VRRP协议简介

VRRP概述

●利用VRRP , 一组路由器(同一个LAN中的接口)协同工作,但只有一个处于Master状态,处于该状态的路由器(的接口)承担实际的数据流量转发任务。在一个VRRP组内的多个路由器接口共用一个虚拟IP地址，该地址被作为局域网内所有主机的缺省网关地址。
●VRRP决定哪个路由器是Master , Master路由器负责接收发送至用户网关(也就是发向上文提到的虚拟IP地址)的数据包并进行转发，以及响应PC对于其网关的ARP请求。
●Backup路由器侦听Master路由器的状态,并准备随时接替Master路由器的工作

VRRP的作用

提供了局域网上的设备备份机制。VRRP是一种容错协议，它保证当主机的下一-跳路由器坏掉时，可以及时由另一台路由器来代替，从而保证通讯的连续性和可靠性。

VRRP术语

●VRRP路由器
运行VRRP的路由器,一台VRRP路由器(的接口)可以同时参与到多个VRRP组中,在不同的组中,一台VRRP路由器可以充当不同的角色
●VRRP组
一个VRRP组由多个VRRP路由器组成,使用group ID进行标识,属于同一VRRP组的VRRP路由器互相交换信息,每一个VRRP组中只能有一个Master。
●虚拟路由器
对于每一个VRRP组,抽象出来的一个逻辑路由器,该路由器充当网络用户的网关,该路由器并非真实存在,事实上对于用户而言,只需知道虚拟路由器的IP ,至于具体的虚拟路由器的角色由谁来承担、数据转发任务由谁来承担、Master挂掉之后谁来接替,这是VRRP的工作。
●虚拟IP地址、MAC地址
虚拟IP地址用于标示虚拟路由器,该地址实际上就是用户的网关地址。
与虚拟IP地址对应的MAC也是虚拟的,该MAC地址由固定位加上VRRP组ID构成，当PC发arp请求虚拟IP地址对应的MAC地址,Master路由器响应这个arp请求并告知虚拟MAC地址。
●Master、Backup路由器
Master路由器:就是在VRRP组实际转发数据包的路由器, 在每一个VRRP组中,仅有Master响应对虚拟IP地址的ARP请求。Master路由器同时以一定的时间间隔发送VRRP消息,以便通知Backup路由器自己的存活。
Backup路由器:就是在VRRP组中处于监听状态的路由器,一旦Master路由器出现故障，Backup路由器就开始接替工作
选举依据:先比较接口优先级(比大) , 如果相等则比接口IP地址(比大)
虚拟MAC地址的格式
通过VRRP形成的虚拟路由器使用虚拟IP地址和虚拟MAC与网络中的PC进行通信。虚拟MAC的格式如下,最后1个字节的VRID表示VRRP ID号的16进制,例如VRID是1 ,虚拟MAC地址为00-00-5E-00-01-01。

Master/Backup Router的作用
●Master Router
响应PC对网关(虚拟路由器IP地址)的ARP请求(使用虚拟MAC响应)。转发目的MAC地址为虚拟MAC地址的IP报文。
周期性发送VRRP组播包以告知自己的存活情况。
●Backup Router
持续侦听Master router发送的VRRP组播包;
当Master Router出现问题的时候,接替它的位置;
对虚拟IP地址的ARP请求,不做响应;
丢弃目的MAC地址为虚拟MAC地址的IP报文;
丢弃目的IP地址为虚拟IP地址的IP报文。
VRRP状态机

VRRP协议的状态共有三种,分别是Initialize , Master , Backup ,初始状态都是Initialize ,通过比较优先级产生Master和Backup ,在规定时间内, Backup若没有收到Master发来的心跳报文,将切换为Master。

VRRP报文

●Version : 2
●Type : 1 ADVERTISEMENT
●Virtual Rtr ID ( VRID ) :配置的VRRP备份组号, 1∼255
●Priority :优先级，0∼255 (其中0，255不可以配置)
255 :如果配置的虚拟地址与接口实际IP地址相同，则优先级为255
●Advertisement Interval ( Adver Int ) :发送报文的时间间隔,缺省为1秒
●Checksum :校验和
●IP Address ( es ) :配置的备份组虚拟地址的列表(一个备份组可支持多个地址)
●Authentication Data :验证字。

Master报文的发送：当Msater正常工作时，它会每隔一段时间（缺省为1秒）向组内Backup设备发送vrrp通告报文，通告自己正常工作。（只有Master发送ARRP报文）
VRRP通告报文被封装在IP报文里，通过组播地址224.0.0.18发送，TTL为255，协议号为112

VRRP协议的配置命令

############R1###############
[R1]int vlanif 10 ##网关接口(三层交换为VLAN接口，路由器为下行接口)
[R1-Vlanif10]ip address 192.168.10.11 24
[R1-Vlanif10]vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.10.1 ####创建VRRP虚拟路由器的标识vrid为1，并配置vrid1的虚拟IP地址
[R1-Vlanif10]vrrp vrid 1 priority 120 ####设置设备A的优先级为120 (缺省值为100)，数值越大越优先
[R1-Vlanif10]vrrp vrid 1 preempt-mode timer delay 6 ####配置Master设备的抢占时延为6秒(缺省值为0，立即抢占)，以防频繁地进行状态切换
[R1-Vlanif10]vrrp vrid 1 track interface GigabitEthernet0/0/1 reduce 30 ####跟踪上行接口G0/0/ 0的状态，如端口故障则Master优先级降低30 (缺省值为10)
[R1-Vlanif10]vrrp vrid 1 track interface g0/0/2 ####跟踪下行接口
############R2###############
[R2] int vlanif 10
[R2-Vlanif10]ip address 192.168.10.10 24
[R2-Vlanif10]vrrp vrid 1 virtual-ip 192. 168.10.1
[R2-Vlanif10]vrrp vrid 1 priority 115
[R2]dis vrrp ####显示VRRP状态
PC测试验证，tracert 10.0.0.1
选配项:
[R1-Vlanif10]vrrp vrid 1 preempt-mode timer delay 6 ####建议backup设备设置为立即抢占，master设备设置为延时抢占，指定一定的延迟时间，这样配置的目的是为了在网络环境不稳定时，为上下行链路的状态恢复一致性等待一定时间，以免出现双master设备或由于主备双方频繁抢占导致用户设备学习到错误的master设备MAC地址。
[Huawei-GigabitEthernet0/0/2]vrrp vrid 1 timer advertise 3 ####master设备会以advertisement_ interval通告时间定时器(缺省值为1)向组内backup设备发送vrrp通告报文，通告自己工作正常。如果backup设备在通告时间定时器(约为通告时间的3倍+偏移时间( (256-Priority) /256)超时后仍未收到vrrp通告报文，则重新选举master

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