VRRP协议

  • 一.VRRP详解
  • vrrp概述
  • VRRP路由器
  • VRRP组
  • 虚拟路由器
  • 虚拟IP地址、MAC地址
  • Master、Backup路由器
  • VRRP报文
  • VRRP总结
  • 二.VRRP的配置方法


一.VRRP详解

vrrp概述

  • Virtual Router Redundancy Protocol ，即虚拟路由器冗余协议。
  • VRRP可以使同一局域网内的两台路由器（同一个局域网中的两个接口）协同工作。
  • 两台路由器一个处于Master状态，另一个处于Backup状态。处于Master状态的路由器（的接口）承担实际的数据流量转发任务。
    - VRRP决定那个路由器是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。
  • 在一个VRRP组内的多个路由器接口共用一个虚拟IP地址，这个虚拟IP地址被作为局域网内所有主机的缺省（默认）网关地址。

VRRP路由器

  • 运行VRRP的路由器，一台VRRP路由器（的接口）可以同时参与到多个不同的VRRP组中，在不同的组中，一台VRRP路由器可以充当不同的角色。（Master/Backup）

VRRP组

  • 一个VRRP组有多个VRRP路由器组成，使用相同的VRID（虚拟路由器ID）进行标识，属于同一个VRRP组的VRRP路由器互相交换信息，每一个VRRP组中只能有一个Master。

虚拟路由器

  • 对于每一个VRRP组，抽象出来的一个逻辑路由器，该路由器充当 网络用户的网关，该路由器并非真实存在，事实上对于用户而言，只需知道虚拟路由器的IP,至于具体的数据转发任务由谁来承担，Master故障后谁来接替，这是VRRP的工作。

虚拟IP地址、MAC地址

  • 虚拟IP地址就是虚拟路由器的IP地址，该地址实际上就是用户的网关地址
  • 虚拟MAC地址是虚拟路由器根据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 >（比如VRID 1 他的虚拟MAC地址为00-00-5E-00-01-01）

Master、Backup路由器

  • Master路由器：在VRRP组中实际转发数据包的路由器，在每一个VRRP组中仅有Master路由响应对虚拟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：处于监听状态的路由器，一旦Master路由器出现故障，Backup路由器就开始接替工作
  • Master和Backup的选举依据：先比较接口VRRP优先级（比大），如果相等，则比较接口IP地址（比大）

VRRP报文

VRRP报文是一种组播报文，由Master路由器发出来通告它的存活情况，VRRP报文是封装在IP报文中，通过组播的方式传送。也就是说VRRP协议跟ICMP协议一样，工作在第三层（网络层），它是不具有端口的说法的。

VRRP报文通过组播地址224.0.0.18发送，TTL为255，协议号为112

VRRP总结

VRRP 即虚拟路由器冗余协议。

作用:vrrp是一种路由器备份机制。保证网络主机的下一跳路由器故障时可及时由另一台路由器代替，从而保证网络的连续性和可靠性。

概念:

  • VRID：每一个VRRP组都有一个VRID，作为唯一标识
  • 虚拟路由、虚拟IP、虚拟MAC
  • 虚拟路由：VRRP虚拟出的逻辑路由器，上面有虚拟IP、虚拟MAC
  • 虚拟IP：VRRP组中由MASTER设备承载的虚拟IP地址，并且是所有局域网主机的默认网关
  • 虚拟MAC：00-00-5E-00-01-【VRID】
  • MASTER：承载虚拟IP，实际用于接收用户发送的数据，负责数据包的转发，响应局域网主机的ARP请求,周期性的给BACKUP发送VRRP报文通告自己的存活情况
  • BACKUP：监听MASTER发送的VRRP报文，当在一定时间范围内没接收到MASTER发送的VRRP报文时，则会替代MASTER角色
  • MASTER，BACKUP 角色的选举依据：
  • 优先使用VRRP优先级来选举，值越大，优先级越高。
  • 如果优先级一样，则通过接口的IP地址来选举，IP越大，优先级越高。
  • VRRP报文：封装在IP报文里，通过组播地址224.0.0.18发送，TTL（生命周期没经过路由器转发就会-1，为0时数据将被丢弃）为255，协议号为112

二.VRRP的配置方法

整体配置图如下

VRRP基于VLAN_IP

1在lsw1中创建vlan 10和vlan 20，在lsw2和lsw3中分别创建vlan 10，vlan 20和vlan 100

vlan batch 10 20 100

2.进入所有的交换机（lsw1、lsw2、lsw3）端口设置链路类型（Access或Trunk）并将Access链路类型的端口加入对应vlan，然后设置一下路由器（AR1）的端口的IP地址

access：
int e0/0/4
port link-type access
port default vlan 10 

trunk
int e0/0/1
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan all （all表示所有）

AR1:
int g0/0/1
ip address 11.0.0.1 30

3.创建虚拟vlan端口并添加IP地址，在lsw1和lsw2中分别创建vlanif 10，vlanif 20，vlanif 100，并设置好对应的IP地址。

int vlanif 10
ip address 192.168.10.10 24

4.然后将lsw2和lsw3各自的vlanif10加入到 vrid 10 中设置好 vrid 10 的ip地址 这个地址就是所有vlan 10内主机的默认网关地址。然后我们要将lsw2设置成 vrid 10 的Master模式，lsw3设置成 vrid 10 的Backup模式。

只需要在lsw2中设置下列操作即可

[lsw2]int vlanif 10 （进入vlan10网关的接口）

[lsw2-vlanif10]vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.10.11  (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192.168.10.11)

[lsw2-vlanif10]vrrp vrid 10 priority 120 （设置设备lsw2的优先级为120，默认值为100，数值越
大越优先）（##设置好这个，只要另一台 路由/三层交换机 的优先级低于这台 路由/三层交换机，
这个 路由/三层交换机 就是Master设备）

[lsw2-vlanif10]vrrp vrid 10 preempt-mode timer delay 5  （配置Master设备的抢占时延为5秒，默
认值为0，即立即抢占，我们把他设置为Master失效的5秒后抢占Master身份，以防频繁地进行状
态切换导致数据丢失）

[lsw2-vlanif10]vrrp vrid 10 track interface g0/0/1 reduced 30  （持续跟踪上行接口g0/0/1的状
态，如端口故障则Master优先级降低30，默认值为10，之前我们设置的优先级为120，故障
之后降低30变为90比默认的优先级100小所以我们的lsw3不需要设置优先级使用默认的优先
级就可以。）

在lsw3中设置下列操作

[lsw3]int vlanif 10 （进入vlan10网关的接口）

[lsw3-vlanif10]vrrp vrid 10 rirtual-ip 192.168.10.11  （将lsw3也加入到 vrid 10 中）

其他的我们就不需要设置了优先级默认是100低于lsw2中设置的优先级。

5.vrid 20 重复上述操作将 lsw3 设置为 vrid 20 的Master设备，将 lsw2 设置为 vrid 20 的 Backup设备。

6.（1）然后给 lsw2 配置 路由规则 目标地址为 1.1.1.1 （pc4的IP地址）子网掩码为24 下一跳地址为 11.0.0.1

（2）再给lsw3配置路由规则 目标地址为 1.1.1.1 （pc4的IP地址）子网掩码为24 下一跳地址为 12.0.0.1

ip route-static 1.1.1.1 24 11.0.0.1

7.再给AR1配置一下路由规则

  • 设置一个目标IP地址为 pc1 IP地址的静态路由，下一跳IP地址为11.0.0.2（LSW2 中vlanif 100的IP地址）
  • 设置一个目标IP地址为 PC1 IP地址的静态路由+备份路由 下一跳IP地址为12.0.0.2 （LSW3 中vlanif 100的IP地址）
  • 设置一个目标IP地址为 pc2 IP地址的静态路由+备份路由 ，下一跳IP地址为11.0.0.2（LSW2 中vlanif 100的IP地址）
  • 设置一个目标IP地址为 PC1 IP地址的静态路由，下一跳IP地址为12.0.0.2 （LSW3 中vlanif 100的IP地址）

静态路由

ip route-static 192.168.10.0 24 11.0.0.2

静态路由+备份路由

ip route-static 192.168.10.0 24 12.0.0.2 preference 70（给静态路由设置优先级默认优先级60，优先级数值越大优先级越小）

8.最后置一下PC1、PC2、PC4的IP地址和网关地址（PC1的网关地址是VRID 10的IP地址，PC2的网关地址是VRID 20的IP 地址，PC4的网关地址是1.1.1.2）