西门子交换机SCALANCE X VRRP快速入门

5.0 分

硬件组态与安装
Active Network components

文档编号：A0119| 文档类型：操作指南| 发布时间：2024年03月11日

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工业以太网应用在大量的工业现场，为了满足工业控制的稳定，通过SCALANCE X进行高速环网冗余（HSR）或者使用环与环之间的热备（STBY），甚至有些场合使用快速生成树（RSTP）。路由协议也不断的引入到工业控制中，当SIMATIC PLC之间通过一台路由器进行通讯时，如果这台路由器发生故障或掉电，造成PLC之间无法完成通讯，致使控制失灵，生产中断。VRRP全称Virtual Router Redundancy Protocol（虚拟路由冗余协议），它是一种容错协议，它保证当主机的下一跳路由

VRRP全称Virtual Router Redundancy Protocol（虚拟路由冗余协议）。简单来说，VRRP是一种容错协议，它保证当主机的下一跳路由器坏掉时，可以及时的由另一台路由器来代替，从而保持通讯的连续性和可靠性。VRRP仅适用于IPv4的路由协议。
为了使VRRP工作，一个虚拟路由器拥有一个虚拟IP地址和一个虚拟MAC地址，这样这个网络上的主机与虚拟路由器通信，无需了解这个网络上物理路由器的任何信息。一个虚拟路由器由一个主路由器（Master）和若干个备份路由器（Backup）组成，主路由器实现真正的转发功能。当主路由器出现故障时，备份路由器成为新的主路由器，接替它的工作，这个过程大约在3秒钟内完成。
路由器Router A、Router B的本地IP地址分别为192.168.0.100, 192.168.0.101。Router A和Router B组织成一个虚拟的VRRP路由器，这个虚拟的路由器拥有自己的虚拟IP地址192.168.10.1，192.168.100.1。局域网内的主机仅仅知道这个虚拟路由器的虚拟IP地址，而并不知道具体的路由器Router A、Router B的本地IP地址。网络内的主机之间就通过这个虚拟的路由器来进行通信。而对于这个虚拟路由器则需要进行如下工作：
1，在SCALANCE X414-3E设置时，可以通过设置“Router is Master”选择一台路由器接口作为主路由器Master。
2，其它路由器作为备份路由器，随时监测主路由器的状态。当主路由器正常工作时，它会每隔一段时间（Advertisement_Interval，SCALANCE X414-3E的VRRP的Advertisement Interval的默认时间为1秒）发送一个VRRP组播报文，以通知组内的备份路由器，主路由器处于正常工作状态。当组内的备份路由器长时间（Mater_Down_Interval）没有接收到来自主路由器的报文，则将自己转为主路由器。当组内有多台备份路由器时，将有可能产生多个主路由器。这时每一个主路由器就会比较VRRP报文中的优先级 (priority) 和自己本地的优先级，如果本地的优先级小于VRRP中的优先级，则将自己的状态转为备份路由器，否则保持自己的状态不变。SCALANCE X414-3E设置该模式为抢占模式（Preempt_Mode）。通过这样一个过程，就会将优先级最大的路由器选成新的主路由器，完成VRRP的备份功能。
从上述分析可以看到，对于网络中的主机来说，它并没有做任何额外的工作，但是它对外的通信再也不会因为一台路由器坏掉而受到影响了。
目前，西门子高端交换机中，仅有SCALANCE X414-3E交换机支持VRRP。

VRRP网络组态：

网络组态由2台交换机SCALANCE X414-3E，分别称为Router A和Router B。Switch C和Switch D为SCALANCE X204-2，通过端口分别与Router A和Router B的Port9.1和Port9.2相连。Host1、Host2分别与Switch C和Switch D相连。相应的IP地址参考VRRP组态图。

Router A组态：

序号	组态步骤
1	通过IE浏览器打开Router A的Web页面，输入用户名和密码，均为“admin”。在点击目录树SwitchVLAN，然后点击右侧的页面New Entry按钮。新建VLAN10，对应的端口9.1设置为U，点击Set Values按钮结束设置。
2	点击目录树Switch ® VLAN ® Ports，然后点击右侧的页面9.1，为该端口设置VLAN ID 10，点击Set Values按钮。
3	这时，再次点击目录树Switch ® VLAN，可以看到新建的VLAN10和VLAN100。
4	点击目录树Router ® Subnets，然后点击右侧的页面New Entry按钮，增加一个192.168.10.1的网关。点击Set Values按钮结束设置。
5	点击目录树Router® VRRP ® Routers，然后点击右侧的页面New Entry按钮。给192.168.10.*网段新建一个虚拟路由器，VLAN ID 10，设置VR ID 10，使能“Router is Master”。点击Set Values按钮结束设置。可见虚拟MAC地址为00-00-5E-00-01-0A，其中0A就是VRID。
6	点击目录树Router ® VRRP ® Addresses，可见Associated IP Addresses。

Router B组态：

序号	组态步骤
1	通过IE浏览器打开Router A的Web页面，输入用户名和密码，均为“admin”。在点击目录树Switch ® VLAN，然后点击右侧的页面New Entry按钮。新建VLAN10，对应的端口9.1设置为U，点击Set Values按钮结束设置。
2	点击目录树Switch ® VLAN ® Ports，然后点击右侧的页面9.1，为该端口设置VLAN ID 10，点击Set Values按钮。
3	这时，再次点击目录树Switch ® VLAN，可以看到新建的VLAN10和VLAN100。
4	点击目录树Router ® Subnets，然后点击右侧的页面New Entry按钮，增加一个192.168.10.2的网关。点击Set Values按钮结束设置。
5	点击目录树Router ® VRRP ® Routers，然后点击右侧的页面New Entry按钮。给192.168.10.*网段的虚拟路由器，设置VLAN ID 10， VR ID 10，加入备份路由器。点击Set Values按钮结束设置。可见虚拟MAC地址为00-00-5E-00-01-0A，其中0A就是VRID。
6	点击目录树Router ® VRRP ® Addresses，可见Associated IP Addresses.