潘志安 馮燕茹 王金峰

（防災(zāi)科技學(xué)院信息工程學(xué)院，河北三河 065201）

1 概述

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為公共基礎(chǔ)設(shè)施，能否正常通信變得越來(lái)越重要。為了有效解決網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的故障問(wèn)題，各種冗余技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。如VRRP、MSTP、浮動(dòng)靜態(tài)路由等。

ENSP 是華為公司提供的一款免費(fèi)的企業(yè)仿真網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)[1]，可以對(duì)華為路由器、交換機(jī)、防火墻等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行模擬仿真，尤其是缺乏真實(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的情況下，通過(guò)ENSP 可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的模擬和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置。本文基于ENSP 仿真平臺(tái)，分析公司網(wǎng)絡(luò)出口實(shí)際需求，對(duì)浮動(dòng)靜態(tài)路由技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析、設(shè)計(jì)和配置。

2 路由技術(shù)

2.1 路由介紹

路由是指導(dǎo)路由器如何進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的路徑信息。以網(wǎng)絡(luò)設(shè)備路由器為例，當(dāng)一臺(tái)路由器收到一個(gè)IP 報(bào)文時(shí)，它會(huì)在自己的路由表中查找匹配該報(bào)文的目的IP 地址的路由條目，如果找到匹配的路由條目，路由器便按照該條目所指示的出接口和下一跳IP 地址轉(zhuǎn)發(fā)該報(bào)文；如果沒(méi)有路由條目匹配該目的IP 地址，則該報(bào)文將會(huì)被丟棄。

路由器構(gòu)建路由表的方式通常有三種：直連路由、靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由[2]。直連路由就是連接在路由器各個(gè)接口網(wǎng)段的路由，靜態(tài)路由是指網(wǎng)絡(luò)管理員通過(guò)手工配置的方式為路由器添加的路由，動(dòng)態(tài)路由是路由器之間通過(guò)路由協(xié)議動(dòng)態(tài)交換路由信息從而學(xué)習(xí)的路由。

2.2 浮動(dòng)靜態(tài)路由

浮動(dòng)靜態(tài)路由是一種特殊的靜態(tài)路由，是為主靜態(tài)路由或動(dòng)態(tài)路由提供備份路徑的靜態(tài)路由，僅在主路由不可用時(shí)使用，實(shí)現(xiàn)方法是配置浮動(dòng)靜態(tài)路由的優(yōu)先級(jí)值大于主路由的優(yōu)先級(jí)值。例如對(duì)同一個(gè)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，可以配置下一跳不同、優(yōu)先級(jí)值不同的兩條靜態(tài)路由，路由器會(huì)比較路由的優(yōu)先級(jí)值，優(yōu)選優(yōu)先級(jí)值最小的路由，當(dāng)優(yōu)先選擇的靜態(tài)路由失效時(shí)，另一條優(yōu)先級(jí)值大的靜態(tài)路由被啟用。

3 基于ENSP 的浮動(dòng)靜態(tài)路由設(shè)計(jì)與應(yīng)用

3.1 網(wǎng)絡(luò)需求

某公司網(wǎng)絡(luò)出口拓?fù)淙鐖D1 所示，AR1 為公司出口路由器，PC1 模擬公司內(nèi)網(wǎng)機(jī)器，PC2 模擬聯(lián)通機(jī)器，與路由器AR2相連，PC3 模擬電信機(jī)器，與路由器AR3 相連，具體需求如下：

（1）根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中的網(wǎng)段，配置三臺(tái)路由器各個(gè)接口的IP 地址。

（2） 當(dāng)公司內(nèi)網(wǎng)PC1 訪問(wèn)2.2.2.0/24 網(wǎng)段時(shí)，AR1 選擇GE0/0/1 鏈路，當(dāng)PC1 訪問(wèn)3.3.3.0/24 網(wǎng)段時(shí)，AR1 選擇GE0/0/2鏈路，當(dāng)AR1 上連接電信和聯(lián)通的任何一個(gè)端口或鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，還可以保證鏈路暢通。

（3）AR2 和AR3 回公司內(nèi)網(wǎng)的路由要合理。

圖1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

3.2 網(wǎng)絡(luò)配置

3.2.1 IP 地址配置

在AR1、AR2 和AR3 上進(jìn)行接口IP 地址的配置，以AR1為例，配置命令為：

[AR1]interface GigabitEthernet 0/0/0

[AR1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 1.1.1.1 24

[AR1]interface GigabitEthernet 0/0/1

[AR1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 50.1.1.1 30

[AR1]interface GigabitEthernet 0/0/2

[AR1-GigabitEthernet0/0/2]ip address 60.1.1.1 30

3.2.2 AR1 路由配置

在AR1 上，通過(guò)ip route-static 命令可以為路由器添加靜態(tài)路由，缺省情況下，使用這條命令所添加的靜態(tài)路由優(yōu)先級(jí)為60，而該值實(shí)際上是可以自定義的，通過(guò)修改靜態(tài)路由優(yōu)先級(jí)的值，可以實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)靜態(tài)路由。AR1 的配置命令如下：

在上述配置中，AR1 添加了到聯(lián)通2.2.2.0/24 網(wǎng)段的兩條靜態(tài)路由，添加了到電信3.3.3.0/24 網(wǎng)段的兩條靜態(tài)路由，下一跳分別為50.1.1.2 和60.1.1.2，到2.2.2.0/24 網(wǎng)段下一跳為50.1.1.2的靜態(tài)路由沒(méi)有指定優(yōu)先級(jí)，因此該條路由的優(yōu)先級(jí)為缺省的60，到2.2.2.0/24 網(wǎng)段下一跳為60.1.1.2 的靜態(tài)路由使用preference 關(guān)鍵字指定了優(yōu)先級(jí)61。到3.3.3.0/24 網(wǎng)段下一跳為60.1.1.2 的靜態(tài)路由沒(méi)有指定優(yōu)先級(jí)，因此該條路由的優(yōu)先級(jí)為缺省的60，到3.3.3.0/24 網(wǎng)段下一跳為50.1.1.2 的靜態(tài)路由使用preference 關(guān)鍵字指定了優(yōu)先級(jí)61。AR1 會(huì)分別把去往2.2.2.0/24 網(wǎng)段和3.3.3.0/24 網(wǎng)段的這兩條路由中優(yōu)先級(jí)值較小的路由加載到路由表中作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的依據(jù)，另一條優(yōu)先級(jí)為61 的路由則不出現(xiàn)在路由表中。因此AR1 去往2.2.2.0/24 網(wǎng)段時(shí)，選擇GE0/0/1 鏈路，去往3.3.3.0/24 網(wǎng)段時(shí)，選擇GE0/0/2 鏈路。

當(dāng)AR1 的GE0/0/1 端口出現(xiàn)故障或者AR1 和AR2 之間的鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，AR1 上ip route-static 2.2.2.0 255.255.255.0 50.1.1.2 這條靜態(tài)路由失效， 而ip route-static 2.2.2.0 255.255.255.0 60.1.1.2 preference 61 也就浮現(xiàn)出來(lái)加載到路由表中，進(jìn)而通過(guò)AR1 和AR3 之間的鏈路去往2.2.2.0/24 網(wǎng)段，保證鏈路暢通。

當(dāng)AR1 的GE0/0/2 端口出現(xiàn)故障或者AR1 和AR3 之間的鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，AR1 上ip route-static 3.3.3.0 255.255.255.0 60.1.1.2 這條靜態(tài)路由失效， 而ip route-static 3.3.3.0 255.255.255.0 50.1.1.2 preference 61 也就浮現(xiàn)出來(lái)加載到路由表中，進(jìn)而通過(guò)AR1 和AR2 之間的鏈路去往3.3.3.0/24 網(wǎng)段，保證鏈路暢通。

3.2.3 AR2 路由配置

在AR2 上，配置返回公司內(nèi)網(wǎng)的路由和去往電信的路由，配置命令如下：

在上述配置中，將去往1.1.1.0/24 網(wǎng)段下一跳為23.1.1.2 的靜態(tài)路由使用preference 關(guān)鍵字指定了優(yōu)先級(jí)61，作為備份路由。這樣當(dāng)AR2 的GE0/0/1 端口出現(xiàn)故障或者AR1 和AR2 之間的鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，AR2 還可以通過(guò)AR3、AR1 的路徑回到公司內(nèi)網(wǎng)。同時(shí)AR2 配置到電信3.3.3.0/24 的靜態(tài)路由，保證去往電信的鏈路暢通。

3.2.4 AR3 路由配置

在AR3 上，配置返回公司內(nèi)網(wǎng)的路由和去往聯(lián)通的路由，配置命令如下：

在上述配置中，將去往1.1.1.0/24 網(wǎng)段下一跳為23.1.1.1 的靜態(tài)路由使用preference 關(guān)鍵字指定了優(yōu)先級(jí)61，作為備份路由。這樣當(dāng)AR3 的GE0/0/2 端口出現(xiàn)故障或者AR1 和AR3 之間的鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，AR3 還可以通過(guò)AR2、AR1 的路徑回到公司內(nèi)網(wǎng)。同時(shí)AR3 配置到聯(lián)通2.2.2.0/24 的靜態(tài)路由，保證去往聯(lián)通的鏈路暢通。

3.2.5 測(cè)試

在公司內(nèi)網(wǎng)PC1 機(jī)器上使用tracert 命令進(jìn)行測(cè)試，聯(lián)通機(jī)器PC2 的IP 地址是2.2.2.2，電信機(jī)器PC3 的IP 地址是3.3.3.3，通過(guò)tracert 2.2.2.2 測(cè)試去往聯(lián)通的路徑，如圖2 所示。通過(guò)tracert 3.3.3.3 測(cè)試去往電信的路徑，如圖3 所示。通過(guò)測(cè)試結(jié)果可以看出，當(dāng)公司內(nèi)網(wǎng)PC1 訪問(wèn)2.2.2.0/24 網(wǎng)段時(shí)，AR1 選擇GE0/0/1 鏈路，當(dāng)PC1 訪問(wèn)3.3.3.0/24 網(wǎng)段時(shí)，AR1 選擇GE0/0/2鏈路，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的網(wǎng)絡(luò)需求。

圖2 去往聯(lián)通的測(cè)試結(jié)果

圖3 去往電信的測(cè)試結(jié)果

我們將AR1 的GE0/0/1 端口關(guān)閉，再次通過(guò)tracert 2.2.2.2測(cè)試去往聯(lián)通的路徑是否可達(dá)，測(cè)試結(jié)果如圖4 所示，可以看出AR1 選擇了AR3、AR2 的路徑去往聯(lián)通機(jī)器2.2.2.2，實(shí)現(xiàn)了路由的冗余備份。

將AR1 的GE0/0/1 端口開(kāi)啟，將GE0/0/2 端口關(guān)閉，再次通過(guò)tracert 3.3.3.3 測(cè)試去往電信的路徑是否可達(dá)，測(cè)試結(jié)果如圖5 所示，可以看出AR1 選擇了AR2、AR3 的路徑去往電信機(jī)器3.3.3.3，實(shí)現(xiàn)了路由的冗余備份。

圖4 端口故障后去往聯(lián)通的測(cè)試結(jié)果

圖5 端口故障后去往電信的測(cè)試結(jié)果

4 結(jié)論

本文基于ENSP 仿真平臺(tái)，根據(jù)公司網(wǎng)絡(luò)出口實(shí)際需求，在路由器靜態(tài)路由配置的基礎(chǔ)上，對(duì)浮動(dòng)靜態(tài)路由進(jìn)行了詳細(xì)的分析、設(shè)計(jì)和配置，并進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)路徑測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的高可靠性，為多出口網(wǎng)絡(luò)的路由設(shè)計(jì)提供了有效的參考。