VRRP协议小结

定义：vrrp是虚拟冗余网关协议，可以将多台路由设备虚拟成一台实现网关的备份和负载。
版本：vrrp v2仅适用于ipv4，vrrp v3适用于IPv4和ip v6。

报文：vrrp只有一种报文：Advertisement,其目的地址是224.0.0.18，其目的mac地址是01-00-5e-00-00-12，协议号112.
任何运行了vrrp协议的路由器都属于224.0.0.18这个组播地址，报文发向这个地址，那么组内的所有路由器都会收到。
虚拟网关：

虚拟IP地址：是所有终端设备的网关。
虚拟mac地址：00-00-5e-00-01-vid 此mac地址和组播的mac地址不一样，是不固定的。vid表示设备的编号。
虚拟vrid：不同的vrid代表不同的虚拟路由器组。

工作过程：

1：选举出master，master 设备周期性发送vrrp通告报文给组内的其他设备，以通知自己处于正常的工作状态。默认1s发送一次。根据设备的优先级选举出master，默认优先级是100，越大越优先。优先级范围是1-255.可设置是1-254，255时，物理接口地址和虚拟网关地址冲突。
2：当master出现问题时，backup设备在间隔时间内未收到master发送的通告报文，则立即成为master。间隔时间默认是3倍的报文通告时间
3：当master故障修复之后，则立即抢占成为master（默认），可以设置抢占时延，避免出现短暂的链路故障。抢占时延不能随意设置，必须结合当前网络的整体环境，和上游整体网络的收敛相吻合。否则，主备切换回来之后，上游网络并没有完成收敛，就会导致网络故障。
vrrp 的故障场景：
当vrrp组上游链路出现故障的时候，主备之间的链路通告是正常的，并不会发生切换。数据从主设备发送出去后，回不来，那么就会影响网络通讯。
解决方法：
利用vrrp的联动功能，监听上游链路的状态，当上游链路出现故障之后，主设备将自己的优先级降低，使备设备升级为主设备。
利用track功能，监听直连的链路，当链路发生故障时，降低优先级，如果是非直连的链路发生故障时，则，监听不到，不能降低优先级，就需要和bfd实现联动了。
会话跟踪bfd：双向检测机制，检测整条链路的状态，从源到目的整条链路的连接状态。可以和多种路由协议相联动，比如ospf、is-is、bgp等。

案例1：实现虚拟冗余

在这里插入图片描述

实验拓扑如上
第一步：将各个路由设备配置上IP地址（略）。
第二步：配置vrrp协议，我们将AR1设备配置为master。

AR1:所有关于vrrp的配置基本都是在接口视图里面配置的
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 192.168.1.2 255.255.255.0  物理接口的实际IP地址
 vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.1.1    添加虚拟网关地址，也是所有终端设备的网关
 vrrp vrid 1 priority 200    设置设备的优先级，默认为100.数值大的优先
 vrrp vrid 1 preempt-mode timer delay 10 （选配）  设置设备的抢占时延10s，默认为0，即立即抢占，会出现短暂的网络丢包。
 vrrp vrid 1 timer advertise 3    vrrp通告报文的发送间隔，默认为1s（选配）

AR2：
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 192.168.1.3 255.255.255.0 
 vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.1.1     虚拟网关地址
 其他参数可不配置。

验证：display vrrp brief 查看vrrp基础信息
在这里插入图片描述

可以看到，AR1是vrrp的主网关，承担数据的转发，AR2是备份状态，不转发数据。当主设备接口down掉时，备设备升级成主设备开始转发数据，这样就实现了简单的网关冗余。

查看详细信息：display vrrp
详细信息可以看到我们设置的详细的参数
在这里插入图片描述

实验2：端口跟踪和BFD双向检测

当网关接口down掉时，主备可以实现切换，但是要是上行链路出现故障，那么vrrp组检测不到，数据还是从主设备转发出去，但是回不来，就会出现通讯故障，这时，可以使用端口跟踪，检测出口状态，当与外界连接的端口出现故障时，设备将自己的优先级减至低于备设备，那么备用设备会升级成主网关，开始转发数据。
配置：在实验1的基础上

interface GigabitEthernet0/0/0
 vrrp vrid 1 track interface GigabitEthernet0/0/1 reduced 150
在网关接口下配置，track设备的出接口，故障时，优先级减掉150，那么备设备就会升级成主网关。

验证：将g0/0/1口down掉再次查看
在这里插入图片描述
可见，AR1的优先级以成为50，并且主网关的IP地址成为了AR2。

但是端口跟踪只能检测直连的链路的状态，要是与自己非直连的链路发生故障仍然检测不到，不会发生主备切换，那么就需要BFD技术了。BFD可以检测整条数据链路的状态，只要链路中的任何一个节点出现问题，就会引起主备切换。
配置如下：

AR1：
bfd  全局开启bfd功能
bfd 1 bind peer-ip 192.168.13.2 source-ip 192.168.13.1  创建一个bfd会话，绑定对端的IP地址和本端的IP地址，这两个IP地址可不在一个网段，只要保证路由可达即可。
 discriminator local 1   本端标识符，用来标识此次会话本端的唯一身份
 discriminator remote 3   对端标识符，用来标识对端的唯一身份
 commit   执行
 本端标识符也可以在绑定IP时多加上auto 命令，这样就不用单独指定，而是有双方协商生成。
 AR3：在对端设备上也得配置
 bfd 1 bind peer-ip 192.168.13.1 source-ip 192.168.13.2
 discriminator local 3
 discriminator remote 1
 commit
AR1：
interface GigabitEthernet0/0/0
 vrrp vrid 1 track bfd-session 1 reduced 120  在接口下再添加这么一条，track bfd 会话  注意，bfd-session 后面的1表示的时本端标识符，并不是bfd会话。

这样就保证了主设备的上行链路不管哪个节点出现问题，都可以实现主备切换。

实验三：实现网关的负载均衡

以上都是主设备运行，备设备并没有转发数据，造成设备的浪费，我们可以再创建一个虚拟组，再添加一个虚拟网关，使得不同的网关走不同的设备，两两互为备份。

AR1:
interface GigabitEthernet0/0/0
 vrrp vrid 2 virtual-ip 192.168.1.5  创建一个vrid 2的组，添加虚拟网关
 AR2：在路由2设备配置vrid 2为主设备
 interface GigabitEthernet0/0/0
 vrrp vrid 2 virtual-ip 192.168.1.5
 vrrp vrid 2 priority 200
 vrrp vrid 2 preempt-mode timer delay 10
 vrrp vrid 2 timer advertise 3

这样就实现了网关的负载均衡，不同的网关走不同的出口设备，路由2上也可以配BFD会话。和路由1一样。
验证：
在这里插入图片描述

可以看到两组互为主备。