路由和交换技术项目教程 课件 工单8 浮动路由和VRRP

工单8：浮动路由和VRRP知识目标：1、了解浮动路由和VRRP的基本概念和原理2、掌握配置浮动路由和VRRP的方法3、学习如何通过VRRP实现网络的高可用性和负载均衡能力目标：1、能够独立进行华为设备上的配置浮动路由。2、能够独立进行华为设备上的配置VRRP配置3、能够分析和解决网络故障，确保网络的连续性和可靠性。思政目标：1、通过学习华为网络设备配置的技术，增强国家自信和民族自豪感。2、理解冗余网络技术在国家安全和社会稳定中的重要性，树立正确的网络安全观。3、培养责任感和使命感，为建设网络强国贡献力量。公司总部为了保障其网络通常，与运营商的边界路由器采用双链路连接，当其中一条出现问题时，可以保持网络的不中断。优先级高（数值小，默认60）的为主链路，优先级低的为备份链路，当主链路故障时，备用链路挥加入到路由表中，进行数据的转发任务，这种方式叫做静态路由。任务1：浮动路由搭建网络拓扑，完成基本配置，并在PC和路由器接口上配置IP信息，添加主路由和备份路由确保公司总部和分公司网络的连通性。浮动路由配置网络拓扑设备接口IP地址子网掩码默认网关备注PC1Ethernet0/0/1192.168.10.1255.255.255.0192.168.10.254

PC2Ethernet0/0/1192.168.10.2255.255.255.0192.168.10.254

PC3Ethernet0/0/1192.168.20.1255.255.255.0192.168.20.254

R1GE0/0/0172.16.30.1255.255.255.0N/A

GE0/0/1172.16.20.2255.255.255.0N/A

GE0/0/2172.16.10.2255.255.255.0N/A

R2GE0/0/0172.16.10.1255.255.255.0N/A

GE0/0/1192.168.10.254255.255.255.0N/A

GE0/0/2172.16.20.1255.255.255.0N/A

R3GE0/0/0172.16.30.2255.255.255.0N/A

GE0/0/2192.168.20.254255.255.255.0N/A

实验参数编址表浮动路由的概念浮动路由是一种网络冗余技术，通过配置两条目的地址相同但下一跳地址不同的静态路由来实现。其中，优先级较高的路由作为主链路，负责日常的数据转发；而优先级较低的路由则作为备份链路。一旦主链路发生故障，备份链路会立即被激活，加入路由表并接管数据转发任务。当主链路恢复正常后，它会重新成为路由表的一部分，恢复其数据转发的职责，而备份链路则会自动退出路由表，等待下一次需要时再被激活。浮动路由的优先级在网络中，面对通往相同目的地的多条路由选择时，每条路由协议包括静态路由都被分配了一个优先级，用以判断哪条路由是最优的。通常，数值较小的优先级意味着更高的优先权，因此会被路由器选择并加入到路由表中作为最优路由。直连路由的优先级为0，而静态路由的默认优先级为60。在配置了浮动路由后，只有主链路的路由会被显示在路由表中，备份链路的路由则处于待命状态。一旦主链路出现故障，备份链路的路由会立即被添加到路由表中，以保证网络的连续性。当主链路恢复后，它将重新成为路由表的一部分，而备份链路则再次变为备用状态。基本配置根据图8-1所示，搭建拓扑结构，并根据表8-1实验参数编址表通过图形化界面进行设备的基本配置。三台路由器分别更名为R1、R2和R3，两台交换机分别更名为S1、S2路由器的基本配置配置三台路由器接口的IP地址信息（以R2为例）。[R2]intg0/0/0[R2-GigabitEthernet0/0/0]ipad172.16.10.124[R2-GigabitEthernet0/0/0]intg0/0/1[R2-GigabitEthernet0/0/1]ipad192.168.10.25424[R2-GigabitEthernet0/0/1]intg0/0/2[R2-GigabitEthernet0/0/2]ipad172.16.20.124静态路由的基本配置在路由器R1和R2上配置一条主路由（值默认为60）和一条备份路由，备份路由的值设置为80，在路由器R1和R3上配置一条相连的静态路由。[R2]iproute-static192.168.20.024172.16.10.2[R2]iproute-static192.168.20.024172.16.20.2preference80[R3]iproute-static192.168.10.024172.16.30.1[R1]iproute-static192.168.10.024172.16.10.1[R1]iproute-static192.168.10.024172.16.20.1preference80[R1]iproute-static192.168.20.024172.16.30.2查看路由表查看三台路由器的路由表（命令：displayiprouting-table）<R1>displayiprouting-tableGigabitEthernet0/0/0192.168.10.0/24Static600RD172.16.10.1GigabitEthernet0/0/2192.168.20.0/24Static600RD172.16.30.2GigabitEthernet0/0/0GigabitEthernet0/0/1192.168.10.254/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet0/0/1192.168.10.255/32Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet0/0/1192.168.20.0/24Static600RD172.16.10.2GigabitEthernet0/0/0255.255.255.255/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack0测试连通性测试PC1、PC3之间的连通性（命令：ping）PC>ping192.168.20.1

Ping192.168.20.1:32databytes,PressCtrl_CtobreakFrom192.168.20.1:bytes=32seq=1ttl=125time=78msFrom192.168.20.1:bytes=32seq=2ttl=125time=78msFrom192.168.20.1:bytes=32seq=3ttl=125time=78msFrom192.168.20.1:bytes=32seq=4ttl=125time=78msFrom192.168.20.1:bytes=32seq=5ttl=125time=78msPC>tracert192.168.20.1tracerouteto192.168.20.1,8hopsmax(ICMP),pressCtrl+Ctostop1192.168.10.25431ms47ms31ms2172.16.20.247ms47ms47ms3172.16.30.262ms31ms63ms4192.168.20.178ms62ms79ms重新开启R1的G0/0/2端口，等待5秒，观察路由情况（命令：tracert），数据从主路由通过。PC>tracert192.168.20.1tracerouteto192.168.20.1,8hopsmax(ICMP),pressCtrl+Ctostop1192.168.10.25447ms46ms47ms2172.16.10.247ms31ms47ms3172.16.30.247ms47ms31ms4192.168.20.194ms78ms94ms序号评价内容评价标准是否达标1网络拓扑图设备数量、连接方式、标注是否一致

2PC的网络配置三台PC的IP是否符合题目要求

3路由器接口IP配置三台路由器接口IP信息的配置

4浮动路由设置主路由和备份路由的设置

5连通性PC之间的连通性，PC1能ping通PC3和PC2

6路由故障和恢复模拟主路由故障和恢复时数据的路由情况

7实验的逻辑性和严谨性（附加项）查看实验报告，任务实施中的基本步骤

公司在联网时，配置了两台出口网关，与运营商的边界路由器相连，为了使公司内部的电脑设备拥有一个共同的网关，即使其中一台出口网关出现问题，也不影响公司正常访问网络，采用VRRP协议。使用PC3模拟网络服务器，在网络主干区域采用OSPF协议。任务2：VRRP链路冗余搭建网络拓扑，完成基本配置，并在PC和路由器接口上配置IP信息，主干区域采用OSPF协议，出口网关采用VRRP协议，确保公司电脑设备通过一个网关访问网络。VRRP链路冗余配置网络拓扑设备接口IP地址子网掩码默认网关备注PC1Ethernet0/0/1192.168.10.1255.255.255.0192.168.10.254

PC2Ethernet0/0/1192.168.10.2255.255.255.0192.168.10.254

PC3Ethernet0/0/120.1.10.50255.255.255.020.1.10.254网络服务器R1GE0/0/0192.168.10.60255.255.255.0N/Arid:1.1.1.1GE0/0/1172.16.10.2255.255.255.0N/Arid:1.1.1.1R2GE0/0/0192.168.10.80255.255.255.0N/Arid:2.2.2.2GE0/0/1172.16.20.2255.255.255.0N/Arid:2.2.2.2R3GE0/0/0172.16.10.1255.255.255.0N/Arid:3.3.3.3GE0/0/1172.16.20.1255.255.255.0N/Arid:3.3.3.3GE0/0/220.1.10.254255.255.255.0N/Arid:3.3.3.3实验参数编址表VRRP的概念VRRP（VirtualRouterRedundancyProtocol）即虚拟路由冗余协议，是一种确保网络可靠性的解决方案。它允许多台路由器共同虚拟成一个路由器，其中一台作为活跃的路由器（称为master）负责处理数据流量，而其他的则作为备用（backup）。如果活跃路由器出现问题，其中一台备用路由器会自动成为新的活跃路由器，接管网络流量的转发，以此来保证网络的连续性和稳定性。VRRP的工作原理VRRP通过在网络中创建一个拥有虚拟IP地址的虚拟路由器来实现链路冗余，这个地址被设置为主机的默认网关。参与的物理路由器被分配为master或backup角色，其中优先级最高的被选为master，负责转发流量，而其他路由器作为backup等待接管。Master定期向局域网内的多播地址发送VRRP通告，以表明其正常运行状态。Backup路由器监听这些通告，如果在设定的间隔内未收到通告，它们会认为master故障，并选举新的master。在master故障和新master选举过程中，虚拟IP保持不变，对用户透明。VRRP配置的一般步骤定义虚拟路由器：为VRRP组配置一个虚拟IP地址，这个IP地址将作为网络中主机的默认网关。设置优先级：为每台参与VRRP的路由器分配一个优先级，优先级最高的路由器将成为master。如果master路由器宕机，具有次高优先级的备份路由器将接管成为新的master。配置定时器：可以配置master路由器发送VRRP通告报文的时间间隔，以及备份路由器在成为master之前的延迟时间。配置认证方式（可选）：为增强安全性，可以配置VRRP报文的认证方式。跟踪接口状态（可选）：可以配置VRRP组跟踪物理接口状态，当物理接口故障时，降低该路由器的优先级，从而触发master切换。基本配置根据图8-2所示，搭建拓扑结构，并根据表8-2实验参数编址表通过图形化界面进行设备的基本配置。三台路由器分别更名为R1、R2和R3，交换机更名为S1路由器的基本配置配置三台路由器接口的IP地址信息（以R1为例）。[R1]intg0/0/0[R1-GigabitEthernet0/0/0]ipad192.168.10.6024[R1-GigabitEthernet0/0/0]intg0/0/1[R1-GigabitEthernet0/0/1]ipad172.16.10.224OSPF网络的基本配置创建并运行ospf，设定骨干区域，通告所在网络，查看ospf接口配置情况（命令：displayospfinterface）。[R1]ospf1router-id1.1.1.1[R1-ospf-1]area0[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network192.168.10.00.0.0.255[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network172.16.10.00.0.0.255[R2]ospf1router-id2.2.2.2[R2-ospf-1]area0[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network192.168.10.00.0.0.255[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network172.16.20.00.0.0.255

[R3]ospf1router-id3.3.3.3[R3-ospf-1]area0[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network172.16.10.00.0.0.255[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network172.16.20.00.0.0.255[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network20.1.10.00.0.0.255[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]disospfintVRRP的基本配置在路由器R1和R2上配置VRRP，R1作为Master（优先级定义为130）。[R1]intg0/0/0[R1-GigabitEthernet0/0/0]vrrpvrid1virtual-ip192.168.10.254[R1-GigabitEthernet0/0/0]vrrpvrid1priority130[R2]intg0/0/0[R2-GigabitEthernet0/0/0]vrrpvrid1virtual-ip192.168.10.254查看路由器R1上的VRRP信息（命令：displayvrrp）<R1>displayvrrpGigabitEthernet0/0/0|VirtualRouter1State:MasterVirtualIP:192.168.10.254MasterIP:192.168.10.60PriorityRun:130PriorityConfig:130MasterPriority:130Preempt:YESDelayTime:0sTimerRun:1sTimerConfig:1sAuthtype:NONEVirtualMAC:0000-5e00-0101CheckTTL:YESConfigtype:normal-vrrpBackup-forward:disabledCreatetime:2024-09-1022:18:43UTC-08:00Lastchangetime:2024-09-1022:18:46UTC-08:00PC>ping20.1.10.50Ping20.1.10.50:32databytes,PressCtrl_CtobreakFrom20.1.10.50:bytes=32seq=1ttl=126time=31msFrom20.1.10.50:bytes=32seq=2ttl=126time=31msFrom20.1.10.50:bytes=32seq=3ttl=126time=47msFrom20.1.10.50:bytes=32seq=4ttl=126time=32msFrom20.1.10.50:bytes=32seq=5ttl=126time=31msPC>tracert20.1.10.50

tracerouteto20.1.10.50,8hopsmax(ICMP),pressCtrl+Ctostop1192.168.10.8031ms47ms47ms2172.16.20.147ms31ms47ms320.1.10.5047ms47ms31ms

重新开启R1的G0/0/0端口，等待5秒，观察路由情况（命令：tracert），R1切换为Master（命令：displayvrrpbrief）。PC>tracert20.1.10.50

tracerouteto20.1.10.50,8hopsmax(ICMP),pressCtrl+Ctostop1192.168.10.6078ms47ms47ms2172.16.10.147ms46ms32ms320.1.10.5047ms46ms47ms<R1>displayvrrpbriefTotal:1Master:1Backup:0Non-active:0VRIDStateInterfaceTypeVirtualIP----------------------------------------------------1MasterGE0/0/0Normal192.168.10.254<R2>displayvrrpbriefTotal:1Master:0Backup:1Non-active:0VRIDStateInterfaceTypeVirtualIP---------------------------------------------------1BackupGE0/0/0Normal192.168.10.254序号评价内容评价标准是否达标1网络拓扑图设备数量、连接方式、标注是否一致

2PC的网络配置三台PC的IP是否符合题目要求

3路由器接口IP配置三台路由器接口IP信息的配置

4OSPF设置OSPF主干区域的设置

5VRRP设置VRRP的基本设置和优先级设置

6连通性PC之间的连通性，PC1能ping通PC3和PC2

7Master故障和恢复模拟Master故障和恢复时数据的路由和Master节点变化的情况

8实验的逻辑性和严谨性（附加项）查看实验报告，任务实施中的基本步骤

公司在联网时，配置了两台出口网关，与运营商的边界路由器相连，为了使公司内部的电脑设备拥有一个共同的网关，采用了VRRP协议，即使其中一台出口网关出现问题，也不影响公司正常访问网络。在VRRP协议中，所有的业务流量都由Master路由器承担，任务较重，而Backup路由器处于空闲状态。可设置两组VRRP，通过设置优先级权重，让两台路由器互为备份，可分担公司业务流量。使用PC3模拟网络服务器，在网络主干区域采用OSPF协议。任务3：VRRP负载均衡搭建网络拓扑，完成基本配置，并在PC和路由器接口上配置IP信息，主干区域采用OSPF协议，出口网关采用VRRP协议，确保公司电脑设备通过一个网关访问网络。设置两组VRRP，通过设置优先级权重，让两台路由器互为备份VRRP负载均衡配置网络拓扑设备接口IP地址子网掩码默认网关备注PC1Ethernet0/0/1192.168.10.1255.255.255.0192.168.10.254

PC2Ethernet0/0/1192.168.10.2255.255.255.0192.168.10.253

PC3Ethernet0/0/120.1.10.50255.255.255.020.1.10.254网络服务器R1GE0/0/0192.168.10.60255.255.255.0N/Arid:1.1.1.1GE0/0/1172.16.10.2255.255.255.0N/Arid:1.1.1.1R2GE0/0/0192.168.10.80255.255.255.0N/Arid:2.2.2.2GE0/0/1172.16.20.2255.255.255.0N/Arid:2.2.2.2R3GE0/0/0172.16.10.1255.255.255.0N/Arid:3.3.3.3GE0/0/1172.16.20.1255.255.255.0N/Arid:3.3.3.3GE0/0/220.1.10.254255.255.255.0N/Arid:3.3.3.3实验参数编址表VRRP负载均衡的概念VRRP（VirtualRouterRedundancyProtocol）的负载均衡模式允许多个路由器共同承担流量，从而实现负载均衡。在这种模式下，一个虚拟IP地址可以与多个虚拟MAC地址关联，每个参与的路由器都对应一个虚拟MAC地址。这样，不同的主机可以使用不同的网关，实现流量在多个路由器之间的分配。VRRP负载均衡的工作原理VRRP负载均衡工作机制是在传统VRRP协议上增加的一项功能，它通过创建一个拥有虚拟IP的逻辑路由器来允许多台物理路由器共同分摊网络流量。在这个机制中，一台路由器被选为Master，负责日常的数据转发，而其他路由器作为Backup，随时准备接管工作。Master路由器会为每个Backup路由器分配一个虚拟MAC地址，当网络中的主机请求虚拟IP的MAC地址时，Master路由器会根据预设的负载均衡策略，使用相应的虚拟MAC地址进行回应。这样，不同的主机就会将流量发送到不同的路由器上，实现了流量的分散处理。Master路由器还会定期发送VRRP通告报文，告知所有Backup路由器其运行状态。如果Master路由器发生故障，优先级最高的Backup路由器将自动成为新的Master。此外，如果原来的Master路由器恢复正常，它可以根据自己的抢占模式配置，决定是否尝试重新成为Master。这种负载均衡模式不仅在故障发生时有效，也使得Backup路由器在正常运营时也能参与流量转发，提高了网络的整体可用性和效率。基本配置根据图8-3所示，搭建拓扑结构，并根据表8-3实验参数编址表通过图形化界面进行设备的基本配置。三台路由器分别更名为R1、R2和R3，交换机更名为S1路由器的基本配置配置三台路由器接口的IP地址信息（以R1为例）。[R1]intg0/0/0[R1-GigabitEthernet0/0/0]ipad192.168.10.6024[R1-GigabitEthernet0/0/0]intg0/0/1[R1-GigabitEthernet0/0/1]ipad172.16.10.224[R1]ospf1router-id1.1.1.1[R1-ospf-1]area0[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network192.168.10.00.0.0.255[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network172.16.10.00.0.0.255OSPF网络的基本配置创建并运行ospf，设定骨干区域，通告所在网络，查看ospf接口配置情况（命令：displayospfinterface）。[R2]ospf1router-id2.2.2.2[R2-ospf-1]area0[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network192.168.10.00.0.0.255[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network172.16.20.00.0.0.255[R3]ospf1router-id3.3.3.3[R3-ospf-1]area0[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network172.16.10.00.0.0.255[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network172.16.20.00.0.0.255[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network20.1.10.00.0.0.255在VRID1中，在路由器R1和R2上配置VRRP，R1作为Master（优先级定义为130）。[R1]intg0/0/0[R1-GigabitEthernet0/0/0]vrrpvrid1virtual-ip192.168.10.254[R1-GigabitEthernet0/0/0]vrrpvrid1priority130[R2]intg0/0/0[R2-GigabitEthernet0/0/0]vrrpvrid1virtual-ip192.168.10.254在VRID2中，在路由器R1和R2上配置VRRP，R2作为Master（优先级定义为130）。[R1]intg0/0/0[R1-GigabitEthernet0/0/0]vrrpvrid2virtual-ip192.168.10.253

[R2]intg0/0/0[R2-GigabitEthernet