VRRP技术原理及配置

一、VRRP的概述

Virtual Router Redundancy Protocol，也即虚拟路由器几余协议 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。

二、VRRP的作用

提供了局域网上的设备备份机制。VRRP是一种容错协议，它保证当主机的下一跳路由器坏掉时，可以及时由另一台路由器来代替，从而保证通讯的连续性和可靠性。

如下图所示：

master路由器负责数据的实际转发，而Backup路由器负责监听master路由器状态，如果master路由器发生故障，则Backup路由器就会接替master路由器的位置和工作，继续完成数据的转发。

注：Virtual Router是每一个VRRP组，抽象出来的一个逻辑路由器，并不是真是存在的，并且该虚拟路由器的IP地址充当网络用户的网关。

三、VRRP术语

1、虚拟路由器：由VRRP抽象生成出的逻辑路由器，此路由器上有虚拟IP和虚拟MAC。

2、虚拟IP（VIP）：VRRP虚拟路由器的IP地址，是所有该网络主机的默认网关地址，VRRP组中由MASTER路由器承载虚拟IP。

3、虚拟MAC：VRRP虚拟路由器的MAC地址，格式为 00-00-5E-00-01-{VRID}

4、MASTER路由器：承载虚拟IP，实际负责接收该网络主机发送的数据并转发；定期给BACKUP路由器发送VRRP消息告知自己的存活状态 BACKUP路由器：监听MASTER路由器发送的VRRP消息，当在超时时间范围内没有接收到VRRP报文，则会接替MASTER路由器的工作。

5、MASTER 和 BACKUP 的选举依据：优先通过比较 VRRP 优先级来选举，值越大，优先级越高。如果优先级一样，则再通过比较接口的IP地址来选举，IP越大，优先级越高。

6、VRRP消息：封装在IP报文里，通过组播地址 224.0.0.18 发送，TTL为255，协议号为112。

四、实验演示

拓扑图如下图所示：

主机配置

PC1的配置如下图：

PC2的配置如下图：

PC3的配置：

路由器配置

路由器R1的配置:

1、sys

2、sys R1

3、【R1】int g0/0/1 //进入g0/0/1接口

4、【R1-GigabitEthernet0/0/1】ip add 13.0.0.1 24 //给g0/0/1接口配置IP地址为 13.0.0.1

5、【R1-GigabitEthernet0/0/1】int g0/0/0 //进入g0/0/0接口

6、【R1-GigabitEthernet0/0/0】ip add 192.168.10.253 24 //给g0/0/0接口配置IP地址为192.168.10.253 24

7、【R1】int g0/0/0 //进入g0/0/0接口

8、【R1-GigabitEthernet0/0/0】vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.10.254 //创建VRRP虚拟路由器的标识vrid为10，并配置vrid 10的虚拟IP地址为 192.168.10.254

9、【R1-GigabitEthernet0/0/0】vrrp vrid 10 priority 120 //设置优先级，数字越大，优先级越高，要设置R1为主路由器，就得将R1的优先级大于R2的。

10、【R1-GigabitEthernet0/0/0】vrrp vrid 10 preempt-mode timer delay 10 //设置延迟时间为十秒（默认为0秒）目的是为了防止出现主机一出现故障就立马被替换，从而导致网络不稳定的状况。

11、【R1-GigabitEthernet0/0/0】vrrp vrid 10 track int g0/0/1 reduced 30 //跟踪上行接口g0/0/1的状态，如果端口发生故障则Master优先级降低30

12、[R1]ip route-static 10.0.0.0 24 13.0.0.3 //配置静态路由

配置结果如下：

路由器R2的配置:

1、sys

2、sys R2

3、【R1】int g0/0/0 //进入g0/0/0接口

4、【R2-GigabitEthernet0/0/0】ip add 192.168.10.252 24 //给g0/0/0接口配置IP地址为192.168.10.253 24

5、【R2-GigabitEthernet0/0/0】int g0/0/1 //进入g0/0/1接口

6、【R2-GigabitEthernet0/0/1】ip add 23.0.0.2 24 //给g0/0/1接口配置IP地址为23.0.0.2

7、int g0/0/0

8、[R2-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.10.254

9、[R2-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid 10 priority 110 //设置优先级为110，作为Backup，优先级要小于Master的优先级，同时在Master发生故障从而优先级降低30时，Backup优先级要大于这个值才能代替原Master工作。

10、[R2]ip route-static 10.0.0.0 24 23.0.0.3 //配置静态路由

配置结果如下：

路由器R3的配置:

1、sys

2、sys R3

3、【R3】int g0/0/0 //进入g0/0/0接口

4、【R3-GigabitEthernet0/0/0】ip add 13.0.0.3 24 //给g0/0/0接口配置IP地址为13.0.0.3

6、【R3-GigabitEthernet0/0/0】int g0/0/1 //进入g0/0/1接口

7、【R3-GigabitEthernet0/0/1】ip add 23.0.0.3 24 //给g0/0/1接口配置IP地址为 23.0.0.3

8、【R3-GigabitEthernet0/0/1】int g0/0/2 //进入g0/0/2接口

9、【R3-GigabitEthernet0/0/2】ip add 10.0.0.1 24 //给g0/0/2接口配置IP地址为10.0.0.1

10、【R3】ip route-static 192.168.10.0 24 13.0.0.1 //配置路由，默认从master路由器经过。

11、【R3】ip route-static 192.168.10.0 24 23.0.0.2 preference 70 //配置路由，该路由从backup路由经过，优先级为70，低于默认路由，当master故障时使用次路由。

实验验证

如图所示PC1能够ping通PC3

此时将R1上接口断掉，操作如下图所示：

此时在经过短暂的断开后重新连接

并且R1变成Backup,优先级降为90，R2变为Master

再将断开的接口恢复后，R1重新变为了Master,R2变回Backup,如下图所示：