背景

一个网络中的主机如果想向其他网络上的主机发送数据，必须经过主机所在网络的默认网关。随着网络的发展，网络中越来越多的机器需要和外界进行通信的时候，如果网关出现单点故障，那么整个网络都和外界断开的联系。
在分布式网络中，Master-Slave架构常用于解决单点故障，VRRP也是类似的思想。

VRRP

虚拟路由冗余协议VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）是由IETF提出的解决局域网中配置静态网关出现单点失效现象的路由协议，是一种用于提高网络可靠性的容错协议。通过VRRP，可以在主机的下一跳设备出现故障时，及时将业务切换到备份设备，从而保障网络通信的连续性和可靠性。

拓扑结构

使用VRRP的网络拓扑如下图所示。其中，选择RTA作为Master，RTB作为Slave，图中圆形代表两个路由器组成了一个逻辑路由器，共同作为一个逻辑的网关，提供服务。

实现

举个例子，在这个网络中，RTA和RTB共同组成逻辑网关，对外提供服务。椭圆区域作为逻辑网关，会有一个共同的vip(此处为1.1.1.1)和vmac。网络中的主机的网关都设置为1.1.1.1。
当IP数据包到达交换机Switch A的时候，Switch A需要知道应该把这个数据包转发到哪条链路去，Switch A会广播一个ARP请求，看看哪条链路会响应这个ARP请求。
此时，Master相应这个ARP请求，从而Switch A就知道了应该把数据包从自己的eth0对应的这条链路转发出去。此时，Master是真正负责整个网络对外通信的路由器。
在Master刚选举出来的时候，也会发送一个免费ARP报文，将虚拟MAC地址通知给与它连接的设备或者主机，从而承担报文转发任务。

故障感知和切换

采用类似心跳的形式进行主的故障感知与切换。
当VRRP设备处于Master状态时，会承担虚拟路由设备的所有转发工作，并定期向其他backup的设备发送VRRP通告报文，报文主要包括其配置信息（优先级等）和工作状况等。
多个VRRP会根据配置的优先级选举Master设备。如果backup的优先级高于Master了，也可以选择抢占模式（开启preempt）或非抢占模式，决定是否重新选举。

负载均衡

除了利用VRRP屏蔽单点故障之外，还可以实现负载均衡。
在上面的例子中，backup路由器是空转的，并不负责路由工作。如果让backup的路由器也跟着进行转发任务，可以降低一定的成本。
在配置过程中，可以将两台路由器互配为主备的模式，形成两台虚拟路由器，网络中的主机可以选择任意一个虚拟路由器作为默认网关。
比如由3台路由器，分别是R1，R2和R3，用这3台路由器可以组成3台虚拟路由器：
一台以R1为Master，R2和R3为Backup路由器
一台以R2为Master，R1和R3为Backup路由器
一台以R3为Master，R1和R2为Backup路由器
选择任意一台作为网关，进行负载均衡即可。

参考

VRRP详解
VRRP（超详细）

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网络协议学习：虚拟路由冗余协议 VRRP

背景

VRRP

拓扑结构

实现

故障感知和切换

负载均衡

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