《开学第二堂课》-VRRP 冗余 协议

VRRP virtual router 冗余 协议

一、VRRP 背景
高可用性
单点故障 STP Eth-trunk --->解决链路层的单点故障问题
VRRP 解决的是网路层单点故障的问题： 单网关缺陷的问题

自动化实现，多个冗余网关 之间的数据切换的问题


二、VRRP 的概念以及如何实现

1.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
配置虚拟路由器的IP地址作为网关，实现网关的备份
用户没有感知


2.协议版本：VRRPv2（常用）和VRRPv3：
VRRPv2仅适用于IPv4网络，VRRPv3适用于IPv4和IPv6两种网络。

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， 组播地址
目的MAC地址是01-00-5e-00-00-12，
协议号是112。


3.VRRP基本概念：
VRRP路由器（VRRP Router）：运行VRRP协议的设备，如RouterA和RouterB。
虚拟路由器（Virtual Router）：又称VRRP备份组，由一个Master设备和多个Backup设备组成，被当作一个共享局域网内主机的缺省网关。如RouterA和RouterB共同组成了一个虚拟路由器。
Master路由器（Virtual Router Master）：承担转发报文任务的VRRP设备，如RouterA。
Backup路由器（Virtual Router Backup）：一组没有承担转发任务的VRRP设备，当Master设备出现故障时，它们将通过竞选成为新的Master设备，如RouterB。
Priority：设备在备份组中的优先级，取值范围是0～255。0表示设备停止参与VRRP备份组，用来使备份设备尽快成为Master设备，而不必等到计时器超时；255则保留给IP地址拥有者，无法手工配置；设备缺省优先级值是100。
vrid：虚拟路由器的标识，如图中RouterA和RouterB组成的虚拟路由器的vrid为1，需手工指定，范围1-255。
虚拟IP地址(Virtual IP Address)：虚拟路由器的IP地址，一个虚拟路由器可以有一个或多个IP地址，由用户配置。如RouterA和RouterB组成的虚拟路由器的虚拟IP地址为10.1.1.254/24。
IP地址拥有者（IP Address Owner）：如果一个VRRP设备将真实的接口IP地址配置为虚拟路由器IP地址，则该设备被称为IP地址拥有者。如果IP地址拥有者是可用的，则它将一直成为Master。
虚拟MAC地址（Virtual MAC Address）：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} 。当虚拟路由器回应ARP请求时，使用虚拟MAC地址，而不是接口的真实MAC地址。如RouterA和RouterB组成的虚拟路由器的vrid为1，因此这个VRRP备份组的MAC地址为 ****00-00-5E-00-01-01。 ==> 最后的01表示VRRP组的编号


4.VRRP 的状态机 init Master Backup

在设备刚启动的时候 init---> Master 刚加入到VRRP组，所有设备都会认为自己是Master
选举:比较优先级(0-255),默认100，越大越优先，如果优先级相同，比IP地址，越大越优先

VRRP的工作过程如下：
选举出Master：
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。
选举规则：比较优先级的大小，优先级高者当选为Master设备。当两台设备优先级相同时，如果已经存在Master，则其保持Master身份，无需继续选举；如果不存在Master，则继续比较接口IP地址大小，接口IP地址较大的设备当选为Master设备。
Master设备状态的通告（VRRP备份组状态维持）：
Master设备周期性地发送VRRP通告报文，在VRRP备份组中公布其配置信息（优先级等）和工作状况。Backup设备通过接收到的VRRP报文来判断Master设备是否工作正常。 当Master设备主动放弃Master地位（如Master设备退出备份组）时，会发送优先级为0的通告报文，用来使Backup设备快速切换成Master设备，而不用等到Master_Down_Interval定时器超时。这个切换的时间称为Skew_Time，计算方式为：（256－Backup设备的优先级）/256，单位为秒。
当Master设备发生网络故障而不能发送通告报文的时候，Backup设备并不能立即知道其工作状况。等到Master_Down_Interval定时器超时后，才会认为Master设备无法正常工作，从而将状态切换为Master。其中，Master_Down_Interval定时器取值为：3×Advertisement_Interval＋Skew_Time，单位为秒。



三、VRRP的配置

1.VRRP基础实验配置
2.VRRP追踪上行链路接口配置
3.VRRP在三层交换机上的配置
4.VRRP和MSTP的经典组网/负载分担


四、VRRP的特性

1.主备切换
通过免费ARP向交换机、其他终端等设备 通告 虚拟IP的mac地址。来决定网络中流量的转发路径

抢占模式---抢占延时
抢占模式如果立即生效，会导致 网络流量 突然中断，导致网络震荡

抢占延时
默认为0


2.VRRP的双主/双活 现象 多个master

1、VRRP主备设备上的配置参数不对称，如验证类型（包括类型和验证字）、备份组ID、虚地址列表、版本等。
2、心跳报文所经过的链路不通或不稳定。
3、端口被STP、RRPP等破环协议错误阻断。
4、设备CPU使用率过高。


3.可以利用VRRP(+MSTP )来设置流量的负载均衡

五、VRRP 的认证
在配置VRRP组的端口上进行配置
[SW1-Vlanif10]vrrp vrid 10 authentication-mode ?
md5 MD5 authentication mode # 加密
simple Plain text authentication mode # 明文 不加密

eg.
vrrp vrid 10 authentication-mode md5 password