关于VRRP和DHCP原理

小啄学习日记

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分类专栏：基础网络文章标签：网络服务器

于 2022-11-16 19:20:23 首次发布

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VRRP

一、VRRP的概念

1、VRRP的作用

可以实现网关的备份，又能解决多个网关之间互相冲突的问题。

2、VRRP的概述

VRRP（虚拟路由冗余协议）能够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，通过配置虚拟路由器的IP地址为默认网关,实现网关的备份。
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(通告报文) ;其目的IP地址是224.0.0.18, 协议号是112。
利用VRRP, - -组路由器(同一个LAN中的接口)协同工作，但只有一个处于aster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VRRP组内的多个路由器接口共用一个虚拟P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。

二、VRRP的基本结构

1、优先级

默认0-255
0代表主要退出（不能手动配置，主快要退出了，备准备接上）
255代表有设备和虚拟ip冲突（有真实设备占用了1.254）
可手动配置1-254
优先级相同会比较接口地址大的优先
优先级默认为100

2、重要设备类型

2.1 master路由器

通过比较VRRP优先级，优先级大的是master路由器；

周期性的发送VRRP报文，维护master路由器和备份路由器（backup路由器）的身份；

周期时间默认是 1s。

2.2 backup路由器

备份网关，通过比较VRRP优先级，优先级小的是备份路由器（backup路由器）；

通过不断的接收master路由器发送的VRRP报文来判断master路由器的状态；

如果在一定的时间内，收不到VRRP报文，则认为master路由器出现故障，自己升级为master路由器；

这个“一定的时间”，默认是“master路由器发送VRRP的周期”的3倍，所以默认是 3s。

2.3 虚拟网关

通过VRRP虚拟出来的网关IP地址，这个网关IP地址，是配置在终端设备上的；

终端设备访问其他网段时，直接将数据发送给虚拟网关IP地址，此时只有master路由器会回应针对虚拟网关IP地址的ARP请求，所以最终终端设备发送的数据发送到了master路由器设备上；

主机设置的网关是不在配置在真实接口上。

2.4 VRID

相同在同一个组中只有在同一个组中才会共享虚拟ip虚拟路由器的标识。

有相同VRID的一组路由器构成一个虚拟路由器VRRP报文格式VRRP只使用到advertisement这一种报文，VRRP使用ip报文作为传输协议报文，协议号为112，使用固定的组播地址224.0.0.18进行发送。

2.5 VRRP状态机

VRRP协议中定义了三种状态机：初始状态（Initialize）、活动状态（Master）、备份状态（Backup）；

其中，只有处于活动状态的设备才可以转发那些发送到虚拟IP地址的报文。

2.6 Initialize

设备启动时进入此状态，当收到接口Startup的消息，将转入Backup或Master状态(IP地址拥有者的接口优先级为255，直接转为Master)。

在此状态时，不会对VRRP报文做任何处理。

三、VRRP的工作原理

1、虚拟路由器中的路由器根据优先级选举出Master。Master路由器通过发送免费ARP报文，将自己的虚拟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；

2、Master路由器周期性发送VRRP报文，以公布其配置信息(优先级等)和工作状况；

3、如果Master路由器出现故障，虚拟路由器中的Backup路由器将根据优先级重新选举新的Master；

4、虚拟路由器状态切换时，Master路由器由一台设备切换为另外一台设备，新的Master路由器只是简单地发送一个携带虚拟路由器的MAC地址和虚拟IP地址信息的免费ARP报文，这样就可以更新与它连接的主机或设备中的ARP相关信息。网络中的主机感知不到Master路由器已经切换为另外一台设备。

5、Backup路由器的优先级高于Master路由器时，由Backup路由器的工作方式(抢占方式和非抢占方式)决定是否重新选举Master。

四、VRRP实验配置所需命令

进入接口模式中

vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.1.254
#设置一组 配置虚拟网关

vrrp vrid 1 priority 120
#配置优先级为120

vrrp vrid 1 preempt-mode timer delay 5
#延迟5秒抢占

vrrp vrid 1 track interface GigabitEthernet0/0/0 reduced 30
#监听上层端口

DHCP

一、DHCP原理

使用动态主机配置协议DHCP来分配IP地址等网络参数，可以减少管理员的工作量，避免用户手工配置网络参数是造成的地址冲突。

详细过程如下：

1.客户端会发送一个广播dhcp discover报文去寻找dhcp服务器

2.客户端只会接收第一个回复的dhcp服务器

3.服务端会发送一个offer报文（报文中携带相关配置信息：IP地址、子网掩码、网关等）

4.客户端收到这个offer报文后会自动配置

二、DHCP的优点

1、减少工作量

2、减少出错，出现IP地址冲突

3、节约地址

4、简单

三、DHCP实验配置所需命令

[Huawei]dhcp enable                                          
#开启dhcp功能

[Huawei]int g0/0/0                                           
#进入0/0/0接口

[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.254 24         
#添加地址设置ip

[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]dhcp select interface           
#选择接口模式

[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]dhcp server lease day 10 hour 0 minute 0    
#租期

[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]dhcp server dns-list 8.8.8.8 
#设置dns