王宇航 王慶福

摘要：從系統(tǒng)學(xué)的觀點來看，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一類特殊的系統(tǒng)形態(tài)，其中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點是系統(tǒng)的組成元素，網(wǎng)絡(luò)的邊體現(xiàn)了元素之間相互作用、互相依賴。系統(tǒng)可靠性指系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。網(wǎng)絡(luò)作為一類特殊的系統(tǒng)形態(tài)，其可定義為在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)保持連通的能力，也可定義為在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定的物質(zhì)流、信息流、能量流傳輸任務(wù)的能力。

關(guān)鍵詞：HSRP 可靠性網(wǎng)絡(luò) 服務(wù)器

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）05-0000-00

1 基于HSRP技術(shù)的可靠性網(wǎng)絡(luò)原理

為了保證網(wǎng)絡(luò)的連通性，由此引入HSRP這一概念。HSRP熱備份路由器協(xié)議是當源主機未能成功接收到第一跳路由器的IP地址信息時，協(xié)議能夠起到保護作用使IP地址讓能正確被接收。HSRP可以在一定特殊的情況下保證第一跳失敗時IP流量仍能轉(zhuǎn)移，IP地址不出現(xiàn)錯誤，單路由器在此時被允許使用。

所謂熱備份的原理，就是一個HSRP組協(xié)議中包含有多臺路由器，該組中只有一個路由器承擔轉(zhuǎn)發(fā)用戶流量的職責(zé)，這就是活動路由器。當活動路由器失效后，備份路由器將承擔該職責(zé)，成為新的活動路由器。

把負責(zé)把數(shù)據(jù)包進行轉(zhuǎn)發(fā)的路由器叫做Active Router活動路由器。Standby Routers備份路由器將在主動路由器出現(xiàn)故障時被激活，并且取代主動路由器。

HSRP 協(xié)議是在主動路由器出現(xiàn)故障時，提供一種協(xié)議機制，該協(xié)議根據(jù)主動路由器出現(xiàn)故障這一情況，決定是否啟動備份路由器，并指定網(wǎng)關(guān)地址，該網(wǎng)關(guān)地址應(yīng)采用虛擬的 IP 地址。當備份路由器通過以上管卡被啟動，則主機將仍能繼續(xù)工作，不會發(fā)生中斷現(xiàn)象。

HSRP 運行在 UDP 上，采用端口號1985。在轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議數(shù)據(jù)包時路由器的源地址不采用虛擬地址，而是使用實際 的IP 地址， 以便路由器間能相互識別。

HSRP熱備份路由協(xié)議對網(wǎng)絡(luò)有著重要意義，特別是現(xiàn)在社會網(wǎng)絡(luò)普及，辦公、生活越來越多的人們依賴網(wǎng)絡(luò)，為了更好地利用網(wǎng)絡(luò)，首先要保證他的安全性、穩(wěn)定性，這就對網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求，HSRP熱備份路由協(xié)議應(yīng)運而生，它為路由器安全運轉(zhuǎn)保駕護航，如果不采用HSRP熱備份路由協(xié)議一旦路由器發(fā)生故障，者整個網(wǎng)絡(luò)就將不能正常運轉(zhuǎn)，所以在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中必須采用路由器熱備份技術(shù)，否則有可能出現(xiàn)一臺路由器不能工作導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)也同時癱瘓的情況。HSRP熱備份路由協(xié)議提供了一個備份的場所這就避免了不幸的發(fā)生。

2 基于HSRP的可靠性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的配置

HSRP協(xié)議是計算優(yōu)先級別，從而決定哪個路由器（必須是配置了HSRP協(xié)議的）成為默認路由器的。只要將一個路由器的優(yōu)先級設(shè)置的高于其他路由器的優(yōu)先級，則該路由器成為默認的主動路由器。例如：設(shè)置一個路由器的優(yōu)先級高于100（路由器默認的優(yōu)先級值為100），那么這臺路由器便為主動路由器。

路由器與路由器間的報文傳輸是網(wǎng)絡(luò)上的所有主機都能看到的。通過在這些設(shè)置過HSRP協(xié)議的路由器間廣播所有優(yōu)先級，HSRP協(xié)議便會選出最高的作為主動路由器。如果主動路由器發(fā)送hello消息受阻時，優(yōu)先級次高的路由器便取而代之成為主動路由器。

路由器（配置過HSRP協(xié)議）交換的廣播消息有Hello、Coup和Resign，如圖1：

基于HSRP的熱備份技術(shù)，能夠大大提升網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性，它有以下幾個特點：

（1）在兩臺路由器之間使用HSRP協(xié)議，可以保證兩臺路由器中如果有任意一臺或廣域網(wǎng)口down掉，都能以最快的速度切換到另外一個路由器。

（2）多以太口的路由器在對多業(yè)務(wù)網(wǎng)段上地劃分功能被充分的利用，目前也只有多以太口的路由器才有能力在HSRP的應(yīng)用中實現(xiàn)兩個路由器間地負載分擔，這是擁有四以太口的路由器最大地優(yōu)點。

（3）在右側(cè)的路由器上啟用QoS策略，VoIP的業(yè)務(wù)需要以延時低作為基礎(chǔ)，所以必須把VoIP業(yè)務(wù)設(shè)置為較高地優(yōu)先級。

（4）可以在交換機上配置VLAN，從而有效地使兩個子網(wǎng)之間的安全得到控制。

（5）單點的故障情況一去不返。

3 服務(wù)器系統(tǒng)安全性實現(xiàn)

為了使服務(wù)器系統(tǒng)安全的運行，需用服務(wù)器雙機熱備進行配置，所需如下：

硬件：兩臺配置完全相同的服務(wù)器，具體的要求可以根據(jù)各自的具體需求來進行選擇。磁盤陣列較為適用于采用共享的方式搭建雙機熱備系統(tǒng)，我高校便是使用了磁盤陣列作為搭載雙機熱備系統(tǒng)的共享基礎(chǔ)。

集群軟件：搭建雙機熱備除了硬件需求苛刻，當然集群軟件也是不可或缺的，應(yīng)用集群軟件heartbeat，這個集群軟件具有心跳監(jiān)測功能和資源接管功能，心跳監(jiān)測模塊能夠通過網(wǎng)絡(luò)鏈路與串口間相互進行，而且冗余鏈路它也是支持的，它們互相收發(fā)報文來通知對方自己處于什么狀態(tài)，但是在特點時間里沒有收到對方發(fā)送的報文，那么可判定對方失去效力，此時就需啟動資源接管模塊對運行在無響應(yīng)對方主機上的所以資源以及服務(wù)進行接管。

參考文獻

[1]梁廣民.2006.HSRP技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中的應(yīng)用.吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報.2006（3）：33-37.

[2]張華，劉霞.2009.校園網(wǎng)絡(luò)安全威脅及應(yīng)對措施分析.SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION.2009（7）：470-470.