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一、VRRP概述

1.1 VRRP概述

虚拟路由器冗余协议，起到了备份路由的作用

1.2 应用

1. VRRP：提供了局域网上的设备备份机制。
2. VRRP是一种容错协议，它保证当主机的下一跳路由器坏掉时，可以及时由另一台路由器来替代，从而保证通讯的连续性和可靠性。

1.3VRP工作原理

工作时会在网络中加入一个含有虚拟IP和虚拟MAC地址的虚拟路由器，该路由器充当了网络用户的网关，使得网络上的主机与虚拟路由器通信无需了解这个网络上物理路由器的任何信息。

1.4选举依据

先比较接口VRRP优先级（比大），如果相等，则比较接口IP地址（比大）

二、VRRP术语

2.1虚拟路由器

1. 抽象出来的逻辑路由器，并非真实存在的，充当用户的网关。
2. VRRP，一组路由器协同工作，只有一个处于Master状态，对于该状态的路由器，承担实际的数据流量转发任务，在一个VRRP组内的多个路由器接口共用一个虚拟IP地址。
   
3. 主路由：Master:负责接收发送至用户网关的数据包并进行转发，以及响应PC对于其网关IP地址的ARP请求
   备路由：Backup：侦听Master路由器状态，在master发生故障，接替工作。
4. VRRP路由器：运行VRRP路由器，一台可以参与多个VRRP组中。
   VRRP组：一个VRP组由多个VRRP路由器组成，每一个VRRP组中只有一个Master。
5. 虚拟路由器：抽象出来的逻辑路由器，并非真实存在的，充当用户的网关。
6. 虚拟IP地址：实际就是用户网关地址。虚拟MAC地址：根据VRID生成的MAC地址。
7. Master路由器：在VRRP组中，实际转发数据包的路由器，响应虚拟IP地址的ARP请求，给Backup发送VRRP通告。
8. Master报文发送：当Master正常工作时，每隔一段时间，向组内Backup设备发送VRRP报文通告，通告自己工作正常。

注：只有Master发送VRRP报文。

三、虚拟MAC地址

3.1虚拟MAC地址

通过VRRP形成的虚拟路由器使用虚拟IP地址和虚拟MAC与网络中的PC进行通信。 虚拟MAC的格式如下：最后1个字节的VRID表示虚拟路由器ID的16进制，例如VRID 是1，虚拟MAC地址为

00-00-5E-00-01-01。

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1. 要通过vrrp 虚拟一台路由器
2. 用户把虚拟路由器的IP地址作为网关
3. 两台路由器进行PK，谁胜出，谁胜出（master），谁就来充当虚拟路由器。 #备份路由器：backup

3.2选举出master、backup 选举的依据

优先级+IP地址 比大（先比优先级），谁胜出，谁就来充当虚拟路由器（虚拟IP地址+虚拟MAC地址）

3.3PC怎么找到虚拟的IP地址

通过ARP协议，找到虚拟的MAC地址：虚拟MAC地址是有固定格式的 00-00-5E-00-01-01 最后01 表示VRRP的组ID

3.4master

1. 相应PC对网关（虚拟IP地址）的ARP请求，使用虚拟MAC地址进行回应
2. 负责转发业务数据
3. 周期性的发送VRRP报文 给backup，告知自己的存活情况

3.5backup

1. 侦听 master 发送的 VRRP消息 （想当皇帝的心理）
2. 当master出现问题的时候，在规定时间内，没有收到master发来的心跳报文（每1s发送一次），接替master的位置

四、VRRP协议的状态共有三种

Initialize，Master，Backup，初始状态都是
Initialize，通过比较优先级产生Master和Backup，在规定时间内，Backup若没有收 到Master发来的心跳报文，将切换Master。

五、Master/Backup路由器

1. VRRP通过协议报文选举Master，除Master外，其它路由器作为Backup对Master进行备份。
2. Master 充当Virtual Router完成网关的所有功能。
3. Virtual Router由LAN上唯一的Virtual Router ID标识。并具有如下的MAC地址：00-00-5E-00-01。
4. Master路由器： 定时发送VRRP通告报文，以便向Backup路由器告 知自己的存活情况。
5. 以虚拟MAC地址响应其他设备对虚拟IP地址的ARP请求。
6. 转发目的MAC地址为虚拟MAC地址的IP报文。 如果它是这个虚拟IP地址的拥有者，则接收 目的IP地址为这个虚拟IP地址的IP报文。否则，丢弃这个IP报文。
7. 如果收到与自己优先级相等的VRRP报文且本地接口IP地址小于对端接口IP， 立即成为Backup。
8. Backup路由器：接收Master设备发送的VRRP通告报文，判断Master设备的状态是否正常。
9. 对虚拟IP地址的ARP请求，不做响应。 丢弃目的IP地址为虚拟IP地址的IP报文。

六、VRRP报文

七、VRRP的工作过程

① VRRP组中的设备选举出Maste, Master设备通过发送免费ARP报文将虚拟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设备周期性向备份组内所有Backup设备发送VRRPE告文。

③ 如果Master设备出现故障, VRRP备份组中的Backup设备重新选举新的Master.

④VRRP组状态切换时,Master设备由一台设备切换为另外一台设备,新的Masteri备会立即发送携带虚拟路由器的虚拟MAC地址和虚拟IP地址信息的免费ARP报文,刷新与它连接的主机或设备中的MAC表项)从而把用户流量引到新的Master设备上来,整个过程对用户完全透明。

⑤ 原Master设备故障恢复时,若该设备为IP地址拥有者t则其优先级为255 ) ，将直接切换至Master状态。若该设备优先级小于255 ,将首先切换至Backup状态,且其优先级恢复为故障前配置的优先级。

⑥ Backup设备的优先级高于Master设备时,由Backup设备的工作方式是否重新选举Master。

八、实验

8.1 实验一

8.2 实验二

8.3 实验三