华为交换机VRRP理论知识详解(三)
首页 > HuaWei > 可靠性配置   作者:杭州清默网络  2015年12月8日 16:14 星期二  字号:   评论:2 条
时间:2015-12-8 16:14   评论:2 条 

三、VRRP功能

1VRRP主备备份

主备备份是VRRP提供备份功能的基本方式。

VRRP主备备份示意图.png

1 VRRP主备备份示意图

如上图1所示。该方式需要建立一个虚拟路由器,该虚拟路由器包括一个Master设备和若干Backup设备。

正常情况下,SwitchAMaster设备并承担业务转发任务,SwitchBSwitchCBackup设备且不承担业务转发。

SwitchA定期发送VRRP通告报文通知SwitchBSwitchC自己工作正常。如果SwitchA发生故障,SwitchBSwitchC会根据优先级选举新的Master设备,继续为主机转发数据,实现网关备份的功能。

SwitchA故障恢复后,在抢占方式下,将重新选举成为Master;在非抢占方式下,将保持在Backup状态。

下面以上图1为例简要说明VRRP主备备份的基本原理。

SwitchAMaster设备,优先级设置为120,抢占方式为延迟抢占。

SwitchBBackup设备,优先级为默认值100,抢占方式为立即抢占。

SwitchCBackup设备,优先级设置为110,抢占方式为立即抢占。

正常情况下,用户侧的上行流量路径为:Switch->SwitchA->Router。此时,SwitchA定期发送VRRP报文通知SwitchBSwitchC自己工作正常。

SwitchA发生故障时,SwitchA上的VRRP会处于不可用状态。由于SwitchC优先级高于SwitchB,因此SwitchC变为Master设备,并开始发送VRRP报文和免费ARP报文,SwitchB继续保持为Backup设备。用户侧的上行流量路径为:Switch->SwitchC->Router

SwitchA故障恢复时,VRRP的优先级为120,状态变为Backup。此时SwitchC继续定期发送VRRP报文,当SwitchA收到VRRP报文后,会比较优先级,发现自己的优先级更高,等待抢占延迟后抢占为Master设备,并开始发送VRRP报文和免费ARP报文。用户侧的上行流量路径恢复为:Switch->SwitchA->Router


2VRRP负载分担

负载分担方式是指多台设备同时承担业务,因此负载分担方式需要两个或者两个以上的虚拟路由器,每个虚拟路由器都包括一个Master路由器和若干个Backup路由器,各虚拟路由器的Master路由器可以各不相同。

VRRP负载分担与VRRP主备备份的基本原理和报文协商过程都是相同的。VRRP负载分担与VRRP主备备份方式不同点在于:

负载分担方式需要建立多个VRRP备份组,各备份组的Master设备可以不同;

同一台VRRP设备可以加入多个备份组,在不同的备份组中具有不同的优先级。

 

在网关设备上配置VRRP主备备份功能,可以很方便的实现网关的冗余备份。为减轻主用设备上数据流量的承载压力,用户可以通过配置VRRP负载分担实现上行流量的负载均衡。

通过创建多个带虚拟IP地址的VRRP备份组,为不同的用户指定不同的VRRP备份组作为网关,实现负载分担。

多网关负载分担示意图.png

1 多网关负载分担示意图

如上图1所示,配置两个VRRP备份组。

VRRP备份组1SwitchAMaster设备,SwitchBBackup设备。

VRRP备份组2SwitchBMaster设备,SwitchABackup设备。

一部分用户将VRRP备份组1作为网关,另一部分用户将VRRP备份组2作为网关。这样即可实现对业务流量的负载分担,同时,也起到了相互备份的作用。

 

3VRRP平滑倒换

VRRP备份组中,Master设备进行主控板的主备倒换时,从发生主备倒换到新的主控板正常工作期间,Master设备可能无法正常发送VRRP协议报文。Backup设备在Master_Down_Interval定时器超时后,由于未收到VRRP通告报文而切换为Master。当原Master设备完成主备倒换后,由于原Master设备的优先级高于新Master设备,抢占模式下,会重新抢占成为Master,从而引起链路两次切换,导致系统业务流量的不稳定。

为了避免主备倒换对业务流量的影响,可以在Master设备上使能VRRP平滑倒换功能。在VRRP平滑倒换的过程中,MasterBackup分工不同,相互配合,共同保证业务的平滑传输。

平滑倒换前,必须在Backup设备上使能VRRP协议报文时间间隔学习功能。使能后,Backup设备收到通告报文时,会检查报文中的发送时间间隔值,如果和自己的不同,Backup设备就会学习到报文中的时间间隔,并调整自己的协议报文时间间隔值,与报文中的值保持一致。

Master设备主控板的主备倒换启动时,首先保存当前配置的VRRP通告报文发送间隔,然后调整VRRP通告报文发送间隔(一般远大于倒换前的发送间隔),并以新的时间间隔发送通告报文。

Backup设备收到通告报文后,学习报文中的时间间隔值,并调整自己的定时器,与其保持一致。

倒换结束后,Master设备恢复倒换前的报文发送间隔,并以新的时间间隔发送通告报文。Backup设备收到报文后会再一次学习时间间隔。

 

在平滑倒换的过程中,VRRP的报文时间间隔学习功能优先于抢占功能,即如果Backup状态的VRRP收到的协议报文里面的时间间隔和自己当前配置的不一致,并且报文中携带的优先级低于自己当前的配置优先级,这种情况VRRP首先考虑的是学习这个时间间隔并重置超时定时器,而后才会考虑是否抢占。

VRRP平滑倒换功能还依赖于系统本身,如果设备自身从主备倒换一开始系统便非常繁忙,无法调度VRRP模块运行的情况,VRRP平滑倒换功能无效。

 

4、管理VRRP

为了提高网络可靠性,通常部署主备双归属。为了满足不同的业务需要,设备之间可以运行多个VRRP备份组。此时每个VRRP备份组都需要维护自己的状态机,这样设备之间就会存在大量的VRRP协议报文。

管理VRRP示意图.png

1 管理VRRP示意图

如上图1所示,为了减少协议报文对带宽的占用及CPU资源的消耗,可以将其中一个VRRP备份组配置为管理VRRP备份组(mVRRP),其余的业务VRRP备份组与管理VRRP备份组进行绑定。

此时,管理VRRP负责发送协议报文来协商设备的主备状态;业务VRRP不发送协议报文,其主备状态与管理VRRP的主备保持一致,以此减少协议报文对CPU与带宽资源的消耗。

 

1、管理VRRP备份组

管理VRRP备份组与普通VRRP备份组一样,会通过VRRP协议报文来协商VRRP设备的主备状态。管理VRRP可以部署在网络中的以下位置:

管理VRRP与业务VRRP部署在同一侧。此时管理VRRP备份组作为网关使用(如上图1中的mVRRP1),管理VRRP既负责协商设备的主备状态,也承担业务流量。此时在配置管理VRRP之前必须先创建普通VRRP备份组并配置虚拟IP地址,该虚拟IP地址即为用户设置的网关地址。

管理VRRP部署在SwitchASwitchB之间的直连链路上。此时管理VRRP备份组不作为网关使用时(如上图1中的mVRRP2),管理VRRP只负责协商设备的主备状态,不承担业务流量。因此管理VRRP不需要具有虚拟IP地址,用户可以直接在接口上创建管理VRRP备份组。该配置在一定程度上降低了用户维护的复杂度。

 

2、业务VRRP备份组

普通VRRP备份组与管理VRRP备份组绑定后成为业务VRRP备份组(也叫成员VRRP备份组)。业务VRRP备份组不再发送VRRP协议报文,它的状态由所在接口状态及与其绑定的管理VRRP备份组的状态共同决定。

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墨白读书2015-12-08 21:40
你这是博闻广见的模板吧
圈圈哥2015-12-09 11:35
@墨白读书:是的哦 (●'◡'●)

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