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虚拟路由冗余协议VRRP#xff08;Virtual Router Redundancy Protocol#xff09;是一种用于提高网络可靠性的容错协议。
通过VRRP#xff0c;可以在主机的下一跳设备出现故障时#xff0c;及时将业务切换到备份设备#xff0c;从而保障网络通信的连续性和可…
什么是VRRP
虚拟路由冗余协议VRRPVirtual Router Redundancy Protocol是一种用于提高网络可靠性的容错协议。
通过VRRP可以在主机的下一跳设备出现故障时及时将业务切换到备份设备从而保障网络通信的连续性和可靠性。 为什么需要VRRP 随着网络的快速普及和相关应用的日益深入各种增值业务如IPTV、视频会议等已经开始广泛部署基础网络的可靠性日益成为用户关注的焦点能够保证网络传输不中断对于终端用户非常重要。
现网中的主机使用缺省网关与外部网络联系时如果Gateway出现故障与其相连的主机将与外界失去联系导致业务中断。 局域网缺省网关示意图
VRRP的出现很好地解决了这个问题。VRRP将多台设备组成一个虚拟设备通过配置虚拟设备的IP地址为缺省网关实现缺省网关的备份。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。如下图所示当Master设备故障时发往缺省网关的流量将由Backup设备进行转发。 VRRP备份组示意图
VRRP的工作原理 VRRP的三种状态
VRRP协议中定义了三种状态机初始状态Initialize、活动状态Master、备份状态Backup。其中只有处于Master状态的设备才可以转发那些发送到虚拟IP地址的报文。下表详细描述了三种状态。
表1-1 VRRP协议状态 VRRP选举机制
由几台路由器组成的虚拟路由器又称为VRRP备份组。一个VRRP备份组在逻辑上为一台路由器。VRRP备份组建立后各设备会根据所配置的优先级来选举Master设备选举方式如下图所示。 Master设备选举过程
VRRP工作原理
如下图所示路由器A、B、C通过配置VRRP组成一个虚拟路由器。虚拟路由器的IP地址可以与设备上某台设备的实际IP地址一致实际上直接指定此设备为Master也可以与它们的地址在同一个网段但不一致。在本例中我们以前一种方式来举例说明虚拟路由器的IP地址为路由器A的IP地址注意虚拟路由器的IP地址可以与设备上某台设备的实际IP地址一致也可以与它们呢的地址在同一个网段但不一致。在本例中我们以前一种方式来举例说明。由于虚拟路由器的IP地址与路由器A的IP地址相同因此路由器A为Master设备路由器B、C为Backup设备。Client1~3的默认网关为10.10.0.1。作为Master设备路由器A处理着Client1~3发往默认网关10.10.0.1的报文 VRRP工作原理
当Master设备出现故障时路由器B和路由器C会选举出新的Master设备。新的Master设备开始响应对虚拟IP地址的ARP响应并定期发送VRRP通告报文。
VRRP的详细工作过程如下 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设备周期性向备份组内所有Backup设备发送VRRP通告报文通告其配置信息优先级等和工作状况。 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设备或者主机的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。 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。 VRRP应用场景 在网络中VRRP不仅仅在设备故障时触发Master设备的切换它也能感知某个接口、某条路由的状态。
与接口状态联动
如下图所示VRRP可以与上行接口的状态绑定在一起当承担转发任务的Master设备的上行接口出现异常时Master设备会降低一定的优先级当优先级低于Backup设备的优先级时Backup设备就会切换为Master设备从而防止因为上行接口的异常导致业务受损。 VRRP与接口联动
与路由状态联动
如下图所示VRRP可以与上行路由的状态绑定在一起当上行路由出现异常时Master设备可以降低一定的优先级当优先级低于Backup设备的优先级时Backup设备就会切换为Master设备从而防止因为上行路由的异常导致业务受损。
VRRP与路由联动
