VRRP負載均衡模式的監(jiān)視功能

tcwl123 2012-08-27

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　一、虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器監(jiān)視功能　　VRRP工作在負載均衡模式下，優(yōu)先級高的虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器(AVF)負責轉(zhuǎn)發(fā)目的MAC地址為虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器MAC地址的流量，當AVF連接的上行鏈路出現(xiàn)故障時，如果不能及時通知LVF接替其工作，局域網(wǎng)中以此虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器MAC地址為網(wǎng)關(guān)MAC地址的主機將無法訪問外部網(wǎng)絡。
　　虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器的監(jiān)視功能就是為了解決上述問題所設計的。下面我們就來討論一下虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器監(jiān)視功能的實現(xiàn)原理。
　　二、虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器的權(quán)重和優(yōu)先級
　　在VRRP標準模式下，VRRP備份組中成員設備優(yōu)先級高的負責數(shù)據(jù)報文轉(zhuǎn)發(fā);而在VRRP負載均衡模式下，備份組成員設備的優(yōu)先級僅供備份組中Master的選舉使用，成員設備的優(yōu)先級不能標識設備的轉(zhuǎn)發(fā)能力。
　　在VRRP負載均衡模式下，虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器的優(yōu)先級標識了路由器的轉(zhuǎn)發(fā)能力。優(yōu)先級越高，路由器的轉(zhuǎn)發(fā)能力越強。當優(yōu)先級低于一定的值失效下限時，路由器無法再為主機轉(zhuǎn)發(fā)流量。
　　虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器的優(yōu)先級取值范圍為0～255，其中，255保留給VF Owner使用。如果VF Owner的權(quán)重高于或等于失效下限，則VF Owner的優(yōu)先級為最高值255。
　　設備根據(jù)虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器的權(quán)重計算虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器的優(yōu)先級：
　　l 虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器的失效下限為10;
　　l 如果權(quán)重高于或等于失效下限，且設備為VF Owner，則虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器的優(yōu)先級保持最高值255不變;
　　l 如果權(quán)重高于或等于失效下限，且設備不是VF Owner，則虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器的優(yōu)先級為權(quán)重/(本地AVF的數(shù)目+1);
　　l 如果權(quán)重低于失效下限，則虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器的優(yōu)先級為0。
　　因此，在配置虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器監(jiān)視功能時，一旦被監(jiān)視鏈路故障了，只有通過降低了虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器的權(quán)重，才能有效通知其他LVF能夠成功接替其工作，成為新的AVF。
　　三、虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器的監(jiān)視功能的配置
　　我們可以通過配置Track功能，實現(xiàn)虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器的監(jiān)視功能。(Track功能配置略)。
　　當上行鏈路出現(xiàn)故障，Track項的狀態(tài)變?yōu)镹egative，虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器的權(quán)重將降低所配置的指定數(shù)額，以便虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器優(yōu)先級更高的路由器搶占成為AVF，接替其轉(zhuǎn)發(fā)流量。
　　虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器監(jiān)視指定的Track項，并指定權(quán)重降低的數(shù)額配置命令：
　　vrrp vrid virtual-router-id weight track track-entry-number [ reduced weight-reduced ]
　　也可以配置Track和NQA(Network Quality Analyzer，網(wǎng)絡質(zhì)量分析)或者BFD(Bidirectional Forwarding Detection，雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測)之間建立聯(lián)動，實現(xiàn)虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器的監(jiān)視功能。
　　由于VF Owner權(quán)重高于或等于失效下限(當前設備失效下限不可配置，固定為10)時，虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器優(yōu)先級保持255不變。因此，只有配置的權(quán)重降低數(shù)額能夠保證監(jiān)視的上行鏈路出現(xiàn)故障時VF Owner的權(quán)重低于失效下限，即權(quán)重降低的數(shù)額大于245，其他的虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器才能接替VF Owner成為AVF。
　　四、虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器監(jiān)視功能配置實例
　　1)組網(wǎng)描述：
　　Switch A和Switch B屬于虛擬IP地址為10.1.1.1/24的備份組1;
　　備份組1工作在負載均衡模式，通過一個備份組實現(xiàn)負載分擔，充分利用網(wǎng)關(guān)資源;
　　在Switch A和Switch B上分別配置虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器通過Track項監(jiān)視上行接口(VLAN接口3)的狀態(tài)。當上行接口出現(xiàn)故障時，降低Switch A或Switch B上虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器的權(quán)重，以便其他設備接管它的轉(zhuǎn)發(fā)任務。

　　圖一:配置組網(wǎng)圖以及設備關(guān)鍵配置
　　2)上行鏈路正常情況下，SwitchA上VRRP詳細信息如下：

　　圖二：上行鏈路正常情況下VRRP顯示信息
　　3)當Switch A的上行鏈路(VLAN接口3)出現(xiàn)故障后， SwitchA和SwitchB上VRRP詳細信息顯示如下：

　　圖三：SwitchA上行鏈路故障后，SwitchA的VRRP詳細信息

　　圖四：SwitchA上行鏈路故障后，SwitchB的VRRP顯示信息
　　五、小結(jié)
　　虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器監(jiān)視功能生效的前提條件是：虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器工作在搶占方式，缺省情況下，備份組中的路由器工作在搶占方式，搶占延遲時間為0秒。
　　被監(jiān)視Track項的狀態(tài)由Negative變?yōu)镻ositive或Invalid后，對應的路由器優(yōu)先級會自動恢復，缺省情況下，原AVF會立刻搶占轉(zhuǎn)發(fā)權(quán);
如果上行鏈路運行了動態(tài)路由協(xié)議，由于鏈路恢復了，但是路由協(xié)議還未完全收斂，可能會導致一段時間的中斷;因此，在這種情況下，我們建議在配置虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器監(jiān)視功能的同時，配置虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器的搶占延時，延時時長大于上行鏈路路由收斂的時間，以保證搶占后，通信不受影響。
　　虛擬轉(zhuǎn)發(fā)器監(jiān)視功能除了監(jiān)視上行鏈路外，還可以用來在LVF上通過配置Track監(jiān)視AVF的狀態(tài)。正常情況下，AVF失效后，LVF需等待3個通告報文的超時(缺省情況下，通告報文的發(fā)送時間間隔是1s)后，才會接管成為新的AVF;
可以通過配置Track和NQA或BFD的聯(lián)動，縮短故障檢測時間，快速檢測到AVF故障，以減小通信中斷時間。