco路由器支技Proxy ARP

IRDP
局域网中的支持IRDP的计算机会监听主路由器发出的“Hello”的多点广播信息包,如果该计算机不再收到“Hello”信息时,它就会利用备份路由器进行数据传输。

动态路由
对于某些计算机,它们本身支持RIP动态路由以寻找路由器, 这种办法的缺点是主路由器与备份路由器间的转换较慢。

以上三种办法,主要都是在计算机一方采用的技术,Cisco路由器提供了HSRP技术,采用这种技术不需要计算机进行任何设置,即对计算机来说,主路由器与备份路由器之间切换是透明的,而且它们之间的切换速度较快。

采用HSRP进行备份的一组路由器共用一个虚拟的MAC地址及虚拟IP地址,每个参与HSRP的局域端口有一个本端口的IP地址和MAC地址,每个路由器都有一个权值,权值最高的作为主路由器进行工作,其它的不工作,当主路由器瘫痪时,第二个权值最高的路由器将作为主路由器,依次类推。路由器之间定期交换权值信息以确定路由器的工作状态。如果主路由器在一段时间内不发送这种信息包,其它备份路由器将认为该路由器已坏,权值高的备份路由器将接管虚拟MAC地址和IP地址,并负责传输数据。一旦主路由器恢复正常,将自动切换回去,重新接管传输数据的工作,之后备份路由器停止传输,处于备份状态。另外,HSRP允许路由器对某些端口的工作状态进行监测,一旦这个端口出现故障,也进行自动切换。

总之,对于局域网的计算机,它们的网关只有一个,即虚拟IP地址。所有的备份工作都由路由器自动完成。
HSRP适应于主路由器与备份路由器的线路完全一致的情况。使用HSRP功能,建议采用收敛速度较快的动态路由协议,如OSPF,EIGRP。

HSRP基本配置步骤:
ip address 192.168.10.1 255.255.255.252
!—在端口配置下,设置端口IP地址
standby 1 ip 192.168.10.254
!—在端口配置下,启用HSRP功能,并设置虚拟IP地址,其中只有有相同组号的路由器属于同一个hsrp组,所有属于同一个hsrp组的路由器的虚拟地址必须一致
standby 1 preempt
!—在端口设置状态下设置HSRP抢占该设置允许权值高于该hsrp组的其它路由器成为主路由器。所有都应该给路由器设置此项,以便每台路由器都可以成为其它路由器的备份路由器。如果不设置该项,即使用该路由器权值再高,也不会成为主路由器。
standby 1 priority 120
!—设置路由器的hsrp权值,如果不设置该项,缺省权值为100,其中权值数字大,则抢占为主路由器的优先权越高。
standby 1 authentication cisco
!—设置hsrp组路由器身份验证字符串,该项设置为可选设置,如果设置该项,则该hsrp组的所有路由器都必须进行该项设置,且只有有相同字符串的该组路由器才能进行hsrp。
standby 1 timers 5 15
!—设置hsrp切换时间,其中时间参数1表示路由器每间隔多长时间交换一次hello信息,以表明路由器是否出现故障或工作正常。时间参数2表示在多长时间内同组的其他路由器没有收到主路由器的信息,则宣布主路由器瘫痪。该设置的缺省值分别为3秒和10 秒。如果要更改缺省值,所有同hsrp组的路由器的该项设置必须一致。
standby 1 track fastethernet 0/1
!—端口跟踪设置,该项设置为可选设置,该设置表示如果所监测的端口出现故障,则也进行路由器的切换。可以跟踪多个端口。当跟踪的端口出现问题时,考虑到需要降低接口的优先级,让备份接口的优先级大于主动接口,好夺取主动权。默认的降幅是10,这个值是可配置的。当然,当把故障排除,端口恢复后,优先级会再度恢复,并抢回主动权。

注意:如果主路由器上有多条线路被跟踪,则有一条线路出现故障时,就会切换到备份路由器上,即使其他都正常工作,直到主路由器该线路正常工作,才能重新切换过来。该项设置实现的功能在实际应用中完全可以由线路备份功能实现,而且在大多数情况下,该项设置也没有多大意义。

hsrp还有很多其它设置及应用,如感兴请在Cisco站点或Cisco Document上查找

本文出自 Frank's Blog

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