VRRP协议
通常情况下，内部网络中的所有主机都设置一条相同的缺省路由，指向出口网关（图中中的路由器RouterA），实现主机与外部网络的通信。当出口网关发生故障时，主机与外部网络的通信就会中断。
配置多个出口网关是提高系统可靠性的常见方法，但局域网内的主机设备通常不支持动态路由协议，如何在多个出口网关之间进行选路是个问题
VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）虚拟路由冗余协议，来解决局域网主机访问外部网络的可靠性问题。
VRRP是一种容错协议，它通过把几台路由设备联合组成一台虚拟的路由设备，并通过一定的机制来保证当主机的下一跳设备出现故障时，可以及时将业务切换到其它设备，从而保持通讯的连续性和可靠性。
使用VRRP的优势在于：既不需要改变组网情况，也不需要在主机上配置任何动态路由或者路由发现协议，就可以获得更高可靠性的缺省路由。
VRRP的工作原理
VRRP将局域网的一组路由器构成一个备份组，相当于一台虚拟路由器。局域网内的主机只需要知道这个虚拟路由器的IP地址，并不需知道具体某台设备的IP地址，将网络内主机的缺省网关设置为该虚拟路由器的IP地址，主机就可以利用该虚拟网关与外部网络进行通信。
VRRP将该虚拟路由器动态关联到承担传输业务的物理路由器上，当该物理路由器出现故障时，再次选择新路由器来接替业务传输工作，整个过程对用户完全透明，实现了内部网络和外部网络不间断通信。
RouterA、RouterB和RouterC属于同一个VRRP组，组成一个虚拟路由器，这个虚拟路由器有自己的IP地址10.110.10.1。虚拟IP地址可以直接指定，也可以借用该VRRP组所包含的路由器上某接口地址。 物理路由器RouterA、RouterB和RouterC的实际IP地址分别是10.110.10.5、10.110.10.6和10.110.10.7。 局域网内的主机只需要将缺省路由设为10.110.10.1即可，无需知道具体路由器上的接口地址。 主机利用该虚拟网关与外部网络通信。路由器工作机制如下： 根据优先级的大小挑选Master设备。Master的选举有两种方法： 比较优先级的大小，优先级高者当选为Master。 当两台优先级相同的路由器同时竞争Master时，比较接口IP地址大小。接口地址大者当选为Master。 其它路由器作为备份路由器，随时监听Master的状态。 当主路由器正常工作时，它会每隔一段时间（Advertisement_Interval）发送一个VRRP组播报文，以通知组内的备份路由器，主路由器处于正常工作状态。 当组内的备份路由器一段时间（Master_Down_Interval）内没有接收到来自主路由器的报文，则将自己转为主路由器。一个VRRP组里有多台备份路由器时，短时间内可能产生多个Master，
此时，路由器将会将收到的VRRP报文中的优先级与本地优先级做比较。从而选取优先级高的设备做Master。
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送到虚拟IP地址的报文。
VRRP状态转换如图所示。
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。
Master
当路由器处于Master状态时，它将会做下列工作：
定期发送VRRP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，则接收目的IP地址为这个虚拟IP地址的IP报文。否则，丢弃这个IP报文。
如果收到比自己优先级大的报文则转为Backup状态。
如果收到优先级和自己相同的报文，并且发送端的主IP地址比自己的主IP地址大，则转为Backup状态。
当接收到接口的Shutdown事件时，转为Initialize。
Backup
当路由器处于Backup状态时，它将会做下列工作：
接收Master发送的VRRP报文，判断Master的状态是否正常。
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。
Backup状态下如果收到比自己优先级小的报文时，丢弃报文，不重置定时器；如果收到优先级和自己相同的报文，则重置定时器，不进一步比较IP地址。
当Backup接收到MASTER_DOWN_TIMER定时器超时的事件时，才会转为Master（Master_Down_Timer）。
当接收到接口的Shutdown事件时，转为Initialize。
VRRP的报文结构
VRRP协议只有一种报文，即VRRP报文。VRRP报文用来将Master设备的优先级和状态通告给同一虚拟路由器的所有VRRP路由器。
VRRP报文封装在IP报文中，发送到分配给VRRP的IPv4组播地址。在IP报文头中，源地址为发送报文的主接口地址（不是虚拟地址或辅助地址），目的地址是224.0.0.18，TTL是255，协议号是112。VRRP报文的结构如图1所示。
各字段的含义： Version：协议版本号，现在的VRRP为版本2。 Type：报文类型，只有一种取值，1，表示Advertisement。 Virtual Rtr ID（VRID）：虚拟路由器ID，取值范围是1～255。 Priority：发送报文的VRRP路由器在虚拟路由器中的优先级。取值范围是0～255，其中可用的范围是1～254。
0表示设备停止参与VRRP，用来使备份路由器尽快成为主路由器，而不必等到计时器超时；
255则保留给IP地址拥有者。缺省值是100。 Count IP Addrs：VRRP广播中包含的虚拟IP地址个数。 Authentication Type：验证类型，协议中指定了3种类型： 0：Non Authentication 1：Simple Text Password 2：Reserved 各字段的含义： RFC2338中Authentication Type取值如下： 0 - No Authentication 1 - Simple Text Password 2 - IP Authentication Header 随后的RFC3768中将Authentication Type取值变更如下： 0 - No Authentication 1 - Reserved 2 - Reserved 说明： 变更的原因：实践和分析证明，这些认证方式不能提供真正的安全。而限制TTL＝255可以阻止大多数对本地脆弱性的攻击。 实现了Simple Text Password认证方式 Advertisement Interval：发送通告报文的时间间隔，缺省为1秒。 Checksum：校验和。 IP Address(es)：虚拟路由器IP地址，地址个数是Count IP Addrs的值。 Authentication Data：验证字，目前只有明文认证才用到该部分，对于其它认证方式，一律填0。
