VRRP协议

一、VRRP的简单介绍
- 1、概念：
- 2. 相关术语
实验一
实验二
实验三
实验四
实验五

一、VRRP的简单介绍

1、概念：

VRRP（虚拟路由冗余协议）：通过把几台路由设备联合组成一台虚拟路由设备，将虚拟路由设备的ip地址作为用户的默认网关地址实现与外部的通讯。
当网关设备发生故障时，VRRP协议能够快速选举新的网关设备承担数据流量，保障网络的可靠通信。VRRP使用ip报文作为传输协议报文，协议号为112，使用固定的组播地址224.0.0.18进行发送，通过协议报文选举处一台路由器作为master，其他设备作为backup，来实现网关备份功能。

2. 相关术语

虚拟路由器：由一个Master路由器和多个Backup路由器组成。主机将虚拟路由器当作默认网关。
VRID：虚拟路由器的标识。有相同VRID的一组路由器构成一个虚拟路由器。
Master路由器：虚拟路由器中承担报文转发任务的路由器。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路由器自己的存活情况。
Backup路由器：处于侦听状态的路由器，Master路由器出现故障时，能够代替Master路由器工作的路由器。
虚拟IP地址：虚拟路由器的IP地址。一个虚拟路由器可以拥有一个或多个IP地址。
IP地址拥有者：接口IP地址与虚拟IP地址相同的路由器被称为IP地址拥有者。
虚拟MAC地址：一个虚拟路由器拥有一个虚拟MAC地址。虚拟MAC地址的格式为00-00-5E-00-01-{VRID}。通常情况下，虚拟路由器回应ARP请求使用的是虚拟MAC地址，只有虚拟路由器做特殊配置的时候，才回应接口的真实MAC地址。
优先级：VRRP根据优先级来确定虚拟路由器中每台路由器的地位。
非抢占方式：如果Backup路由器工作在非抢占方式下，则只要Master路由器没有出现故障，Backup路由器即使随后被配置了更高的优先级也不会成为Master路由器。
抢占方式：如果Backup路由器工作在抢占方式下，当它收到VRRP报文后，会将自己的优先级与通告报文中的优先级进行比较。如果自己的优先级比当前的Master路由器的优先级高，就会主动抢占成为Master路由器；否则，将保持Backup状态。

两种工作模式的VRRP：
标准协议模式：基于RFC 实现的VRRP。
负载均衡模式：在标准协议模式的基础上进行了扩展，实现了负载均衡功能。
3、路由器的选举
（1）VRRP根据优先级来确定虚拟路由器中每台路由器的角色（Master路由器或Backup路由器）。优先级越高，则越有可能成为Master路由器。
（2）初始创建的路由器工作在Backup状态，通过VRRP报文的交互获知虚拟路由器中其他成员的优先级：如果VRRP报文中Master路由器的优先级高于自己的优先级，则路由器保持在Backup状态；
（3）如果VRRP报文中Master路由器的优先级低于自己的优先级，采用抢占工作方式的路由器将抢占成为Master状态，周期性地发送VRRP报文，采用非抢占工作方式的路由器仍保持Backup状态；
如果在一定时间内没有收到心跳报文（每1s发送一次），则路由器切换为Master状态。
（注：为了避免因为网络不稳定而出现master反复抢占的情况，可以制定了延迟等待时间。使得Backup路由器在等待了Master规定时间后仍然没有收到VRRP报文，Backup路由器才会切换为Master路由器，对外发送VRRP报文。）

[r1-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid 1 preempt-mode timer delay  10   #延迟10秒抢占

（4）VRRP优先级的取值范围为0到255（数值越大表明优先级越高），可配置的范围是1到254，优先级0为系统保留给路由器放弃Master位置时候使用，255则是系统保留给IP地址拥有者使用。当路由器为IP地址拥有者时，其优先级始终为255。因此，当虚拟路由器内存在IP地址拥有者时，只要其工作正常，则为Master路由器。
4、路由器的三种状态的示意图
VRRP协议的状态共有三种，分别是Initialize，Master，Backup，初始状态都是 Initialize，通过比较优先级产生Master和Backup，在规定时间内，Backup若没有收到Master发来的心跳报文，将切换Master。

实验一

1、对主机和路由器进行设置

pc1

对R1 和R2进行设置

[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.2 24         #设置实际端口的ip，需要与pc1同网段
[R1-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid 1  virtual-ip 192.168.1.254   #设置虚拟路由器vrid 1的网关
[R1-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid 1 priority 110  #设置优先值大于100的数，值越大越优先[R2]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.3 24         #设置实际端口的ip，需要与pc1同网段
[R2-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid 1  virtual-ip 192.168.1.254   #设置虚拟路由器vrid 1的网关

2、主机ping192.168.1.254并抓包查看

如图证明，此时是R1在工作，R2处于备份路线状态

实验二

1、对主机进行设置

2、对R1\R2\R3进行设置

[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.2 24         #设置实际端口的ip，需要与pc1同网段
[R1-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid 1  virtual-ip 192.168.1.254   #设置虚拟路由器vrid 1的网关
[R1-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid1 priority 100  #设置优先值大于100的数，值越大越优先
[R1]int g0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 10.0.0.1 24
[R1]ip add route-static 3.3.3.3 32 10.0.0.2       #设置静态路由，指定下一跳[R2]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.3 24         #设置实际端口的ip，需要与pc1同网段
[R2-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid 1  virtual-ip 192.168.1.254   #设置虚拟路由器vrid 1的网关
[R2]int g0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ip add 11.0.0.1 24
[R2]ip add route-static 3.3.3.3 32 11.0.0.2  [R3]int g0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip add 10.0.0.2 24
[R3]int g0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1]ip add 11.0.0.2 24   #设置静态路由，指定下一跳
[R3]int loopback 0
[R3-LoopBack0]ip add 3.3.3.3 32

3、pc1 ping3.3.3.3.3，并抓包查看

则当上面这么设置的时候，信息发送与接收走不同路线，可以有效的减少承载负担

实验三

对sw1和sw2，sw3进行配置

[sw1]vlan batch 10 20
[sw1]int vlanif 10
[sw-Vlanif10]ip add 192.168.1.254 24
[sw1]int vlanif 20
[sw-Vlanif20]ip add 192.168.2.254 24
[sw]int g0/0/1
[sw-GigabitEthernet0/0/1]p l t
[sw-GigabitEthernet0/0/1]p t a v a
[sw1]stp region-configuration
[sw-mst-region]region-name lvlq
[sw-mst-region]instance 1 vlan 10
[sw-mst-region]instance 2 vlan 20
[sw-mst-region]active region-configuration [sw1]stp instance 1 root primary
[sw1]stp instance 2 root secondary

sw2进行设置

[sw2]vlan batch 10 20
[sw2]int g0/0/1
[sw2]int vlanif 10
[sw-Vlanif10]ip add 192.168.1.254 24
[sw2]int vlanif 20
[sw-Vlanif20]ip add 192.168.2.254 24
[sw2]int g0/0/1
[sw-GigabitEthernet0/0/1]p l t
[sw-GigabitEthernet0/0/1]p t a v a [sw2]stp region-configuration
[sw-mst-region]region-name lvlq
[sw-mst-region]instance 1 vlan 10
[sw-mst-region]instance 2 vlan 20
[sw-mst-region]active region-configuration
[sw12]stp instance 2 root primary
[sw2]stp instance 1 root secondary

对sw3进行设置

[sw3]int g0/0/1
[sw-GigabitEthernet0/0/1]p l t
[sw-GigabitEthernet0/0/1]p t  a v a
[sw3]int g0/0/2
[sw-GigabitEthernet0/0/2]p l t
[sw-GigabitEthernet0/0/2]p t a v a
[sw3]int g0/0/3
[sw-GigabitEthernet0/0/3]p l a
[sw-GigabitEthernet0/0/32]p d v 10
[sw3]int g0/0/4
[sw-GigabitEthernet0/0/4]p l a
[sw-GigabitEthernet0/0/4]p d v 20

断掉其中一个接口，sw2开始工作。
pc2 ping pc1同理。

实验四

则在实验一上继续

[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid 1 track  interface  g0/0/1 reduced  20  #若g0/0/1不健康时，R1自动降优值20,

实验五

sw1

[Huawei]sysname sw1
[sw1]vlan b 10 20
[sw1]stp re
[sw1]stp region-configuration
[sw1-mst-region]region-name lvlq
[sw1-mst-region]instance 1 vlan 10
[sw1-mst-region]instance 2 vlan 20
[sw1-mst-region]active region-configuration
[sw1-mst-region]q
[sw1]stp mode mstp
[sw1]stp instance 1 root primary
[sw1]stp instance 2 root secondary
[sw1]int g0/0/1
[sw1-GigabitEthernet0/0/1]p l t
[sw1-GigabitEthernet0/0/1]p t a v a
[sw1-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/2
[sw1-GigabitEthernet0/0/2]p l t
[sw1-GigabitEthernet0/0/2]p t a v a
[sw1-GigabitEthernet0/0/2]q
[sw1]int vlanif 10
[sw1-Vlanif10]ip add 192.168.1.252 24
[sw1-Vlanif10]vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.1.254
[sw1-Vlanif10]vrrp vrid 1 priority 110
[sw1-Vlanif10]int vlan 20
[sw1-Vlanif20]ip add 192.168.2.253 24
[sw1-Vlanif20]vrrp vrid 2 virtual-ip 192.168.2.254
[sw1-Vlanif20]q
[sw1]dis vrrp br  //查看vrrp 配置的信息
VRID  State        Interface                Type     Virtual IP
----------------------------------------------------------------
1     Master       Vlanif10                 Normal   192.168.1.254
2     Backup       Vlanif20                 Normal   192.168.2.254
----------------------------------------------------------------
Total:2     Master:1     Backup:1     Non-active:0

sw2

[Huawei]sysname sw2
[sw2]vlan b 10 20
[sw2]stp region-configuration
[sw2-mst-region]region-name lvlq
[sw2-mst-region]instance 1 vlan 10
[sw2-mst-region]instance 2 vlan 20
[sw2-mst-region]act
[sw2-mst-region]active re
[sw2-mst-region]active region-configuration
[sw2-mst-region]q
[sw2]stp instance 1 root secondary
[sw2]stp instance 2 root primary
[sw2]int g0/0/1
[sw2-GigabitEthernet0/0/1]p l t
[sw2-GigabitEthernet0/0/1]p t a v a
[sw2-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/2
[sw2-GigabitEthernet0/0/2]p l t
[sw2-GigabitEthernet0/0/2]p t a v a
[sw2-GigabitEthernet0/0/2]q
[sw2]int vlan 10
[sw2-Vlanif10]ip add 192.168.1.253 24
[sw2-Vlanif10]vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.1.254
[sw2-Vlanif10]int vlan 20
[sw2-Vlanif20]ip add 192.168.2.252 24
[sw2-Vlanif20]vrrp vrid 2 virtual-ip 192.168.2.254
[sw2-Vlanif20]vrrp vrid 2 priority 110

sw3

[Huawei]sysname sw3
[sw3]vlan b 10 20
[sw3]stp region-configuration
[sw3-mst-region]region-name lvlq
[sw3-mst-region]instance 1 vlan 10
[sw3-mst-region]instance 2 vlan 20
[sw3-mst-region]q
[sw3]int g0/0/1
[sw3-GigabitEthernet0/0/1]p l t
[sw3-GigabitEthernet0/0/1]p t a v a
[sw3-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/2
[sw3-GigabitEthernet0/0/2]p l t
[sw3-GigabitEthernet0/0/2]p t a v a
[sw3-GigabitEthernet0/0/2]int g0/0/3
[sw3-GigabitEthernet0/0/3]p l a
[sw3-GigabitEthernet0/0/3]p d v 10
[sw3-GigabitEthernet0/0/3]int g0/0/4
[sw3-GigabitEthernet0/0/4]p l a
[sw3-GigabitEthernet0/0/4]p d v 20
————————————————
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