文章目录**1 VRRP技术**1.1 VRRP基本概念1.2 VRRP协议标准模式详细信息**VRRP备份组****备份组成员优先级****如何操作备份组成员
1 VRRP 技术1.1 VRRP的基本概念
增加网关是提高链路可靠性的常用方法，在这种情况下，如何在多个出口之间选择路径是需要解决的问题。 虚拟
路由就绪
虚拟路由器冗馀协议(Protocol )解决了这一问题，VRRP功能将承担网关功能的一组路由器添加到备份组以形成虚拟路由器，VRRP协议选举机制允许哪个路由器承担转发任务
VRRP有VRRPv2和VRRPv3两个版本，VRRPv2版本仅支持IPv4 VRRP，VRRPv3版本支持IPv4
VRRP和IPv6 VRRP。
提示： VRRP必须应用于具有多播或广播功能的局域网(如以太网)。
1.2 VRRP协议标准模式细节解VRRP备份组VRRP将局域网中的一组路由器统称为备份组。 备份组主路由器
一个或多个Backup路由器。 VRRP备份组特征：
虚拟路由器具有一个称为虚拟IP地址的IP地址。 局域网中的主机只需知道此虚拟路由器的IP地址并将其设置为默认网关即可。 网络中的主机通过此虚拟路由器与外部网络进行通信。
备份组中的路由器根据优先级选择主路由器，并承担网关功能。 其他路由器作为Backup路由器，如果主路由器出现故障，它将继续代替主路由器充当网关，使网络中的主机不断与外部网络进行通信。
虚拟路由器的IP地址可以是未分配给备份组所在网段的IP地址，也可以与备份组中路由器的接口IP地址相同。 接口IP地址与虚拟IP地址相同的路由器称为“IP地址所有者”。
备份组成员的优先级VRRP根据优先级确定备份组中每个路由器的角色(主路由器或Backup路由器)。 优先级越高，越有可能成为主路由器。
VRRP的优先级范围为0到255，数值越大表示优先级越高。 可设置的范围为1~254，其中系统保留优先级0用于特殊目的，系统保留IP地址所有者255。 如果路由器是IP地址的所有者，则其优先级始终为255。 因此，如果备份组中存在IP地址所有者，只要其运行正常，它就是主路由器。
备份组成员的工作方式备份组中的路由器具有以下两种行为：
非抢占方法—即使以后设置了更高的优先级，Backup路由器也不会成为主路由器，除非主路由器出现故障。
抢占方式：当发现自己的优先级高于当前主路由器的优先级时，向外部发送VRRP通知消息。 备份组中的路由器重新选举主路由器，最终将替代原始主路由器。 因此，原始主路由器将是Backup路由器。
备份组成员的认证方式为了防止未授权用户对消息的攻击，VRRP通过在VRRP消息中添加认证字来验证所接收的VRRP消息。 VRRP有两种认证方式。
simple :简单的文字认证。 发送VRRP消息的路由器在VRRP消息中写入认证字，并且接收到VRRP消息的路由器将接收到的VRRP消息中的认证字与本地配置的认证字进行比较。 如果认证字相同，则认为接收到的消息是真实且合法的VRRP消息； 否则，我认为接收到的消息是非法消息。
md5:MD5认证。 发送VRRP消息的路由器使用认证字和MD5算法对VRRP消息进行摘要运算，运算结果保存在Authentication中
正在验证头。 接收到VRRP消息的路由器使用认证字和MD5算法进行同样的运算，将运算结果与认证头的内容进行比较。 如果是，则认为所接收的消息是真实且合法的VRRP消息； 否则，我认为接收到的消息是非法消息。
提示：在不安全的网络中，如果备份组以抢占方式运行，未经验证就被攻击消息抢占为主节点，很容易导致业务中断； 在安全网络上，用户可以不设置身份验证方法。
VRRP定时器VRRP计时器分为两种。
(1) VRRP告知信息时间间隔定时器
VRRP备份组中的主路由器定期(默认为1秒，可更改)发送VRRP通知消息，通知备份组中的路由器运行正常。 如果Backup路由器等待三个间隔后仍未收到VRRP通知消息，则它会认为自己是主路由器，并对外发送VRRP通知消息，然后重新选举主路由器。
)2) VRRP抢占
延迟时间定时器为了避免备份组内的成员频繁进行主备状态转换，让Backup路由器有足够的时间搜集必要的信息（如路由信息），Backup路由器接收到优先级低于本地优先级的通告报文后，不会立即抢占成Master，而是等待一定时间（抢占延迟时间后），才会对外发送VRRP通告报文取代原来的Master路由器。
VRRP工作过程VRRP的工作过程如下：
(1)
备份组中的路由器根据优先级确定自己在备份组中的角色。优先级高的路由器成为Master路由器；优先级低的成为Backup路由器；如果优先级相同，则IP地址大的成为Master路由器。Master路由器定期发送VRRP通告报文，通知备份组内的其他路由器自己工作正常；Backup路由器则启动定时器等待通告报文的到来。
(2)在抢占方式下，当Backup路由器收到VRRP通告报文后，会将自己的优先级与通告报文中的优先级进行比较。如果大于通告报文中的优先级，则成为Master路由器；否则将保持Backup状态。抢占方式可以确保承担转发任务的Master路由器始终是备份组中优先级最高的路由器。
(3)在非抢占方式下，只要Master路由器没有出现故障，备份组中的路由器始终保持Master或Backup状态，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。非抢占方式可以避免频繁地切换Master路由器。
(4)如果Backup路由器的定时器超时后仍未收到Master路由器发送来的VRRP通告报文，则认为Master路由器已经无法正常工作，此时Backup路由器会认为自己是Master路由器，并对外发送VRRP通告报文。备份组内的路由器根据优先级选举出Master路由器，承担报文的转发功能。
由于路由器上备份组的配置不一致、网络故障等原因造成备份组中存在多个Master路由器时，这些Master路由器会根据优先级和IP地址选举出一个Master：优先级高的路由器成为Master；优先级低的成为Backup；如果优先级相同，则IP地址大的成为Master。
VRRP监视功能配置VRRP监视功能时，需要配置备份组中的路由器工作在抢占方式，以保证只有优先级最高的路由器才能成为Master、承担转发任务。
（1）监视指定接口功能
VRRP的监视接口功能更好地扩充了备份功能：不仅能在备份组中某路由器的接口出现故障时提供备份功能，还能在路由器的其它接口（如连接上行链路的接口）不可用时提供备份功能。
路由器连接上行链路的接口出现故障时，备份组无法感知上行链路接口的故障，如果该路由器此时处于Master状态，将会导致局域网内的主机无法访问外部网络。通过监视指定接口的功能，可以解决该问题。当连接上行链路的接口处于Down或Removed状态时，路由器主动降低自己的优先级，使得备份组内其它路由器的优先级高于这个路由器，以便优先级最高的路由器成为Master，承担转发任务。
（2）监视Track项功能
通过VRRP监视Track项功能，可以实现：
根据上行链路的状态，改变路由器的优先级。当上行链路出现故障，局域网内的主机无法通过路由器访问外部网络时，被监视Track项的状态为Negative，并将路由器的优先级降低指定的数额。从而，使得备份组内其它路由器的优先级高于这个路由器的优先级，成为Master路由器，保证局域网内主机与外部网络的通信不会中断。
在Backup路由器上监视Master路由器的状态。当Master路由器出现故障时，工作在切换模式的Backup路由器能够迅速成为Master路由器，以保证通信不会中断。
提示：关于Track功能，请查看“ ”
VRRP报文格式Master路由器以组播的方式定时发送VRRP报文通告它的存在。这些报文可以用来检测虚拟路由器的各种参数，还可以用于Master路由器的选举。VRRP报文封装在IP报文中，协议号为112。
各字段解释如下：
Version：协议版本号。VRRPv2对应的版本号为2；VRRPv3对应的版本号为3。
Type：VRRP报文的类型。VRRPv2和VRRPv3报文只有一种类型，即VRRP通告报文（Advertisement），该字段取值为1。
Virtual Rtr ID（VRID）：虚拟路由器号（即备份组号），取值范围1～255。
Priority：路由器在备份组中的优先级，取值范围0～255，数值越大表明优先级越高。
Count IP Addrs/Count IPv6
Addrs：备份组虚拟IP地址的个数。1个备份组可对应多个虚拟IP地址。
Auth
Type：认证类型。该值为0表示无认证，为1表示简单字符认证，为2表示MD5认证。VRRPv3不支持MD5认证。
Adver
Int：发送通告报文的时间间隔。VRRPv2中单位为秒，缺省为1秒；VRRPv3中单位为厘秒，缺省为100厘秒。
Checksum：16位校验和，用于检测VRRP报文中的数据破坏情况。
IP Address/IPv6 Address：备份组虚拟IP地址表项。所包含的地址数定义在Count IP
Addrs/Count IPv6 Addrs字段。
Authentication Data：验证字，目前只用于简单字符认证，对于其它认证方式一律填0。
1.3 VRRP协议负载模式详解 VRRP负载均衡模式基本概念在VRRP标准协议模式中，只有Master路由器可以转发报文，Backup路由器处于监听状态，无法转发报文。虽然创建多个备份组可以实现多个路由器之间的负载分担，但是局域网内的主机需要使用不同的网关，在个别组网中不太现实。
VRRP负载均衡模式在VRRP提供的虚拟网关冗余备份功能基础上，增加了负载均衡功能。其实现原理为：将一个虚拟IP地址与多个虚拟MAC地址对应，VRRP备份组中的每个路由器都对应一个虚拟MAC地址；Master使用不同的虚拟MAC地址应答主机的ARP（IPv4网络中）/ND（IPv6网络中）请求，从而使得不同主机的流量发送到不同的路由器，备份组中的每个路由器都能转发流量。在VRRP负载均衡模式中，只需创建一个备份组，就可以实现备份组中多个路由器之间的负载分担，避免了VRRP备份组中Backup路由器始终处于空闲状态、网络资源利用率不高的问题。
虚拟MAC地址的分配VRRP负载均衡模式中，Master路由器负责为备份组中的路由器分配虚拟MAC地址，并为来自不同主机的ARP/ND请求，应答不同的虚拟MAC地址，从而实现流量在多个路由器之间分担。备份组中的Backup路由器不会应答主机的ARP/ND请求。
虚拟转发器
虚拟MAC地址的分配，实现了不同主机将流量发送给备份组中不同的路由器。为了使备份组中的路由器能够转发主机发送的流量，需要在路由器上创建虚拟转发器。每个虚拟转发器都对应备份组的一个虚拟MAC地址，负责转发目的MAC地址为该虚拟MAC地址的流量。
虚拟转发器的创建过程为：
(1)备份组中的路由器获取到Master为其分配的虚拟MAC地址后，创建该MAC地址对应的虚拟转发器，该路由器称为此虚拟MAC地址对应虚拟转发器的VF
Owner（Virtual Forwarder Owner，虚拟转发器拥有者）。
(2)该路由器将虚拟转发器的信息通告给备份组内其他的路由器。
(3)备份组内的路由器接收到虚拟转发器信息后，在本地创建该虚拟MAC地址对应的虚拟转发器。
由此可见，备份组中的路由器上不仅需要创建Master为其分配的虚拟MAC地址对应的虚拟转发器，还需要创建其他路由器通告的虚拟MAC地址对应的虚拟转发器。
(2)该路由器将虚拟转发器的信息通告给备份组内其他的路由器。
(3)备份组内的路由器接收到虚拟转发器信息后，在本地创建该虚拟MAC地址对应的虚拟转发器。
由此可见，备份组中的路由器上不仅需要创建Master为其分配的虚拟MAC地址对应的虚拟转发器，还需要创建其他路由器通告的虚拟MAC地址对应的虚拟转发器。