思科ccna认证VRRP负载均衡技术详解

在VRRP标准协议模式中，只有Master路由器可以转发报文，Backup路由器处于监听状态，无法转发报文。虽然创建多个备份组可以实现多个路由器之间的负载分担，但是局域网内的主机需要设置不同的网关，增加了配置的复杂性。

VRRP负载均衡模式在VRRP提供的虚拟网关冗余备份功能基础上，增加了负载均衡功能。其实现原理为：将一个虚拟IP地址与多个虚拟MAC地址对应，VRRP备份组中的每个路由器都对应一个虚拟MAC地址，使得每个路由器都能转发流量。在VRRP负载均衡模式中，只需创建一个备份组，就可以实现备份组中多个路由器之间的负载分担，避免了VRRP备份组中Backup设备始终处于空闲状态，网络资源利用率不高的问题。

思科ccna认证VRRP负载均衡技术详解VRRP负载均衡模式以VRRP标准协议模式为基础，VRRP标准协议模式中的工作机制（如Master路由器的选举、抢占、监视功能等），VRRP负载均衡模式均支持。VRRP负载均衡模式还在此基础上，增加了新的工作机制。

虚拟MAC地址分配：

VRRP负载均衡模式中，Master路由器负责为备份组中的路由器分配虚拟MAC地址，并根据负载均衡算法为来自主机的ARP（IPv4网络中）/ND（IPv6网络中）请求，应答不同的虚拟MAC地址，从而实现流量在多个路由器之间分担。备份组中的Backup路由器不会应答主机的ARP（IPv4网络中）/ND（IPv6网络中）请求。

虚拟转发器：

虚拟MAC地址的分配，实现了不同主机将流量发送给备份组中不同的路由器。为了使备份组中的路由器能够转发主机发送的流量，需要在路由器上创建虚拟转发器。每个虚拟转发器都对应备份组的一个虚拟MAC地址，负责转发目的MAC地址为该虚拟MAC地址的流量。

虚拟转发器的创建过程为：

(1) 备份组中的路由器获取到Master路由器为其分配的虚拟MAC地址后，创建该MAC地址对应的虚拟转发器，该路由器称为此虚拟MAC地址对应虚拟转发器的VF Owner（Virtual Forwarder Owner，虚拟转发器拥有者）。

(2) VF Owner将虚拟转发器的信息通告给备份组内其它的路由器。

(3) 备份组内的路由器接收到虚拟转发器信息后，在本地创建对应的虚拟转发器。

由此可见，备份组中的路由器上不仅需要创建Master路由器为其分配的虚拟MAC地址对应的虚拟转发器，还需要创建其它路由器通告的虚拟MAC地址对应的虚拟转发器。

3、虚拟转发器的权重和优先级

虚拟转发器的权重标识了设备的转发能力。权重值越高，设备的转发能力越强。当权重低于一定的值——失效下限时，设备无法再为主机转发流量。虚拟转发器的优先级用来决定虚拟转发器的状态：优先级最高的虚拟转发器处于Active状态，称为AVF（Active Virtual Forwarder），负责转发流量。虚拟转发器的优先级取值范围为0～255，其中，255保留给VF Owner使用。设备根据虚拟转发器的权重计算虚拟转发器的优先级。

4、虚拟转发器备份

如果VF Owner的权重高于或等于失效下限，则VF Owner的优先级为最高值255，作为AVF负责转发目的MAC地址为虚拟MAC地址的流量；其他路由器接收到AVF发送的Advertisement报文后，也会创建虚拟转发器，该虚拟转发器处于Listening状态，称为LVF（Listening Virtual Forwarder）。

LVF监视AVF的状态，当AVF出现故障时，将选举出虚拟转发器优先级最高的LVF作为AVF。虚拟转发器始终工作在抢占模式。如果LVF接收到AVF发送的Advertisement报文中虚拟转发器优先级低于本地虚拟转发器优先级，LVF就会抢占成为AVF。

5、VRRP负载均衡模式的报文

VRRP标准协议模式中只定义了一种报文——VRRP通告报文，且只有Master路由器周期性发送该报文，Backup路由器不会发送VRRP通告报文。

Advertisement报文：不仅用于通告本设备上备份组的状态，还用于通告本设备上处于Active状态的虚拟转发器信息。Master和Backup路由器均周期性发送该报文。
Request报文：处于Backup状态的路由器如果不是VF Owner（Virtual Forwarder Owner，虚拟转发器拥有者），则发送Request报文，请求Master路由器为其分配虚拟MAC地址。
Reply报文：Master路由器接收到Request报文后，将通过Reply报文为Backup路由器分配虚拟MAC地址。收到Reply报文后，Backup路由器会创建虚拟MAC地址对应的虚拟转发器，该路由器称为此虚拟转发器的拥有者。
Release报文：VF Owner的失效时间达到一定值后，接替其工作的路由器将发送Release报文，通知备份组中的路由器删除VF Owner对应的虚拟转发器。

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