Protocolos de redundancia: GLBP

Gateway Load Balancing Protocol (GLPB) es una solución propietaria de Cisco para la redundancia y balanceo de carga en una red IP.
 
GLBP permite la selección automática y recuperación simultánea de los fallas de router de primer salto.

GLBP proporciona equilibrio de carga a través de múltiples puertas de enlace (Router) mediante una única dirección IP virtual y múltiples direcciones MAC virtuales. 

Cada host está configurado con la misma dirección IP virtual, y todos los routers en el grupo de router virtual participan en el envío de paquetes. 

Como funciona GLBP

GLBP funciona haciendo uso de una sola dirección IP virtual, que se configura como la puerta de enlace predeterminada en los hosts.
 
Los diferentes routers que asumen el papel de reenvío utilizan diferentes direcciones MAC virtuales para la misma dirección IP virtual que se utiliza para enviar paquetes.
 
A diferencia de HSRP y VRRP , GLBP no utiliza una única dirección MAC virtual para todo el grupo. En cambio, el AVG asigna diferentes direcciones MAC virtuales para cada uno de los routers físicos del grupo.

Hay dos tipos de routers en una utilización grupo GLBP en redundancia y el equilibrio de carga:
 
Active Virtual Gateway (AVG):
Dentro de un grupo GLBP, un router virtual (puerta de enlace) es elegido como el Active Virtual Gateway (AVG), y es el responsable de la operación del protocolo. 

Este router AVG tiene el valor de prioridad o la dirección IP más alta en el grupo, responde a todas las solicitudes ARP para direcciones MAC que se envían a la dirección IP del router virtual.
 
Active Virtual Forwarder (AVF)
Un router dentro de un grupo GLBP es elegido como Active Virtual Forwarder (AVF). Este AVF es responsable de reenviar paquetes que son enviados a la dirección mac asignada por el router AVG. 

Pueden existir múltiples AVF para cada grupo GLBP.
 
Así, cuando un cliente necesita enviar paquetes al  AVG con la dirección IP configurada, solicita la dirección MAC enviando una solicitud ARP (protocolo de resolución de direcciones) en la subred.
 
El AVG responderá a estas peticiones ARP con la dirección MAC virtual de cada AVF, basado en un algoritmo de reparto de carga configurado.

La siguiente imagen muestra una topología típica con GLBP.

La siguiente imagen muestra una topología GLBP con IPv6.

Tipos de mecanismos de balanceo de carga en GLBP

Existen tres mecanismos de equilibrio de carga que se utiliza con GLBP. 

Estos incluyen:

1. Round-robin: Es el método por defecto. Cada AVF es elegido secuencialmente en la resolución de direcciones respuestas para la dirección IP virtual. A cada solicitud ARP se le responde con la dirección MAC del siguiente AVF y al llegar al final se comienza desde el inicio.
2. Host-dependent: Basado en la dirección MAC de un host, el mismo AVF se utiliza siempre para un host en particular.
3. Weighted: Sobre la base de la cuota depende del peso del usuario entre los routers.

Estados del balanceo de carga en GLBP

Existen diferentes estados de AVG y AVF en un grupo GLBP.
 
El AVG pueden tener seis estados. Estos incluyen:

1. Disabled: significa que no hay dirección IP virtual configurada.
2. Initial: significa que la dirección IP virtual configurada pero la configuración de puerta de enlace virtual esta incompleta.
3. Listen: Se reciben paquetes Hello y el equipo pasará a "Speak" estado si no escucha mensajes de un AVG disponible.
4. Speak: Significa que el equipo está tratando de convertirse en el AVG y está informando a los demás equipos.
5. Standby: Listo para convertirse en el próximo AVG.
6. Active: significa que el equipo actual es el AVG y es responsable de responder a las solicitudes ARP para la dirección IP virtual.

 El AVF puede tener cuatro estados. Estos incluyen:

1. Disabled: significa que no hay dirección MAC virtual asignada.
2. Initial: La dirección MAC virtual está bien, pero la configuración de AVF está incompleta.
3. Listen: El AVF está recibiendo Hello y está listo para pasar al estado "activo" como AVF (Existe un AVG).
4. Active: El equipo actual es AVF y es responsable de reenviar paquetes enviados a la dirección MAC virtual que le ha sido asignada. 

Beneficios de GLBP

• Balanceo de carga. Puede configurar GLBP de tal manera que el tráfico de clientes de LAN puede ser compartido por múltiples routers, compartiendo así la carga de tráfico de manera más equitativa entre los routers disponibles.
• Múltiples routers virtuales. GLBP soporta hasta 1.024 routers virtuales (grupos GLBP) en cada interfaz física de un router, y hasta 4 forwarders virtuales por grupo.
• Preemtion. El esquema de redundancia de GLBP le permite definit un AVG con una prioridad configurable predefinida.
• Autenticación. Puede utilizar un esquema simple de autenticación de contraseña de texto entre los miembros del grupo GLBP. Un router dentro de un grupo GLBP con una llave de autenticación diferente a otros routers será ignorada por otros miembros del grupo.

Puntos para recordar sobre GLBP:

1.  Protocolo propietario de Cisco (2005)
2.  Usa el puerto 3222 UDP
3.  Envia mensajes Hello a la dirección Multicast 224.0.0.102
4.  Prioridad por defecto 100
5.  Peso (weight) por defecto 100
6.  Preempt deshabilitado por defecto
7.  Decremento de peso (weight) usando track = 10
8.  Algoritmos de blanceo de carga
1.     Round Robin
2.     Weighted
3.     Host Dependent
9.  Algoritmo de balanceo de carga por defecto: Round robin.
10.  Frecuencia de Hello – 3 sec
11.  Temporizador Hold – 10 sec
12.  No hace seguimiento (track) por defecto
13.  En GLBP configuramos track externo.
14.  Soporta autenticación con MD5 & texto plano

Fuentes de este artículo:

• http://orbit-computer-solutions.com/CCNA%3A-Redundancy-Protocol---Understanding-GLBP.php
• http://www.cisco.com/en/US/docs/ios/12_2t/12_2t15/feature/guide/ft_glbp.html#wp1043431
• http://www.cisco.com/c/en/us/products/collateral/ios-nx-os-software/ip-services/product_data_sheet0900aecd803a546c.html
• http://blog.eincop.com/2014/12/Redundancy-and-Load-Balancing-Protocol-GLBP.html

Protocolos de redundancia: VRRP

Por Alberto Castillo 

En la entrada anterior, “Protocolos de redundancia: HSRP”, vimos el protocolo propietario de Cisco HSRP. Si los equipos que tenemos en nuestra red son todos Cisco, no tendremos mayor problema en utilizar este protocolo… ¿Pero que hacemos si tenemos equipos de diferentes fabricantes?

En ese caso la solución pasa por utilizar un protocolo no propietario y la alternativa estándar al HSRP sería el protocolo VRRP.

El funcionamiento de VRRP es similar al de HSRP. VRRP también utiliza una IP y MAC virtual por grupo. En base a la prioridad configurada en cada Router del grupo, VRRP elegirá un Router “master”, que es el que hará uso de la IP virtual y el resto de Routers del grupo permanecerán en estado “backup”, hasta que ocurra un fallo en la red que provoque la elección de un nuevo Router “master”… VRRP envía paquetes a la dirección multicast 224.0.0.18, de forma que los Routers “Backup” puedan detectar si ha habido un fallo en la red que haga necesaria la elección de un nuevo Router “master”.

A continuación veremos un ejemplo simple de como configurariamos VRRP en un Router Cisco y en un Router Juniper.

En el ejemplo primero vamos a configurar un Router Cisco, al que le configuraremos una prioridad mas alta para que actúe de “master”. Como podemos observar la config es similar a HSRP, donde definimos los siguientes parámetros:

• IP Virtual: 172.16.1.254
• Prioridad: 110
• Track: que determinará el decremento en la prioridad (Por defecto es 10 por lo que no aparece en la config).

Exactamente igual que como hicimos con HSRP, la condición que determinará el decremento, la hemos especificado unas lineas mas arriba en el modo de configuración global, donde hemos definido un track hacia la ruta 8.8.8.8. En caso de que la IP definida en el track se vuelva inalcanzable, se producirá un decremento de 10 en la prioridad.

...
!
track 1 ip route 8.8.8.8 255.255.255.255 reachability
!
!
interface GigabitEthernet0/0
ip address 172.16.1.2 255.255.255.0
duplex auto
speed auto
media-type rj45
vrrp 1 ip 172.16.1.254
vrrp 1 priority 110
vrrp 1 track 1

Ahora configuramos el Router Juniper que actuará de “backup”.Al igual que con el Cisco, definimos los siguientes parámetros:

• IP Virtual: 172.16.1.254
• Prioridad: 105 (como va a ser “backup”, será menor que la del “master”)
• Track: En este caso no sería necesario configurar el track, sin embargo os lo pongo para que veáis como se configuraría.

...
set interfaces ge-0/0/1 unit 0 family inet address 172.16.1.1/24 vrrp-group 1 virtual-address 172.16.1.254
set interfaces ge-0/0/1 unit 0 family inet address 172.16.1.1/24 vrrp-group 1 priority 105
set interfaces ge-0/0/1 unit 0 family inet address 172.16.1.1/24 vrrp-group 1 track route 8.8.8.8/32 routing-instance default priority-cost 10

Como hemos explicado VRRP envia paquetes multicast , pero a diferenca de en HSRP estos paquetes solo los envia el Router que actúa de “master”.

En la siguiente captura vemos uno de esos paquetes:

Si el Router “master” pierde el track que hemos definido, se aplicará el decremento en la prioridad y el Router “backup” pasará a ser el “master”.

En la siguiente captura vemos como en el Router Cisco, el track aparece down y se ha decrementado su prioridad a 100, por lo que su estado actual es “backup”:

Por otro lado vemos como ahora el estado del Router Juniper es “master”:

Y si realizamos una captura de paquetes, vemos como ahora es el Router Juniper el que envía los paquetes multicast:

Fuente: Échale un vistazo…

Protocolos de redundancia: HSRP

Por Alberto Castillo

https://echaleunvistazo.wordpress.com/2015/02/13/protocolos-de-redundancia-hsrp/

HSRP (Hot Stand-by Redundancy Protocol) es un protocolo de capa 3, propietario de Cisco, que proporciona redundancia a nivel de gateway.

HSRP utiliza una IP y MAC virtual, que es la misma para todos los routers de un mismo grupo. En cada grupo hay un router en estado “active” que es el que hace uso de esa IP virtual y el resto de routers del grupo permanecen en estado “standby”. Para determinar cual es el router “active” y cual o cuales estarán en “stanby”, HSRP hace uso de la prioridad configurada en cada router. El router con mayor prioridad será el router “active” y se encargará de  enrutar los paquetes a través de la IP virtual.

EL metodo que utiliza HSRP para determinar cuando se ha producido un fallo en la red y por tanto un router “standby” debe tomar el rol de “active”, es bastante simple, se basa en el envío de paquetes Hello a la dirección multicast 224.0.0.2 puerto 1985 UDP.

Ahora  mostraré un pequeño ejemplo de cómo se configurarían dos routers Cisco para hacer uso del protocolo HSRP.

En primer lugar configuraremos el Router que va actuar como activo, para ello tendremos que definir los siguientes parametros:

• IP virtual: 172.16.1.254
• Prioridad: 115
• Preempt: por defecto desactivado, pero necesario si queremos que el router activo sea siempre el de mayor priridad.
• Track: que determinará el decremento en la prioridad(10 en el ejemplo) una vez se produce la falla.

En este caso la condición que determinará el decremento, la hemos especificado unas lineas mas arriba en el modo de configuración global, donde hemos definido un track hacia la ruta 8.8.8.8.

En caso de que la IP definida en el track se vuelva inalcanzable, se producirá un decremento de 10 en la prioridad.

...
!
track 1 ip route 8.8.8.8 255.255.255.255 reachability
!
interface Ethernet0/1
 ip address 172.16.1.1 255.255.255.0
 standby 1 ip 172.16.1.254
 standby 1 priority 115
 standby 1 preempt
 standby 1 track 1 decrement 10

Para configurar el router “standby” configuraremos lo siguiente:

• IP virtual: 172.16.1.254 (es la misma para todos los routers del grupo)
• Prioridad: 110 (tiene que ser menor que en el router activo)
• Preempt: Al igual que en el router activo.

En este caso no es necesario configurar un track.

 !
interface Ethernet0/1
 ip address 172.16.1.2 255.255.255.0
 standby 1 ip 172.16.1.254
 standby 1 priority 110
 standby 1 preempt

Como se ha explicado al principio, el protocolo HSRP se basa en el envío de paquetes Hello. Si analizamos la captura de uno de esos paquetes podemos ver la información que contiene.

Vemos en la siguiente imagen un paquete Hello enviado por el router activo, en el cual se informa del estado, prioridad, grupo, ip virtual…

A continuación vemos una captura similar pero en este caso de un paquete Hello correspondiente al router “standby”:

Como hemos visto en la configuración, hemos definido un track a la ruta 8.8.8.8.

¿Que ocurre si  el router activo no puede alcanzar esta ruta?

Podemos ver el resultado en la siguiente imagen, vemos que aparecen una serie de avisos, estado del track down, y cambio a estado “standby”… Si miramos el estado del protocolo vemos como ahora este router ha pasado al estado “standby” y ahora su prioridad es de 105:

Vemos como ahora el otro router ha pasado a ser “active”:

Si realizamos ahora una captura de los paquetes Hello, podemos ver como ahora se ha invertido el estado de los routers y como efectivamente se ha producido el decremento de prioridad:

Y el paquete Hello del nuevo router active: