vrrp技术在企业网中的研究与应用(附件)【字数：9787】
摘 要在飞速发展的网络时代，一旦网络发生中断就可能对企业的业务产生巨大的影响。因此企业在构建网络时，会更多的考虑网络的可靠性,最佳方法莫过于使用虚拟路由冗余协议来提高网关的高可靠性。本文利用虚拟路由冗余协议（Virtual Router Redundancy Protocol，简称VRRP）来实现网关的高可用性。使用VRRP协议技术，不仅一定程度上提高了网络服务质量，还解决了默认网关存在的单点故障的问题。论文首先介绍研究背景及应用场景的分析，以常用的两种路由方法进行对比，突出选择VRRP协议的优势；其次介绍VRRP协议的基本原理，包括工作原理、负载均衡原理、监视功能以及选举机制等内容，提出一种实现负载均衡的思想；然后运用VRRP的基本原理进行实际运用，完成VRRP实现；最后介绍网络模拟软件HCL，对企业网络进行需求分析后，在HCL上模拟规划并配置一个合理的企业网络，并在此基础上实现VRRP技术，最后进行结果的测试。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 VRRP协议应用场景分析 1
1.3 论文研究的主要内容 3
第二章 VRRP虚拟路由冗余协议 5
2.1 VRRP协议的状态机 5
2.2 VRRP协议的工作原理 6
2.3 VRRP协议的负载均衡VRRPE 6
2.3.1 VRRPE介绍 6
2.3.2 VRRPE实现过程 6
2.3.3 VRRPE相关配置命令 6
2.4 VRRP负载均衡模式下的监视功能 7
2.4.1 监视功能介绍 7
2.4.2 监视功能相关配置命令 7
2.5 VRRP选举机制 7
2.6 VRRP定时器 8
2.6.1 VRRP通告报文时间间隔定时器 8
2.6.2 VRRP抢占延迟时间定时器 8
2.6.3 关于VRRP定时器的配置 8
2.7 本章小结 8
第三章 VRRP的简单应用 10
3.1 VRRP单备份组配置 10
3.1.1 组网需求 10
3.1. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
2 组网图 10
3.1.3 配置步骤 10
3.2 VRRP监视接口配置 12
3.2.1 组网需求 12
3.2.2 组网图 12
3.2.3 配置步骤 12
3.3 本章小结 15
第四章 基于VRRP的可靠性网络设计 16
4.1 仿真环境HCL 16
4.2 企业网络需求分析 16
4.2.1 组网需求 16
4.2.2 业务需求 16
4.2.3 局域网规划 16
4.2.4 路由规划 16
4.2.5 可靠性规划 16
4.2.6 安全性规划 17
4.3 企业网络拓扑结构设计 17
4.4 企业网络VLAN规划 17
4.4.1 VLAN概述 17
4.4.2 VLAN及IP地址规划 18
4.5 实现过程 20
4.5.1 VRRP安全策略设计 20
4.5.2 MSTP安全策略设计 20
4.5.3 配置实现 20
4.6 测试验证 21
4.6.1 连通性测试 21
4.6.2 可靠性测试 23
4.7 本章小结 25
结束语 26
致 谢 27
参考文献 28
第一章 绪论
1.1 研究背景
在当代网络时代，人们利用网络进行聊天和网上购物，对于网络的依赖度越来越高，企业在网络上推广自己的各种产品，与合作伙伴进行业务上的交流，社会已经越来越离不开网络。但是由于很多不可预测的问题都会造成各种网络故障，现在的网络对于人类来讲已经容不下一点点的迟钝，尤其是对于企业在信誉方面的影响是无法想象的。因此这就对于网络提出了更高的要求，不仅在硬件上包括路由设备、终端设备等做出要求，在软件上也要考虑网络的容错能力和安全可靠性，使得网络能够安全可靠的运行。由此我们引入了VRRP协议。
到目前为止国际上对于VRRP的研究已经有很多年的时间了，并且已经推出了RFC3768标准。VRRP协议的提出是用来防止在局域网内的源主机无法学习到下一跳路由器IP地址的情况下首跳失败。VRRP备份组中有多个路由器映射成为一个虚拟路由器，其中有一个Master路由器负责数据包的转发，其余的为Backup路由器在Master路由器无法工作的情况下被选择代替Master路由器继续工作，VRRP协议可以保障在首跳路由器失败的情况下继续保持路由的连通性。
与VRRP协议相似的还有HSRP和GLBP，它们都是通过对路由器的备份技术实现网关的冗余。热备份路由器协议简称HSRP，是与VRRP最为相似的协议，它的设计是为了解决网关流量出现问题的情况下，让用户感受不到故障的存在，并且仅需要在路由器上配置，对于用户来说十分简易方便。网关负载均衡协议简称GLBP，与VRRP和HSRP协议相比，GLBP最大的特点在于对每个目的地址为虚拟IP地址的ARP请求都会回应一个不同的MAC地址，真正的实现网络流量的负载分担。而VRRP技术是在HSRP提出之后，在其基础上尽量减少了冗余功能给网络带来的多余负载，并且能在保持网络的高度冗余的情况下还能够实现网络数据包流量的负载均衡。VRRP还能够允许参与VRRP备份组的设备之间建立认证机制，较于HSRP而言更增加了网络的安全性。
1.2 VRRP协议应用场景分析
VRRP技术不仅可以实现设备间的冗余备份，也可以实现网络流量的负载均衡。为了实现不同子网之间的设备进行通信，我们需要在网关设备上配置路由信息。
以下有两种路由广泛应用的路由方法：
第一种方法通过RIP、OSPF路由协议实现。这种方法可以自动去寻找最优的路径，它的邻居路由能够使用学习的方式来获取新的路由表信息，但CPU的处理时间和线路的带宽会被占用。
第二种方法通过对终端配置静态路由实现。但是工作量比第一种方法要大的多。
对于静态路由，给终端主机配置默认网关。但是网络的可靠性并没有得到保证，并且在分配一个以上的默认网关的前提下，如果不重新启动终端设备，那么终端主机将会切换到新的工作路由，如图11所示。
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目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 VRRP协议应用场景分析 1
1.3 论文研究的主要内容 3
第二章 VRRP虚拟路由冗余协议 5
2.1 VRRP协议的状态机 5
2.2 VRRP协议的工作原理 6
2.3 VRRP协议的负载均衡VRRPE 6
2.3.1 VRRPE介绍 6
2.3.2 VRRPE实现过程 6
2.3.3 VRRPE相关配置命令 6
2.4 VRRP负载均衡模式下的监视功能 7
2.4.1 监视功能介绍 7
2.4.2 监视功能相关配置命令 7
2.5 VRRP选举机制 7
2.6 VRRP定时器 8
2.6.1 VRRP通告报文时间间隔定时器 8
2.6.2 VRRP抢占延迟时间定时器 8
2.6.3 关于VRRP定时器的配置 8
2.7 本章小结 8
第三章 VRRP的简单应用 10
3.1 VRRP单备份组配置 10
3.1.1 组网需求 10
3.1. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
2 组网图 10
3.1.3 配置步骤 10
3.2 VRRP监视接口配置 12
3.2.1 组网需求 12
3.2.2 组网图 12
3.2.3 配置步骤 12
3.3 本章小结 15
第四章 基于VRRP的可靠性网络设计 16
4.1 仿真环境HCL 16
4.2 企业网络需求分析 16
4.2.1 组网需求 16
4.2.2 业务需求 16
4.2.3 局域网规划 16
4.2.4 路由规划 16
4.2.5 可靠性规划 16
4.2.6 安全性规划 17
4.3 企业网络拓扑结构设计 17
4.4 企业网络VLAN规划 17
4.4.1 VLAN概述 17
4.4.2 VLAN及IP地址规划 18
4.5 实现过程 20
4.5.1 VRRP安全策略设计 20
4.5.2 MSTP安全策略设计 20
4.5.3 配置实现 20
4.6 测试验证 21
4.6.1 连通性测试 21
4.6.2 可靠性测试 23
4.7 本章小结 25
结束语 26
致 谢 27
参考文献 28
第一章 绪论
1.1 研究背景
在当代网络时代，人们利用网络进行聊天和网上购物，对于网络的依赖度越来越高，企业在网络上推广自己的各种产品，与合作伙伴进行业务上的交流，社会已经越来越离不开网络。但是由于很多不可预测的问题都会造成各种网络故障，现在的网络对于人类来讲已经容不下一点点的迟钝，尤其是对于企业在信誉方面的影响是无法想象的。因此这就对于网络提出了更高的要求，不仅在硬件上包括路由设备、终端设备等做出要求，在软件上也要考虑网络的容错能力和安全可靠性，使得网络能够安全可靠的运行。由此我们引入了VRRP协议。
到目前为止国际上对于VRRP的研究已经有很多年的时间了，并且已经推出了RFC3768标准。VRRP协议的提出是用来防止在局域网内的源主机无法学习到下一跳路由器IP地址的情况下首跳失败。VRRP备份组中有多个路由器映射成为一个虚拟路由器，其中有一个Master路由器负责数据包的转发，其余的为Backup路由器在Master路由器无法工作的情况下被选择代替Master路由器继续工作，VRRP协议可以保障在首跳路由器失败的情况下继续保持路由的连通性。
与VRRP协议相似的还有HSRP和GLBP，它们都是通过对路由器的备份技术实现网关的冗余。热备份路由器协议简称HSRP，是与VRRP最为相似的协议，它的设计是为了解决网关流量出现问题的情况下，让用户感受不到故障的存在，并且仅需要在路由器上配置，对于用户来说十分简易方便。网关负载均衡协议简称GLBP，与VRRP和HSRP协议相比，GLBP最大的特点在于对每个目的地址为虚拟IP地址的ARP请求都会回应一个不同的MAC地址，真正的实现网络流量的负载分担。而VRRP技术是在HSRP提出之后，在其基础上尽量减少了冗余功能给网络带来的多余负载，并且能在保持网络的高度冗余的情况下还能够实现网络数据包流量的负载均衡。VRRP还能够允许参与VRRP备份组的设备之间建立认证机制，较于HSRP而言更增加了网络的安全性。
1.2 VRRP协议应用场景分析
VRRP技术不仅可以实现设备间的冗余备份，也可以实现网络流量的负载均衡。为了实现不同子网之间的设备进行通信，我们需要在网关设备上配置路由信息。
以下有两种路由广泛应用的路由方法：
第一种方法通过RIP、OSPF路由协议实现。这种方法可以自动去寻找最优的路径，它的邻居路由能够使用学习的方式来获取新的路由表信息，但CPU的处理时间和线路的带宽会被占用。
第二种方法通过对终端配置静态路由实现。但是工作量比第一种方法要大的多。
对于静态路由，给终端主机配置默认网关。但是网络的可靠性并没有得到保证，并且在分配一个以上的默认网关的前提下，如果不重新启动终端设备，那么终端主机将会切换到新的工作路由，如图11所示。
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