VRRP負載均衡技術(shù)

一、 前言

在VRRP（虛擬路由器冗余協(xié)議）標準協(xié)議模式中，只有Master路由器可以轉發(fā)報文，Backup路由器處于監聽(tīng)狀態(tài)，無(wú)法轉發(fā)報文。雖然創(chuàng )建多個(gè)備份組可以實(shí)現多個(gè)路由器之間的負載分擔，但是局域網(wǎng)內的主機需要設置不同的網(wǎng)關(guān)，增加了配置的復雜性。

VRRP負載均衡模式(下面簡(jiǎn)稱(chēng)在VRRPE)提供的虛擬網(wǎng)關(guān)冗余備份功能基礎上，增加了負載均衡功能.實(shí)現同一個(gè)備份組里的Master和Backup路由器都轉發(fā)報文。

圖 1 VRRPE實(shí)現的負載均衡功能

二、 VRRPE技術(shù)介紹

2.1 VRRPE的基本工作原理

在一個(gè)備份組里將一個(gè)虛擬IP地址與多個(gè)虛擬MAC地址對應，VRRP備份組中的每個(gè)路由器都對應一個(gè)虛擬MAC地址，使得每個(gè)路由器都能轉發(fā)流量。避免了VRRP備份組中Backup設備始終處于空閑狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò )資源利用率不高的問(wèn)題。如下圖中，在下面以10.1.1.1為網(wǎng)關(guān)的PC，其獲得的網(wǎng)關(guān)的arp表項都對應不同的虛MAC.：host A對應route A的虛mac、host B對應route B的虛mac，host C對應route C的虛mac。

圖 2 VRRPE的工作原理

2.2 VRRPE中的基本概念

l AVF：虛擬轉發(fā)器(Active Virtual Forwarder)，作為AVF負責轉發(fā)目的MAC地址為虛擬MAC地址的流量；

l LVF：備用虛擬轉發(fā)器(Listening Virtual Forwarder)，LVF監視AVF的狀態(tài)，當AVF出現故障時(shí)，LVF將選舉出優(yōu)先級最高的虛擬轉發(fā)器作為AVF；

l VMAC：虛Mac地址(Virtual MAC Address)；

l VF Owner：虛擬轉發(fā)器的擁有者（Virtual Forwarder Owner）。

如圖中：Router A是000f-e2ff-0041的AVF，Router B、Router C是000f-e2ff-0041的LVF；

圖 3 VRRPE基本概念相關(guān)

2.3 VRRPE的實(shí)現機制

流程一：同一備份組中的路由器之間選舉Master（選舉方式和VRRP的標準模式相同）

流程二：Backup設備發(fā)送Request報文向Master設備請求虛擬MAC，Master設備通過(guò)Replay報文給Backup設備分配虛擬MAC地址。

流程三：Master根據負載均衡算法為來(lái)自主機的ARP/ND請求，應答不同的虛擬MAC地址，從而實(shí)現流量在多個(gè)路由器之間分擔。備份組中的Backup路由器不會(huì )應答主機的

ARP/ND請求。

三、 小結

本文介紹了VRRP負載均衡模式的特點(diǎn)，以及其的工作原理和實(shí)現機制，我司的v5平臺的三層交換機S12500、S9500E、S5800均支持該特性，因其能實(shí)現同一個(gè)vrrp組的負載均衡，在數據中心的接入側有著(zhù)廣泛的應用場(chǎng)景。