基于HSRP技术的可靠性网络系统分析

王宇航 王庆福

摘要：从系统学的观点来看，网络系统是一类特殊的系统形态，其中网络节点是系统的组成元素，网络的边体现了元素之间相互作用、互相依赖。系统可靠性指系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。网络作为一类特殊的系统形态，其可定义为在规定条件下和规定时间内保持连通的能力，也可定义为在规定条件下和规定时间内完成规定的物质流、信息流、能量流传输任务的能力。

关键词：HSRP 可靠性网络 服务器

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）05-0000-00

1 基于HSRP技术的可靠性网络原理

为了保证网络的连通性，由此引入HSRP这一概念。HSRP热备份路由器协议是当源主机未能成功接收到第一跳路由器的IP地址信息时，协议能够起到保护作用使IP地址让能正确被接收。HSRP可以在一定特殊的情况下保证第一跳失败时IP流量仍能转移，IP地址不出现错误，单路由器在此时被允许使用。

所谓热备份的原理，就是一个HSRP组协议中包含有多台路由器，该组中只有一个路由器承担转发用户流量的职责，这就是活动路由器。当活动路由器失效后，备份路由器将承担该职责，成为新的活动路由器。

把负责把数据包进行转发的路由器叫做Active Router活动路由器。Standby Routers备份路由器将在主动路由器出现故障时被激活，并且取代主动路由器。

HSRP 协议是在主动路由器出现故障时，提供一种协议机制，该协议根据主动路由器出现故障这一情况，决定是否启动备份路由器，并指定网关地址，该网关地址应采用虚拟的 IP 地址。当备份路由器通过以上管卡被启动，则主机将仍能继续工作，不会发生中断现象。

HSRP 运行在 UDP 上，采用端口号1985。在转发协议数据包时路由器的源地址不采用虚拟地址，而是使用实际 的IP 地址， 以便路由器间能相互识别。

HSRP热备份路由协议对网络有着重要意义，特别是现在社会网络普及，办公、生活越来越多的人们依赖网络，为了更好地利用网络，首先要保证他的安全性、稳定性，这就对网络提出了更高的要求，HSRP热备份路由协议应运而生，它为路由器安全运转保驾护航，如果不采用HSRP热备份路由协议一旦路由器发生故障，者整个网络就将不能正常运转，所以在网络设计中必须采用路由器热备份技术，否则有可能出现一台路由器不能工作导致整个网络也同时瘫痪的情况。HSRP热备份路由协议提供了一个备份的场所这就避免了不幸的发生。

2 基于HSRP的可靠性网络系统的配置

HSRP协议是计算优先级别，从而决定哪个路由器（必须是配置了HSRP协议的）成为默认路由器的。只要将一个路由器的优先级设置的高于其他路由器的优先级，则该路由器成为默认的主动路由器。例如：设置一个路由器的优先级高于100（路由器默认的优先级值为100），那么这台路由器便为主动路由器。

路由器与路由器间的报文传输是网络上的所有主机都能看到的。通过在这些设置过HSRP协议的路由器间广播所有优先级，HSRP协议便会选出最高的作为主动路由器。如果主动路由器发送hello消息受阻时，优先级次高的路由器便取而代之成为主动路由器。

路由器（配置过HSRP协议）交换的广播消息有Hello、Coup和Resign，如图1：

基于HSRP的热备份技术，能够大大提升网络系统的可靠性，它有以下几个特点：

（1）在两台路由器之间使用HSRP协议，可以保证两台路由器中如果有任意一台或广域网口down掉，都能以最快的速度切换到另外一个路由器。

（2）多以太口的路由器在对多业务网段上地划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的应用中实现两个路由器间地负载分担，这是拥有四以太口的路由器最大地优点。

（3）在右侧的路由器上启用QoS策略，VoIP的业务需要以延时低作为基础，所以必须把VoIP业务设置为较高地优先级。

（4）可以在交换机上配置VLAN，从而有效地使两个子网之间的安全得到控制。

（5）单点的故障情况一去不返。

3 服务器系统安全性实现

为了使服务器系统安全的运行，需用服务器双机热备进行配置，所需如下：

硬件：两台配置完全相同的服务器，具体的要求可以根据各自的具体需求来进行选择。磁盘阵列较为适用于采用共享的方式搭建双机热备系统，我高校便是使用了磁盘阵列作为搭载双机热备系统的共享基础。

集群软件：搭建双机热备除了硬件需求苛刻，当然集群软件也是不可或缺的，应用集群软件heartbeat，这个集群软件具有心跳监测功能和资源接管功能，心跳监测模块能够通过网络链路与串口间相互进行，而且冗余链路它也是支持的，它们互相收发报文来通知对方自己处于什么状态，但是在特点时间里没有收到对方发送的报文，那么可判定对方失去效力，此时就需启动资源接管模块对运行在无响应对方主机上的所以资源以及服务进行接管。

参考文献

[1]梁广民.2006.HSRP技术在网络设计中的应用.吉林工程技术师范学院学报.2006（3）：33-37.

[2]张华，刘霞.2009.校园网络安全威胁及应对措施分析.SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION.2009（7）：470-470.