VRRP, GLBP และการวัด failover

นึกภาพก่อน

HSRP แก้ปัญหา gateway ล่มได้ แต่เหลือคำถามสองข้อ:

• ถ้าอุปกรณ์ไม่ใช่ Cisco ทั้งหมดล่ะ → VRRP (มาตรฐานเปิด)
• router สำรองนั่งว่างเฉย ๆ เสียของไหม → GLBP (ใช้ทุกตัวพร้อมกัน)

VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol)

IP address owner: VRRP ยอมให้ Virtual IP เป็น IP จริงของ router ตัวหนึ่ง router ตัวนั้นได้ priority 255 และเป็น Master เสมอเมื่อมันทำงานอยู่

Master Down Interval

Backup รอนานเท่าใดก่อนประกาศว่า Master ล่ม:

Master_Down_Interval = 3 × Advertisement_Interval + Skew_Time

Skew_Time = (256 − Priority) ÷ 256

ตัวอย่างในสไลด์: priority 100, advertisement 1 วินาที

1. Skew_Time = (256 − 100) ÷ 256 = 156 ÷ 256 ≈ 0.609 วินาที
2. Master_Down_Interval = 3 × 1 + 0.609 = 3.609 วินาที

จึงเป็นที่มาของ "ประมาณ 3.6 วินาที" ในตารางเปรียบเทียบ

Skew time มีไว้ทำไม: priority ยิ่งสูง skew ยิ่งสั้น Backup ที่ priority สูงสุดจึง หมดเวลารอก่อน ตัวอื่นและขึ้นเป็น Master ก่อน ไม่ต้องแย่งกัน ค่าที่ใช้ในสูตรคือ priority ของ Backup ตัวที่กำลังรอ

การตั้งค่า

interface GigabitEthernet0/0
 ip address 192.168.10.2 255.255.255.0
 vrrp 1 ip 192.168.10.1
 vrrp 1 priority 110
 vrrp 1 preempt
 vrrp 1 timers advertise 1

ตรวจสอบด้วย show vrrp brief — คอลัมน์ Own บอกว่า router นี้เป็น IP owner หรือไม่ (N = ไม่ใช่)

เลือก preset "VRRP 3.609 วินาที" แล้วลองเปลี่ยน priority ของ R2 เพื่อดูค่า Master Down Interval เปลี่ยนตามสูตร

GLBP (Gateway Load Balancing Protocol)

HSRP และ VRRP มี router ตัวเดียวที่ forward ตัวอื่นรอเฉย ๆ GLBP ใช้ทุกตัวพร้อมกัน

กลไก: client ทุกเครื่องใช้ Virtual IP เดียวกัน แต่เมื่อ ARP ถาม AVG จะตอบด้วย Virtual MAC ที่ต่างกัน (สลับกันไป) client แต่ละเครื่องจึงส่ง traffic ไปยัง router คนละตัว → ใช้ bandwidth ของ router ทุกตัว

• Virtual MAC: 0007.B400.xxyy (xx = กลุ่ม, yy = หมายเลข AVF)
• Hello ไปที่ 224.0.0.102 ด้วย UDP 3222 · Hello 3 / Hold 10 วินาที
• Preempt ปิด เป็น default ทั้งของ AVG (glbp preempt) และของ AVF (glbp forwarder preempt)

วิธี load balancing

การตั้งค่า

interface GigabitEthernet0/0
 ip address 192.168.10.2 255.255.255.0
 glbp 1 ip 192.168.10.1
 glbp 1 priority 110
 glbp 1 preempt
 glbp 1 load-balancing round-robin

ตรวจสอบด้วย show glbp brief

Failover และการวัด

ขั้นตอนทดสอบ

1. Baseline — บันทึกสถานะปกติ (show standby brief ฯลฯ)
2. Capture — เริ่มดักจับบน Kali: tcpdump -w
3. Ping ต่อเนื่อง — จาก client ออกไปข้างนอก เช่น ping -i 0.2
4. Trigger — shutdown interface ของ Active หรือ reload
5. ดูผล — นับ ping ที่หาย และเวลาใน capture

Filter สำหรับดักจับ

Convergence time

Convergence time ≈ T2 − T1

T1 = เวลาของ reply ที่ดีครั้งสุดท้ายก่อนล่ม · T2 = เวลาของ reply ที่ดีครั้งแรกหลังกลับมา

Gratuitous ARP

เมื่อ router ตัวใหม่ขึ้นทำหน้าที่ มันส่ง Gratuitous ARP (GARP) ทำให้ switch แก้ MAC address table ว่า Virtual MAC ย้ายมาอยู่พอร์ตใหม่

Virtual MAC ไม่เปลี่ยน → client ไม่ต้อง ARP ใหม่ และไม่ต้องล้าง ARP cache → ping หายเพียง 1–3 ครั้ง (เมื่อปรับ timer เร็ว)

Best practice

• Preempt พร้อม delay (preempt delay minimum) — รอให้ routing ของตัวที่กลับมาพร้อมก่อนยึดคืน
• Object tracking — ป้องกัน blackhole
• ปรับ timer ตาม SLA
• ใช้ GLBP เมื่อต้องการแบ่งโหลด
• ทดสอบ failover เป็นประจำ
• BFD สำหรับการตรวจจับระดับต่ำกว่าวินาที

ตัวอย่างไล่ทีละขั้น

โจทย์ 1: VRRP ตั้ง advertisement 1 วินาที Backup มี priority 200 จะรอนานเท่าใดก่อนขึ้นเป็น Master

1. Skew_Time = (256 − 200) ÷ 256 = 56 ÷ 256 = 0.21875 ≈ 0.219 วินาที
2. Master_Down_Interval = 3 × 1 + 0.219 = 3.219 วินาที

โจทย์ 2: จาก capture: reply สุดท้ายก่อนล่มมี timestamp 14:02:10.4 และ reply แรกหลังกลับมา 14:02:20.6 convergence time เท่าใด และน่าจะเป็นโพรโทคอลใดที่ค่า default

1. T2 − T1 = 20.6 − 10.4 = 10.2 วินาที
2. ใกล้ 10 วินาที = hold time ของ HSRP หรือ GLBP (VRRP จะราว 3.6 วินาที)

โจทย์ 3: GLBP แบบ round-robin มี AVF สองตัว (R1, R2) client สี่เครื่อง ARP ถามตามลำดับ A, B, C, D แต่ละเครื่องส่งผ่าน router ใด

1. AVG ตอบ A ด้วย Virtual MAC ของ AVF ตัวที่ 1 (R1)
2. ตอบ B ด้วยของ AVF ตัวที่ 2 (R2)
3. ตอบ C ด้วยของ R1 · ตอบ D ด้วยของ R2
4. ผล: A, C ผ่าน R1 · B, D ผ่าน R2 — ทุกเครื่องตั้ง gateway เป็น Virtual IP เดียวกัน

จุดที่มักพลาด

1. ใช้ priority ของ Master ในสูตร skew

ใช้ของ Backup ที่กำลังรอ

2. ลืมคูณ 3

Master_Down_Interval = 3 × Advertisement_Interval + Skew_Time

3. สลับ default ของ preempt

HSRP และ GLBP ปิด · VRRP เปิด

4. สลับ AVG กับ AVF

AVG ตอบ ARP (มีตัวเดียว) · AVF forward (สูงสุด 4)

5. คิดว่า VRRP ใช้ UDP

VRRP ใช้ IP protocol 112 โดยตรง ไม่มี port · HSRP ใช้ UDP 1985 · GLBP ใช้ UDP 3222

6. คิดว่า client ต้อง ARP ใหม่หลัง failover

ไม่ต้อง Virtual MAC เดิม GARP มีไว้ให้ switch แก้ตาราง

7. คิดว่า HSRP/VRRP แบ่งโหลดได้เอง

ไม่ได้ (ทำได้แค่แบ่งกลุ่มด้วยมือ) GLBP เท่านั้นที่แบ่งโหลดในกลุ่มเดียว

ที่มา: Default Gateway คือจุดเปราะบางของเครือข่าย.pdf หน้า 5, 11–23 · มาตรฐานและเทคโนโลยีเครือข่าย (2).pdf หน้า 25, 27, 30, 32–34