بروتوكول تكرار الموجه الظاهري

بروتوكول تكرار الموجه الافتراضي ( VRRP ) هو بروتوكول تكرار شبكي معياري وضعته فرقة عمل هندسة الإنترنت (IETF). يوفر هذا البروتوكول توافرًا عاليًا للبوابة الافتراضية لشبكة فرعية IP من خلال تجميع عدة موجهات فعلية في موجه افتراضي واحد يشترك في عنوان IP افتراضي مشترك. وقد تم تعريف هذا البروتوكول في RFC 9568 .

ضمن مجموعة VRRP، يُختار موجّه واحد ليكون الموجّه النشط ، بينما يبقى موجّه واحد أو أكثر في حالة النسخ الاحتياطي . تستخدم الأجهزة المضيفة على الشبكة عنوان IP الظاهري كبوابة افتراضية. في حال تعذّر الوصول إلى الموجّه النشط، يُختار أحد الموجّهات الاحتياطية تلقائيًا ليحلّ محلّه، مما يسمح باستمرار خدمات البوابة دون الحاجة إلى إعادة تهيئة الأجهزة المضيفة.

يقتصر كل مثيل من بروتوكول VRRP على شبكة فرعية واحدة من نوع IPv4 أو رابط واحد من نوع IPv6 ، ولا يمكنه توفير تكرار البوابة عبر شبكات متعددة من الطبقة الثالثة . يدعم البروتوكول كلاً من IPv4 وIPv6، ويمكنه العمل عبر تقنيات مختلفة من الطبقة الثانية، بما في ذلك الإيثرنت و MPLS و Token Ring .

يجب أن يستخدم الموجه الافتراضي العنوان 00-00-5E-00-01-XX كعنوان تحكم الوصول إلى الوسائط (MAC). يمثل البايت الأخير من العنوان (XX) مُعرّف الموجه الافتراضي (VRID)، وهو يختلف من موجه افتراضي لآخر في الشبكة. يُستخدم هذا العنوان بواسطة موجه فعلي واحد فقط في كل مرة، وسيرد الموجه الافتراضي بهذا العنوان عند إرسال طلب ARP للحصول على عنوان IP الخاص به.

يجب أن تتواصل أجهزة التوجيه الفعلية داخل جهاز التوجيه الظاهري فيما بينها باستخدام حزم ذات عنوان IP متعدد البث 224.0.0.18 ورقم بروتوكول IP 112 ^{[ 1 ]} لـ IPv4، أو ff02::12 ورقم بروتوكول IP 112 لـ IPv6 ^{[ 1 ]} .

تتمتع أجهزة التوجيه الاحتياطية لجهاز توجيه افتراضي بأولوية تتراوح بين 1 و254، ويصبح جهاز التوجيه ذو الأولوية الأعلى هو الجهاز النشط. الأولوية الافتراضية هي 100؛ أما بالنسبة لمالك عنوان MAC، فتكون الأولوية دائمًا 255.

يؤدي عدم استلام حزمة بث متعدد من الموجه النشط لفترة تزيد عن ثلاثة أضعاف مدة مؤقت الإعلان إلى افتراض الموجهات الاحتياطية أن الموجه النشط معطل. عندئذٍ، ينتقل الموجه الافتراضي إلى حالة غير مستقرة، وتبدأ عملية انتخاب لاختيار الموجه النشط التالي من بين الموجهات الاحتياطية. ويتم ذلك باستخدام حزم البث المتعدد.

يُفترض أن تُرسل أجهزة التوجيه الاحتياطية حزم البث المتعدد فقط أثناء عملية الانتخاب. ويُستثنى من هذه القاعدة حالة تكوين جهاز توجيه فعلي بأولوية أعلى من الجهاز النشط الحالي، ما يعني أنه عند الاتصال بالشبكة، سيحل محل الجهاز النشط. يسمح هذا لمسؤول النظام بإجبار جهاز توجيه فعلي على أن يكون نشطًا فور بدء التشغيل ، على سبيل المثال عندما يكون هذا الجهاز أقوى من غيره ضمن جهاز التوجيه الافتراضي. يصبح جهاز التوجيه الاحتياطي ذو الأولوية الأعلى هو الجهاز النشط برفع أولويته فوق أولوية الجهاز النشط الحالي، ويتولى حينها مسؤولية توجيه الحزم المُرسلة إلى عنوان MAC الخاص بالبوابة الافتراضية. في حال تساوي أولوية جميع أجهزة التوجيه الاحتياطية، يصبح جهاز التوجيه الاحتياطي ذو أعلى عنوان IP هو الجهاز النشط.

يجب أن تكون جميع أجهزة التوجيه الفعلية التي تعمل كجهاز توجيه افتراضي ضمن نفس شريحة الشبكة المحلية (LAN). يتم الاتصال داخل جهاز التوجيه الافتراضي بشكل دوري، ويمكن تعديل هذه الفترة بتغيير مؤقتات فاصل الإعلان. كلما قصر فاصل الإعلان، قصرت فترة انقطاع الاتصال ، ولكن على حساب زيادة حركة البيانات في الشبكة. يتم تحقيق الأمان من خلال الاستجابة فقط لحزم البيانات الواردة من القفزة الأولى ، مع وجود آليات أخرى لتعزيز ذلك، خاصةً ضد الهجمات المحلية. تتم عملية الانتخاب بشكل منظم باستخدام وقت الانحراف ، المستمد من أولوية جهاز التوجيه، والذي يُستخدم لتقليل احتمالية حدوث مشكلة "القطيع المتدافع" أثناء الانتخاب. يُحسب وقت الانحراف بالصيغة (256 - الأولوية ) / 256 (معبراً عنها بالمللي ثانية).

يمكن تحسين استخدام جهاز التوجيه الاحتياطي من خلال توزيع الحمل. ^{[ 1 ] : §4.2}

بدأ العمل على بروتوكول VRRP في عام 1997، ونُشرت مسودة أولية منه من قِبل فريق عمل هندسة الإنترنت (IETF). وفي عام 1998، تم تعريف البروتوكول رسميًا. ^{[ 2 ]} يُعد VRRP معيارًا مفتوحًا ، لكن شركة سيسكو ادّعت أن بروتوكولها Hot Standby Router Protocol (HSRP)، وهو بروتوكول مشابه ولكنه خاص بها ويؤدي نفس الوظيفة تقريبًا، مُسجّل ببراءة اختراع ومرخّص. ^{[ 3 ]} مع ذلك، في عام 2001، ردًا على طلب مباشر، أفاد روبرت بار من سيسكو بأنهم لن يطالبوا بأي براءات اختراع ما لم يحاول أحدهم رفع دعوى ضد سيسكو. ^{[ 4 ]} كما تدّعي شركة IBM امتلاكها لبراءات اختراع، ويمكن الاطلاع على بيانها على صفحة IETF الإلكترونية. ^{[ 5 ]} جميع براءات الاختراع المعنية قد انتهت صلاحيتها. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

تم تحسين البروتوكول في عام 2004 كإصدار 2. ^{[ 8 ]} تم نشر الإصدار 3 من VRRP، وهو الإصدار الحالي، في عام 2010. ^{[ 1 ]}

تقدم شركة ميلانوكس بروتوكول MAGP، وهو بروتوكول خاص يعتمد على بروتوكول VRRP ويسمح بالتشغيل النشط-النشط. ^{[ 9 ]}

قامت شركة Foundry Networks بتطوير VRRP-E (الممتد)، وهو إصدار خاص من VRRP يتجنب بعض القيود الواردة في RFC 3768 ^{[ 10 ].}

• بروتوكول تكرار العناوين المشتركة (CARP) – بديل غير احتكاري، وخالٍ من براءات الاختراع، وغير مقيد لبروتوكولي HSRP وVRRP
• بروتوكول موازنة أحمال البوابة – بروتوكول خاص بشركة سيسكو سيستمز لتوفير موازنة الأحمال لأجهزة التوجيه
• بروتوكول التوجيه الاحتياطي الساخن – بروتوكول خاص بشركة سيسكو سيستمز لضمان استمرارية عمل أجهزة التوجيه
• بروتوكولات التكرار في القفزة الأولى – قوائم بروتوكولات التكرار في البوابة الافتراضية
• RSMLT

• "أرشيف القائمة البريدية لـ IETF VRRP" .