【H3C】VRRP2 及Vrrp3基本原理 华为同用

文章目录

  • VRRP2
    • 基本概念
    • 报文格式
    • 主备选举规则(优先级)
      • 0和255
      • 双Master原因
    • VRRP认证
    • VRRP状态机
    • 抢占模式
    • VRRP主备切换状态
    • 项目场景
  • VRRP3
  • H3C
  • 参考致谢

VRRP2

基本概念

  • VRRP路由器(VRRP Router):运行VRRP的设备,它可能属于一个或多个虚拟路由器。
  • 虚拟路由器(Virtual Router):由VRRP管理的抽象设备,又称为VRRP备份组,被当作一个共享局域网内主机的缺省网关。它包括了一个虚拟路由器标识符和一组虚拟IP地址。
  • 虚拟IP地址(Virtual IP Address):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,由用户配置。
  • IP地址拥有者(IP Address Owner):如果一个VRRP路由器将虚拟路由器的IP地址作为真实的接口地址,则该设备是IP地址拥有者。当这台设备正常工作时,它会响应目的地址是虚拟IP地址的报文,如ping、TCP连接等。
  • 虚拟MAC地址:是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};**VRRP6为0000-5E00-02XX。当虚拟路由器回应ARP请求时,使用虚拟MAC地址,而不是接口的真实MAC地址。组播地址224.0.0.18 协议号118
  • 主IP地址(Primary IP Address):从接口的真实IP地址中选出来的一个主用IP地址,通常选择配置的第一个IP地址。VRRP广播报文使用主IP地址作为IP报文的源地址。
  • Master路由器(Virtual Router Master):是承担转发报文或者应答ARP请求的VRRP路由器,转发报文都是发送到虚拟IP地址的。如果IP地址拥有者是可用的,通常它将成为Master。
  • Backup路由器(Virtual Router Backup):一组没有承担转发任务的VRRP路由器,当Master设备出现故障时,它们将通过竞选成为新的Master。
  • 抢占模式:在抢占模式下,如果Backup路由器的优先级比当前Master路由器的优先级高,将主动将自己升级成Master。

报文格式

VRRP中仅有Advertisement通告报文,报文格式如下:

       0                   1                   2                   3
       0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
      +-------+-------+---------------+---------------+---------------+
      |Version| Type  | Virtual Rtr ID|   Priority    | Count IP Addrs|
      +-------+-------+---------------+---------------+---------------+
      |   Auth Type   |   Adver Int   |          Checksum             |
      +---------------+---------------+-------------------------------+
      |                         IP Address (1)                        |
      +---------------------------------------------------------------+
      |                            .                                  |
      |                            .                                  |
      |                            .                                  |
      +---------------------------------------------------------------+
      |                         IP Address (n)                        |
      +---------------------------------------------------------------+
      |                     Authentication Data (1)                   |
      +---------------------------------------------------------------+
      |                     Authentication Data (2)                   |
      +---------------------------------------------------------------+

VRRP设备仅有ad报文,目的地址 224.0.0.18,目的mac为0100-5e00-0012,协议号为112

Master设备:

  • 定时发送VRRP通告报文
  • 以虚拟MAC地址响应对虚拟IP地址的ARP请求
  • 转发目的MAC地址为虚拟MAC地址的IP报文
  • 如果它是这个虚拟IP地址的拥有者,则接受目的IP地址为这个虚拟IP地址的IP报文,否则,丢弃这个报文。
  • 如果收到比自己优先级大的报文,立即成为Backup。
  • 如果收到比自己优先级相同的VRRP报文且本地接口IP地址小于对端接口IP,立即成为Backup。

Backup设备:

  • 接收Master设备发送的VRRP通告报文,判断Master设备的状态是否正常。
  • 对虚拟IP地址的ARP请求IP地址做应答
  • 丢弃目的IP地址为虚拟IP地址的IP报文。
  • 如果收到优先级与自身相同或者比自己大的报文,则重置 Master down interval 定时器,不进一步比较IP地址。
  • 如果收到优先级为0的报文,将定时器设置为skew time。如果优先级不为0,则立即成为master(都需要等待preempt delay)

主备选举规则(优先级)

正常情况:

一般情况下我们使用VRRP的优先级设置主备选举,但是当优先级相同时,主备选举与配置顺序有关,先配置VRRP的作为主设备,后配置VRRP的作为从设备。

特殊场景:

由于网络故障原因造成备份组中存在多台Master路由器时,这些Master路由器会根据优先级和IP地址选举出一个Master路由器:优先级高的路由器成为Master路由器;优先级低的成为Backup路由器;如果优先级相同,则IP地址大的成为Master路由器。

**说明:**正常情况下,VRRP选举与配置顺序有关,不看IP地址。网络故障原因造成备份组中存在多台Master路由器时,此时才会看优先级及IP地址

VRRP中通过优先级进行VRRP 主从选举,优先级取值范围为0~255 其中0和255无法使用,即1~254。

0和255

0和255优先级不能被配置,优先级0是用在IP地址所有者放弃master角色时使用。当路由器undo掉VRRP配置时,接口会发送一个优先级为0的信息。

优先级为0:

协议中告诉我们,当状态为Master的路由器接口被shutdown时,将立即发送优先级为0的通告,用来告诉其他的路由器,它退位了。

当处于Master状态的路由器收到优先级为0的报文时,将立即发送自己的VRRP通告报文,用来通知其他的路由器,自己还是处于正常工作状态。

当处于Backup状态的路由器收到优先级为0的报文时,将Master_Down_Timer设置为Skew_Time的时间,根据协议公式这是一个不足1秒的时间间隔,在这段时可以及时收到Master发来的通告报文,有效地阻止了所有Backup不必要的切换,这在一定程度上可以防止优先级为0的报文的攻击;同时,根据公式可以看出优先级高的Backup路由器的Skew_Time较短,这样可以保证所有Backup路由器中优先级较高的VRRP路由器优先进行切换,这同时也是VRRP 优先级的一方面意义所在。

优先级255为:

VRRP路由器的接口IP地址与虚拟路由器的IP地址相同时,称该虚拟路由器作为VRRP组中的IP地址拥有者。即当路由器配置VRRP组虚拟IP地址为自身接口地址时,接口优先级为255。

双Master原因

双Master可能是:

  • 存在多个备份组,不同备份组中的路由器互为Master
  • 存在一个备份组,相同备份组中的多台路由器均为Master,此情况因为可能链路拥塞导致原Master的ad报文在Master down 时间内没有被backup收到,而拥塞完毕后,原先的Backup已成为Master的情况,该情况会导致备份组频繁切换,建议提高抢占 delay

VRRP认证

VRRP认证存在三种

0:无认证

1:明文

2:密文

VRRP状态机

VRRP协议存在三种状态 Init初始状态,Master活动状态,Backup备份状态。

配置VRRP后,设备进入备份组,初始状态下 若优先级为255则进入Master状态,否则进入Backup状态。

**Master/Backup ——> Initalize :**设备关闭;

**Master——> Backup :**收到比自己优先级更高的数据包;

**Backup ——> Master:**若在Backup状态超时时间内没有收到VRRP通告报文或者收到通告报文原Master的优先级为0或者是小于自身,那么在配置了抢占模式的情况下,会在等待抢占时延后,执行Master抢占(默认抢占开启,延迟为0,即立刻抢占)

抢占模式

说明:抢占华为默认配置,默认时间0秒,为立即抢占,在skew time 和master down interval 时间都需要等待preempt time!

出现抢占时延的原因为: 在性能不稳定的网络中,网络拥塞可能导致Backup设备在Master Down interval期间没有收到Master的ad通告报文,那么Backup设备将会主动切换回Master,如此此时原Master设备的报文又到达了,新Master设备再次切换回Backup。 如此就会造成VRRP备份组成员状态频繁切换的现象。为了缓解这种现象,可以配置抢占时延,使得Backup在等待了Master down interval后,还需等到抢占时延。

VRRP主备切换状态

  1. 原Master设备上线链路故障自动降低优先级

    Backup设备会收到比自身优先级的报文,则会在Preempt Delay后立即成为Master

  2. 原Master发生故障而无法发出通告报文时。或链路收不到通告报文时

    Backup设备会在Master Down Interval + Preempt Delay超时后,执行抢占成为Master。

  3. 原Master设备主动离开role(被shutdown)将会发送0优先级报文。

    Backup设备会在收到0优先级报文后,经过Skew Time + Preempt Delay后,执行抢占成为Master。

**Master_Down_Interval 时间:**3倍的advertise interva (默认为1)+ Shew Time + preempt delay(默认为0)

Skew time:(256-设备优先级)/256 (单位为秒)

项目场景

负载分担和Backup场景

负载分担即为:存在多个VRRP备份组,VRRP路由器分别是不同备份组的Master,他们之间互为备份。

允许一台设备为多个VRRP备份组作备份。通过多个虚拟路由器可以实现负载分担。负载分担方式是指多台虚拟路由器同时承担业务,因此需要建立两个或更多的备份组。

VRRP3

目前VRRP存在v2和v3双版本,v2仅支持ipv4,而v3支持ipv4和ipv6

区别:

  1. 支持网络类型不同:VRRP2仅支持ipv4,VRRP3支持ipv4和ipv6
  2. 认证功能不同:VRRP2支持认证,VRRP3不支持认证功能
  3. 发送报文时间间隔不同:VRRP2支持秒级,而VRRP3支持厘秒级

H3C

说明:

华三模拟器情况下,VRRP 同时配置时,先比较优先级后比较IP地址。

若在优先级相同情况下,低IP地址端先配置VRRP,高地址端后配置VRRP:则 后地址端不会进行抢占,就算开启了 Preempt

参考致谢

HCIE路由交换学习指南
HedEx产品文档
知了社区

你可能感兴趣的:(相关笔记——数通,华为,网络,VRRP,华三,新华三)