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路由冗余
中心交换机是整个网络的核心和心脏,如果发生致命的故障,将导致本地网络的瘫痪,所造成的损失也是难以估计的。因此,对碱层路由采用热备份是提高网络可靠性的必然选择。利HSRP、VRRP、GLBP协议保证核心设备的负荷分担和热备份,在中心交换机和双汇聚交换机中某台交换机出现故障时,应能够迅速切换三层路由设备和虚拟网关,实现双线路的冗余备份,保证整网的稳定性。
1、   热备份路由器协议
      热备份路由器协议(Hot Standby Router Protocol,HSRP)的设计目标是支持特定情况下IP流量失败转移而不会引起混乱,并允许主机使用单路由器,以及即使在实际第一跳路由器使用失败的情况下,仍能维护路由器间的连通性。换句话说,当源主机不能动态知道第一跳路由器的IP地址时,HSRP协议能够保护第一跳路由器不出故障。该协议中含有多种路由器,对应一个虚拟路由器。HSRRP协议只支持一个路由器代表虚拟路由器实现数据包转发过程。终端主机将它们各自的数据包转发到该虚拟路由器上。
      负责转发数据包的路由器称之为主动路由器(Active Router)。一旦主动路由器出现故障,HSRP将激活备份路由器(Standby Routers)取代主动路由器(如图)HSRP协议提供了一种决定使用主动路由器还是备份路由器的机制,并指定一个虚拟的IP地址作为网络系统的默认网关地址。如果主动路由器出现故障,备份路由器将承接主动路由器的所有任务,并且不会导致主机连通中断现象。
2、   虚拟路由冗余协议
      在网络中,一般给终端设备指定一个或者多默认网关(Default Gateway).如果作为默认网关的三层设备损坏。那么所使用该网关主机的通信必然要中断。即便配置了多个默认网关,如不重新启动终端设备,也不能切换到新的网关。采用虚拟路由冗余协议(Virtual Router Redundancy Protocol,VRRP)可以很发地避免静态指定网关的缺陷。
一组VRRP路由器协同工作,共同构成一台虚拟路由器(如下图)
该虚拟路由器对外表现为一个具有唯一固定IP地址和MAC地址的逻辑路由器。同一VRRP组的路由器有两种角色。即主控路由器和备份路由器。一个VRRP组中有且只有一台主控路由器,一台或多能备份路由器。VRRP协议使用选择策略选出一台作为主控,负责ARP相应和转发IP数据包,组中的其他路由器作为备份的角色,处于待命状态。当主控路由器发生故障时,备份路由器能在几秒钟的时延后升级为主控路由器,由于切换迅速且无改变IP地址和MAC地址,所以,对网络用户而言一切都是透明的。
 
3、   网关负载均衡协议
      网关负载均衡协议(Gateway Load Balancing Protocol,GLBP)不仅提供冗余网关,还在各网关之间提供负载均衡,而HRSP、VRRP都必须选定一个活动路由器,而备份路由器则处于闲置闲置状态。
      GLBP 可以绑定多个MAC地址到虚拟IP,从而允许客户端选择不同的路由器作为其默认