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标题: 云盘算【第一阶段（8）】VRRP的工作原理 [打印本页]

作者: 星球的眼睛 时间: 2024-6-15 01:11
标题: 云盘算【第一阶段（8）】VRRP的工作原理
目录
一、VRRP先容
1.1、为什么要使用VRRP
二、vrrp术语
三、VRRP工作原理
3.1、VRRP状态机
3.2、VRRP的VRID
3.3、vvrp的两组重要的概念
3.4、VRRP抢占功能
3.5、总结
四、vrrp的基本配置

一、VRRP先容

VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，假造路由器冗余协议）提供了局域网上的装备备份机制
VRRP是一种容错协议，在提高可靠性的同时，简化了主机的配置。它保证当主机的下一跳路由器坏掉时，可以及时由另一台路由器来代替，而无需修改其他配置（假造IP），从而保证通讯的连续性和可靠性（高可用）。

1.1、为什么要使用VRRP

镌汰单点故障：在没有VRRP的环境下，假如负责路由功能的装备出现故障，大概会导致整个网络的瘫痪。通过VRRP，可以消除这种单点故障的风险，因为即使主路由器失效，备份路由器也可以继续提供服务。
简化网络管理：使用VRRP可以简化网络管理。管理员只必要配置和管理一个假造路由器，而不是多个物理路由器。此外，由于VRRP提供了同一的路由服务，管理员可以更容易地监控和诊断网络题目。
平滑的故障切换：VRRP通过主备机制实现故障切换。当主路由器（Master）出现故障时，备份路由器（Backup）会接管其工作，成为新的主路由器。这种自动切换过程对于用户来说是透明的，用户不会感知到服务的停止。

二、vrrp术语

vrrp路由器

VRRP路由器是指运行VRRP的路由器，是物理实体；
一台vrrp路由器（的接口）可以同时参与到多个vrrp组中，在差别的组中，一台vrrp路由器可以充当差别的角色。

vrrp组

一个vrrp组由多个vrrp路由器组成，使用类似的vrid(virtual router id,假造路由器id)举行标识，属于同一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

假造路由器

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，只需知道假造路由器的ip,至于具体的假造路由器的角色由谁来负担，数据转发使命由谁来负担，master故障后谁来接替，这是vrrp的工作。
三、VRRP工作原理

通过VRRP（假造路由器冗余协议），主机可以实现冗余路由。VRRP答应一组路由器（主机）共享一个假造IP地址，其中一个路由器被选为主机，而其他路由器则作为备份。假如主机出现故障，备份路由器可以接管主机的IP地址，确保网络的连通性。在VRRP的架构中，假如主路由器发生故障或不可用，备份路由器将接管主机的假造IP地址，并继续提供网络服务。因此，主机通过VRRP假造路由来实现冗余，并确保网络的高可用性。
3.1、VRRP状态机

vrrp协议的状态共有三种，分别是Initialize,master,backup,
初始状态都是initialize,通过比较优先级产生master和backup,
在规定时间内，backup若没有收到master发来的心跳报文，将切换为master.

3.2、VRRP的VRID

VRID (Virtual Router Identifier) 是一个用于标识一个 VRRP 组的唯一标识符。VRID的取值范围是1-255，必要手动指定。
一个 VRRP 组可以包含多个 VRRP 路由器，但这些路由器共享类似的 VRID，以表示它们属于同一个冗余组。
3.3、vvrp的两组重要的概念

在VRRP协议中，有两组重要的概念：VRRP路由器和假造路由器，主路由器和备份路由器。
假造路由器是指VRRP协议创建的，是逻辑概念。一组VRRP路由器协同工作，共同构成一台假造路由器，该路由器充当网络用户的网关，并非真实存在。此假造路由器对外体现为一个具有唯一固定的IP地址和MAC地址的逻辑路由器。
vrrp假造ip地址，用于做在vrrp路由器局域网下的全部主机的默认网关ip地址

处于同一个VRRP组中的路由用具有两种互斥的角色，通常有一个主路由器（Master Router）和一个大概多个备份路由器（Backup Routers）。主路由器负责转发数据流量，并周期性地发送 VRRP 通告消息来告知备份路由器它的状态。假如主路由器失效，故障切换，备份路由器中的一个（通常具有最高优先级的备份路由器）将接管成为新的主路由器，从而确保网络的连续性和可用性。
3.4、VRRP抢占功能

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举行比较。假如大于通告报文中的优先级，则抢占成为Master 路由器。
假如优先级都类似，使用ip段比较大的一方做mater；否则将保持Backup状态

在非抢占方式下

只有坏了才换，不看优先级
不自动接管：只要Master 路由器没有出现故障，在非抢占模式下，即使Backup装备的优先级高于当前的Master装备，只要Master装备仍在正常运行（即仍在发送VRRP通告报文），Backup装备就不会自动接管成为新的Master，备份组中的路由器始终保持Backup 状态。
Master恢复：假如原Master装备在Backup装备成为新的Master之后恢复，并且其优先级仍然高于或等于新的Master装备，但由于处于非抢占模式，它不会立即接管服务。相反，它会等待下一次故障发生或管理员手动干预。
3.5、总结

装备使用VRRP 功能后，在组中通过配置的优先级确定其角色，优先级最高的成为主路由器Master ，其余为备用路由器Backup。
主路由器Master，通过发送ARP，将假造mac地址关照给与它连接的装备大概主机，从而负担转发数据的使命。
同时主路由器定期发送VRRP报文(注: 只有Master发送VRRP报文)，通告自己工作是否正常。假如主路由器未发送报文，故障切换，备用路由监听到后（Backup 路由器则启动定时器等待通告报文的到来），将启动选举过程，选举新的主路由器。
状态切换时，主路由器由一台装备切换为另外一台装备，携带假造路由器会飘到新主路由，将发送假造MAC地址和假造IP地址信息的ARP报文给与它连接的主机或装备。网络中的主机感知不到主路由器已经切换为另外一台装备。
同时还是会定期发送VRRP报文给备，接收负担转发数据的使命。
在Master恢复的环境下，假如它的优先级高于Backup，并且开启了抢占模式，那么它会成为新的Master。
通过在冗余网关间共享假造MAC和IP地址，保证数据转发时并不是转给某一个具体网关的IP，而是把数据转发给假造网关的IP，因此，不论哪一个路由器成为主路由，都不会影响数据通讯。

四、vrrp的基本配置

设置PC1、PC2差别网络区域的IP地址和网关以及子网掩码

AR1
····························
sys
undo info-center enable
sysname AR1
配置接口
int g0/0/1
ip add 13.0.0.1 24
int g0/0/0
//创建VRRP虚拟路由器的标识vrid为1，并配置vrid 1的虚拟IP网关地址
vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.10.1
//优先级
vrrp vrid 1 priority 120
//恢复后抢占时间
vrrp vrid 1 preempt-mode timer delay 5
//监听上接口并且如果有问题-30优先级
vrrp vrid 1 track interface GigabitEthernet0/0/1 reduced 30
静态路由
ip route-static 30.0.0.0 24 13.0.0.2

复制代码

AR2
················
sys
undo info-center enable
sysname AR2
配置接口
int g0/0/1
ip add 23.0.0.1 24
int g0/0/0
//配置AR2的虚拟网关，默认其优先级为100
vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.10.1
静态路由
ip route-static 30.0.0.0 24 23.0.0.2

复制代码

AR3
···············
sys
undo info-center enable
sysname AR3
int LoopBack 0
ip add 30.0.0.1 24
配置接口
int g0/0/1
ip add 23.0.0.2 24
int g0/0/0
ip add 13.0.0.2 24
静态路由
//浮动，默认一个60，一个70，先走60的，这个是浮动路由
ip route-static 192.168.10.0 24 13.0.0.1
ip route-static 192.168.10.0 255.255.255.0 23.0.0.1 preference 70

复制代码

假如我们对AR1断开

发现200那个AR2（backup）通了

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