1.VRRP

1.1 VRRP概述

Virtual Router Redundancy Protocol，也即虚拟路由器冗余协议。
利用VRRP，一组路由器（同一个LAN中的接口）协同工作，但只有一个处于Master状态，处于该状态的路由器（的接口)承担实际的数据流量转发任务。在一个VF组内的多个路由器接口共用一个虚拟IP地址，该地址被作为局域网内所有主机的缺省网关地址。
VRRP决定哪个路由器是Master,Master路由器负责接收发送至用户网关的数据包并进行转发，以及响应PC对于其网关IP地址的ARP请求。
Backup路由器侦听Master路由器的状态，并在Master路由器发生故障时，接替其工作，从而保证业务流量的平滑切换。

作用：提供了局域网上的设备备份机制，VRRP是一种容错机制，它保证主机的下一跳路由器故障时，可以及时的由另一台路由器来来代替，从而保证通讯的的连续性和可靠性。

VRRP通知报文被封装在IP报文里，通过组播地址224.0.0.18发送，TTL为255，协议号为112。

1.2 VRRP术语

VRRP路由器
- 运行VRRP的路由器。一台VRRP路由器（的接口)可以同时参与到多个VRRP组中，在不同的组中，一台VRRP路由器可以充当不同的角色。
VRRP组
- 一个VRRP组由多个VRRP路由器组成，使用相同的VRID ( Virtual Router lD ,虚拟路由器ID)进行标识，属于同一VRRP组的VRRP路由器互相交换信息，每—个VRRP组中只能有一个Master。
虚拟路由器
- 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，只需知道虚拟路由器的IP，至于具体的虚拟路由器的角色由谁来承担、数据转发任务由谁来承担、Master故障后谁来接替，这是VRRP的工作。
虚拟IP，Mac地址
- 虚拟IP地址就是虚拟路由器的IP地址，该地址实际上就是用户的网关地址。虚拟MAC地址是虚拟路由器根据VRID生成的MAC地址。一个虚拟路由器拥有-个虎拟MAC地址，格式为:00-00-5E-00-01-{VRID}。
Master，Backup路由器
- Master路由器:在VRRP组中实际转发数据包的路由器，在每一个VRRP组中，仅有Master响应对虚拟IP地址的ARP请求。Master路由器同时以一定的时间间隔发送VRRP消息，以便通知Backup路由器自己的存活情况。
- Backup路由器∶处于监听状态的路由器，一旦Master路由器出现故障，Backup路由器就开始接替工作。
- 选举依据:先比较接口VRRP优先级（比大），如果相等，则比较接口IP地址(比大)。
1.3 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。

1.4 Master/Backup路由器

Master路由器
- 定时(Advertisement lnterval )发送VRRP通告报文，以便向Backup路由器告知自己的存活情况。
- 以虚拟MAC地址响应其他设备对虚拟IP地址的ARP请求。
- 转发目的MAC地址为虚拟MAC地址的IP报文。
- 如果它是这个虚拟IP地址的拥有者(接口实际IP地址为虚拟IP地址），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。
- 如果收到比自己优先级大的报文，立即成为Backup。
- 如果收到与自己优先级相等的VRRP报文且本地接口IP地址小于对端接口IP，立即成为Backup。
Backup路由器
- 接收Master设备发送的VRRP通告报文，判断Master设备的状态是否正常。
- 对虚拟IP地址的ARP请求，不做响应。
- 丢弃目的IP地址为虚拟IP地址的IP报文。
- 如果收到优先级和自己相同或者比自己大的报文，则重置Master_Down_Interval定时器，不进一步比较lP地址。
- 如果收到比自己优先级小的报文且该报文优先级是O时，定时器时间设置为Skew_time(偏移时间)，如果该报文优先级不是0，丢弃报文，立刻成为Master。

Master_Down_Interval定时器:Backup设备在该定时器超时后仍未收到通告报文，则会转换为Master状态。计算公式如下:Master_Down_Interval=(3*Advertisement_Interval)+ Skew_time。其中，Skew_Time=(256-Priority)/256。

简单实例：
在这里插入图片描述
1.先分别配置4个路由器的IP；
2.IP配置完成后，配置VRRP，进入R1路由器的g0/0/0口配置

3.R2路由器可只配置虚拟IP就行