VRRP的原理及配置-526互联

一、VRRP的定义
VRRP的实验配置

一、VRRP的定义

1. VRRP的基本概念

VRRP能够在不改变组网的情况下，将多台路由器虚拟成一个虚拟路由器，通过配置虚拟路由器的IP地址为默认网关，实现网关的备份。
协议版本: VRRPv2（常用）和VRRPv3；VRRPv2仅适用于IPv4网络，VRRPv3适用于IPv4和IPv6两种网络。
VRRP协议报文:只有一种报文:Advertisement报文（通告报文）;其目的IP地址是224.0.0.18，协议号是112。
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的数据包并进行转发，以及响应PC对于其网关IP地址的ARP请求。 Backup路由器侦听Master路由器的状态，并在Master路由器发生故障时，接替其工作，从而保证业务流量的平滑切换。

2. VRRP的设备类型

master路由器
通过比较VRRP优先级，优先级大的是master路由器；
周期性的发送VRRP报文，维护master路由器和备份路由器的身份；
周期时间默认是1s；备份网关，通过比较 VRRP 优先级，优先级小的是备份路由器。
备份（backup）路由器
通过不断的接收master路由器发送的 VRRP 报文来判断master路由器的状态；
如果在一定的时间内，收不到 VRRP 报文，则认为master路由器出现故障，自己升级为master路由器；
这个“一定的时间”，默认是“master路由器发送VRRP的周期”的3倍，所以默认是 3s 。
虚拟网关
通过VRRP虚拟出来的网关IP地址，这个网关IP地址，是配置在终端设备上的；
终端设备访问其他网段时，直接将数据发送给虚拟网关IP地址，
此时只有master路由器会回应针对虚拟网关IP地址的ARP请求，所以最终终端设备发送的数据
发送到了master路由器设备上。
VRID
虚拟路由器的标识。有相同VRID的一组路由器构成一个虚拟路由器VRRP报文格式VRRP只使用到advertisement这一种报文，VRRP使用ip报文作为传输协议报文，协议号为112，使用固定的组播地址224.0.0.18进行发送。
VRRP状态机
VRRP协议中定义了三种状态机：初始状态（Initialize）、活动状态（Master）、备份状态（Backup）。其中，只有处于活动状态的设备才可以转发那些发那些发送到虚拟IP地址的报文。
Initialize
设备启动时进入此状态，当收到接口Startup的消息，将转入Backup或Master状态(IP地址拥有者的接口优先级为255，直接转为Master)。在此状态时，不会对VRRP报文做任何处理。

3. VRRP的工作原理

虚拟路由器中的路由器根据优先级选举出Master。Master路由器通过发送免费ARP报文，将自己的虚拟MAC地址通知给与它连接的设备或者主机，从而承担报文转发任务；
Master路由器周期性发送VRRP报文，以公布其配置信息(优先级等)和工作状况；
如果Master路由器出现故障，虚拟路由器中的Backup路由器将根据优先级重新选举新的Master；
虚拟路由器状态切换时，Master路由器由一台设备切换为另外一台设备，新的Master路由器只是简单地发送一个携带虚拟路由器的MAC地址和虚拟IP地址信息的免费ARP报文，这样就可以更新与它连接的主机或设备中的ARP相关信息。网络中的主机感知不到Master路由器已经切换为另外一台设备。
Backup路由器的优先级高于Master路由器时，由Backup路由器的工作方式(抢占方式和非抢占方式)决定是否重新选举Master。