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VRRP协议基本概述
1.VRRP能够在不改变组网的情况下,将多台路由器虚拟成一个虚拟路由器,通过配置虚拟路由器
的IP地址为默认网关,实现网关的备份。
2.协议版本:VRRPv2(常用)和VRRPv3:
3.VRRPv2仅适用于IPV4网络,VRRPV3适用于IPv4和IPv6两种网络:
4.VRRP协议报文:
只有一种报文:Advertisement报文;其目的IP地址是224.0.0.18,目的MAC地址是01-00-5e-00-00-
12,协议号是112.
VRRP的基本结构
状态机
*默认0 - 255
*0代表主路由器主动退出
*255代表 有设备和虚拟机IP冲突 物理接口 就是网关
*优先级相同会比较接口地址大的优先
*优先级默认为100( 缺省值100)
设备类型
master路由器:
通过比较VRRP优先级,优先级大的是master路由器;
周期性的发送VRRP报文,维护master路由器和备份路由器的身份;
周期时间默认是1s; 备份网关,通过比较 VRRP 优先级,优先级小的是备份路由器;
备份(backup)路由器:
通过不断的接收master路由器发送的 VRRP 报文来判断master路由器的状态;
如果在一定的时间内,收不到 VRRP 报文,则认为master路由器出现故障,自己升级为master路由器;
这个“一定的时间”,默认是“master路由器发送VRRP的周期”的3倍,所以默认是 3s 。
虚拟网关:
通过VRRP虚拟出来的网关IP地址,这个网关IP地址,是配置在终端设备上的;
终端设备访问其他网段时,直接将数据发送给虚拟网关IP地址,
此时只有master路由器会回应针对虚拟网关IP地址的ARP请求,所以最终终端设备发送的数据
发送到了master路由器设备上
主机设置的网关 是 不在配置在 真实接口上
VRID:
相同在同一个组只有在同一个组才会共享虚拟ip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VRRP报文格式VRRP只使用到advertisement这一种报文,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
VRRP状态机:
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,只有处于活动状态的设备才可以转发那些发那些发送到虚拟IP地址的报文。
Initialize:
设备启动时进入此状态,当收到接口Startup的消息,将转入Backup或Master状态(IP地址拥有者的接口优先级为255,直接转为Master)。在此状态时,不会对VRRP报文做任何处理。
Master:
当路由器处于Master状态时,它将会做下列工作:
1. 定期发送VRRP报文。
2. 以虚拟MAC地址响应对虚拟IP地址的ARP请求。 虚拟路由器 封装的时候 都封装 虚拟路由器的 mac地址
3.转发目的MAC地址为虚拟MAC地址的IP报文。
4. 如果它是这个虚拟IP地址的拥有者,则接收目的IP地址为这个虚拟IP地址的IP报文。否则,丢弃这个IP报文。
5. 如果收到比自己优先级大的报文则转为Backup状态。
6.如果收到优先级和自己相同的报文,并且发送端的主机IP地址比自己的主IP地址大,则转为Backup状态。
7.当接收到接口的Shutdown事件时,转为Initialize。
Backup:
当路由器处于Backup状态时,它将会做下列工作:
1.接收Master发送的VRRP报文,判断Master的状态是否正常。
2.对虚拟IP地址的ARP请求,不做响应。
3. 丢弃目的MAC地址为虚拟MAC地址的IP报文。
4.丢弃目的IP地址为虚拟IP地址的IP报文。
5. Backup状态下如果收到比自己优先级小的报文时,丢弃报文,不重置定时器;如果收到优先级和自己相同的报文,则重置定时器,不进一步比较IP地址。
6.当Backup接收到MASTER_DOWN_TIMER定时器超时的事件时,才会转为Master。
7. 当接收到接口的Shutdown事件时,转为Initialize。
VRRP工作原理
(1) 虚拟路由器中的路由器根据优先级选举出Master。Master路由器通过发送免费ARP报文,将自己的虚拟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;
(2) Master路由器周期性发送VRRP报文,以公布其配置信息(优先级等)和工作状况;
(3) 如果Master路由器出现故障,虚拟路由器中的Backup路由器将根据优先级重新选举新的Master;
(4) 虚拟路由器状态切换时,Master路由器由一台设备切换为另外一台设备,新的Master路由器只是简单地发送一个携带虚拟路由器的MAC地址和虚拟IP地址信息的免费ARP报文,这样就可以更新与它连接的主机或设备中的ARP相关信息。网络中的主机感知不到Master路由器已经切换为另外一台设备。
(5) Backup路由器的优先级高于Master路由器时,由Backup路由器的工作方式(抢占方式和非抢占方式)决定是否重新选举Master。
VRRP配置的实现
VRRP的实验
1.画出拓扑图
2.配置PC
3.配置路由器
R2:
R3:
R1:
4.测试结果