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2024-04-10
网络设备并不像PC机一样，需要使用的时候开机，不需要使用时就可以关机。它汇聚的可能是10台，20台，乃至100台终端设备的流量。就好比家用WiFi一样，它不止为一台手机服务，可能还有其他人的手机、平板、电脑、智能家居等等设备。一旦WiFi出现故障，这些设备就会出现瘫痪的现象。如果在工业通信中出现这种情况，可想而知网络瘫痪的范围有多大了。冗余技术的存在，就是为了解决这种窘况。
冗余技术又称储备技术，有时也称容灾备份技术，它是利用系统的并联模型来提高系统可靠性的一种手段。在通信网络的应用中，冗余技术作为网络安全的关键因数之一，是提供不间断的高品质服务的焦点。工业通信网络中的冗余技术分为三个大类：设备冗余、链路冗余以及网关冗余，三者之间彼此相互联合使用。
一、设备冗余：
设备冗余，也就是为设备本身做一种备份，分为热备和冷备，最常用于汇聚层和核心层，热备以双机备份的方式来进行连接、运行，冷备以库存的方式当做备机。使用热备时，当一台设备出现问题时，另外一台设备也依旧正常接收数据，保证业务的运行不中断。主设备与备用设备之间采用链路聚合进行同步数据，也可作为做负载分担使用。这样平常两台设备可以同时传输数据，一方面不会浪费设备资源，又起到设备冗余。使用冷备时，备机不工作，在设备发生故障时完成替换即可。设备的热备和冷备都提高了网络的可靠性和稳定性。
二、链路冗余：
链路冗余这个名词可能不是很熟悉，但一说起聚合链路就明白了吧！上述设备冗余介绍中提到，骨干网中设备与设备之间采用链路聚合，其原理就是将多个网络接口划分到同一个逻辑接口。设备之间以这样的逻辑接口链接，组成的链路的边就是聚合链路。这就是好比我们平常看到的电线一样。表面看到是一条线，透过外层表皮，我们不难发现里边是由n条细小的铜丝扭转成的。当里边某条铜丝断，并不会影响电流的正常运行。同理，单一链路的连接很容易实现,一个简单的故障就会造成网络的中断。因此在实际网络组建的过程中,为了保持网络的稳定性,在多台交换机组成的网络环境中,通常都使用一些备份连接（聚合链路）,以提高网络的健壮性、稳定性。链路冗余除了链路聚合，组环网也可实现链路故障时业务的不间断运行。
三、网关冗余：
VRRP也就是一种网关冗余备份协议。大家都知道在不同网络之间互相通信，都是通过数据发送给自己的网关，让网关去寻找目的网关，对方的网关再将数据进行发送。因此网关的存在至关重要，影响的是直接通信的问题。那么VRRP协议是如何将备份网关的呢？IP地址在同网段同设备里是唯一的存在。那么也不可能存在给两台设备配同一个ip地址的这种情况。
VRRP这个协议就解决了这个问题，在两台设备中间建立一个虚拟网关。我们的终端网关指向的就是这个虚拟网关。只要虚拟网关在，网络就可以正常运行，不管它哪台是真实设备。控制虚拟网关 IP 地址的 VRRP 路由器称为主路由器，它负责转发数据包到这些虚拟 IP 地址。一旦主路由器不可用，这种选择过程就提供了动态的故障转移机制，将主路由器的权限切换到另外一台备用设备。虚拟网关便由备用路由器继续使用。保证了不会因为单一网关设备的故障，而导致无法访问网络。