福建商業高等專科學校學報２ｎ１２年０４月第２期
陳歡（福建商業高等專科學校資訊管理工程系，福建福州３５００１２）
［摘要］隨著網路應用的深入，使用者對網路可靠性的需求越來越高。通過冗餘技術——鏈路冗餘、路由器冗
餘、伺服器冗餘的應用，可以達到快速、自動修復故障的目的；它將對人的依賴轉換為對技術的依賴，從而幫助管理員減輕排障壓力。
［關鍵詞］冗餘技術伺服器集群［中圖分類號］ｔｐ２７３
文獻標識碼：ａ
文章編號
隨著網路應用的不斷深入和發展，使用者對網路可
障、路由器故障和主機故障 ｊ。因此，下文也分別對鏈路冗餘、路由器冗餘、伺服器冗餘這３個方面進行研究。
二、鏈路冗餘
靠性的需求也越來越高。在發生網路故障的情況下，依然保持通訊能力，或較快恢復聯通，是乙個值得研究的課題。傳統意義上的網路故障管理很大程度上依賴於管理員的操作和經驗。
本文研究通過冗餘技術的應用，實現故障自動修復；它將對人的依賴轉換為對技術的依賴，從而幫助管理員減輕排障壓力。
一網路中的單點故障可能導致整個網路無法訪問，因此在實際建網過程中，為了保持網路的穩定性，通常要使用一些備份連線（如圖１所示），以提高網路的健壯性、穩定性。這裡的備份連線也稱為備份鏈路
、什麼是冗餘技術
冗餘技術又稱儲備技術，它是利用系統的併聯模型來提高系統可靠性的一種手段。冗餘技術是計算機系統可靠性設計中經常採用的一種技術，是提高可靠性、降低失效率的最有效方法之一。
或者冗餘鏈路。但簡單鏈路備份並不能完全解決問題，我們還需要在連線冗餘鏈路的裝置上配置生成樹或快速生成樹協議 ｊ，以防止交換環路的形成。
冗餘的方式可以分為：工作冗餘和後備冗餘。工
作冗餘：是一種兩個或以上的單元並行工作的併聯模型。平時，由各處單元平均負擔工作，因此工作能力有冗餘。後備冗餘：平時只需乙個單元工作，另乙個
單元是冗餘的，用於待機備用。
本文嘗試將冗餘技術運用到網路管理維護中，構建乙個健壯、可靠的網路環境——在網路裝置、鏈路發生故障或中斷時，使用者幾乎感覺不到，網路快速收斂。網路故障根據故障的不同物件可劃分為：線路故
收稿ｆ３期：２０１２一ｏｌ一０８
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圖１鏈路冗餘
作者簡介：陳歡（１９８２一），女，福建福州人，講師。研究方向：網路技術。
２０１２年０４月第２期
ｐ（１）生成樹協議
冗餘技術在網路故障管理中的應用９７
鏈路出現故障時，能夠自動切換到冗餘鏈路，保證網路的正常通訊（如圖２所示）。快速生成樹協議在ｓｔｐ的基礎
生成樹協議起源於ｄｅｃ公司的「網橋到網橋」協議。該協議通過生成樹演算法（ｓｐａ）生成乙個沒有環路的網路，當主要
上做了改進，大大提高了收斂速度。
２．１主要鏈路正常時，斷開冗
餘鏈路圖２ ｓｔｐ工作原理
２．２主要鏈路出故障時，自動啟用冗餘鏈路
（二）生成樹的實現
而，一旦路由器出現故障，主機將與外界失去聯絡，陷入孤立的境地。
這裡採用收斂速度更快的ｒｓｔｐ，對參與生成樹計算的交換機進行如下配置：
通過簡單的增加路由器並不能解決問題。因為，不管網路上存在多少個路由器，內部網路上的主機只允許配置乙個預設閘道器虛擬路由器冗餘協議）就是針對上述問題提出的，它消除靜態預設路由環境中所固有的缺陷。
（一）ｖｒｒｐ工作原理
／／開啟生成樹協議
／／配置生成樹協議的型別為ｒｓｔｐ
在實際應用中，交換機主要使用快速生成樹協議ｒｓｔｐ或多生成樹協議來實現鏈路冗餘。
三、路由器冗餘
ｖｒｒｐ提供了區域網上路由裝置的備份機制。它將區域網的一組路由器組織成乙個虛擬路由器，稱之為乙個備份組。如圖３所示和
路由器是連線內部網路和ｉｎｔｅｒｎｅｔ的橋梁。內部
網路上的主機配置乙個預設閘道器，並將目的位址不在本網段的報文通過預設閘道器（即出口路由器）發往
ｒｏｕｔｅｒｃ組成乙個虛擬路由器，此虛擬路由器有自己的ｉｐ位址區域網內的主機（ｈｏｓｔ
ｉｎｔｅｒｎｅｔ，從而實現內部主機與外部網路的通訊。然ａ、ｂ、ｃ）將預設閘道器設定為虛擬路由器的ｉｐ位址。
福建商業高等專科學校學報２０１２年０４月第２期
圖３路由器冗餘
備份組中僅有一台裝置處於活動狀態，稱為主用
虛擬ｉｐ位址
裝置（ｍａｓｔｅｒ）；其餘裝置都處於備份狀態，並隨時按照優先順序高低做好接替ｍａｓｔｅｒ的準備，稱為備份裝置（ｂａｃｋｕｐ）。以圖３為例和
／／設定ｆ１／１在ｖｒｒｐ１０備份組中的優先順序為
２００，預設為１００
ｒｏｕｔｅｒｃ中優先順序最高的路由器——ｒ０ｕｔｅｒａ作為ｍａｓｔｅｒ，承擔實際的閘道器功能；其餘兩台路由器ｒｏｕｔ－ｅｒｂ和ｒｏｕｔｅｒｃ作為ｂａｃｋｕｐ，處於就緒監聽狀態。如果ｒｏｕｔｅｒａ發生故障，ｒｏｕｔｅｒ ｂ和ｒｏｕｔｅｒ ｃ將根據優先順序選出乙個新的ｍａｓｔｅｒ，這個新的ｍａｓｔｅｒ繼續向
／／設定ｆ１／ｉ在ｖｒｒｐ１０備份組中搶占模式
網路內的主機提供路由服務。
（二）ｖｒｒｐ的實現
這裡依然以圖３為例，展示ｖｒｒｐ的配置過程和ｒｏｕｔｅｒｃ三颱裝置的優先順序分
別為進入ｆｉ／１介面配置
設定介面ｉｐ位址
／／設定ｆ１／１的ｖｒｒｐ備份組號為１０，並為其配置路由器冗餘需要增加裝置來提高網路可靠性，實
２０１２年０４月第２期冗餘技術在網路故障管理中的應用９９
施成本較高。因此在實際應用中，我們一般僅就出口集群技術是提高服務質量的一項重要技術措施，
位置的核心交換機進行雙機備份，並配置上ｖｒｒｐ協議。同時為了增大核心交換機間的互連頻寬，我們還會結合採用埠聚合等技術。
四、伺服器冗餘
伺服器也是網路的重要組成部分之一，網路平台
其出發點是提高服務的可靠性、可擴充性和抗災難能力。總的來說，它是將一組相互獨立的計算機通過高速通訊內部網路連線而組成的乙個對外單一的計算機系統。乙個伺服器集群包含多台擁有共享資料儲存空間的伺服器，各伺服器之間通過內部網路進行相互通
一般通過引導客戶訪問伺服器資料進行對外服務。如信（如圖４），當其中一台伺服器發生故障時，它所
果只由單台伺服器提供服務，一旦伺服器當機，會導執行的應用程式將由其它伺服器自動接管。在大多數致訪問服務中斷。因此，保證伺服器正常工作、防止的情況下，集群中所有的計算機都擁有乙個公共的名儲存硬碟失效，，成為了網路管理員的重要職責之一。
稱，集群系統內任意一台伺服器都可能被所有的網路這裡嘗試通過集群技術和硬碟冗餘技術來實現。
使用者所使用 ｊ。
（一）集群技術
客戶端主，副
共享的儲存鏈路
圖４伺服器集群
（二）ｒａｉｄ技術
據冗餘容錯技術，資料的可靠性也得以提高。
應對共享儲存裝置的故障，可採用的工作原理是：利用陣列方式來作磁碟組獨立冗餘磁碟陣
配合資料分散排列的設計，磁碟陣列利用同位檢查的列）技術來解決。獨立冗餘磁碟陣列將兩個或兩個觀念，在陣列中任一硬碟故障時，仍可讀出資料；在以上的磁碟驅動器用某種邏輯方式聯絡起來，邏輯上資料重構時，將資料經計算後重新置入新硬碟中，從作為乙個磁碟驅動器來使用。多個驅動器的並行工作
而提公升資料的安全性和容錯性。根據磁碟陳列的不同大大提高了儲存容量和資料傳輸速率，而且採用了數
組合方式，ｒａｉｄ技術主要包含ｒａｉｄ ０一ｒａｉｄ ７等
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數個規範。這裡，採用較常用的ｒａｉｄ １或ｒａｉｄ ５技術。
負載均衡，將是今後需要探索的乙個方向。
ｒａｉｄ １通過磁碟資料映象實現資料冗餘，在成對的獨立磁碟上產生互為備份的資料。當乙個磁碟失效時，系統可以自動切換到映象磁碟上讀寫，而不需要重組失效的資料。
ｒａｉｄ５不對儲存的資料進行備份，而是把資料和相對應的奇偶校驗資訊分別儲存到組成ｒａｉｄ５的
參考文獻：
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與維護篇）［ｍ］．北京：清華大學出版社
各個不同磁碟上。當ｒａｉｄ５的乙個磁碟資料發生損
壞後，利用剩下的資料和相應的奇偶校驗資訊去恢復被損壞的資料。
五、結論與展望
［４］王璐璐，楊萬軍．ｗｅｂ服務負載均衡群集的設計與實現
［ｊ］．遼寧師專學報（自然科學版
～３５．
本文從鏈路冗餘、路由器冗餘、伺服器冗餘這三
個方面探索冗餘技術在網路管理方面的運用。實踐證明通過冗餘技術的應用，可以很大程度上提高網路環境的可靠性，實現故障時的快速收斂。同時，以上配
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置方式多數屬於後備冗餘，可能造成部分鏈路或裝置
的負載過重；因此，如何在保證高可靠性的同時兼顧
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［ｍ］．北京：清華大學出版社，２００７．
ｃｈｅｎ ｈｕａｎ
（責任編輯：梁小紅）
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