1.VRRP简介:
虚拟路由冗余协议VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol)通过把几台路由设备联合组成一台虚拟的路由设备,将虚拟路由设备的IP地址作为用户的默认网关实现与外部网络通信。当网关设备发生故障时,VRRP机制能够选举新的网关设备承担数据流量,从而保障网络的可靠通信
2.VRRP的优点:
a.冗余备份
VRRP可以将多台路由设备配置为缺省网关路由器,当出现单点故障的时候通过备份链路进行业务传输,从而降低网络故障的可能性,保证用户的各种业务不中断传输。
b.负载分担
VRRP可以实现多台设备同时承担业务流量,从而减轻主用设备上数据流量的承载压力,在路由设备之间更均衡地分担流量。
c.联动配置
VRRP联动可以监视上行链路的故障。当上行接口或链路故障时,VRRP备份组的Master设备降低优先级,重新进行选举,确保Master路由器为最佳的VRRP路由设备,保证流量的正常转发。
VRRP与BFD联动可以提高VRRP备份组中主备设备的切换速度。利用BFD检测速度快的特点,在Master设备和Backup设备之间建立BFD会话并与VRRP备份组进行绑定,实现Master设备和Backup设备之间的链路出现故障时,Backup设备迅速切换为Master,承担网络流量。
3.VRRP基本概念:
VRRP路由器(VRRP Router):运行VRRP协议的设备。
虚拟路由器(Virtual Router):又称VRRP备份组,由一个Master设备和多个Backup设备组成,被当作一个共享局域网内主机的缺省网关。
Master路由器(Virtual Router Master):承担转发报文任务的VRRP设备。
Backup路由器(Virtual Router Backup):一组没有承担转发任务的VRRP设备,当Master设备出现故障时,它们将通过竞选成为新的Master设备。
VRID:虚拟路由器的标识。
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设备将虚拟路由器IP地址作为真实的接口地址,则该设备被称为IP地址拥有者。如果IP地址拥有者是可用的,通常它将成为Master。。
虚拟MAC地址(Virtual MAC Address):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,格式为:00-00-5E-00-01-{VRID}(VRRP for IPv4)或00-00-5E-00-02-{VRID}(VRRP for IPv6)。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。
4.VRRP状态机及工作原理:

Initialize:
a.该状态为VRRP不可用状态,在此状态时设备不会对VRRP报文做任何处理。
b.通常刚配置VRRP时或设备检测到故障时会进入Initialize状态。
c.收到接口Up的消息后,如果设备的优先级为255,则直接成为Master设备;如果设备的优先级小于255,则会先切换至Backup状态。
Master:
a.定时(Advertisement Interval)发送VRRP通告报文。
b.以虚拟MAC地址响应对虚拟IP地址的ARP请求。
c.转发目的MAC地址为虚拟MAC地址的IP报文。
d.如果它是虚拟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。
e.如果收到比自己优先级大的报文,立即成为Backup。
f.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。
g.当接收到接口的Shutdown事件时,转为Initialize状态。
Backup:
a.接收Master发送的VRRP通告报文,判断Master的状态是否正常。
b.对虚拟IP地址的ARP请求,不做响应。
c.收到目的IP地址为虚拟IP地址的IP报文时按照正常二层转发流程进行处理。
d.如果收到比自己优先级小的报文时,默认立刻升主,如果配置了不抢占,则重置定时器;如果配置了抢占延迟,则重置定时器,待抢占延迟到期再升主。收到比自己优先级高的报文时,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。
e.Master_Down_Interval定时器:Backup设备在该定时器超时后仍未收到通告报文,则会转换为Master状态。计算公式如下:
Master_Down_Interval=(3 * Advertisement_Interval) + Skew_time(偏移时间)
Skew_Time=(256–Priority)/256
f.如果收到比自己优先级小的报文且该报文优先级不是0,丢弃报文,立刻成为Master;如果收到 报文优先级是0,定时器时间设置为Skew_time(偏移时间)。
g.当接收到MASTER_DOWN_TIMER定时器超时的消息时,Backup状态才会转为Master状态。当接收到接口的Shutdown消息时,转为Initialize状态。
5.VRRP部署方式:
a.主备部署:
HostA优先走RouterA,故障后,优先走RouterB

b.负载分担:
HostA优先走RouterA,HostB优先走RouterB





