VRRP简单概述

VRRP（虚拟路由器冗余协议）

一、VRRP概述

1）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。

2）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。

3）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。

Master报文的发送∶当Master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，通告自己工作正常。（注∶只有Master发送VRRP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

1.VRRP的作用

1）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，从而保证证通讯的连续性和可靠性。

2）VRRP工作时会在网络中加入一个含有虚拟IP和虚拟MAC地址的虚拟路由器，该路由器充当网络用户的网关，使得网络上的主机与虚拟路由器通信无需了解这个网络上物理路由器的任何信息。

如图当路由器出现故障时，如果没有备用路由势必会造成一定的损失。但是如果存在VRRP路由器就可以避免不必要的损失。

2.VRRP术语

1）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。

2）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。

3）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。

4）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。

5）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）

二、虚拟MAC地址

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。

三、Master/Backup Router

1）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。

2）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。

四、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。

五、VRRP报文

1）Version:2

2）Type :1 ADVERTISEMENT

3）Virtual Rtr ID（VRID）∶配置的VRRP备份组号，1~255

4）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

5）Advertisement Interval(Adver Int):发送报文的时间间隔，缺省为1秒

6）Checksum∶校验和

7）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）

8）Authentication Data∶验证字。

六、VRRP相关配置

R1的配置

[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 vrid1 virtual-ip 192.168.10.1 ##创建VRRP虚拟路由器的标识vrid为1，并配置vrid 1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）

[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的配置

[R2]int vlanif 10

[R2-Vlanif10]ip address 192.168.10.1024

[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，为上下卡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通告报交，则重新选举master