安全防御:双机热备

目录

一、防火墙的可靠性

1.1 VRRP --- 虚拟路由器冗余技术

1.2 主备的形成场景

1.3 FW1接口故障的切换场景

1.4 HRP --- 华为冗余协议

HRP三种备份方式

1.4 各场景过程分析

1,主备形成场景

2,主备故障切换场景 --- 接口故障 

3,主备故障切换场景 --- 整机故障

4,原主设备故障恢复的场景

5,负载分担场景

6,负载分担接口故障场景

二、双机热备配置

负载分担

1,双机热备直路部署 - 上下二层

2,双机热备直路部署 - 上下三层

防火墙透明部署 --- 上下二层

防火墙透明部署 --- 上下三层


一、防火墙的可靠性

因为防火墙上不仅需要同步配置信息,还需要同步状态信息(会话表等),所以,防火墙不能像路由器那样单纯的靠动态协议来实现切换,需要用到双机热备技术

  • 1,双机 --- 目前双机热备技术仅支持两台防火墙的互备
  • 2,热备 --- 两台设备共同运行,在一台设备出现故障的情况下,另一台设备可以立即替代原设备

也存在冷备的概念,仅工作一台设备,备份一台设备,备份设备仅同步配置,并不工作,只有在主设备出现故障时,再由管理员替换工作,冷备可能会造成较长时间的业务中断.

1.1 VRRP --- 虚拟路由器冗余技术

VGMP --- vrrp Group Management Protocol --- HUAWI的私有协议

因为VRRP彼此是独立的,所以,一个VRRP组进行切换不会直接导致其他组同步切换,在防火墙的双机热备场景下,上下有两个VRRP组,需要同步切换,使用传统的上行链路监控,比较复杂,所以,设计了VGMP协议,来对VRRP组进行统一的切换管理。

1.2 主备的形成场景

1,FW1被设定为主设备 --- FW1中的VGMP的active组被激活,并且将上下两个VRRP组拉入到VGMP的active组中,并且状态都是ACTIVE

2,FW2被设定为备设备 --- FW2中的VGMP的standby组被激活,并且将上下两个vrrp组拉入到VGMP的standby组中,并且状态都是standby

(VGMP组中存在优先级的概念,ACTIVE组的默认优先级是65001,standby组默认的优先级为65000,并且,在VGMP中,所有的主都被成为active,所有的备成为standby)

3,主设备上下两个VRRP组的接口将发送免费ARP报文

1.3 FW1接口故障的切换场景

1,假设FW1下的接口发生故障,接口的状态会从active状态切换到initialize状态(接口故障的一个过渡状态)

2,VGMP组感知到接口状态变化,会降低自身的优先级(每一个接口发生故障,则优先级会降低2)

3,FW1会向FW2发送一个状态变更的请求报文,这个报文中会包含降低后的优先级;

4,FW2收到请求报文后,发现自身的优先级高于对方的优先级,则会将自己standby组的状态从standby切换为active状态

5,FW2的VGMP组状态发生变化,则组中的VRRP组的状态同步发生变化,都从standby切换到active

6,FW2回复FW1应答报文,表示允许切换

7,FW1收到应答报文后,将自身ACTIVE组的状态从ACTIVE切换到standby状态,并且,其中的VRRP组同步将状态切换到standby,不包含故障接口的状态,依旧是initialize状态

8,FW2上下两个VRRP组将发送免费ARP报文,让交换机切换MAC地址表,之后所有的流量将从FW2通过。

1.4 HRP --- 华为冗余协议

华为的私有协议 --- 可以同步防火墙上的状态和配置信息

配置信息 --- (接口IP地址,路由信息)--- hrp不能同步基本的接口和路由信息,安全策略,NAT策略。

状态信息 --- 会话表,server-map,黑名单和白名单等

HRP在进行双机热备时,还有一个要求,两台热备设备之间,必须拥有一条链路,用来同步信息,并且,这条链路必须是三层链路 --- 这条链路在进行数据传递时,不受安全策略的影响。(注意,如果心跳线是直连的,则不受安全策略的影响,但是,如果中间有中继设备,即非直连场景,则需要配置安全策略) --- 心跳线 ---- VGMP协议发送的报文也是通过心跳线传输的。

HRP会周期性的发送心跳报文,只有主设备会发送,周期时间默认为1S,如果备设备在三个周期时间内默认3S没有收到对方的心跳报文,则认定对方出现故障将以自身为主。

HRP三种备份方式

1,自动备份 --- 自动备份配置和状态信息,但是,配置信息可以立即自动备份,状态信息无法立即备份,只能通过短暂的延迟之后,在进行备份(10S左右)

2,手工备份 --- 由网络管理员手工触发,可以立即同步配置和状态信息

3,快速备份 --- 该备份方式仅针对负载分担的场景。无法同步配置信息,仅能同步状态信息,并且可以立即同步状态信息。

1.4 各场景过程分析

1,主备形成场景

2,主备故障切换场景 --- 接口故障 

3,主备故障切换场景 --- 整机故障

整机故障可以通过保活机制来进行切换,主设备发生故障,则不会发送HRP心跳报文,

备设备在超时时间内没有接收到主设备的保活包,则将会进行状态切换;

4,原主设备故障恢复的场景

根据有没有开启抢占分为两种不同的情况

1,如果没有开启抢占 --- 原主设备继续以备设备的身份工作

2,如果开启了抢占

5,负载分担场景

6,负载分担接口故障场景

二、双机热备配置

如果勾选了主动抢占,则代表开启抢占模式,默认开启60S抢占延迟

(抢占延时主要是为了应对一些接口可能出现反复震荡的情况)

hello报文周期就是保活报文的发送周期,默认是1S,可以修改,但是,需要两边同时修改,否则可能导致对接不上

注意:

1,虚拟mac地址勾选可以让切换对用户全程无感知

2,如果虚拟IP地址和接口IP地址不再同一个网段,则配置时必须配置子网掩码

HRP手工备份的位置

负载分担

其他部署模式下的双机热备

1,双机热备直路部署 - 上下二层

2,双机热备直路部署 - 上下三层

3,防火墙透明部署 --- 上下二层

这种情况下建议使用主备模式不要使用负载分担模式

4,防火墙透明部署 --- 上下三层

这种模式建议采用负载分担,并建议使用主备模式。

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