Кіріспе

Виртуалды маршрутизатордың артықшылығы протоколы (VRRP) – қатысушы хосттарға қолжетімді Интернет-протоколы (IP) маршрутизаторларын автоматты түрде тағайындайтын компьютерлік желілік протокол. Бұл IP-кіші желіде автоматты әдепкі шлюздерді таңдау арқылы маршруттау жолдарының қолжетімділігі мен сенімділігін арттырады. Протокол виртуалды маршрутизаторларды құру арқылы осыған қол жеткізеді, олар топ ретінде әрекет ететін бірнеше маршрутизаторлардың – яғни, негізгі/белсенді және қосымша/кезекші маршрутизаторлардың абстрактілі бейнесі болып табылады. Виртуалды маршрутизатор физикалық маршрутизатордың орнына қатысушы хосттардың әдепкі шлюзі ретінде әрекет етеді. Егер виртуалды маршрутизатордың атынан пакеттерді маршрутизациялайтын физикалық маршрутизатор істен шықса, оны автоматты түрде алмастыру үшін басқа физикалық маршрутизатор таңдалады. Кез келген уақытта пакеттерді жіберетін физикалық маршрутизатор негізгі/белсенді маршрутизатор деп аталады. VRRP маршрутизатордың күйі туралы ақпаратты ұсынады, бірақ ол маршрутизатордың өңдеген және алмасқан маршруттары туралы емес. VRRP-нің әрбір мысалы бір ғана кіші желімен шектеледі. Ол осы кіші желіден тыс IP маршруттарын жарияламайды және маршруттау кестесіне ешқандай әсер етпейді. VRRP Ethernet, MPLS және Token Ring желілерінде Интернет протоколының 4-ші нұсқасымен (IPv4), сондай-ақ IPv6 қолданылуы мүмкін.

Іске асыру

Виртуалды маршрутизатор өзінің медиаға қолжетімділікті бақылау (MAC) адресі ретінде пайдалануы керек. Адрестің соңғы байты (XX) – желідегі әрбір виртуалды маршрутизатор үшін өзгеше виртуалды маршрутизатор идентификаторы (VRID) болып табылады. Бұл мекенжай бір уақытта тек бір физикалық маршрутизаторда қолданылады және виртуалды маршрутизатордың IP-мекенжайына бағытталған ARP сұранысына осы MAC-мекенжаймен жауап береді. Виртуалды маршрутизатор ішіндегі физикалық маршрутизаторлар IPv4 үшін көп тарату IP-мекенжайы және 112 IP-протокол нөмірі немесе IPv6 үшін және 112 IP-протокол нөмірі бар пакеттерді пайдаланып бір-бірімен байланысуы керек. Виртуалды маршрутизаторды қолдайтын маршрутизаторлардың басымдығы 1 мен 254 аралығында болады, ал ең жоғары басымдыққа ие маршрутизатор негізгі/белсенді болады. Бастапқы басымдық 100-ге тең; ал MAC-мекенжайының иесі үшін басымдық әрқашан 255 болады.

Негізгі/белсенді маршрутизаторларды таңдау

Басты/белсенді маршрутизатордан көп тарату пакеті жарнамалық таймерден үш есе ұзақ уақыт бойы түспесе, екінші/кезекші маршрутизаторлар негізгі/белсенді маршрутизатор істен шыққан деп есептейді. Виртуалды маршрутизатор тұрақсыз күйге өтеді және екінші/кезекші маршрутизаторлардан келесі негізгі/белсенді маршрутизаторды таңдау үшін сайлау процесі басталады. Бұл көп тарату пакеттерін пайдалану арқылы іске асырылады. Екінші/кезекші маршрутизаторлар тек сайлау процесі кезінде ғана көп тарату пакеттерін жіберуге тиіс. Бұл ережеден бір ерекшелік – физикалық маршрутизатордың ағымдағы негізгі/белсенді маршрутизатордан жоғары басымдықпен конфигурацияланған жағдайда, ол желіге қосылғанда негізгі/белсенді мәртебесін иеленеді. Бұл жүйе әкімшісіне физикалық маршрутизаторды жүктеуден кейін дереу негізгі/белсенді күйге көшіруге мүмкіндік береді, мысалы, егер бұл маршрутизатор виртуалды маршрутизатордағы басқаларына қарағанда қуаттырақ болса. Ең жоғары басымдыққа ие екінші/кезекші маршрутизатор ағымдағы негізгі/белсенді маршрутизатордың басымдығынан жоғары басымдыққа ие болып, негізгі/белсенді маршрутизаторға айналады. Ол виртуалды шлюздің MAC-адресіне жіберілген пакеттерді маршруттау жауапкершілігін қабылдайды. Егер екінші/кезекші маршрутизаторлардың барлығы бірдей басымдыққа ие болса, ең жоғары IP-адресі бар маршрутизатор негізгі/белсенді маршрутизатор болады. Виртуалды маршрутизатор ретінде жұмыс істейтін барлық физикалық маршрутизаторлар бірдей жергілікті желі (LAN) сегментінде болуы керек. Виртуалды маршрутизатор ішіндегі байланыс белгілі бір кезеңдікпен жүзеге асырылады. Бұл кезеңді жарнамалық интервал таймерлерін өзгерту арқылы реттеуге болады. Жарнамалық интервал неғұрлым қысқа болса, қара тесік кезеңі де соғұрлым қысқа болады, бірақ бұл желіде трафик көбейтумен байланысты. Қауіпсіздік тек алғашқы сектор пакеттеріне жауап беру арқылы қамтамасыз етіледі, бірақ оны күшейту үшін, әсіресе жергілікті шабуылдарға қарсы, қосымша механизмдер қарастырылған. Сайлау процесінің реттілігін сақтау үшін, маршрутизатордың басымдығынан туындайтын және сайлау кезінде «дөңгелек көлік» проблемасын азайтуға арналған skew уақыты қолданылады. Скив уақыты (256 − Басымдық) / 256 формуласымен есептеледі (миллисекундта). Екінші/кезекші маршрутизатордың тиімділігін арттыру үшін жүктемені бөлу пайдаланылуы мүмкін.

Тарих

VRRP бойынша жұмыс 1997 жылы Интернет-инженерлік еңбек тобы (IETF) жариялаған алғашқы нұсқасымен басталды. 1998 жылы протокол ресми түрде анықталды. VRRP – ашық стандарт, бірақ Cisco компаниясы олардың Hot Standby Router Protocol протоколы, ұқсас, бірақ жекеменшік және негізінен бірдей мүмкіндіктерге ие, патенттелген және лицензияланған деп мәлімдеді. Дегенмен, 2001 жылы тікелей сұранысқа жауап ретінде Cisco компаниясының Роберт Барр өкілі, егер біреу Cisco компаниясына қарсы патенттік талап қоюға тырыспаса, олар ешқандай патенттік талаптарды қолданбайтынын мәлімдеді. IBM да патенттермен қамтылғандарын мәлімдейді және олардың мәлімдемесін IETF веб-сайтында табуға болады. Керісінше, бұл патенттердің бәрінің мерзімі өткен. Протокол 2004 жылы 2-ші нұсқасы ретінде жаңартылды. VRRP-ның 3-ші нұсқасы, қазіргі нұсқасы, 2010 жылы жарияланды.