VRRP

一、VRRP理论部分

1. VRRP简介

局域网内网关部署

  • 局域网内部署单网关情况下，若网关设备发生故障，将会导致网关下联主机无法与Internet正常通信
  • 局域网内部署多网关情况下，网关间IP地址冲突和主机会频繁切换网络出口

虚拟路由冗余协议VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）是一种容错协议。通过配置VRRP，可以实现当网关设备发生故障时，及时将业务切换到备份设备，从而保证通信的连续性和可靠性。

2. VRRP基本概念

  • 协议版本
    VRRP有VRRPv2和VRRPv3，VRRPv2适用于IPv4网络，VRRPv3适用于IPv6网络

  • 协议报文
    Advertisement：目的IP地址是224.0.0.18，目的MAC地址01-00-5E-00-00-12
  • VRRP路由器
    运行VRRP协议的设备,可能属于一个或多个虚拟路由器
  • 虚拟路由器
    又称 VRRP 备份组，由一个 Master设备和多个 Backup 设备组成
  • Master 路由器
    承担转发报文任务的 VRRP 设备
  • Backup 路由器
    一组没有承担转发任务的 VRRP 设备，当Master 设备出现故障时，将通过竞选成为新的 Master 设备
  • 虚拟 IP 地址
    虚拟路由器的 IP 地址，一个虚拟路由器可以有一个或多个 IP 地址
  • 虚拟 MAC 地址
    虚拟路由器根据虚拟路由器 ID 生成的MAC 地址。一个虚拟路由器拥有一个虚拟 MAC 地址，格式为： 00-00-5E-00-01-{VRID}(VRRP for IPv4)； 00-00-5E-00-02-{VRID}(VRRP for IPv6)
  • IP地址拥有者
    如果VRRP设备将真实的接口IP地址配置为虚拟路由器IP地址，则称此设备为IP地址拥有者，如果IP地址拥有者是可用的，则将一直成为Master
  • VRRP角色状态
    VRRP协议中定义了三种状态：初始状态（Initialize）、活动状态（Master）、备份状态（Backup）

3. VRRP主备备份

step 1：选举Master

VRRP备份组中的设备根据优先级和接口IP地址选举Master，优先级高的当选为Master设备，当优先级相同时比较接口IP地址，IP地址大的当选为Master设备。

step 2：状态维持

Master设备中周期性发送VRRP通告报文给VRRP组内其它设备，通知处于正常工作状态。

step 3：主备切换

（1）当Master设备主动退出备份组时，会发送优先级为0的通告报文，用来使Backup设备快速切换至Master设备；
（2）当Master设备发生故障时，等待定时器超时后，选举出新的Master设备。
（3）设备状态切换至Master后，立刻发送免费ARP刷新交换机上的MAC地址表。
（4）当原先Master设备恢复时，若配置抢占模式，会等待一段时间重新成为Master设备

4. VRRP负载分担

通过配置多个备份组，不同的备份组转发单独流量，配置不同设备成为备份组Master设备，转发各自备份组的流量

二、VRRP实验

1. 实验拓扑

路由交换（五）：VRRP_第1张图片

2. 配置步骤

1）配置聚合组10
SW1

interface Vlanif10
 ip address 10.1.10.253 255.255.255.0
 vrrp vrid 10 virtual-ip 10.1.10.254
 vrrp vrid 10 priority 120

SW2

 interface Vlanif10
 ip address 10.1.10.252 255.255.255.0
 vrrp vrid 10 virtual-ip 10.1.10.254

2）配置聚合组20
SW1

 interface Vlanif20
 ip address 10.1.20.253 255.255.255.0
 vrrp vrid 20 virtual-ip 10.1.20.254

SW2

 interface Vlanif20
 ip address 10.1.20.252 255.255.255.0
 vrrp vrid 20 virtual-ip 10.1.20.254
 vrrp vrid 20 priority 120

3） 配置vrrp 认证

SW1

 vrrp vrid 10 authentication-mode md5 huawei

SW2

 vrrp vrid 10 authentication-mode md5 huawei

4）配置抢占延时
聚合组10 

 vrrp vrid 10 preempt-mode timer delay 30

聚合组20

 vrrp vrid 20 preempt-mode timer delay 30

5）配置track

 vrrp vrid 10 track interface GigabitEthernet0/0/1 reduced 30

3. 实验现象

  • 查看聚合组状态
    路由交换（五）：VRRP_第2张图片

路由交换（五）：VRRP_第3张图片

路由交换（五）：VRRP_第4张图片
路由交换（五）：VRRP_第5张图片

  • 验证track
    上流接口shutdown
    路由交换（五）：VRRP
    查看VRRP
    路由交换（五）：VRRP_第6张图片
    接口恢复
    路由交换（五）：VRRP
    查看VRRP
    路由交换（五）：VRRP_第7张图片