一、vrrp原理
vrrp原理：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。
一个局域网络内的所有主机都设置缺省路由，当网内主机发出的目的地址不在本网段时，报文将被通过缺省路由发往外部路由器，从而实现了主机与外部网络的通信。
1、IP地址备份，VRRP的主要功能。可以在网络中提供多个VirtuaI Router选举的负载均衡以及在单一的网络中支持多重逻辑IP子网络。
2、最优路径指示。从VRRP组内多个路由器的路由中，保证Master收敛到现成可用最优先的路由器。
3、广泛的安全性。它可在多种不同的交互环境中采用不同的安全策略，它只需极少的配置和开销就可以进行严格的验证。
4、最小化不必要的服务中断。在主路由正常工作期间，不触发其他低优先级别路由器选择主路由的服务。
参考资料来源：百度百科-虚拟路由器冗余协议
二、理解VRRP协议
1、 VRRP即虚拟路由冗余协议(Virtual Router Redundancy Protocol)，它是为了避免路由器出现单点故障的一种容错协议。
2、如图1所示，我们把多个运行着VRRP协议的路由器抽象成一个虚拟路由器（从外边来看，就像只有一个真实的路由器在工作），组成虚拟路由器的一组路由器会有一个会成为 Master路由器，其余的会成为 Backup路由器。
3、正常情况下，会由Master完成该虚拟路由器的工作。Master一旦出现故障，从Backup中选出一个成为Master继续工作，从而避免路由器单点问题。
4、在详细介绍VRRP协议之前，先弄清楚几个概念。
5、 VIP（Virtual IP）即虚拟IP，是一个不与特定计算机或网络接口卡(NIC)相连的IP地址。
6、运行VRRP协议的路由器（或设备）。它可能属于一个或多个虚拟路由器。
7、由一组VRRP路由器组成，抽象成一个虚拟的路由器。它拥有一个虚拟路由器标识符（VRID）和一个 VIP。
8、即虚拟路由器根据VRID生成的MAC地址。
9、一个虚拟路由器拥有一个虚拟MAC地址，格式为：00-00-5E-00-01-{VRID}。
10、当虚拟路由器回应ARP请求时，使用虚拟MAC地址，而不是接口的真实MAC地址。
11、如果一个VRRP路由器将VIP作为真实的接口地址，则该设备是IP地址拥有者。
12、当这台设备正常工作时，它会响应目的地址是VIP的报文，如ping、TCP连接等。
13、用来标识虚拟路由器中各成员路由器的优先级。
14、虚拟路由器根据优先级选举出Master和Backup。
15、当路由器配置了VRRP（VRID、VIP、优先级等信息）后，它就成了一台VRRP路由器，即组成某个虚拟路由器的一个成员路由器。
16、分别为初始状态（Initialize）、活动状态（Master）、备份状态（Backup）。
17、 VRRP根据优先级来确定虚拟路由器中每台设备的角色，Master设备或Backup设备。优先级越高，则越有可能成为Master设备。
18、 Master设备会周期性的发送VRRP通告报文，在VRRP备份组中公布其配置信息（优先级等）和工作状态。Backup设备通过接收到Master设备发来的VRRP报文的情况来判断Master设备是否工作正常。
19、在性能不稳定的网络中，网络堵塞可能导致Backup设备在Master_Down_Interval定时器超时后仍没有收到Master设备的报文后，使得Backup设备主动切换为Master。如果此时原Master设备的报文又到达了，新Master设备将再次切换回Backup。如此会出现VRRP设备组成员状态频繁切换的现象。为缓解这种现象，可以配置抢占时延，使得Backup设备在等待了Master_Down_Interval定时器后再等待抢占时延时间。
三、VRRP协议详解
1、 VRRP将局域网内的一组路由器划分在一起，形成一个VRRP备份组，它在功能上相当于一台虚拟路由器。
2、虚拟路由器有自己的虚拟IP地址和虚拟MAC地址，它的外在表现形式和实际的物理路由器完全一样。局域网内的主机将虚拟路由器的IP地址设置为默认网关，通过虚拟路由器与外部网络进行通信。
3、(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；
4、(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；
5、(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；
6、(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。
7、(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。
8、 l非抢占方式：如果Backup路由器工作在非抢占方式下，则只要Master路由器没有出现故障，Backup路由器即使随后被配置了更高的优先级也不会成为Master路由器。
9、 l抢占方式：如果Backup路由器工作在抢占方式下，当它收到VRRP报文后，会将自己的优先级与通告报文中的优先级进行比较。如果自己的优先级比当前的Master路由器的优先级高，就会主动抢占成为Master路由器；否则，将保持Backup状态。
10、 Backup路由器监视Master路由器采用的是具有快速检测功能的BFD技术。在Backup设备上使用该技术监视Master路由器的状态，一旦Master路由器发生故障，Backup就可以自动切换成为新的Master路由器，将切换时间缩短到毫秒级。
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