VRRP的简单理解

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目录

一、vrrp概述
二、VRRP的作用
三、工作原理
四、VRRP报文结构
五、VRRP报文工作流程
六、实验（ensp拓扑图实验） 
1.根据要求配置好设备
2.配置AR2：
3.配置AR3
4.配置AR1：
5.测试
        5.1ping
        5.2关闭ar2路由上行接口
        5.2.1数据流向
        5.2.2MASTER
        5.3恢复上行接口
        5.3.1数据流向
        5.3.2BACKUP

一、vrrp概述

        VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由冗余协议）是一种用于提高网络可用性和可靠性的协议。它通过在多个路由器之间共享一个虚拟IP地址，确保即使一台路由器发生故障，网络依然能够正常运行。

二、VRRP的作用

        提供了局域网上的设备备份机制。VRRP是一种容错协议，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，从而保证通讯的连续性和可靠性。

 三、工作原理

1. 虚拟路由器：
   • VRRP创建一个由多台物理路由器组成的虚拟路由器，虚拟路由器有一个虚拟IP地址，作为默认网关提供给网络中的主机。
2. 主备关系：
   • 多台路由器中有一台被选为主（Master）路由器，其余的为备份（Backup）路由器。主路由器负责处理流量。
3. 选举机制：
   • 通过优先级（Priority）来决定哪台路由器作为主路由器。优先级高的路由器被选为主路由器。优先级范围是0到255，默认值是100。
4. 心跳包：
   • 主路由器会定期发送VRRP心跳包。如果备份路由器在一段时间内没有收到主路由器的心跳包，就会进行主路由器选举，选出新的主路由器。

 四、VRRP报文结构

VRRP报文的结构如下所示：

1. 版本（Version）：
   • 表示VRRP协议的版本。当前常用的是VRRP版本2（VRRPv2）和版本3（VRRPv3）。
2. 类型（Type）：
   • VRRP报文类型，固定为1，表示VRRP广告报文（Advertisement）。
3. 虚拟路由器标识符（VRID）：
   • 表示虚拟路由器的标识符，用于区分同一设备上不同的VRRP组。
4. 优先级（Priority）：
   • 用于选举主路由器。范围是0到255，0表示主路由器关闭，255表示始终为主路由器。
5. 计数器（Count IP Addrs）：
   • 表示虚拟路由器的IP地址数量。
6. 广告间隔（Adver Int）：
   • 表示发送VRRP广告报文的时间间隔，以秒为单位。
7. 校验和（Checksum）：
   • 用于验证VRRP报文的完整性。
8. IP地址列表（IP Address(es)）：
   • 包含虚拟路由器的IP地址列表。
9. 认证数据（Authentication Data）：
   • 可选字段，用于验证报文的真实性。对于VRRPv2，常为空。VRRPv3中不包含此字段。

0 1 2 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ |Version| Type | Virtual Rtr ID| Priority | Count IP Addrs | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ | Auth Type | Adver Int | Checksum | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ | IP Address(es) | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ | Authentication Data (optional) | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 

五、VRRP报文工作流程

1. VRRP报文发送：
   • 主路由器定期发送VRRP广告报文，默认每秒发送一次（可以配置）。
2. 报文接收：
   • 备份路由器接收这些VRRP广告报文，用于监控主路由器的状态。
3. 报文处理：
   • 如果备份路由器在一定时间内未接收到主路由器的VRRP广告报文（一般为3次广告间隔），它们将进行主路由器选举，选出新的主路由器。
4. 优先级判断：
   • 备份路由器根据优先级字段进行比较，优先级最高的路由器成为新的主路由器。如果优先级相同，则比较IP地址，IP地址较高者成为新的主路由器。

六、实验（ensp拓扑图实验） 

要求，实现vrrp原理

1.根据要求配置好设备

具体如下

PC1：192.168.10.10/24，网关192.168.10.1/24

PC2：192.168.10.20/24，网关192.168.10.1/24

2.配置AR2：

<Huawei>sys # 进入系统视图模式，用户可以通过Ctrl+Z返回用户视图。 Enter system view, return user view with Ctrl+Z. [Huawei]undo info-center enable # 禁用信息中心，以防止设备生成过多的日志信息。 Info: Information center is disabled. [Huawei]sysname AR2 # 将设备名称设置为AR2。 [AR2]int g0/0/0 # 进入GigabitEthernet 0/0/0接口的配置模式。 [AR2-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.10.100 24 # 为GigabitEthernet 0/0/0接口配置IP地址192.168.10.100，子网掩码为24（即255.255.255.0）。 [AR2-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown # 启用GigabitEthernet 0/0/0接口。 Info: Interface GigabitEthernet0/0/0 is not shutdown. [AR2-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1 # 进入GigabitEthernet 0/0/1接口的配置模式。 [AR2-GigabitEthernet0/0/1]ip address 13.0.0.1 24 # 为GigabitEthernet 0/0/1接口配置IP地址13.0.0.1，子网掩码为24（即255.255.255.0）。 [AR2-GigabitEthernet0/0/1]undo shutdown # 启用GigabitEthernet 0/0/1接口。 Info: Interface GigabitEthernet0/0/1 is not shutdown. [AR2-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/0 # 再次进入GigabitEthernet 0/0/0接口的配置模式。 [AR2-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.10.1 # 为VRRP虚拟路由器ID 1配置虚拟IP地址192.168.10.1。 [AR2-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid 1 priority 120 # 设置VRRP虚拟路由器ID 1的优先级为120（默认优先级为100）。 [AR2-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid 1 preempt-mode timer delay 5 # 配置VRRP虚拟路由器ID 1的抢占模式，抢占延迟时间为5秒。 [AR2-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid 1 track int g0/0/1 reduced 30 # 配置VRRP虚拟路由器ID 1的跟踪接口GigabitEthernet 0/0/1，如果接口down则优先级降低30。 [AR2-GigabitEthernet0/0/0]dis th # 显示当前的配置。 [V200R003C00] # 当前设备的软件版本信息。 # interface GigabitEthernet0/0/0 ip address 192.168.10.100 255.255.255.0 vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.10.1 vrrp vrid 1 priority 120 vrrp vrid 1 preempt-mode timer delay 5 vrrp vrid 1 track interface GigabitEthernet0/0/1 reduced 30 # 显示GigabitEthernet 0/0/0接口的完整配置。 # return # 返回到用户视图模式。

3.配置AR3

<Huawei>sys # 进入系统视图模式，用户可以通过Ctrl+Z返回用户视图。 Enter system view, return user view with Ctrl+Z. [Huawei]sysname AR3 # 将设备名称设置为AR3。 [AR3]undo info-center enable # 禁用信息中心，以防止设备生成过多的日志信息。 Info: Information center is disabled. [AR3]user-interface console 0 # 进入控制台0的用户界面配置模式。 [AR3-ui-console0]idle-timeout 0 # 设置控制台的空闲超时时间为0，表示不超时。 [AR3-ui-console0]int g0/0/0 # 进入GigabitEthernet 0/0/0接口的配置模式。 [AR3-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.10.200 24 # 为GigabitEthernet 0/0/0接口配置IP地址192.168.10.200，子网掩码为24（即255.255.255.0）。 [AR3-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown # 启用GigabitEthernet 0/0/0接口。 Info: Interface GigabitEthernet0/0/0 is not shutdown. [AR3-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.10.1 # 为VRRP虚拟路由器ID 1配置虚拟IP地址192.168.10.1。 [AR3-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1 # 进入GigabitEthernet 0/0/1接口的配置模式。 [AR3-GigabitEthernet0/0/1]ip address 23.0.0.1 24 # 为GigabitEthernet 0/0/1接口配置IP地址23.0.0.1，子网掩码为24（即255.255.255.0）。 [AR3-GigabitEthernet0/0/1]quit # 退出接口配置模式，返回到全局配置模式。 [AR3]ip route-static 30.0.0.0 24 23.0.0.2 # 配置静态路由，将目的网络30.0.0.0/24的流量通过23.0.0.2接口转发。

4.配置AR1：

<Huawei>sys # 进入系统视图模式，用户可以通过Ctrl+Z返回用户视图。 Enter system view, return user view with Ctrl+Z. [Huawei]sysname AR1 # 将设备名称设置为AR1。 [AR1]undo info-center enable # 禁用信息中心，以防止设备生成过多的日志信息。 Info: Information center is disabled. [AR1]user-interface console 0 # 进入控制台0的用户界面配置模式。 [AR1-ui-console0]idle-timeout 0 # 设置控制台的空闲超时时间为0，表示不超时。 [AR1-ui-console0]quit # 退出控制台用户界面配置模式，返回到全局配置模式。 [AR1]int g0/0/0 # 进入GigabitEthernet 0/0/0接口的配置模式。 [AR1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 13.0.0.2 24 # 为GigabitEthernet 0/0/0接口配置IP地址13.0.0.2，子网掩码为24（即255.255.255.0）。 [AR1-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown # 启用GigabitEthernet 0/0/0接口。 Info: Interface GigabitEthernet0/0/0 is not shutdown. [AR1-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1 # 进入GigabitEthernet 0/0/1接口的配置模式。 [AR1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 23.0.0.2 24 # 为GigabitEthernet 0/0/1接口配置IP地址23.0.0.2，子网掩码为24（即255.255.255.0）。 [AR1-GigabitEthernet0/0/1]undo shutdown # 启用GigabitEthernet 0/0/1接口。 Info: Interface GigabitEthernet0/0/1 is not shutdown. [AR1-GigabitEthernet0/0/1]quit # 退出接口配置模式，返回到全局配置模式。 [AR1]int LoopBack 0 # 进入LoopBack 0接口的配置模式。 [AR1-LoopBack0]ip address 30.0.0.1 24 # 为LoopBack 0接口配置IP地址30.0.0.1，子网掩码为24（即255.255.255.0）。 [AR1-LoopBack0]quit # 退出LoopBack 0接口的配置模式，返回到全局配置模式。 [AR1]ip route-static 192.168.10.0 24 13.0.0.1 # 配置静态路由，将目的网络192.168.10.0/24的流量通过13.0.0.1接口转发。 [AR1]ip route-static 192.168.10.0 24 23.0.0.1 # 配置静态路由，将目的网络192.168.10.0/24的流量通过23.0.0.1接口转发。

5.测试

5.1ping

5.2关闭ar2路由上行接口

5.2.1数据流向

我们可以看见是从192.168.10.200通过的

5.2.2MASTER

此时AR3是master

5.3恢复上行接口

5.3.1数据流向

我们可以看见是从192.168.10.100通过的

5.3.2BACKUP

此时AR3是backup