VRRP工作原理及作用

目录

一、VRRP的作用

二、VRRP的好处

三、工作原理

四、配置步骤及命令


一、VRRP的作用


        出口网关的备份,保证出口网关的高可用性。

二、VRRP的好处


1. 主路由器失效后,备份路由器立即顶替主路由器的工作,保证数据的不丢失。

2.两个不同的路由器成为不同组的主路由器,相互备份。

3.跟踪上行链路接口状态,当上行链路接口失效时,自动将备份路由份提升为主路

由器,保证数据的不丢失。

三、工作原理


        通过在冗余网关间共享虚拟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,而是把数据转发给虚拟网关的IP,因此,不论哪一个路由器成为主路由,都不会影响数据通信。通过组播协议对数据端口进行监控,一旦检测数据转发的端口坏掉,主路由器会停发HELLO包,备路由器提升为主路由,实现数据的稳定高效转发。

     在VRRP协议中,有两组重要的概念:VRRP路由器和虚拟路由器,主控路由器和备份路由器。VRRP路由器是指运行VRRP的路由器,是物理实体;虚拟路由器是指VRRP协议创建的,是逻辑概念。一组VRRP路由器协同工作,共同构成一台虚拟路由器。该虚拟路由器对外表现为一个具有唯一固定的IP地址和MAC地址的逻辑路由器。处于同一个VRRP组中的路由器具有两种互斥的角色:主控路由器和备份路由器,一个VRRP组中有且只有一台处于主控角色的路由器,可以有一个或者多个处于备份角色的路由器VRRP协议从路由器组中选出一台作为主控路由器,负责ARP解析和转发IP数据包,组中的其他路由器作为备份的角色并处于待命状态,当由于某种原因主控路由器发生故障时,其中的一台备份路由器能在瞬间的时延后升级为主控路由器,由于此切换非常迅速而且不用改变IP地址和MAC地址,故对终端使用者系统是透明的。

四、配置步骤及命令

 L2-SW1

[L2-SW1]vlan ba    
[L2-SW1]vlan batch 10 20
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
[L2-SW1]int e0/0/1
[L2-SW1-Ethernet0/0/1]po    
[L2-SW1-Ethernet0/0/1]port lin    
[L2-SW1-Ethernet0/0/1]port link-t    
[L2-SW1-Ethernet0/0/1]port link-type acc    
[L2-SW1-Ethernet0/0/1]port link-type access 
[L2-SW1-Ethernet0/0/1]po    
[L2-SW1-Ethernet0/0/1]port de    
[L2-SW1-Ethernet0/0/1]port default v    
[L2-SW1-Ethernet0/0/1]port default vlan 10
[L2-SW1-Ethernet0/0/1]int e0/0/2
[L2-SW1-Ethernet0/0/2]po    
[L2-SW1-Ethernet0/0/2]port li    
[L2-SW1-Ethernet0/0/2]port link-t    
[L2-SW1-Ethernet0/0/2]port link-type ac    
[L2-SW1-Ethernet0/0/2]port link-type access 
[L2-SW1-Ethernet0/0/2]po    
[L2-SW1-Ethernet0/0/2]port de    
[L2-SW1-Ethernet0/0/2]port default v    
[L2-SW1-Ethernet0/0/2]port default vlan 20
[L2-SW1-Ethernet0/0/2]int g0/0/1
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/1]po    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port lin    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port link-t    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type tr    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk 
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/1]po    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port tr    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk al    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass all
                                                   ^
Error: Unrecognized command found at '^' position.
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/1]po    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port tr    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk al    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vl    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/2
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/2]po    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/2]port li    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/2]port link-t    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/2]port link-type tr    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/2]port link-type trunk 
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/2]po    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/2]port tr    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/2]port trunk a    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass v    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan a    
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan all 
[L2-SW1-GigabitEthernet0/0/2]q
[L2-SW1]

L3-SW1

[L3-SW1]int g0/0/1
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/1]po    
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port li    
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port link-t    
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type tr    
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk 
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/1]po    
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port tr    
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk a    
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass v    
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan a    
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all 
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/1]q
[L3-SW1]vlan ba    
[L3-SW1]vlan batch 10 20  100
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
[L3-SW1]int vlan  10
[L3-SW1-Vlanif10]ip add    
[L3-SW1-Vlanif10]ip address 192.168.10.10 24
[L3-SW1-Vlanif10]vrr    
[L3-SW1-Vlanif10]vrrp vri    
[L3-SW1-Vlanif10]vrrp vrid 1virt    
[L3-SW1-Vlanif10]vrrp vrid virt    
[L3-SW1-Vlanif10]vrrp vrid virtua    
[L3-SW1-Vlanif10]vrrp vrid virtual-i    
[L3-SW1-Vlanif10]vrrp vrid virtual-ip 192.168.10.1
                           ^
Error: Wrong parameter found at '^' position.
[L3-SW1-Vlanif10]vrr    
[L3-SW1-Vlanif10]vrrp vr    
[L3-SW1-Vlanif10]vrrp vrid 1 vi    
[L3-SW1-Vlanif10]vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.10.1
[L3-SW1-Vlanif10]vrr    
[L3-SW1-Vlanif10]vrrp vr    
[L3-SW1-Vlanif10]vrrp vrid 1 prio    
[L3-SW1-Vlanif10]vrrp vrid 1 priority 105
[L3-SW1-Vlanif10]vrr    
[L3-SW1-Vlanif10]vrrp vr    
[L3-SW1-Vlanif10]vrrp vrid 1tra    
[L3-SW1-Vlanif10]vrrp vrid 1 tr    
[L3-SW1-Vlanif10]vrrp vrid 1 track in    
[L3-SW1-Vlanif10]vrrp vrid 1 track interface g0/0/2
[L3-SW1-Vlanif10]int vlan 20
[L3-SW1-Vlanif20]ip ad    
[L3-SW1-Vlanif20]ip address 192.168.20.10 24
[L3-SW1-Vlanif20]vrr    
[L3-SW1-Vlanif20]vrrp v    
[L3-SW1-Vlanif20]vrrp vrid 2 vi    
[L3-SW1-Vlanif20]vrrp vrid 2 virtual-ip 192.168.20.1
[L3-SW1-Vlanif20]v    
[L3-SW1-Vlanif20]vrrp v    
[L3-SW1-Vlanif20]vrrp vrid 2 tr    
[L3-SW1-Vlanif20]vrrp vrid 2 track in    
[L3-SW1-Vlanif20]vrrp vrid 2 track interface g0/0/2
[L3-SW1-Vlanif20]q
[L3-SW1]int g0/0/2
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/2]po    
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/2]port li    
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/2]port link-t    
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/2]port link-type ac    
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/2]port link-type access 
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/2]po    
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/2]port de    
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/2]port default v    
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/2]port default vlan 100
[L3-SW1-GigabitEthernet0/0/2]q
[L3-SW1]int vlan 100
[L3-SW1-Vlanif100]ip add    
[L3-SW1-Vlanif100]ip address 10.10.10.1 24
[L3-SW1-Vlanif100]q
[L3-SW1]ip rou    
[L3-SW1]ip route-st    
[L3-SW1]ip route-static 1.1.1.1 32  10.10.10.11
 

L3-SW2

[L3-SW2]int g0/0/1
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/1]po    
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/1]port lin    
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/1]port link-t    
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/1]port link-type tr    
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk 
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/1]po    
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/1]port tr    
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/1]port trunk a    
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass v    
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan a    
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all 
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/1]q
[L3-SW2]vla    
[L3-SW2]vlan ba    
[L3-SW2]vlan batch 10 20  200
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
[L3-SW2]int vlan  10
[L3-SW2-Vlanif10]ip add    
[L3-SW2-Vlanif10]ip address 192.168.10.11 24
[L3-SW2-Vlanif10]v    
[L3-SW2-Vlanif10]vrrp v    
[L3-SW2-Vlanif10]vrrp vrid 1 v    
[L3-SW2-Vlanif10]vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.10.1
[L3-SW2-Vlanif10]v    
[L3-SW2-Vlanif10]vrrp v    
[L3-SW2-Vlanif10]vrrp vrid 1 tr    
[L3-SW2-Vlanif10]vrrp vrid 1 track in    
[L3-SW2-Vlanif10]vrrp vrid 1 track interface g0/0/2
[L3-SW2-Vlanif10]int vlan 20
[L3-SW2-Vlanif20]ip add    
[L3-SW2-Vlanif20]ip address 192.168.20.11  24
[L3-SW2-Vlanif20]v    
[L3-SW2-Vlanif20]vrrp v    
[L3-SW2-Vlanif20]vrrp vrid 2 v    
[L3-SW2-Vlanif20]vrrp vrid 2 virtual-ip 192.168.20.1
[L3-SW2-Vlanif20]v    
[L3-SW2-Vlanif20]vrrp v    
[L3-SW2-Vlanif20]vrrp vrid 2 pr    
[L3-SW2-Vlanif20]vrrp vrid 2 priority 105
[L3-SW2-Vlanif20]v    
[L3-SW2-Vlanif20]vrrp v    
[L3-SW2-Vlanif20]vrrp vrid 2 t    
[L3-SW2-Vlanif20]vrrp vrid 2 tr    
[L3-SW2-Vlanif20]vrrp vrid 2 track in    
[L3-SW2-Vlanif20]vrrp vrid 2 track interface g0/0/2
[L3-SW2-Vlanif20]q
[L3-SW2]int g0/0/2
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/2]po    
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/2]port li    
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/2]port link-t    
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/2]port link-type ac    
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/2]port link-type access 
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/2]po    
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/2]port de    
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/2]port default v    
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/2]port default vlan 200
[L3-SW2-GigabitEthernet0/0/2]q
[L3-SW2]int vlan  200
[L3-SW2-Vlanif200]ip add    
[L3-SW2-Vlanif200]ip address 20.20.20.2 24
[L3-SW2-Vlanif200]q
[L3-SW2]ip rou    
[L3-SW2]ip route-s    
[L3-SW2]ip route-static 1.1.1.1 32 20.20.20.11
[L3-SW2]

R1

[R1]int g0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]undo shu    
[R1-GigabitEthernet0/0/1]undo shutdown 
Info: Interface GigabitEthernet0/0/1 is not shutdown.
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip add    
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 10.10.10.11 24
[R1-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/2
[R1-GigabitEthernet0/0/2]undo shu    
[R1-GigabitEthernet0/0/2]undo shutdown 
Info: Interface GigabitEthernet0/0/2 is not shutdown.
[R1-GigabitEthernet0/0/2]ip add    
[R1-GigabitEthernet0/0/2]ip address 20.20.20.11 24
[R1-GigabitEthernet0/0/2]q  
[R1]int LoopBack 0
[R1-LoopBack0]ip address 1.1.1.1  32
[R1-LoopBack0]q  
[R1]ip route-static 192.168.10.0  24  10.10.10.1
[R1]ip route-static 192.168.10.0 24  20.20.20.2  preference 65 
[R1]ip route-static 192.168.20.0 24  20.20.20.2  
[R1]ip route-static 192.168.20.0 24 10.10.10.1  preference 65

PC1

 PC2

 检测是否配置成功:

 

 从检测结果来看是按照正确路由去传输的

<think>好的,我现在需要详细分析用户关于VRRP协议工作原理的问题。首先,用户已经提供了几个引用资料,我需要结合这些资料来构建回答。 根据引用[2],VRRP是华为设备支持的协议,旨在提高网络可用性和可靠性。基本原理包括虚拟路由器和主备选举机制。主路由器负责转发流量,备份路由器处于待命状态。这里需要解释虚拟路由器的概念,以及如何通过优先级选举主备。 引用[4]提到Master路由器负责转发报文,如RouterA。这说明主路由器的角色是关键,需要详细说明其职责,比如处理ARP请求、转发数据包等。 引用[3]讨论了接口监视机制,优先级会根据接口状态调整。Increased方式在接口Down时增加优先级,而Reduced方式则降低。这部分需要解释监视机制如何影响主备切换,确保网络冗余。 引用[5]中的VLAN配置可能与VRRP在具体网络中的部署相关,但用户的问题主要关注工作机制,可能不需要深入VLAN部分,但可以提及VRRP与VLAN的结合应用。 接下来,我需要组织这些信息,分步骤说明VRRP的工作机制: 1. 虚拟路由器:多个物理路由器组成一个虚拟组,共享虚拟IP和MAC地址。这样,终端设备只需配置虚拟网关,无需关心具体物理设备。 2. 主备选举:初始状态下,各路由器通过优先级竞选Master。优先级高的成为Master,负责转发流量;其他作为Backup。如果优先级相同,IP地址较大的当选。这部分需要引用[2]和[4]。 3. 状态维护:Master定期发送Advertisement报文,表明存活。Backup监听这些报文,若超时未收到,则触发新的选举。这里需要说明Advertisement报文的作用和发送间隔。 4. 故障切换:当Master故障,优先级最高的Backup接替,确保业务不中断。引用[3]中的接口监视机制会影响优先级调整,比如接口Down时,可能降低Master的优先级,促使切换。 5. 报文格式:VRRP使用IP协议号112,目的地址是224.0.0.18,TTL为255。报文包含虚拟路由器ID、优先级、认证信息等。这部分需要简要描述,可能不需要深入每个字段。 6. 认证机制:支持明文和MD5认证,确保报文合法性,防止非法设备接入。需要提及但不用详细展开。 7. 应用场景:结合引用[5]的VLAN配置,说明VRRP常用于核心层网关冗余,与VLAN配合提升可靠性。 在生成回答时,需要遵循用户的格式要求:行内公式用$...$,独立公式用$$...$$,但根据问题内容,可能较少涉及数学公式。需检查LaTeX语法正确性,使用中文回答,结构清晰,最后生成相关问题。 最后,确保引用标注正确,每个引用来源在回答末尾标注,如[^1]、[^2]等。同时生成的相关问题需与VRRP相关,如选举机制、优先级调整、与HSRP对比、配置步骤等。</think>### VRRP协议的工作机制及实现细节 VRRP(虚拟路由器冗余协议)通过将多个物理路由器组合成**虚拟路由器**,为终端提供不间断的网关服务。其核心机制如下: --- #### 1. **虚拟路由器与主备选举** - **虚拟路由器**:由一组物理路由器(如RouterA、RouterB)组成,共享**虚拟IP地址**(如192.168.1.1)和**虚拟MAC地址**(格式为`00-00-5E-00-01-{VRID}`)[^2][^4]。 - **主备选举**: 1. 每台路由器通过优先级(默认值$100$,范围$0-255$)竞选**Master**角色,优先级高者胜出。 2. 若优先级相同,则比较接口IP地址,较大者成为Master[^2]。 3. Backup路由器监听Master的**Advertisement报文**(默认间隔$1$秒),若超时(默认$3$秒)未收到报文,则触发重新选举。 --- #### 2. **状态维护与故障切换** - **Master职责**: - 响应终端的ARP请求,使用虚拟MAC地址回复。 - 转发所有目的为虚拟IP的数据包[^4]。 - **接口监视**: - 若Master的接口故障,可通过**Reduced方式**降低优先级(如减少$30$),触发Backup抢占[^3]。 - 若Backup的接口恢复,可通过**Increased方式**提升优先级,重新参与选举[^3]。 --- #### 3. **VRRP报文格式** VRRP报文封装在IP报文中,协议号$112$,目的地址为组播地址$224.0.0.18$,主要字段包括: - **VRID**(虚拟路由器ID,范围$1-255$) - **优先级**(标识路由器的竞选权重) - **认证类型与数据**(支持明文或MD5认证)[^2]。 --- #### 4. **典型配置示例** 以三层交换机部署为例(引用[5]的VLAN配置): ```plaintext # 配置虚拟IP和优先级 interface Vlanif10 vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.1.1 vrrp vrid 1 priority 120 # 主设备优先级高于默认值100 vrrp vrid 1 track interface GigabitEthernet0/0/1 reduced 30 # 接口故障时优先级降30 ``` - 主设备(优先级$120$)负责转发,备份设备(优先级$100$)待命[^5]。 --- #### 5. **应用场景** - **网关冗余**:核心网络中避免单点故障,如企业网出口网关。 - **负载均衡**:多个VRRP组绑定不同VRID,实现流量分担[^5]。 ---
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