防火墙双机热备技术详解：VRRP、VGMP与HRP协议

防火墙双机热备技术详解：VRRP、VGMP与HRP协议

引用

CSDN

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https://blog.csdn.net/ii10086/article/details/145812762

防火墙双机热备技术是保障网络系统高可用性和可靠性的关键手段。本文将深入解析VRRP（虚拟路由冗余协议）、VGMP（VRRP组管理协议）和HRP（双机热备协议）三个核心协议的工作原理和应用场景，帮助读者全面理解防火墙双机热备的实现机制。

防火墙双机热备概述

防火墙双机热备技术通过在两台防火墙之间建立备份通道（心跳线），实现会话表、Server-map表等重要信息和配置的实时同步。这种机制可以有效避免网络单点故障，提高系统的可靠性和可用性。

主备备份模式

在这种模式下，一台防火墙作为主用设备处理业务流量，另一台作为备用设备仅接收状态信息。一旦主用设备发生故障，备用设备将通过心跳线接管业务流量。

负载分担模式

在这种模式下，两台防火墙同时作为主用设备处理业务流量，同时相互备份对方的状态信息。这种模式适用于需要高吞吐量和负载均衡的场景。

VRRP和VGMP详解

VRRP协议

VRRP（虚拟路由冗余协议）主要用于路由器之间的冗余备份。在防火墙双机热备场景中，需要创建两个VRRP组，分别控制上行和下行流量的切换。但是，VRRP协议存在一个局限性：多个VRRP组之间状态无法同步。

VGMP协议

VGMP（VRRP组管理协议）解决了VRRP的局限性，通过集中管理所有VRRP组的状态，确保多个VRRP组状态的一致性。VGMP组通过优先级机制决定主备状态，并通过VGMP报文传递状态信息。

VGMP报文结构

VGMP报文是对VRRP报文的扩展，主要包含以下特点：

• TYPE字段：1代表标准VRRP报文，2代表VGMP报文
• virtual Rtr ID：恒定为0
• 去掉了VRRP的IP地址字段
• 优先级字段被修改为TYPE2字段，用于区分不同类型的报文

VGMP工作过程

• 缺省情况：每台防火墙提供两个VGMP组，Active组优先级为65001，Standby组优先级为65000
• 主备切换：当主用设备发生故障，连续三次收不到HRP心跳报文时，备用设备将切换为主用状态
• 接口恢复：原主用设备恢复后，如果配置了抢占功能，将重新成为主用设备

VGMP特殊场景

• 防火墙连接路由器场景：通过调整OSPF开销值实现流量引导
• 防火墙透明接入场景：通过VLAN监控接口状态
• 故障监控：支持直接监控和间接监控，监控本地或远端接口

HRP协议详解

HRP（双机热备协议）主要用于实现动态数据备份和关键配置备份。在主备模式下，主设备将状态数据和配置同步给备用设备；在负载分担模式下，状态数据双向同步，但配置命令仅单向同步。

HRP备份方式

• 自动备份：默认开启，实时备份配置命令和周期性备份状态信息
• 手工批量备份：需要管理员触发，一次性同步配置命令和状态信息
• 快速备份：仅适用于负载分担场景，实时备份状态信息

心跳链路探测报文

心跳口必须是独立的状态接口，且不能参与其他协议工作。

一致性检查报文

用于检测双机热备状态下两台防火墙的配置一致性。