一、双机热备介绍
定义
双机热备份（Hot-Standby Backup）是指，当两台设备在确定主用（Master）设备和备用（Backup）设备后，由主用设备进行业务的转发，而备用设备处于监控状态，同时主用设备定时向备用设备发送状态信息和需要备份的信息，当主用设备出现故障后，备用设备及时接替主用设备的业务运行。
目的
随着用户对网络可靠性的要求越来越高，如何保证网络的不间断传输，已成为一个必须解决的问题。特别是在一些重要业务的入口或接入点上，需要保证网络的不间断运行，如企业的Internet接入点、银行的数据库服务器等。在这些业务点上如果只使用一台设备，无论其可靠性多高，网络都必然要承受因单点故障而导致业务中断的风险。
为了解决上述问题，引入了双机热备份。双机热备份实现了双机业务的备份功能，业务信息通过备份链路实现批量备份和实时备份，保证在主设备故障时业务能够不中断地顺利切换到备份设备，从而降低了单点故障的风险，提高了网络的可靠性。
二、双机热备方式
双机热备份解决方案根据组网情况有两种基本方式：主备方式和负载分担方式。
主备方式
如所示，正常情况下主设备RouterA处理所有业务，并将产生的会话信息通过主备通道传送到备份设备RouterB进行备份；RouterB不处理业务，只用做备份。
图1 双机热备份主备方式组网图（正常工作）
当主设备RouterA发生故障，备份设备RouterB接替主设备RouterA处理业务，如所示。由于已经在备用设备上备份了会话信息，从而可以保证新发起的会话能正常建立，当前正在进行的会话也不会中断，提高了网络的可靠性。
图2 双机热备份主备方式组网图（发生故障）
当原来的主用设备故障恢复之后，用户可以根据需要配置是否将业务流量回切到原来的主用设备上。
负载分担方式
如所示，在无线业务组网中，正常情况下，对于AP1上的业务流量，AC1是主设备，AC2是备份设备。AC1处理所有业务，并将产生的会话信息通过主备通道传送到备份设备AC2进行备份；AC2不处理业务，只用做备份。对于AP2上的业务流量，AC2是主设备，AC1是备份设备。AC2处理所有业务，并将产生的会话信息通过主备通道传送到备份设备AC1进行备份；AC1不处理业务，只用做备份。
这样，AP1的业务流量通过AC1转发，AP2的业务流量通过AC2转发，实现了流量的负载分担。
图3 双机热备份负载分担方式组网图（正常工作）
如果AC1发生故障，如图4所示，对于AP1上的业务流量，会自动切换到备份设备AC2上进行转发，保证了网络的可靠性。但是对于AP2上的业务流量，主用设备AC2正常工作，流量转发路径不变。
图4 双机热备份负载分担方式组网图（发生故障）
当原来的主用设备故障恢复之后，用户可以根据需要配置是否将业务流量回切到原来的主用设备上。
三、双机热备实现机制
双机热备份的实现主要分为两个环节：
- 正常情况下的数据同步，该环节保证主备设备信息一致；
- 故障与故障恢复时的流量切换，该环节保证故障后业务能够不中断运行。
数据同步
当主用设备出现故障，流量切换到备份设备时，要求主用设备和备份设备的会话表项完全一致，否则有可能导致会话中断。因此，需要一种机制在主用设备上会话建立或表项变化时将相关信息同步保存到备份设备上。HSB主备服务处理模块可以提供数据的备份功能，它负责在两个互为备份的设备间建立主备通道，并维护主备通道的链路状态，提供报文的收发服务。
数据同步的方式有批量备份和实时备份：
- 批量备份
- 主用设备工作了一段时间后，可能已经存在大量的会话表项，此时加入备份设备，在两台设备上配置双机热备份功能后，先运行的主用设备会将已有的会话表项一次性同步到新加入的备份设备上，这个过程称为批量备份。
- 实时备份
- 主用设备在运行过程中，可能会产生新的会话表项。为了保证主备设备上表项的完全一致，主用设备在产生新表项或表项变化后会及时备份到备份设备上，这个过程称为实时备份。
流量切换
双机热备份可以通过VRRP或双链路特性来实现流量的切换。VRRP只适用于主备备份方式；双链路可适用于主备备份和负载分担方式。
- 通过VRRP实现流量切换
- HSB主备业务备份组负责与VRRP联动，通过HSB备份组与VRRP绑定，根据VRRP的状态协商出业务的主备状态，HSB主备备份组的主备状态与VRRP的主备状态一致，监控所绑定的主备通道状态和VRRP状态的变化，通知各个业务模块进行流量切换。
- 如所示，RouterA和RouterB上配置了VRRP功能，其中RouterA配置为VRRP备份组的Master设备，RouterB配置为VRRP备份组的Backup设备。双机热备份根据VRRP的主备状态，协商出RouterA作为双机热备份的主用设备，RouterB作为双机热备份的备份设备（即双机热备份主备设备的选择与VRRP组主备设备的选择保持一致），HSB主备服务会将主设备RouterA上的相关信息备份到备份设备RouterB上。
- 图5 双机热备份通过VRRP实现流量切换组网图（切换前）
- 如果RouterA发生故障，如所示，VRRP备份组会根据VRRP优先级选举RouterB成为VRRP备份组新的Master设备，进行业务流量的转发，从而实现了流量的切换。
图6 双机热备份通过VRRP实现流量切换组网图（切换后）
- 通过双链路实现流量切换
- 如所示，AC与AP之间建立双链路。对于AP上的业务流量，主链路和备链路的选择情况如所示，AC1作为主设备，业务流量通过AC1进行转发；双机热备份根据双链路的主备状态，协商出AC1作为主设备，AC2作为备份设备（即双机热备份主备设备的选择与双链路主备设备的选择保持一致）。HSB主备服务会将主设备AC1上的相关信息备份到备份设备AC2上。
- 图7 双机热备份通过双链路实现流量切换（切换前）
- 如果AC1发生故障，如所示，AP感知到AC1发生故障，会自动将原来的备链路切换为主链路，AP上的业务流量通过AC2进行转发，从而实现了流量的切换。图8 双机热备份通过双链路实现流量切换（切换后）