论文总字数：35694字

摘 要

多层交换机能够为网络中的设备提供路由选择功能。但是如果交换机出现故障，因为没有网关可用，客户就无法转发其数据流。可在网络中加入其他多层交换机，以冗余路由器或网关地址的形式提供冗余。通过给VLAN SVI和第3层物理接口提供网关地址，多层交换机可以作为与之相连的主机的IP网关。这些交换机还能够参与路由选择协议，就像传统的路由器那样。为提供高可用性，多层交换机应提供防止某台交换机（网关）出现故障而导致整个VLAN被隔离的机制^[2]。

本论文研究用于冗余路由器地址、多台路由器之间负载均衡以及在服务器群中负载均衡的协议。

关键词：GLBP；网关；负载均衡；冗余

ABSTRACT

A multilayer switch can provide routing functions for devices on a network, “Multilayer Switching.” If that switch happens to fail, their gateway has gone away and clients have no way of having their traffic forwarded.Other multilayer switches can be added into the network to provide redundancy in the form of redundant router or gateway addresses. Multilayer switches can act as IP gateways for connected hosts by providing gateway addresses at VLAN SVIs and Layer 3 physical interfaces. These switches can also participate in routing protocols, just as traditional routers do.For high availability, multilayer switches should offer a means of preventing one switch (gateway) failure from isolating an entire VLAN^[2].

This thesis describes the protocols that can be used for redundant router addresses, load balancing across multiple routers, and load balancing into a server farm.

Key words: GLBP; gateway; load balance; redundancy

目 录

第一章 引言 1

第二章 网络冗余及负载均衡技术 3

2.1热备份路由器协议（HSRP） 3

2.2虚拟路由器冗余协议（VRRP） 4

2.3 HSRP与VRRP在应用中的局限 6

第三章 网关负载均衡协议介绍 7

3.1 相关术语介绍 7

3.2 分组转发 7

3.3 GLBP介绍 7

3.4 应用与支持 9

第四章 GLBP路由器选举 11

4.1 AVG 活动虚拟网关 12

4.2 AVF 活动虚拟转发者 12

4.3虚拟MAC地址分配 13

第五章 GLBP冗余和负载均衡功能 16

5.1 路由冗余功能 16

5.2 负载均衡功能原理 16

5.3 GLBP负载均衡策略 16

第六章 GLBP的安全性 18

6.1 TTL值 18

6.2 GLBP认证 18

第七章 相关技术介绍 20

7.1 GLBP weight和track技术 20

7.2 GLBP preempt技术 20

7.3 GLBP时间参数 21

7.4 查看GLBP状态命令 21

第八章 GLBP在企业网络中的应用 23

8.1 设计说明及概况 23

8.2 设计拓扑 23

8.3 需求分析 24

8.4 基本配置 24

结束语 35

致 谢 36

参考文献 37

第一章 引言

在信息化时代背景之下，人们对互联网的使用愈发频发，相关网络技术已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。与此同时，人们对互联网的应用提出了更高的要求，不仅要求相关网络技术能够满足使用者的多元化需求，也要求网络应用的稳定可靠。路由作为异地设备连接的核心器件，若其出现问题则会导致网络的异常。此时，为确保网络报文的安全，可以通过冗余设备进行应急，以此避免数据的遗失。客观来说，网络异常的出现具有不可预测性，且其所带来的危害与影响也难以预估，可能会对使用者或相关企业带来较大的损伤。

但是，冗余设备应急也存在一定局限性。例如，在主路由产生问题时，若仅启用单台冗余路由器，预先配置的默认网络仍是报文传输的主要选择，并不能自动切换路由器对其他网络报文进行输送。

路由选择的提供是多层交换机的主要功能，而网络中的相关设备则为其主要的作用对象。因此，冗余可以冗余路由器或网关地址的形式，通过其他多层交换机在网络中的加入进行提供。本文以路由器与服务器为方向，探讨冗余路由器地址在两者中的负载均衡协议。

多层交换机作为连接VLAN SVI与第3层物理接口的IP网关，其可以为两者提供网关地址，且支持路由选择协议。

为避免网关故障所引发的VLAN隔离机制启用，需要尽可能增强多层交互机的可用性。其中，热备份路由器、虚拟路由器冗余与网关负载均衡协议是提供路由器冗余的主要方式。即，HSRP、VRRP与GLBP协议。这些也被成为第一跳冗余协议（FHRP）。

主动路由器指的是热备份路由器协议中负责转发数据的路由器。主动或备份路由器的选用机制是该协议的主要内容，且网络系统的缺省网关地址在协议中为特定的虚拟的 IP 地址。其中，启用备份路由器并替代主动路由器是该协议的主要功能，以此预防主动路由器故障所引发的一系列问题。即，Standby Routers。总得来说，该协议在启用时不但能够确保主动的连通正常，也能够将主动路由器的相关任务转移至备份路由器身上，以此应对主动路由器的异常现象。

虚拟路由器冗余协议与热备份路由器协议的主要内容趋同，只是术语稍有不同且在功能上有两个细微的差别。即，Virtual Router Redundancy Protocol，简称为VRRP。其中，IETF标准是该协议的基础，属于以此标准为基础的协议。

考虑到主路由器是相关流量的主要流通渠道，而主路由器本作为数据信息转发的中继节点，若其资源耗尽，则可能造成网络异常现象。反之，网络能耗的不均等现象又源于备份路由器的空闲资源所引起。因此，路由的选择至关重要，仅仅使用冗余协议会带来一系列麻烦。对此，GLBP应运而生，其能够在支持负载均衡技术的同时实现主路由与备份路由两者间的平稳切换，以此确保网络运行的稳定可靠，解决网络能耗不均等现象。即，网关负载均衡协议。其中，AVG与AVF是该协议路由器的主要内容，属于整个协议的核心所在。

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