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  1. 2006.04.07 GLBP(Gateway Load Balancing Protocol)
  2. 2006.04.07 HSRP vs VRRP vs GLBP
engineering/Network Eng.2006. 4. 7. 01:17

1. GLBP란..

Cisco 전용 프로토콜로써, MHSRP와 MVRRP에 단점을 보안하여 효울성있게 각각 Host들에게 로드밸런싱을 하여 보내는 방식이다. 라우터들 사이에서 패킷 Load Sharing을 수행하고 동시에 백업라인구성으로 라우터 장애에 대비하게 된다.

2. GLBP Supported Platforms.

Cisco 1700 Series, Cisco 2600 Series, Cisco 3620, Cisco 3631, Cisco 3660, Cisco 3725, Cisco 3725, Cisco 3745, Cisco 7100 Series, Cisco 7200 Series, Cisco 7400 Series, Cisco 7500 Series.


3. GLBP의 개념.

- IEEE 802.3 LAN에서 단일 게이트웨이로 구성된 IP Host들을 위한 자동 라우터 백업을 제공.

- GLBP는 단일 Virtual IP 주소와 여러 개의 MAC주소를 사용하여 여러 라우터에게 Load Balancing 을 제공.

- Host들은 같은 Virtual IP 주소로 설정되고, Virtual Router 그룹 내에 모든 라우터들은 동시에 패킷 스위칭이 가능.


4. AVG(Active Virtual Gateway)

- GLBP 그룹내에 하나의 AVG는 선출되어야 되고, 선출 방법은 HSRP와 VRRP처럼 우선순위가 가장 높은 라우터가 AVG가 되며 그다음 높은 우선순위 라우터가 STandby AVG가 된다. 만약, 같은 우선순위일때는 높은 IP주소를 가지는 라우터가 선출이 된다.

< GLBP의 우선순위 설정 >

// 설정하고자하는 인터페이스 모드에서.. //

Switch(Config-if)#glbp group Priority level Group Number: 0~1023, Priority: 1~255(가장높은값: 255, Default:100)


- AVG는 같은 GLBP 그룹내에 라우터에게 Virtual Mac 주소를 각각 할당.

- 하나의 GLBP 그룹에는 최대 4대의 라우터가 존재 가능.

- PC혹은 서버와 AVF간의 중개자 역할 수행.

- HSRP처럼 현재 Active라우터가 죽을때까지 다른하나의 라우터가 Active상태로 될수 없지만, 현재 AVG의 우선순위보다 더 높은 우선순위를 갖는 라우터가 있다면 Preempt명령어로 Active상태 전환을 허용함.

< Standby AVG에서 Active AVG라우터로의 변환 설정 >

Switch(config-if)#glbp group preempt [delay minimum seconds] []안은 생략 가능함을 말함.


5. AVF(Active Virtual Forwarder)


- AVG로부터 Virtual Mac주소를 할당받은 라우터.

- GLBP는 라우터가 같은그룹내에서 하나의 Virtual Mac 주소를 가진 AVF를 결정하기 위해서 WEIGHT 기능을 사용. 각각의 라우터는 최대 WEIGHT 값(1~254)으로 시작. 특정 인터페이스가 다운이 될때, 그 WEIGHT값은 설정된 값 만큼 감소.

- GLBP는 한 라우터가 AVF가 될때와 AVF가 될수 없수을때 한계치(threshold)를 사용.  만약, 그 WEIGHT값이 낮은 한계치 아래로 떨어진다면, 그 라우터는 AVF역할은 포기. WEIGHT값이 좀 높은 한계치 위로 올라간다면, 그 라우터는 AVF역할을 다시 시작할수 있다. (Default WEIGHT는 100)

- 동적 웨이팅 조정을 원한다면 GLBP는 그 WEIGHT를 조정하기 위한 방법과 이동하기 위한 인터페이스를 알아야 함.


< 이동 되는 인터페이스에서 동적 웨이팅 설정 >

Switch(config)#track Object-number interface type mod/num {line-protocol | ip routing}
Object-number는 WEIGHT 조정을 위해 사용되어지는 임의의 값.(1~500)

조정을 일으키는 조건은 Line-Protocol(인터페이스 line-protocol이 UP인 상태) 혹은 Ip routing(IP Routing이 활성화 되어져 있어야하고, 인터페이스에는 IP가 할당되고 UP이어야한다.) 될수있다.


< GLBP 인터페이스에 한계치 설정 >

Switch(config-if)#glbp group weighting maximum [lower lower] [upper upper]
Maximum weight: 1~254(Default: 100) upper과 lower 한계치는 그 라우터가 AVF가 될수 있을때와 될수 없을때 각각 정의해준다.


< 인터페이스 모드에서 웨이팅값이 조정되어지기 위한 이동을 하기위해 어느 objects인지 알기 위해 GLBP를 설정 >

Switch(config-if)glbp group weighting track object-number [decrement value]
이동 되는 object가 실폐를 할때, 그 웨이팅은 decrement value만큼 감소 되어짐.
(1~254 Default:100)

- Host들은 통신을 하기 위해 MAC 주소를 알아야 한다. Host가 ARP로 요구를 하게 되면 한 라우터의 Virtual Mac 주소를 갖게 되고 Virtual IP를 받아 Host의 ARP 테이블에 등록을 시켜 놓는다.

(각각의 Host는 같은 가상 Ip를 같지만 가상 Mac은 서로 다를수 있다. 이것은 밑에 설명할 GLBP의 로드밸런싱에 따라 달라지게 된다.) Host는 ARP 테이블을 참고하여 하나의 AVF를 선택하여 통신하게 된다.


6. GLBP 로드밸런싱 방법

AVG는 결정론적의 구조에서 클라이언트들로 가상 라우터 MAC 주소를 분배해주는것에 의해 로드밸런싱을 설립한다.  당연히 AVG는 각각의 가상 MAC 주소를 사용하는 그룹안에 AVF들에게 먼저 알려준다. 순차적인 순서로 할당되어진 네개의 가상 MAC주소를 통하여 한그룹 안에서 사용되어진다.

1) Round Robin: Default로 설정 되어 있으며, Host가 Default Gateway MAC을 질의 할때, 다음 이용 가능한 AVF의 가상 주소를 순서대로 받는다. 트래픽 부하는 각각의 클라이언트이 똑같은양의 트래픽을 보내고 받는것으로 간주할때,  그룹내에 AVF들로 역할을하는 모든 라우터들을 통해 균등히 분배되어 진다.

2)Veighted: GLBP 그룹 인터페이스의 Weighting 값은 AVF로 보내어지는 트래픽의 비율을 결정한다. 빈번히 발생하는 ARP에서 더 높은 Weighting 결과들은 그 라우터에 가상 MAC 주소를 포함하여 응답하게 된다. 만약 인터페이스 트래킹이 설정되지 않았다면, 설정되어진 가장 최대 Weighting 값이 AVF들 사이에서 관계적인 비율로 접근하기 위해 사용되어진다. 한마디로 설명하자면 웨이트 비율에 따라 AVG의 가상 MAC주소 응답 비율을 달리하여 응답한다. (장비 성능에 차이 ...etc)

3)HOst-dependent: 가상 라우터 주소를 위해 ARP Request를 발생하는 각각의 클라이언트는 응답에 있어 늘 똑같은 가상 MAC 주소를 받는다. 이 방법은 만약 고정된 Gateway MAC 주소에 대한 요구를 가진다면 사용 되어진다. (달리 말하자면, 한 클라이언트는 Router over time동안 사용중인 로드 밸런싱 방법에 따라 다른 MAC주소들과 함께 회답들을 받는다.) 간단히 요약하자면 특정 PC나 서버에게 항상 특정 AVF의 가상 MAC주소로 ARP를 응답함.


7. GLBP 설정

Switch>enable

Switch#configure terminal

Switch(config)#interface type number

Switch(config-if)#ip address ip-address mask [secondary]

Switch(config-if)#glbp group authentication text string

// 그 그룹에서 다른 라우터들로부터 받은 GLBP패킷들을 인증화한다. (만약 당신이 authentication으로 설정한다면 GLBP 그룹내에 모든 라우터들은 같은 인증 문자열을 사용해야함.) //

Switch(config-if)#glbp group forwarder preempt [delay minimum seconds]

// 현재 AVF보다 더 높은 우선순위를 가진 라우터를 가졌다면, 한 그룹에서 AVF의 역할을 이어 받도록 그 라우터를 설정한다. (기본 delay 시간이 30초) //

Switch(config-if)#glbp group load-balancing [host-dependent | round-robin | weighted]

// GLBP AVG에 의해 사용되어지는 Load balancing의 방법을 명세화한다. //

Switch(config-if)#glbp group preempt [delay minimum seconds]

// 현재 AVG보다 더 높은 우선순위를 가진 라우더를 가졌다면,  한 GLBP그룹을 위해 AVG의 역할을 이어 받기 위해 그 라우터를 설정한다. ( 이 명령어는 기본 비활성화되어져 있다.) //

Switch(config-if)#glbp group priority level

// GLBP그룹내에서 게이트웨이의 우선순위 수준을 정한다 (Default value: 100) //

Switch(config-if)#glbp group timers [msec] hellotime [msec] holdtime

// 한 GLBP그룹에서 AVG에 의해 보내어진 성공적인 hello packet들의 사이의 간격을 설정한다. ( holdtime 인수는 hello 패킷에서 가상 게이트웨이나 가상 전송자 정보가 무효하게 설정되어지기 전에 초단위로 간격을 명세화한다. msec 키워드는 기본 초단위전송이 아닌 1/100초 단위로 표현되어 질것이다.) //

Switch(config-if)#glbp group timers redirect redirect timeout

// AVG가 하나의 AVF로 클라이언트들의 방향을 고쳐 나가도록 계속하는동안 시간 간격을 설정한다. (timeout인수는 두번째 가상 전송자가 효력이 없어지기전에 초단위로 간격을 명세화한다.) //

Posted by theYoungman
engineering/Network Eng.2006. 4. 7. 01:16

라우터 백업을 가능하게 하는 HSRP프로토콜.

디폴트 게이트 웨이 역할을 하는 라우터가 고장났을때 다른 라우터가 있더라도 디폴트레이트웨이가 고장난 라워로 설정되어 있으므로 멀쩡한 라우터를 사용할 수 없다.

그래서 디폴트 게이트웨이 역할을 하는 라우터가 고장 났을때 고장이 나지 않은 다른 라우터를 사용하기 위해서 시스코 라우터는 HSRP를 사용한다.

PC들은 HSPR 상에서 여러대의 라우터들을 하나의 라우터로 보는데 이것을 버추얼 라우터라고 한다. 각 라우터가 가진 실게 IP주소와 MAC주소 외에 버추얼 라우터도 하나의 IP주소와 MAC주소를 가진다. PC에서는 버추얼 라우터 주소를 디폴트게이트웨이의 주소로 구현한다. 버추얼 라우터의 IP 주소와 MAC 주소를 공유하는 라우터들은 액티브 라우터와 스탠바이 라우터로 나뉘는데, 액티브 라우터가 고장났을 때 스탠바이 라우터가 액티브 라우터 역할을 대신한다.


HSRP는 한개 이상의 그룹으로 나눌 수 있다. 왜냐하면 항상 하나의 그룹으로 묶으면 항상 한 라우터는 사용해야 하고, 다른 라우터는 쉬어야 하는데 이것은 합리적이지 않기 때문이다.  이렇게 HSRP를 여러개의 그룹으로 나누어 라우터 간에 부하를 분산하는 것을 MHSRP라고 한다.


HSRP가 시스코 프로토콜인데 반해 VRRP는 표준 프로토콜이다. 기능상으로는 둘이 같다.


GLBP의 기능도 HSRP, VRRP와 비슷. HSRP, VRRP는 한 서브넷 내에서 하나의 그룹 번호만 사용해 두대 중 한대의 라우터만 쓰레되면 트래픽 로드가 라우터 한대로 집중된다. 그래서 MHSRP, MVRRP를 사용하는데 HSRP와 VRRP에서는 MHSRP, MVRRP라고 별도로 구현해 주어야 하지만,  GLBP는 따로 구현재 주지 않아도 된다.


GLBP내의 로드 밸런싱 방법에는 3가지가 있다.

라운드로빈 :

가장 간단한 방법. pc, 서버가 디폴트 게이트웨이 mac 주소를 알고자 ARP 요청을 보내면 AVF의 버추얼 MAC 주소를 순서대로 알려준다.

WEIGHTED :

AVF 마다 다른 WEIGHT를 구현했을 때의 방법. 웨이트 비율에 따라 AVG의 버추얼 MAC 주소 응답 비율이 달라진다. 따라서 특정 AVF가 다른 AVF보다 트래픽을 많이 처리할 수도 있고, 그 반대일 수도 있다.

HOST-DEPENDENT :

특정 PC, 서버에게는 항상 특정 AVF의 버추얼 MAC주소로 ARP응답을 하는것.


AVG : Active Virtual Gateway, GLBP그룹내의 가장 높은 proirity를 가진 라우터.

AVF : Active Virtual Rorward. 일반 라우터

Posted by theYoungman