vrrp协议的作用和arp,vrrp协议的作用( 二 ) _数码科技

l 虚拟路由器：由一个Master路由器和多个Backup路由器组成。主机将虚拟路由器当作默认网关。
l VRID：虚拟路由器的标识。有相同VRID的一组路由器构成一个虚拟路由器。
l Master路由器：虚拟路由器中承担报文转发任务的路由器。
l Backup路由器：Master路由器出现故障时，能够代替Master路由器工作的路由器。
l 虚拟IP地址：虚拟路由器的IP地址。一个虚拟路由器可以拥有一个或多个IP地址。
l IP地址拥有者：接口IP地址与虚拟IP地址相同的路由器被称为IP地址拥有者。
l 虚拟MAC地址：一个虚拟路由器拥有一个虚拟MAC地址。虚拟MAC地址的格式为00-00-5E-00-01-{VRID} 。通常情况下，虚拟路由器回应ARP请求使用的是虚拟MAC地址，只有虚拟路由器做特殊配置的时候，才回应接口的真实MAC地址。
【vrrp协议的作用和arp,vrrp协议的作用】l 优先级：VRRP根据优先级来确定虚拟路由器中每台路由器的地位。
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。
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。
2.2 虚拟路由器简介
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，使用虚拟路由器号进行标识。以下使用虚拟路由器代替VRRP备份组进行描述。
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。
虚拟路由器是工作在实际的物理路由器之上的。它由多个实际的路由器组成，包括一个Master路由器和多个Backup路由器。Master路由器正常工作时，局域网内的主机通过Master与外界通信。当Master路由器出现故障时，Backup路由器中的一台设备将成为新的Master路由器，接替转发报文的工作，如图2所示。
图2 虚拟路由器示意图
2.3 VRRP工作过程
VRRP的工作过程为：
(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；
(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；
(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；
(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。
(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 。
由此可见，为了保证Master路由器和Backup路由器能够协调工作，VRRP需要实现以下功能：
l Master路由器的选举；
l Master路由器状态的通告；
l 同时，为了提高安全性，VRRP还提供了认证功能；
下面将从上述三个方面详细介绍VRRP的工作过程。
2.3.1 Master路由器的选举
VRRP根据优先级来确定虚拟路由器中每台路由器的角色（Master路由器或Backup路由器）。优先级越高，则越有可能成为Master路由器。
初始创建的路由器工作在Backup状态，通过VRRP报文的交互获知虚拟路由器中其他成员的优先级：
l 如果VRRP报文中Master路由器的优先级高于自己的优先级，则路由器保持在Backup状态；
l 如果VRRP报文中Master路由器的优先级低于自己的优先级，采用抢占工作方式的路由器将抢占成为Master状态，周期性地发送VRRP报文，采用非抢占工作方式的路由器仍保持Backup状态；
l 如果在一定时间内没有收到VRRP报文，则路由器切换为Master状态。
VRRP优先级的取值范围为0到255（数值越大表明优先级越高），可配置的范围是1到254，优先级0为系统保留给路由器放弃Master位置时候使用，255则是系统保留给IP地址拥有者使用。当路由器为IP地址拥有者时，其优先级始终为255 。因此，当虚拟路由器内存在IP地址拥有者时，只要其工作正常，则为Master路由器。