VRRP协议

VRRP协议

1. VRRP

Virtual Router Redundancy Protocol 虚拟路由器冗余协议。

  • VRRP是一种容错协议,它通过把几台路由设备联合组成一台虚拟的路由设备,并通过一定的机制来保证当主机的下一跳设备出现故障时,可以及时将业务切换到其它设备,从而保持通讯的连续性和可靠性。

  • VRRP将局域网内的一组路由器划分在一起,称为一个备份组。备份组由一个Master路由器和多个Backup路由器组成,功能上相当于一台虚拟路由器。局域网内的主机只需要知道这个虚拟路由器的IP地址,并不需知道具体某台设备的IP地址,将网络内主机的缺省网关设置为该虚拟路由器的IP地址,主机就可以利用该虚拟网关与外部网络进行通信。

  • VRRP将该虚拟路由器动态关联到承担传输业务的物理路由器上,当该物理路由器出现故障时,再次选择新路由器来接替业务传输工作,整个过程对用户完全透明,实现了内部网络和外部网络不间断通信。

Vrrp协议在linux上的实现(软件实现)是keepalived

VRRP简单的讲,就是心跳信息。

主节点不断的向备用节点广播信息,信息包含自己的心跳和优先级。 不光如此,还可以在主节点上安装一个监控,来监控其他资源,如果这些资源运行正常,就可以给其他客户端发送心跳信息(包含优先级),一旦监控的资源出现问题了,就降低自己的优先级(降低后的优先级要低于备用节点的优先级,自己设置)。 这时候,备用节点可以在主节点未出现故障的时候,就抢占主节点的资源(工作在抢占模式的备用节点)。备用节点发现自己的优先级比主节点的优先级高,就触发一次选举。将主节点变为备用节点,备用节点变为主节点

2. VRRP工作过程

Keepalived的VMAC有固定的:00-00-5e-00-01-VRID,每一个虚拟路由器都有一个虚拟MAC(VMAC)。

(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:

Master 路由器的选举;

Master 路由器状态的通告;

同时,为了提高安全性,VRRP 还提供了认证功能;

工作方式:
抢占式和非抢占式

认证方式:
VRRP提供了三种认证方式:

  1. 无认证:不进行任何 VRRP 报文的合法性认证,不提供安全性保障。一般不要用这种。

  2. 简单字符认证:在一个有可能受到安全威胁的网络中,可以将认证方式设置为简单字符认证。发送 VRRP 报文的路由器将认证字填入到VRRP 报文中,而收到 VRRP 报文的路由器会将收到的 VRRP 报文中的认证字和本地配置的认证字进行比较。如果认证字相同,则认为接收到的报文是合法的 VRRP 报文;否则认为接收到的报文是一个非法报文。

一般用的就是这种。

  1. MD5 认证:在一个非常不安全的网络中,可以将认证方式设置为 MD5 认证。发送 VRRP 报文的路由器利用认证字和 MD5 算法对 VRRP 报文进行加密,加密后的报文保存在 Authentication Header(认证头)中。收到 VRRP报文的路由器会利用认证字解密报文,检查该报文的合法性。MD5比较麻烦,有一些路由设备不支持
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