今天学习VRRP。
学习之前我们来看看VRRP的诞生背景：
-当网关路由器RouterA出现故障时，本网段内以该设备为网关的主机都不能与Internet进行通信
-多网关可能会出现一些问题：网关间IP地址冲突；主机会频繁切换网络出口
单网关的问题 多网关的问题
VRRP的基本概念：
-虚拟路由器(Virtual Router) :由一个Master设备和多个Backup设备组成,被当作一个共享局域网内主机的缺省网关。如Router A和Router B共同组成了一个虚拟路由器。
-Master路由器(Virtual Router Master) : 承担转发报文任务的VRRP设备，如Router A。-Backup路由器(Virtual Router Backup) : 一组没有承担转发任务的VRRP设备，当Master设备出现故障时，它们将通过竞选成为新的Master设备，如Router B。
-Priority:设备在备份组中的优先级，取值范围是0~255。0表示设备停 止参与VRRP备份组,用来使备份设备尽快成为Master设备,而不必等到计时器超时; 255则保留给IP地址拥有者,无法手工配置;设备缺省优先级值是100。
- vrid:虚拟路由器的标识，如图中Router A和Router B组成的虚 拟路由器的vrid为1,手工指定，范围1-255。
-虚拟IP地址(Virtual IP Address):虛拟路由器的IP地址，一个虚拟路由器可以有一个或多个IP地址，由用户配置。如Router A和Router B组成的虚拟路由器的虚拟IP地址为10.1.1.254/24.
-IP地址拥有者(IP Address Owner) :如果一个VRRP设备将真实的接口IP地址配置为虚拟路由器IP地址，则该设备被称为IP地址拥有者。如果IP地址拥有者是可用的，则它将-直成为Master。
-虚拟MAC地址(Virtual MAC Address) :虚拟路由器根据vrid生成的MAC地址。-个虚拟路由器拥有一个虚拟MAC地址,格式为: 00-00-5E-00-01-{vrid} 。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。如RouterA和RouterB组成的虚拟路由器的vrid为1，因此这个VRRP备份组的MAC地址为00-00-5E-00-01-01.
-VRRP协议状态机有三种状态: Initialize (初始状态)、Master (活动状态)、Backup (备状态)。
VRRP的工作原理：
-VRRP能够在不改变组网的情况下，将多台路由器虚拟成一个虚拟路由器，通过配置虚拟路由器的IP地址为默认网关，实现网关的备份。
-协议版本：VRRPv2（常用）和VRRPv3 VRRPv2仅适用于IPv4网络，VRRPv3适用于IPv4和IPv6两种网络。
-VRRP协议报文：只有一种报文：Advertisement报文 其目的IP地址是224.0.0.18，目的MAC地址是00-00-5e-00-01-XX，协议号是112，VRRP是网络层协议。
第一步：选举出Master
- VRRP备份组中的设备根据优先级选举出Master。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。
- 选举规则：比较优先级的大小，优先级高者当选为Master设备。当两台设备优先级相同时，如果已经存在Master，则其保持Master身份，无需继续选举；如果不存在Master，则继续比较接口IP地址大小，接口IP地址较大的设备当选为Master设备。
第二步：Master设备状态的通告（VRRP备份组状态维持）
- Master设备周期性地发送VRRP通告报文，在VRRP备份组中公布其配置信息（优先级等）和工作状况。Backup设备通过接收到的VRRP报文来判断Master设备是否工作正常。
- 当Master设备主动放弃Master地位（如Master设备退出备份组）时，会发送优先级为0的通告报文，用来使Backup设备快速切换成Master设备，而不用等到Master_Down_Interval（默认为3s）定时器超时。这个切换的时间称为Skew_Time（几乎可以堪称0s），计算方式为：（256－Backup设备的优先级）/256，单位为秒。
- 当Master设备发生网络故障而不能发送通告报文的时候，Backup设备并不能立即知道其工作状况。等到Master_Down_Interval定时器超时后，才会认为Master设备无法正常工作，从而将状态切换为Master。其中，Master_Down_Interval定时器取值为：3×Advertisement_Interval＋Skew_Time，单位为秒。其中Advertisement_Interval默认情况下为1s.
VRRP主备切换过程
如果Master发生故障，则主备切换的过程
- 当组内的备份设备一段时间（Master_Down_Interval定时器取值为：3×Advertisement_Interval＋Skew_Time，单位为秒）内没有接收到来自Master设备的报文，则将自己转为Master设备。
- 一个VRRP组里有多台备份设备时，短时间内可能产生多个Master设备，此时，设备将会对收到的VRRP报文中的优先级与本地优先级做比较，从而选取优先级高的设备成为Master。 q 设备的状态变为Master之后，会立刻发送免费ARP来刷新交换机上的MAC表项，从而把用户的流量引到此设备上来，整个过程对用户完全透明。
VRRP负载分担工作过程
- 负载分担是指多个VRRP备份组同时承担业务转发，VRRP负载分担与VRRP主备备份的基本原理和报文协商过程都是相同的。对于每一个VRRP备份组，都包含一个Master设备和若干Backup设备。
- 与主备备份方式的不同点在于：负载分担方式需要建立多个VRRP备份组，各备份组的Master设备分担在不同设备上；单台设备可以加入多个备份组，在不同的备份组中扮演不同的角色。
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