VRRP路由器冗余的协议.doc

VRRP协议介绍VRRP协议介绍本文档的Copyleft归yfydz所有，使用GPL发布，可以自由拷贝，转载，转载时请保持文档的完整性，严禁用于任何商业用途。msn: yfydz_来源：参考资料: RFC 37681. 前言VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol)协议是用于实现路由器冗余的协议，最新协议在RFC3768中定义，原来的定义RFC2338被废除，新协议相对还简化了一些功能。2. 协议说明2.1 协议VRRP协议是为消除在静态缺省路由环境下的缺省路由器单点故障引起的网络失效而设计的主备模式的协议，使得在发生故障而进行设备功能切换时可以不影响内外数据通信，不需要再修改内部网络的网络参数。VRRP协议需要具有IP地址备份，优先路由选择，减少不必要的路由器间通信等功能。VRRP协议将两台或多台路由器设备虚拟成一个设备，对外提供虚拟路由器IP(一个或多个)，而在路由器组内部，如果实际拥有这个对外IP的路由器如果工作正常的话就是MASTER，或者是通过算法选举产生，MASTER实现针对虚拟路由器IP的各种网络功能，如ARP请求，ICMP，以及数据的转发等；其他设备不拥有该IP，状态是BACKUP，除了接收MASTER的VRRP状态通告信息外，不执行对外的网络功能。当主机失效时，BACKUP将接管原先MASTER的网络功能。配置VRRP协议时需要配置每个路由器的虚拟路由器ID(VRID)和优先权值，使用VRID将路由器进行分组，具有相同VRID值的路由器为同一个组，VRID是一个0255的正整数；同一组中的路由器通过使用优先权值来选举MASTER，优先权大者为MASTER，优先权也是一个0255的正整数。VRRP协议使用多播数据来传输VRRP数据，VRRP数据使用特殊的虚拟源MAC地址发送数据而不是自身网卡的MAC地址，VRRP运行时只有MASTER路由器定时发送VRRP通告信息，表示MASTER工作正常以及虚拟路由器IP(组)，BACKUP只接收VRRP数据，不发送数据，如果一定时间内没有接收到MASTER的通告信息，各BACKUP将宣告自己成为MASTER，发送通告信息，重新进行MASTER选举状态。2.2 MASTER选举如果对外的虚拟路由器IP就是路由器本身配置的IP地址的话，该路由器始终都是MASTER；否则如果不具备虚拟IP的话，将进行MASTER选举，各路由器都宣告自己是MASTER，发送VRRP通告信息，如果收到其他机器的发来的通告信息的优先级比自己高，将转回BACKUP状态，如果相等的话，将比较路由器的实际IP，IP值较大的优先权高。不过如果对外的虚拟路由器IP就是路由器本身的IP的话，该路由器始终将是MASTER，这时的优先级值为255。2.3 协议状态机VRRP协议状态比较简单，就三种状态，初始化，主机，备份机。 +-+ +-| | | | Master | | Backup | | |* * Backup*Jan 3 02:13:39.099: %VRRP-6-STATECHANGE: Fa0/0 Grp 1 state Backup Master/现在只有R1上配置了VRRP协议，所以现在F0/0接口成为组1的master路由器R1#debug vrrp all /开启debug调试页面VRRP debugging is onR1#*Jan 3 02:21:40.103: VRRP: Grp 1 sending Advertisement checksum B9EF*Jan 3 02:21:41.103: VRRP: Grp 1 sending Advertisement checksum B9EF /VRRP每隔一秒便发送一次通告 R1#show vrrp /查看VRRP的信息FastEthernet0/0 - Group 1 State is Master /FastEthernet0/0 是VRRP组1的主动路由器 Virtual IP address is 00 /虚拟路由器的主机地址是00 Virtual MAC address is 0000.5e00.0101 /虚拟路由器的MAC地址是0000.5e00.0101 Advertisement interval is 1.000 sec /每隔1秒进行宣告 Preemption enabled /默认情况下VRRP是有抢占功能的 Priority is 100/VRRP接口默认的优先级是100 Master Router is (local), priority is 100 /主路由器的本地地址为.优先级为100 Master Advertisement interval is 1.000 sec /主路由器每隔1秒发送一次通告 Master Down interval is 3.609 sec R1#show vrrp brief /查看VRRP运行情况Interface Grp Pri Time Own Pre State Master addr Group addrFa0/0 1 100 3609 Y Master 00 R1#debug ip packet /打开IP调试IP packet debugging is onR1#*Jan 3 02:36:29.115: IP: s= (local), d=8 (FastEthernet0/0), len 40, sending broad/multicast/VRRP默认采用组播进行更新，目标地址是8步骤2 在R2上配置VRRPR2#debug vrrp /打开dubug调试页面VRRP debugging is onR2#configure terminalR2(config)#interface fastethernet 0/0R2(config-if)#vrrp 1 ip 00 /配置R2上的VRRP组1,虚拟路由器的地址是00*Jan 3 02:41:08.787: %VRRP-6-STATECHANGE: Fa0/0 Grp 1 state Create - Disable*Jan 3 02:41:08.791: VRRP: Grp 1 Event - primary IP configured*Jan 3 02:41:08.791: %VRRP-6-STATECHANGE: Fa0/0 Grp 1 state Disable - Init*Jan 3 02:41:08.795: VRRP: vrrp_interface_state: Fa0/0 is Up*Jan 3 02:41:08.795: VRRP: Grp 1 Event - Interface UP*Jan 3 02:41:08.799: %VRRP-6-STATECHANGE: Fa0/0 Grp 1 state Init - Backup*Jan 3 02:41:09.419: VRRP: Grp 1 Advertisement priority 100, ipaddr *Jan 3 02:41:12.411: VRRP: Grp 1 Event - Master down timer expired*Jan 3 02:41:12.411: %VRRP-6-STATECHANGE: Fa0/0 Grp 1 state Backup - Master*Jan 3 02:41:12.415: VRRP: tbridge_smf_update failed*Jan 3 02:41:12.419: VRRP: Grp 1 sending Advertisement checksum B9EF*Jan 3 02:41:12.427: VRRP: Grp 1 Advertisement priority 100, ipaddr R2(config-if)#*Jan 3 02:41:13.419: VRRP: Grp 1 sending Advertisement checksum B9EF*Jan 3 02:41:14.419: VRRP: Grp 1 sending Advertisement checksum B9EF /通过上面的调试信息可以知道R2现在成为了VRRP组1的Master路由器。为什么呢？ 因为R1 和R2有相同的优先级。在VRRP中当优先级相同时，那个路由器的接口的IP地址大谁就是Master路由器。 步骤3 当我们想要R1成为Master路由器时，可以改变它的优先级 R1(config)#interface f0/0R1(config-if)#vrrp 1 priority 150/改变R1路由器VRRP的优先级为150*Jan 3 02:50:47.771: %VRRP-6-STATECHANGE: Fa0/0 Grp 1 state Backup Master/我们开到路由器由备用路由器到了主动路由器步骤4 配置R3（PC1）PC1(config)#interface fastethernet0/0PC1(config-if)#ip address PC1(config-if)#no shutdownPC1(config-if)#no ip routing /关闭路由器的路由功能，因为这里模拟一台PCPC1(config)#ip route 00 /配置一条到下一跳为00的默认路由 PC1(config)#ip default-gateway 00 /配置PC的默认网关为00 为了观察VRRP路由器的转换过程我们通过PING命令来查看结果。 PC1#ping Protocol ip: Target IP address: 0 /ping的目的地址Repeat count 5: 1000000 /发送ping数据包的次数，为了看到现象我们设置一个大数Datagram size 100: Timeout in seconds 2: Extended commands n: Sweep range of sizes n: 步骤5 模拟Master路由器故障 ，关闭接口R1(config)#interface fastethernet0/0R1(config-if)#shutdown /关闭接口，模拟故障R1(config-if)#*Jan 3 03:11:43.535: %VRRP-6-STATECHANGE: Fa0/0 Grp 1 state Master - InitR1(config-if)#*Jan 3 03:11:45.539: %LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to administratively down*Jan 3 03:11:46.539: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to downR1(config-if)#no shutdown /开启接口，修复故障*Jan 3 03:11:55.227: %VRRP-6-STATECHANGE: Fa0/0 Grp 1 state Init - Backup*Jan 3 03:11:57.203: %LINK-3-UPDOWN: Interface FastEthernet0/0, changed state to up*Jan 3 03:11:58.203: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to upR1(config-if)#*Jan 3 03:11:58.643: %VRRP-6-STATECHANGE: Fa0/0 Grp 1 state Backup Master/发现R1又成为了Master路由器步骤 6 查看R3ping的结果Type escape sequence to abort.Sending 1000000, 100-byte ICMP Echos to 0, timeout is 2 seconds:!.!/当出现.时，是VRRP的Master路由器由R1切换到R2的过程（也就是我们模拟故障，关闭R1后）!.!/当出现.时，是VRRP的Master路由器由R2切换到R1的过程。（也就是故障修复后）!总结 虚拟路由器冗余协议（VRRP）是一种选择协议，它可以把一个虚拟路由器的责任动态分配到局域网上的 VRRP 路由器中的一台。控制虚拟路由器 IP 地址的 VRRP 路由器称为主路由器，它负责转发数据包到这些虚拟 IP 地址。一旦主路由器不可用，这种选择过程就提供了动态的故障转移机制，这就允许虚拟路由器的 IP 地址可以作为终端主机的默认第一跳路由器。使用 VRRP 的好处是有更高的默认路径的可用性而无需在每个终端主机上配置动态路由或路由发现协议。CCNP交换.VRRP负载均衡 2009-03-30 21:51:43标签：VRRP负载均衡推送到技术圈 版权声明：原创作品，允许转载，转载时请务必以超链接形式标明文章 原始出处 、作者信息和本声明。否则将追究法律责任。/696670/143783实验目的掌握VRRP负载均衡冗余的配置实验拓扑实验说明这里用路由器R3、R4模拟两台主机预配置R1(config)#interfaceloopback0R1(config-if)#ipaddressR1(config-if)#interfacefastethernet0/0R1(config-if)#ipaddressR1(config-if)#noshutdownR2(config)#interfaceloopback0R2(config-if)#ipaddressR2(config)#interfacefastethernet0/0R2(config-if)#ipaddressR2(config-if)#noshutdownR3(config)#noiproutingR3(config)#interfacefastethernet0/0R3(config-if)#ipaddressR3(config-if)#noshutdownR3(config-if)#ipdefault-gateway00R4#configureterminalR4(config)#noiproutingR4(config)#ipdefault-gateway00R4(config)#interfacefastethernet0/0R4(config-if)#ipaddressR4(config-if)#noshutdown实验过程步骤1在R1上做配置R1(config)#interfacefastethernet0/0/进入fastethernet0/0接口R1(config-if)#vrrp100ip00/配置R1上的VRRP组100，虚拟路由器的地址是00*Mar3015:42:37.003:%VRRP-6-STATECHANGE:Fa0/0Grp100stateInit-Backup*Mar3015:42:40.615:%VRRP-6-STATECHANGE:Fa0/0Grp100stateBackup-Master/这里我们可以发现F0/0接口成为组100的master路由器，因为现在只有R1上配置了VRRP协议。R1(config-if)#vrrp100priority150/配置VRRP组100的优先级为150R1(config-if)#vrrp200ip00/配置R1上的VRRP组200，虚拟路由器的地址是00*Mar3015:43:21.923:%VRRP-6-STATECHANGE:Fa0/0Grp200stateInit-Backup*Mar3015:43:25.535:%VRRP-6-STATECHANGE:Fa0/0Grp200stateBackup-Master/这里我们可以发现F0/0接口成为组200的master路由器，因为现在只有R1上配置了VRRP协议。步骤2在R2上做配置R2#configureterminalR2(config)#interfacefastethernet0/0/进入接口interfacefastethernet0/0R2(config-if)#vrrp100ip00/配置R2上的VRRP组100，虚拟路由器的地址是00*Mar3015:46:24.103:%VRRP-6-STATECHANGE:Fa0/0Grp100stateInit-Backup/这里R2的路由器成了备用路由器，因为在组100中它的优先级小于R1的优先级R2(config-if)#vrrp200ip00/配置R2上VRRP组200,虚拟路由器的地址是00*Mar3015:46:40.971:%VRRP-6-STATECHANGE:Fa0/0Grp200stateInit-Backup*Mar3015:46:44.583:%VRRP-6-STATECHANGE:Fa0/0Grp200stateBackup-Master/这里发现当在R2配置了VRRP组200后，R2路由器成了Master路由器。这是因为在默认情况下VRRP默认开启抢占。又因为默认情况下，优先级都是100.在默认情况下接口IP地址大为Master路由器。因为R2接口IP大于R1接口IP地址。所以R2成为Master路由器。R2(config-if)#vrrp200priority150/配置VRRP组200的优先级为150步骤3查看VRRPR1#showvrrp/查看VRRPFastEthernet0/0-Group100StateisMaster/R1现在是VRRP组100的masterVirtualIPaddressis00/虚拟路由器IP地址为00VirtualMACaddressis0000.5e00.0164/虚拟路由器的MAC地址是0000.5e00.0164Advertisementintervalis1.000sec/Master每隔1秒发送一次通告Preemptionenabled/抢占默认情况是开启的Priorityis150/优先级为150MasterRouteris(local),priorityis150MasterAdvertisementintervalis1.000secMasterDownintervalis3.414secFastEthernet0/0-Group200StateisBackup/R1现在是VRRP组200的masterVirtualIPaddressis00VirtualMACaddressis0000.5e00.01c8Advertisementintervalis1.000secPreemptionenabledPriorityis100MasterRouteris,priorityis150MasterAdvertisementintervalis1.000secMasterDownintervalis3.609sec(expiresin2.709sec)R1#showvrrpbrief/查看VRRP的详细信息InterfaceGrpPriTimeOwnPreStateMasteraddrGroupaddrFa0/01001503414YMaster00Fa0/02001003609YBackup00步骤4现在同时在R3、R4上准备Ping测试R3#pingProtocolip:TargetIPaddress:222.9.