【网络】VRRP技术

VRRP协议详解：实现路由器冗余与故障切换

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于 2023-03-25 22:40:22 首次发布

一、概述

VRRP，Virtual Router Redundancy Protocol，也即虚拟路由器冗余协议。VRRP广泛应用在边缘网络中，它的设计目标是支持特定情况下IP数据流量失败转移不会引起混乱，允许主机使用单路由器，以及即使在实际第一跳路由器使用失败的情形下仍能够维护路由器间的连通性。

利用VRRP，在同一VLAN中的接口一起工作，但只有一个路由器处于Master状态，它主要职责是实施数据流量的转发。在一个VRRP内的多个路由器共用要给虚拟IP地址，这个地址是组内所有主机的默认网关地址（缺省网关地址）。

VRRP可以决定哪个路由器是Master，Master路由器主要是负责接收发送用户网关的数据包进行转发，以及响应PC对其网关IP地址的ARP请求。

Backup路由器侦听Master路由器的状态，当Master路由器发生故障时，第一时间接替工作，这种行为称为平滑切换。

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

一个VRRP组由多个VRRP路由器组成，使用相同的VRID ( Virtual Router ID ，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，每一个VRRP组中只能有一个Master。

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一个虚拟MAC地址，格式为:00-0C-5E-00-01-{VRID}。

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。

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那些发送到虚拟 IP 地址的报文。