运维面试必问--VRRP(虚拟路由器冗余协议)

1.虚拟路由冗余协议(Virtual Router Redundancy Protocol,简称VRRP)是由IETF提出的解决局域网中配置静态网关出现单点失效现象的路由协议,1998年已推出正式的RFC2338协议标准。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,以及及时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。
2.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。 VRRP 包封装在 IP 包中发送。
使用 VRRP ,可以通过手动或 DHCP 设定一个虚拟 IP 地址作为默认路由器。虚拟 IP 地址在路由器间共享,其中一个指定为主路由器而其它的则为备份路由器。如果主路由器不可用,这个虚拟 IP 地址就会映射到一个备份路由器的 IP 地址(这个备份路由器就成为了主路由器)。 VRRP 也可用于负载均衡。 VRRP 是 IPv4 和 IPv6 的一部分。
3.工作原理:
VRRP的工作过程如下:

  • 1.路由器开启VRRP功能后,会根据优先级确定自己在备份组中的角色。优先级高的路由器成为主用路由器,优先级低的成为备用路由器。主用路由器定期发送VRRP通告报文,通知备份组内的其他路由器自己工作正常;备用路由器则启动定时器等待通告报文的到来。
  • 2.VRRP在不同的主用抢占方式下,主用角色的替换方式不同:l在抢占方式下,当主用路由器收到VRRP通告报文后,会将自己的优先级与通告报文中的优先级进行比较。如果大于通告报文中的优先级,则成为主用路由器;否则将保持备用状态。l在非抢占方式下,只要主用路由器没有出现故障,备份组中的路由器始终保持主用或备用状态,备份组中的路由器即使随后被配置了更高的优先级也不会成为主用路由器。
  • 3.如果备用路由器的定时器超时后仍未收到主用路由器发送来的VRRP通告报文,则认为主用路由器已经无法正常工作,此时备用路由器会认为自己是主用路由器,并对外发送VRRP通告报文。备份组内的路由器根据优先级选举出主用路由器,承担报文的转发功能。

在实际组网中一般会进行VRRP负载分担方式的设置。负载分担方式是指多台路由器同时承担业务,避免设备闲置,因此需要建立两个或更多的备份组实现负载分担。VRRP负载分担方式具有以下特点:

  • 每个备份组都包括一个主用路由器和若干个备用路由器。
  • 各备份组的主用路由器可以不相同。
  • 同一台路由器可以加入多个备份组,在不同备份组中有不同的优先级,使得该路由器可以在一个备份组中作为主用路由器,在其他的备份组中作为备用路由器。

VRRP在提高可靠性的同时,简化了主机的配置。在具有多播或广播能力的局域网中,借助VRRP能在某台路由器出现故障时仍然提供高可靠的缺省链路,有效避免单一链路发生故障后网络中断的问题,而无需修改动态路由协议、路由发现协议等配置信息。

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