VRRP协议详解
VRRP协议详解
1、VRRP概念
VRRP是虚拟路由冗余技术
背景：当上网时，目标网关只有一个的话，如果这个网关出现故障，那么就导致无法上网，为解决这个问题，提出了冗余的想法
功能：
主动备份：将多个路由器加入到一个备份组中，使这个备份组成为一台虚拟的路由器，承担网关功能；只要备份组中有一台路由器能正常工作，那么这个备份组就能正常工作。
负载分担：备份组中有多台路由器，它们会同时承担业务流量。
2、VRRP工作原理
优先级
VRRP优先级是8位（0 - 255），默认是100
最高是255（255很特殊），最低是0（说明退出Master备份组）
根据优先级高的成为Master，优先级相同时根据接口IP大的为Master
在备份组中只能有一个主路由器，可以有多台从路由器
三种状态
VRRP备份组有三种状态：初始状态（Initialize ）、活跃状态（Master）、备份状态（Backup）
Initialize
该状态为VRRP不可用状态，此状态下设备不会对VRRP报文做任何处理；
通常刚配置VRRP时或设备检测到故障时，会进入Initialize状态；
收到接口up消息后，如果设备优先级是255，那么会直接成为Master设备；如果小于255，则会进入Backup状态，然后选举Master设备。
Master
每隔一定时间会发送VRRP通告报文
会用虚拟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，则接受目的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，则立即成为Backup设备
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，则立即成为Backup设备
Backup
接受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；
丢弃目的IP地址为虚拟IP地址的IP报文；
收到优先级和自己相同或者比自己大的报文，则重置Master_Down_lnterval定时器，不进一步比较IP地址；
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：Master_Down_Interval=(3*Advertisement_Interval) + Skew_time，其中Skew_time=(256-Priority)/256；
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。
Master的通告
（1）Master设备主动放弃
当Master设备主动放弃Master地位（如Master设备退出备份组）时，会发送优先级为0的通告报文，用来使Backup设备快速切换成Master设备，而不用等到Master_Down_Interval定时器超时。这个切换的时间称为Skew time，计算方式为：（256－Backup设备的优先级）/256，单位为秒。
（2）Master设备发送故障
当Master设备发生网络故障而不能发送通告报文的时候，Backup设备并不能立即知道其工作状况。等到Master_Down_Interval定时器超时后，才会认为Master设备无法正常工作，从而将状态切换为Master。其中，Master_Down_Interval定时器取值为：3×Advertisement_Interval＋Skew_time，单位为秒。
3、VRRP工作过程
（1）VRRP备份组中的设备根据优先级选举出Master。
Master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；
Master设备会周期性向备份组内所有Backup设备发送VRRP通告报文，公布其配置信息（优先级等）和工作状况。
（2）如果Master设备出现故障，VRRP备份组中的Backup设备将根据优先级重新选举新的Master。
VRRP备份组状态切换时，Master设备由一台设备切换为另外一台设备，新的Master设备会立即发送携带虚拟路由器的虚拟MAC地址和虚拟IP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。
原Master设备故障恢复时，若该设备为IP地址拥有者（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。
（3）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）决定是否重新选举Master。
抢占模式：在抢占模式下，如果Backup设备的优先级比当前Master设备的优先级高，则主动将自己切换成Master。
非抢占模式：在非抢占模式下，只要Master设备没有出现故障，Backup设备即使随后被配置了更高的优先级也不会成为Master设备。
4、VRRP的思科配置
（1）对RT1
RT(config)# track 1 int g0/0 line--protocol // 对g0/0接口进行跟踪
RT(config)# int g0/0
RT(config-if)# ip address 192.168.10.251 255.255.255.0
RT(config-if)# ip address 192.168.20.252 255.255.255.0 secondary // 使该地址成为辅助地址
RT(config-if)# ip address 192.168.30.253 255.255.255.0 secondary
RT(config-if)# vrrp 10 ip 192.168.10.254
RT(config-if)# vrrp 10 priority 180 // 配置优先级为180，即 Master 设备
RT(config-if)# vrrp 10 track 1 decrement 70 // 该接口出现故障，此vrrp降低70优先级
RT(config-if)# vrrp 20 ip 192.168.20.254
RT(config-if)# vrrp 20 priority 150
RT(config-if)# vrrp 20 track 1 decrement 70
RT(config-if)# vrrp 30 ip 192.168.30.254
RT(config-if)# vrrp 30 priority 120
g0/0的接口辅助IP不可相同，应与所对应的网关在同一网段
（2）RT2与RT3的的处理相同，此处不过多赘述
（3）对RT1查看VRRP情况
（4）连通信测试
如果对接口没有配置辅助地址，就会造成如下结果，跨网段通信无法成功