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网络中冗余备份 - alittlemc
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冗余备份的重要性
如今社会，网络是各个产业的新的血脉，网络的稳定性至关重要，一旦网络出现故障，导致断网、延迟丢包等很可能会导致生产作业停滞，造成较经济损失，为此冗余备份至关重要，从链路和节点我总结出了几种冗余备份方式。
- 二层设备使用到STP类的协议、链路聚合。
- 三层设备使用动态路由、VRRP、VGMP（华为防火墙专用）。
链路备份方法
设备与设备之间的链路部分，是非常容易出现故障的，比如光纤被施工队挖断了、光收发损坏、水晶头老化等等问题，都会导致网络断路，从而“收获投诉”。可以可以通过一些手段去解决。
有线链路备份
所以在一般的网络设计中，会敷设多条网络的链路，比如比较重要的汇聚点之间设备敷设两条光纤，在某条光纤出现链路故障时候可以进行手动的切换（手动接线）。当然可以通过设备，如果是二层交换机设备，可以配合链路聚合实现负载均衡和带宽叠加。
可以分为物理层+数据链路层两种情况。
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交换机/路由器<->终端设备
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设置多条链路，某条链路故障时候可以手动更换到新的链路
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备份线后，链路聚合
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交换机<->交换机
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设置多条链路，链路互相连接到同一个设备，设置链路聚合绑定（注意开启STP类的协议）
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图1.两台交换机之间的链路聚合
无线链路备份
- 无线冗余和有线的“交换机/路由器<->终端设备”情况类似，基本上是出现在同一个层面（物理层上），也就是直接针对于接入层，终端设备接入网络。
- 随着无线技术的发展，虽然稳定和带宽还是和相比有线还是不足，在特殊常见下终端接入到内网的情况（不方便布线、使用终端需要移动等）也有越来越多的应用。
- 无线在我们生活非常的常见，比如手机开启流量和WLAN也是一种无线链路冗余，在WLAN信号不佳的情况下，切换至流量可以保证网络可以正常的使用。
- 无线相关组成就比较多了，我遇到过使用，同时接入多条无线网络，在单条无线信号网络不佳时候可以提供合理的切换，波导管天线网桥+全向的无线网桥。
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常见的无线网络模式
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私网基站+远端的组合
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运营商网络（5G、4G）
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- 一般情况下，无线冗余可以自由组合，比如我多个远端+基站的冗余，或者可以用运营商5G。
无线+有线链路备份
大部分情况下无线和有线使用场景不同。一般情况下，经常会相互的结合起来使用。比如多AP作为接入通信到核心网络的AC之间的链路就可以多加设备、链路了。
设备备份方法
网络中的节点也可能出现问题，比如交换机、路由器出现故障，遭受遭受雷击、进水等无法正常工作，冗余链路也不可以保证网络通信。节点的冗余通常也会设置多条有线链路。
设备冗余涉及到多台设备，如果说一个设备的故障率是0.1%，那么在中间设置2台设备并联，即使是某台设备故障任然有另一台设备可以保证网络通信，这个这条故障率就可以降低为0.05%。
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对于二层设备，设置多台交换机或者使用交换机堆叠的技术，再配置STP类的协议（比如STP生成树协议、MSTP多生成树、RSTP快速生成树协议），是最常见的方法。
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对于三层设备，可以设置动态路由（OSPF、IS-IS、RIP等）。
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交换机冗余
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布置多台交换机（或者交换机堆叠），配置好stp类的协议当某台交换机出现故障时，另一台交换机也可以保证网络通信
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路由器冗余
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布置多台路由器，在配置好动态设置多条链路，链路相互连接到设备，设置动态路由由路由协议决定
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图2.LSW3与LSW4并联在LSW1与LSW2之间
但是缺点嘛，就是设备也不便宜（吐槽某些单位想让驴跑又不让驴吃草），钱花在刀刃上，所以使用在汇聚或者核心是比较稳妥的，接入还是用链路备份的方法吧。
虚拟化冗余方法
常见的我们将多台物理设备，虚拟成为一台设备，对于其他设备来看其具有唯一的IP，可以适用于更多的网络场景，通常用在网关中（因为对于终端设备来说，网关是唯一的）。
VRRP（虚拟路由器冗余协议）
是我们最常用的协议之一。
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只有一种报文：Advertisement报文，目的IP组播224.0.0.18，目的MAC为0100:5e00:0012，协议号112
VRRP由两台路由器设备组成，通过优先级（Priority）选举出主和备。
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主路由（Master）：负责VRRP系统中全部的路转发工作，定期（默认为1s）发送HELLO通告报文备用路由。
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备用路由（Backup）：接收HELLO通告报文，当Master路由器出现故障时，能够代替Master路由器工作的路由器。
- VIP：即Virtual IP， 虚拟的IP地址（整个系统对外IP的），vip会配置主路由器的指定端口网卡上，当主路由发送切换后，vip也会变更在新主路由器的指定端口上。
VGMP（引用）
VGMP（VRRP Group Management Protocol）协议是华为公司的私有协议。
主要是用于防火墙的冗余备份中，VGMP协议中定义了VGMP组，FW基于VGMP组实现设备主备状态管理。
因为防火墙通过会话表来工作，当会话表缺少，可以会造成业务丢失，而VGMP可以保证报文来回路径通过同一台防火墙。当主防火墙出现故障时，所有流量都将切换到备防火墙。为了实现主用设备出现故障时能由备用设备平滑地接替工作，需要在主、备用设备之间备份关键配置命令和会话表状态等关键信息。
HRP（引用）
HRP（Huawei Redundancy Protocol）华为冗余协议，用来将主防火墙关键配置和连接状态等数据向备份防火墙上同步。
当主防火墙出现故障时，所有流量都将切换到备防火墙。
因为USG防火墙是状态防火墙，如果备防火墙上没有原来主防火墙上的会话表等连接状态数据，则切换到备防火墙的流量将无法通过防火墙，造成现有的连接中断，此时用户必须重新发起连接。
HRP模块提供了基础的数据备份机制和传输功能。
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