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基于负载均衡的VRRP协议的研究与实现

基于负载均衡的VRRP协议的研究与实现

作者：徐强重庆大学

学位级别：硕士

在Internet技术快速发展的时代里,用户对网络的依赖性越来越大,进而对网络的高可用性技术的需求也随着增加。虚拟路由器冗余协议无疑是提高网关高可用性的最佳方法。该协议将一组网关设备在逻辑上虚拟化为一台网关设备,对外发布一个虚... 详细信息

在Internet技术快速发展的时代里,用户对网络的依赖性越来越大,进而对网络的高可用性技术的需求也随着增加。虚拟路由器冗余协议无疑是提高网关高可用性的最佳方法。该协议将一组网关设备在逻辑上虚拟化为一台网关设备,对外发布一个虚拟IP地址,其中一台网关设备出现故障时,不会影响用户与外界的通信,解决了默认网关存在的单点故障的问题。虚拟网关冗余协议虽然能够避免在配置缺省路由环境下存在的单点故障的问题,但是由于一组设备里面,只允许一台设备进行流量的转发,其他设备均作为备份,极大的浪费了网络资源。本文在对虚拟路由器冗余协议(Virtual Router Redundacy Protocol,VRRP)分析研究的基础上,提出了一种既能实现网关冗余备份又能实现负载均衡的方案,极大的提高了资源的利用率。论文主要完成了以下工作:①研究思科HSRP(Hot Standby Router Protocol,热备份路由器协议)和GLBP(Gateway Load Banlancing Protocol,网关负载均衡协议)协议,提出了一种实现负载均衡的思想:备份组对外发布的虚拟IP地址对应多个虚拟MAC地址,其中每台设备分配一个虚拟MAC地址,并且根据自身的虚拟MAC地址生成一个虚拟转发器。使得局域网内用户的流量能够通过每台设备的虚拟转发器与外界进行通信。②研究虚拟路由器冗余协议,分析其实现网关冗余备份的原理。③通过对虚拟路由器冗余协议的研究,在VRRP协议报文后面添加Option字段,增加协议报文类型;依据VRRP协议状态机的运作原理,新增定时器类型和虚拟转发器状态机,两种状态机相互配合运作,实现虚拟转发器实例的冗余备份的功能。④研究负载均衡调度算法,提出了一种基于基于虚拟MAC地址Hash静态负载均衡调度策略。使系统在不与其他模块联动时,能够更好达到负载均衡的效果。⑤依据上述思想和算法,运用软件工程方法,进行需求分析,设计出系统的总体框架。并且对功能模块和数据结构进行详细设计,最终实现了本系统。

关键词：虚拟路由器冗余协议负载均衡虚拟转发器虚拟MAC地址

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一种基于VRRP的网闸高可用性协议模型

计算机工程 2013年第9期39卷 146-149,152页

作者：蔡智勇黄辉上海第二工业大学机电工程学院上海201209 复旦大学信息科学与工程学院上海200433

当前的高可用性标准协议无法满足网闸等多机网络设备的高可用性需求。为解决该问题,提出一种基于虚拟路由器冗余协议(VRRP)的网闸高可用性协议模型。在VRRP协议基础上添加一个本地测试模块,在向其他设备发送宣告报文的同时,向本地另一... 详细信息

当前的高可用性标准协议无法满足网闸等多机网络设备的高可用性需求。为解决该问题,提出一种基于虚拟路由器冗余协议(VRRP)的网闸高可用性协议模型。在VRRP协议基础上添加一个本地测试模块,在向其他设备发送宣告报文的同时,向本地另一端发送测试报文,对协议的功能、报文格式、状态转换图进行文字和形式化描述,根据协议完成模块和流程设计,从而实现原型。实验结果表明,当正常工作的主用机发生状况时,备用机可自动接替主用机工作,在优先级高的主用机故障解除并恢复正常后会重新接管工作,达到了预期效果。

关键词：安全隔离高可用性虚拟路由器冗余协议有限自动机网闸

基于TTCN-3的VRRPE一致性验证方法及协议研究实现

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基于TTCN-3的VRRPE一致性验证方法及协议研究实现

作者：庞琳山东大学

学位级别：硕士

提高网关路由设备的健壮性成为网络通信领域的研究热点,于是产生了VRRP[1]。但是VRRP仍有局限性,只有主路由器转发流量,同时备份组中的Backup路由器一直监视主路由器的状态,不进行流量转发,这样就形成了网络设备资源的浪费。创建多个VRR... 详细信息

提高网关路由设备的健壮性成为网络通信领域的研究热点,于是产生了VRRP[1]。但是VRRP仍有局限性,只有主路由器转发流量,同时备份组中的Backup路由器一直监视主路由器的状态,不进行流量转发,这样就形成了网络设备资源的浪费。创建多个VRRP备份组又会增加配置的复杂性,对用户来说不可接受。为了提高资源的利用率减少配置的复杂性,H3C提出了VRRPE,即VRRP的负载均衡模式。这一模式很好的解决了VRRP备份组中设备在进行报文转发时的负载分担。本文主要研究VRRPE的协议一致性测试,系统使用TTCN-3语言实现。TTCN-3作为一种形式化的测试描述语言,有良好的报文收发机制,非常适合进行协议一致性测试,是协议测试厂商使用最多的测试脚本语言。文中首先说明了测试系统用到的核心技术包括协议测试和一致性测试的相关概念和测试方法、TTCN-3语言的语言结构及在测试领域内的应用;然后分析了VRRP协议和VRRPE协议的实现原理、工作机制、报文格式和各自优缺点;接着本文在深入研究VRRPE协议标准的基础上,做了大量的需求分析,并制定相关测试点和测试用例,说明了自动化脚本和测试集的开发过程、技术难点及解决方案;最后使用VTP测试平台执行该测试系统验证测试结果,最终得到测试报告,很好的验证了其协议一致性。本测试系统共分为三个模块,全面对VRRPE协议功能、协议状态机、定时器和报文结构等进行了测试。而今,网络设备制造商通常采用网络测试厂商的自动化测试设备进行协议测试,测试厂商每次测试均收取授权费,且对通信设备制造厂商的私有协议无法兼容。本测试系统的开发打破这种局面。开发的协议一致性测试套形成了通用的自动化测试平台,极大地提高了测试效率。

关键词：协议一致性测试 TTCN-3 虚拟路由器冗余协议负载均衡模式

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MSTP和VRRP协议在金融企业中的应用

南通职业大学学报 2015年第4期29卷 114-117页

作者：车玲成行洁南通职业大学电子信息工程学院江苏南通226007

针对金融业的网络安全问题,提出引入多实例生成树协议(MSTP)和虚拟路由器冗余协议(VRRP)来解决网络环路问题并实现双机备份,并根据MSTP和VRRP协议工作原理,为金融企业设计了具体应用方案;试运行结果表明,MSTP和VRRP技术提高了网络的可靠... 详细信息

针对金融业的网络安全问题,提出引入多实例生成树协议(MSTP)和虚拟路由器冗余协议(VRRP)来解决网络环路问题并实现双机备份,并根据MSTP和VRRP协议工作原理,为金融企业设计了具体应用方案;试运行结果表明,MSTP和VRRP技术提高了网络的可靠性,降低了故障率,取得了良好的经济和社会效益。

关键词：多实例生成树协议虚拟路由器冗余协议网络安全应用

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基于动态负载均衡的VRRP协议研究

重庆理工大学学报（自然科学） 2011年第7期25卷 76-80页

作者：祝伟华徐强重庆大学软件学院重庆400044

虚拟路由器冗余协议(VRRP)提出了一个在配置默认网关环境下消除单点故障的解决方案,但由于自身协议的局限性,不能实现负载分担,无法最大程度提高资源利用率。针对该问题,在标准的VRRP协议基础之上,通过增加报文类型,引入虚拟转发器和转... 详细信息

虚拟路由器冗余协议(VRRP)提出了一个在配置默认网关环境下消除单点故障的解决方案,但由于自身协议的局限性,不能实现负载分担,无法最大程度提高资源利用率。针对该问题,在标准的VRRP协议基础之上,通过增加报文类型,引入虚拟转发器和转发状态机,实现了1个虚拟IP地址对应多个虚拟MAC的机制,从而无需配置多个备份组就能够实现流量的动态负载均衡的功能。

关键词：动态负载均衡虚拟路由器冗余协议虚拟转发器 VRRP+

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基于IP承载网的多业务综合通信研究

基于IP承载网的多业务综合通信研究

作者：鲍继锋兰州大学

学位级别：硕士

近年来,基于IP网络的多业务综合通信获得了极大的发展,话音、图像、数据等综合业务依托IP业务承载网通信越来越多的应用在现实生活中,IP网络通信已成为3G时代的重要特征。随着网络流量的急剧增长,用户对网络设备的速度和服务质量要求也... 详细信息

近年来,基于IP网络的多业务综合通信获得了极大的发展,话音、图像、数据等综合业务依托IP业务承载网通信越来越多的应用在现实生活中,IP网络通信已成为3G时代的重要特征。随着网络流量的急剧增长,用户对网络设备的速度和服务质量要求也越来越高,三层交换机已成为网络新的发展重点。本文重点讨论分析P网络环境业务综合通信所面临的一些问题：一是路由选择策略,选择有效、可靠的路由保障各业务从信源节点发送到信宿节点;二是重要节点(交换设备,如网关、路由器等)的配置策略,如主、备交换设备的转换设计等;三是服务质量策略,不同业务(话音、图像、数据)对通信服务质量的要求各不相同,如何针对不同的业务提供不同的服务。本文针对上述问题提出了应对措施：一是利用开放的最短路径优先协议(open shortest path first,简称OSPF)解决路由选择策略问题;二是采用虚拟路由器冗余协议(Virtual Router Redundancy Protocol,简称VRRP):来实现交换节点的高可用性;三是设计业务优先级分类,对不同业务打上不同的IP QoS标志实现有差别的服务。最后通过某IP承载网多业务综合通信实例,详细说明了OSPF动态路由配置策略、VRRP交换设备配置策略和IP QoS服务质量策略在实际IP承载网多业务综合通信中的应用。

关键词：开放的最短路径优先协议链路状态通告虚拟路由器冗余协议双向转发检测服务质量

嵌入式Linux安全网关系统部分功能模块的设计与实现

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嵌入式Linux安全网关系统部分功能模块的设计与实现

作者：董玢北京交通大学

学位级别：硕士

当今互联网高速发展,网络安全越发引起人们的重视。传统的安全产品只能提供单一的安全防护,无法同时应对多种网络威胁。安全网关的出现解决了这一问题,其将原有多种安全防御功能整合到统一的硬件平台上,为网络安全提供全方位的保护体系... 详细信息

当今互联网高速发展,网络安全越发引起人们的重视。传统的安全产品只能提供单一的安全防护,无法同时应对多种网络威胁。安全网关的出现解决了这一问题,其将原有多种安全防御功能整合到统一的硬件平台上,为网络安全提供全方位的保护体系。论文选题来源于国内某知名网络安全厂商网关团队的安全网关产品系统,其采用了嵌入式Linux作为设备的安全操作系统,以此为基础在用户空间和内核中开发各安全功能模块。作者在毕业设计中独立完成了如下工作：(1) VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol,虚拟路由器冗余协议)模块的设计开发。VRRP作为路由容错协议,可提高系统的高可用性。作者依据VRRP协议v2版本开发该模块,核心的VRRP设备在系统内核中实现,并修改了部分原有Linux内核协议栈,在用户空间中接收用户配置、收发通告报文和实现有限状态切换。(2)日志模块展示和虚拟化功能开发。作者重新设计了本地日志的展示方法,增加日志查询和报表展示功能,并支持虚拟日志功能,可以使用户更方便地查看系统日志。(3)监控模块的设计开发。作者设计了系统监控和地址监控功能分别用于监控系统状态和网络地址主机,同时将地址监控设计成模板供其它模块调用,以便及时获取系统和网络运行状况。论文实现的各模块已应用于新版本的安全网关系统,经测试功能正常、响应处理延迟小、能够长期连续运行,拥有良好的用户体验,达到了安全网关系统对稳定性和时效性的要求。

关键词：安全网关虚拟路由器冗余协议日志监控

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GPON技术在铁路通信中的应用研究

铁道通信信号 2020年第3期56卷 46-51页

作者：赵运海中国铁路北京局集团公司电务部北京100038

GPON(Gigabit-Capable PON)技术是基于ITU-TG.984.x标准,满足点到多点场景运用而发展起来的新一代无源宽带光综合接入技术,被国内外电信运营商作为宽带接入、综合改造的主要应用技术。本文对GPON的技术特点、技术比较以及在铁路通信网... 详细信息

GPON(Gigabit-Capable PON)技术是基于ITU-TG.984.x标准,满足点到多点场景运用而发展起来的新一代无源宽带光综合接入技术,被国内外电信运营商作为宽带接入、综合改造的主要应用技术。本文对GPON的技术特点、技术比较以及在铁路通信网上运用情况进行了分析研究,并展望在铁路通信上的应用前景。

关键词：无源光网络千兆无源光网络铁路通信虚拟路由器冗余协议

基于PBR与VRRP技术的多ISP校园网可靠性实现

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喀什大学学报 2023年第3期44卷 66-71页

作者：周跃安徽工业职业技术学院信息工程系安徽铜陵244000 菲律宾莱康大学研究生院菲律宾马洛洛斯3000

校园网在多ISP接入互联网的前提下,通过PBR技术对校园网用户进行流分类,基于不同的流行为路由重定向到不同的ISP线路,利用BFD技术对ISP网关的可达性快速检测,以发现ISP线路中断,并联动到PBR路由重定向下一跳的流行为,最终实现双ISP线路... 详细信息

校园网在多ISP接入互联网的前提下,通过PBR技术对校园网用户进行流分类,基于不同的流行为路由重定向到不同的ISP线路,利用BFD技术对ISP网关的可达性快速检测,以发现ISP线路中断,并联动到PBR路由重定向下一跳的流行为,最终实现双ISP线路正常情况下基于负载均衡的高速联网和单一ISP链路故障下的动态切换备份.核心交换机采用双交换机冗余部署,通过VRRP与MSTP相结合进行规划设计,实现基于VLAN的默认网关与二层链路的负载均衡和动态备份.最后通过eNSP仿真平台模拟方案的设计、配置和可行性验证,以给校园网优化方案提供参考.

关键词：策略路由虚拟路由器冗余协议双向转发检测多ISP 负载均衡