网关负载平衡协议（GLBP）详细指南

网关负载平衡协议(GLBP)是第一跳冗余协议(FHRP)之一, 它像其他第一跳冗余协议一样提供冗余, 还提供负载平衡。这是思科专有协议, 可以同时执行这两种功能。它使用单个虚拟IP地址和多个虚拟Mac地址在多个路由器上提供负载平衡。

GLBP协议：

1. 虚拟IP地址：从本地子网分配一个IP地址作为虚拟IP地址, 该子网被配置为所有本地主机的默认网关。
2. 实际虚拟网关(AVG)：它是在单个组中运行GLBP的路由器之一, 负责为组中的每个成员分配虚拟Mac地址并负责响应来自设备的ARP请求。 AVG在组中具有最高优先级值或IP地址。
3. 实际虚拟转发器(AVF)：这些路由器包括单个GLBP组中的AVG。在由AVG为任务分配数据之后, 它们实际上负责转发数据。如果万一AVG出现故障, 则其中一个AVF可以成为AVG。
4. 抢占：在这种状态下, 其中一个AVF将成为AVG路由器(当AVG路由器关闭时)。另外, 当AVG路由器再次出现时, 由于其优先级仍然更高(假定), 它将成为AVG路由器。
5. 对象追踪：GLBP使用加权方案来确定GLBP组中每个路由器的转发能力。 GLBP会跟踪界面并调整其权重, 即, 如果被跟踪的界面出现问题, 则界面会降低一定值(根据配置)。

GLBP概念：

实际虚拟网关(AVG)为运行同一组GLBP的所有其他路由器提供虚拟Mac地址。其余的路由器是实际虚拟转发器(AVF)。当来自子网设备的ARP请求知道虚拟IP地址的Mac地址时, AVG将提供其中一个虚拟Mac地址。 AVG将使用Round Robin算法或其他已应用的算法提供虚拟Mac地址。这样, 所有运行GLBP的设备都将用于转发流量。

GLBP虚拟Mac地址分配：子网设备(主机)要发送流量时, 它通过发送ARP请求来为虚拟IP(网关)请求一个Mac地址。响应ARP请求, AVG将提供虚拟Mac地址之一(由AVG提供给AVF)。

虚拟网关冗余：为了检测网关故障, GLBP成员通过以下方式相互通信你好消息, 每3秒发送到多播地址224.0.0.102。如果AVG​​失败, 则具有最高优先级的AVF将成为AVG, 即负责提供AVF的Mac地址。

虚拟转发器冗余：就像在高速钢, 如果其中一个AVF发生故障, 则同一GLBP组中的另一个AVF将负责转发数据包。 GLBP组中最多可以有4个路由器。

GLBP负载平衡：

GLBP使用3种算法进行负载平衡–

1. 轮循：AVG将按顺序分配虚拟Mac地址, 例如, 首先将虚拟Mac地址分配给AVF1, 然后分配给AVF2, 依此类推。
2. 依赖主机：如果特定主机每次都需要特定的虚拟Mac地址, 则AVG将特定的AVF分配给主机。
3. 加权的：负载将根据要求进行分配, 即按比例分配虚拟Mac地址。如果我们想让某些AVF处理更多的流量, 请更改权重。

配置：

在给定的拓扑中, 有两个名为R1和R2的路由器, 其中R1通过fa0 / 0 ip地址为10.1.1.1/24连接, 而R2通过fa0 / 0 ip地址为10.1.1.2/24连接。

为路由器R1分配IP地址。

r1(config)# int fa0/0
r1(config-if)# ip add 10.1.1.1 255.255.255.0

为路由器R2分配IP地址。

r2(config)# int fa0/0
r2(config-if)# ip address 10.1.1.2 255.255.255.0

现在, 配置虚拟IP, GLBP优先级, 抢占和负载平衡类型。

r1(config-if)# glbp 1 ip 10.1.1.100
r1(config-if)# glbp 1 priority 120
r1(config-if)# glbp 1 preempt
r1(config-if)# glbp 1 load-balancing round-robin

在这里, 从本地子网和优先级中分配虚拟IP为10.1.1.100(为R1分配更高的优先级, 因为我们希望此路由器成为AVG)。此外, 已启用抢占, 并且类型为循环的负载均衡。现在, 为r2配置相同的GLBP。

r2(config-if)# glbp 1 ip 10.1.1.100
r2(config-if)# glbp 1 priority 100
r2(config-if)# glbp 1 preempt
r2(config-if)# glbp 1 load-balancing round-robin

注意 ：在这里, 交换机位于AVG和AVF之间, 那么当AVG断开时, 交换机如何在另一个端口上学习相同的Mac地址？当AVG下降, 则新当选的AVG会产生一个免费ARP来刷新交换机的CAM表和主机ARP缓存中。

优点 ：

1. GLBP支持明文和MD5密码验证。
2. 它最多支持1024个虚拟路由器(GLBP组)。
3. 允许使用单个虚拟IP和多个虚拟Mac地址共享负载。

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