Как работает механизм GLBP на маршрутизаторе Cisco

GLBP (Gateway Load Balancing Protocol) — это протокол балансировки нагрузки на сетевом уровне, разработанный компанией Cisco. Он позволяет распределить трафик между несколькими маршрутизаторами, работающими в режиме группы, обеспечивая высокую доступность и отказоустойчивость сети.

Принцип работы механизма GLBP основан на режиме активного/активного. В группе маршрутизаторов GLBP каждый маршрутизатор имеет свой уникальный виртуальный IP-адрес, который обслуживает сеть. При этом, с помощью алгоритма GLBP, выбирается один из маршрутизаторов в группе в качестве активного для обработки входящего трафика, а остальные маршрутизаторы работают в режиме резервного.

При возникновении отказа активного маршрутизатора, другой маршрутизатор в группе автоматически становится активным. Таким образом, механизм GLBP обеспечивает равномерное распределение нагрузки на доступные маршрутизаторы, а также автоматическое переключение в случае отказа активного маршрутизатора.

GLBP также поддерживает функцию предотвращения ARP-отравления, которая обеспечивает дополнительную безопасность сети. При использовании GLBP, сетевые устройства могут получать не только один, а несколько виртуальных IP-адресов, что позволяет увеличить пропускную способность сети и обеспечить более надежную работу сети в целом.

Механизм GLBP на маршрутизаторе Cisco

Механизм GLBP (Gateway Load Balancing Protocol) представляет собой протокол балансировки нагрузки между несколькими маршрутизаторами в сети. GLBP позволяет осуществлять так называемую «групповую виртуальную адресацию», при которой множество маршрутизаторов образуют единую группу и предоставляют единую виртуальную IP-адресацию для доступа к сетевым ресурсам.

Работа GLBP основывается на принципе активного маршрутизатора (AVF — Active Virtual Forwarder) и вспомогательных маршрутизаторов (AVB — Active Virtual Backup). Каждый маршрутизатор в группе может выступать как AVF и AVB. AVF выполняет пересылку пакетов от клиента к серверу, в то время как AVB служит резервным маршрутизатором, готовым принять на себя функции AVF при необходимости.

GLBP использует алгоритмы балансировки нагрузки для распределения входящего трафика между активными маршрутизаторами (AVF) в группе. Алгоритмы могут быть настроены таким образом, чтобы определенный AVF осуществлял более активную роль в обработке трафика. Если один из AVF или AVB становится недоступным, то другой маршрутизатор автоматически возьмет на себя его функции, обеспечивая высокую доступность и надежность сети.

GLBP поддерживает возможность мониторинга работоспособности маршрутизаторов в группе. В случае обнаружения неисправностей GLBP может автоматически изменить состояние маршрутизатора (AVF или AVB) и сообщить об этом другим маршрутизаторам в группе.

Механизм GLBP предоставляет множество преимуществ, таких как балансировка нагрузки, повышение доступности и надежности сети, обеспечение резервного копирования маршрутизаторов и улучшение производительности сети. GLBP может быть настроен на маршрутизаторах Cisco с помощью командной строки или графического интерфейса управления.

Подробное описание

Принцип работы GLBP состоит в том, что он назначает один из доступных шлюзов в режиме активного (AVG) и одного или несколько шлюзов в режиме резервного (AVF). Активный шлюз выполняет функцию ведущего устройства, которое отвечает на запросы ARP (Address Resolution Protocol) от клиентских узлов и назначает виртуальный IP-адрес в качестве шлюза по умолчанию. Резервные шлюзы клиентские запросы принимают, но не отвечают на них, чтобы предотвратить конфликты.

GLBP использует алгоритм раунд-робина для распределения трафика между активными шлюзами. Когда клиентский узел отправляет запрос ARP, активный шлюз отвечает на запрос с виртуальным MAC-адресом и перенаправляет трафик на один из резервных шлюзов с использованием метода хеширования, чтобы определить, какой резервный шлюз будет отвечать на запросы от этого узла.

Если активный шлюз становится недоступным, резервный шлюз автоматически переключается на режим активного и начинает принимать и отвечать на ARP-запросы. Это обеспечивает отказоустойчивость и непрерывность работы сети.

GLBP также поддерживает функцию отслеживания состояния интерфейсов используемых шлюзов и может исключать неработоспособные узлы из группы шлюзов, чтобы предотвратить отправку трафика на недоступные узлы.

В конечном итоге, механизм GLBP позволяет достичь баланса нагрузки на шлюзах, обеспечить защиту от отказов и повысить эффективность работы сети. Он особенно полезен в сетях, где требуется гарантировать высокую доступность и пропускную способность.

Принцип работы GLBP

Основной принцип работы GLBP состоит в том, что каждый маршрутизатор в группе GLBP выполняет роль активного виртуального шлюза (AVG) или виртуального шлюза (VG). AVG выбирается из числа доступных маршрутизаторов на основе наивысшего приоритета или IP-адреса. Он является точкой управления и обслуживает запросы ARP от клиентов.

VG – это маршрутизаторы, которые также участвуют в группе GLBP. Они обрабатывают трафик от клиентов и имеют собственные виртуальные MAC-адреса, называемые виртуальными MAC-адресами виртуального шлюза (VMAC). VG периодически отправляют объявления о доступности на AVG, чтобы поддерживать актуальную информацию о состоянии себя и других членов группы.

В результате, при запросе ARP от клиента, AVG отвечает не только своим MAC-адресом, но и MAC-адресами VG, создавая эффект группы шлюзов с большей пропускной способностью и отказоустойчивостью. Распределение трафика происходит по раунд-робин или с использованием метода выбора на основе наименьшей нагрузки (least-loaded).

Таблица ниже показывает пример принципа работы GLBP на маршрутизаторах Cisco:

Когда клиент отправляет запрос ARP для виртуального IP-адреса 192.168.1.1, AVG отвечает с виртуальным MAC-адресом 0007.b400.0101, а также с виртуальными MAC-адресами VG (0007.b400.0102 и 0007.b400.0103). Это позволяет равномерно распределить трафик между VG и обеспечить отказоустойчивость.