VRRP

一.VRRP的工作原理

二.VRRP的基本配置

三.VRRP的典型组网模型

四.总结

一.VRRP的工作原理

1.VRRP概述

Virtual Router Redundancy Protocol,也即虚拟路由器冗余协议。

利用VRP,一组路由器(同个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MasterMaster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換。

2.VRRP术语

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。

VRRP:一个VRRP组由多个VRRP路由器组成,使用相同的VRID( Virtual Router ID,虚拟路由器ID)进行标识,属于同VRRP组的VRRP路由器互相交换信息,每一个VRP组中只能有一个Master

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故障后谁来接替,这是VRRP的工作。

虚拟IP地址、MAC地址:

虚拟IP地址就是虚拟路由器的IP地址,该地址实际上就是用户的网关地址。

虚拟MAC地址是虚拟路由器根据VRID生成的MAC地址。一个虚拟路由器拥有一个虚拟MAC地址,格为:00-00-5E-00-01-VRID}。

MasterBackup路由器:

Master路由器:VRRP组中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: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VRRP优先级(比大),如果相等,则比较接口IP地址(比大)

3.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表示虚拟路由器ID16进制,例如VRID1,虚拟MAC地址为00-00-5E-00-01-01

 

 

4.VRRP状态机

VRRP协议的状态共有三种,分别是InitializeMasterBackup,初始状态都是Initialize,通过比较优先级产生MasterBackup,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

 

 

4.Master/ Backup路由器

Master路由器:

定时( Advertisement Interval)发送VRRP通告报文,以便向Backup路由器告知自己的存活情况。「

以虚拟MAC地址响应其他设备对虚拟P地址的ARP请求。

转发目的MAC地址为虚MAC地址的IP报文。

如果它是这个虚拟IP地址的拥有者(接口实际IP地址为虚拟IP地址),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,立即成为Backup

如果收到与自己优先级相等的VRRP报文且本地接口IP地址小于对端接口IP立即成为 Backup

Master/ Backup路由器

Backup路由器:

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,不做响应。

丟弃目的IP地址为虚拟IP地址的IP报文。

如果收到优先级和自己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。

如果收到比自己优先级小的报文且该报文优先级是0时,定时器时间设置为Skew_time(偏移时间),如果该报文优先级不是0,丢弃报文,立刻成为Master

三.VRRP的工作过程

1.VRRP组中的设备选举出MasterMaster设备通过发送免费ARP报文,将虚拟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。

2. Master设备周期性向备份组内所有 Backup设备发送VRRP通告报文

3.如果Master设备出现故障,VRRP备份组中的Backup设备重新选举新的Master

4.VRRP组状态切换时,Master设备由一台设备切为另外一台设备,新的Master设备会立即发送携带虚拟路由器的虚MAC地址和虚拟P地址信息的免费ARP报文刷新与它连接的主机或设备中的MAC表项,从而把用户流量引到新的Master设备上来,整个过程对用户完全透明。

5.Master设备故障恢复时,若该设备为IP地址拥有者(则其优先级为255),将直接切换至Master状态。若该设备优先级小于255,将首先切换至Backup状态,且其优先级恢复为故障前配置的优先级。

6. Backup设备的优先级高于Master设备时,由Backup设备的工作方式(抢占方式和非抢占方式)定是否重新选举Master

四.总结:

1.VRRP组通过vrid来识别的,一个vrrp组可以有多个vrrp路由器。其中包含一个master,一个或者多个backup

2.VRRP会虚拟出一个虚拟路由器,包含虚拟IP和虚拟mac地址(有固定格式,00-00-5E-00-01-(VRID),虚拟IP要和masterbackup在同一个网段里。

3.VRRP虚拟IP地址,用于作在vrrp路由器局域网下所有主机的默认网关IP地址

4.般是通过优先级来决定masterbackup的角色,优先级大的一方做master;如果优先级都相同,使用IP较大的一方做 master

5.master实际转发数据和响应局域网主机的ARP请求,定时发送vrrp报文给backup;

6.backup用于监听master发来的vrrp报文,如果超过一定时限就会抢占Master地位

 

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