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宇泰 | 网络都有什么冗余技术

宇泰 | 网络都有什么冗余技术

网络设备并不像PC机一样,需要使用的时候开机,不需要使用时就可以关机。它汇聚的可能是10台,20台,乃至100台终端设备的流量。就好比家用WiFi一样,它不止为一台手机服务,可能还有其他人的手机、平板、电脑、智能家居等等设备。一旦WiFi出现故障,这些设备就会出现瘫痪的现象。如果在工业通信中出现这种情况,可想而知网络瘫痪的范围有多大了。冗余技术的存在,就是为了解决这种窘况。

冗余技术又称储备技术,有时也称容灾备份技术,它是利用系统的并联模型来提高系统可靠性的一种手段。在通信网络的应用中,冗余技术作为网络安全的关键因数之一,是提供不间断的高品质服务的焦点。工业通信网络中的冗余技术分为三个大类:设备冗余、链路冗余以及网关冗余,三者之间彼此相互联合使用。

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设备冗余

设备冗余,也就是为设备本身做一种备份,分为热备和冷备,最常用于汇聚层和核心层,热备以双机备份的方式来进行连接、运行,冷备以库存的方式当做备机。使用热备时,当一台设备出现问题时,另外一台设备也依旧正常接收数据,保证业务的运行不中断。主设备与备用设备之间采用链路聚合进行同步数据,也可作为做负载分担使用。这样平常两台设备可以同时传输数据,一方面不会浪费设备资源,又起到设备冗余。使用冷备时,备机不工作,在设备发生故障时完成替换即可。设备的热备和冷备都提高了网络的可靠性和稳定性。

链路冗余

链路冗余这个名词可能不是很熟悉,但一说起聚合链路就明白了吧!上述设备冗余介绍中提到,骨干网中设备与设备之间采用链路聚合,其原理就是将多个网络接口划分到同一个逻辑接口。设备之间以这样的逻辑接口链接,组成的链路的边就是聚合链路。这就是好比我们平常看到的电线一样。表面看到是一条线,透过外层表皮,我们不难发现里边是由n条细小的铜丝扭转成的。当里边某条铜丝断,并不会影响电流的正常运行。同理,单一链路的连接很容易实现,一个简单的故障就会造成网络的中断。因此在实际网络组建的过程中,为了保持网络的稳定性,在多台交换机组成的网络环境中,通常都使用一些备份连接(聚合链路),以提高网络的健壮性、稳定性。

链路冗余除了链路聚合,组环网也可实现链路故障时业务的不间断运行。

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网关冗余

VRRP虚拟网关路由协议

VRRP也就是一种网关冗余备份协议。大家都知道在不同网络之间互相通信,都是通过数据发送给自己的网关,让网关去寻找目的网关,对方的网关再将数据进行发送。因此网关的存在至关重要,影响的是直接通信的问题。那么VRRP协议是如何将备份网关的呢?IP地址在同网段同设备里是唯一的存在。那么也不可能存在给两台设备配同一个ip地址的这种情况。

VRRP这个协议就解决了这个问题,在两台设备中间建立一个虚拟网关。我们的终端网关指向的就是这个虚拟网关。只要虚拟网关在,网络就可以正常运行,不管它哪台是真实设备。控制虚拟网关 IP 地址的 VRRP 路由器称为主路由器,它负责转发数据包到这些虚拟 IP 地址。一旦主路由器不可用,这种选择过程就提供了动态的故障转移机制,将主路由器的权限切换到另外一台备用设备。虚拟网关便由备用路由器继续使用。保证了不会因为单一网关设备的故障,而导致无法访问网络。

环网冗余涉及的技术比较多,这期简单了解一下,咱们就下期再来详细讲讲。

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柳威
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