VRRP新知识点

VRRP(虚拟路由器冗余协议)基本概述

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，解决网关之间互相冲突的问题，提高网络可靠性
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协议报文是Advertisement报文，其目的IP地址是224.0.0.18，目的MAC地址是01-00-5e-00-00-12，协议号是112

VRRP路由器:

运行VRRP协议的路由器，如R1和R2。Vrrp是配置在路由器的接口上的，而且是基于接口来工作

VRID(虚拟路由器标识符):

一个VRRP组由多台协作工作的路由器的接口组成，使用相同的VRID进行标识

VRRP报文格式:

VRRP只有一种报文，即Advertisement报文，基于组播方式发送，因此只能在同一个广播域传递，Advertisement报文的目的组播地址为224.0.0.18

VRRP定时器如下:

ADVER_INTERVAL定时器:Master发送VRRP通告报文时间周期，缺省值为1秒
MASTER_DOWN定时器:Backup设备监听该定时器超时后，会变为Master状态

VRRP状态机 VRRP协议状态机有三种状态:Initialize(初始状态)、Master(活动状态)、Backup(备份状态)

主备选举过程

VRRP优先级不相等时:R1和R2通过互相发送VRRP报文进行Master选举，优先级高则更快从初始的 Backu状态切换至Master状态，即优先级高的被选为Master路由器。例如R2是优先级高的，R2被选举后，会立即发送ARP报文将虚拟MAC地址通告给与它连接的设备和主机
VRRP优先级相等时:首先是R1和R2切换至Backup状态，并且两者在MASTER_DOWN定时器超时后，会同时由 Backup状态转为Master状态。然后R1和R2交换报文，优先级一样，通告比较接口IP地址选举Master路由器，即谁的接口IP地址大，就谁被选举为Master路由器。例如R2接口IP地址大，R2被选举后，会立即发送ARP报文将虚拟MAC地址通告给与它连接的设备和主机
配置为IP地址拥有者时:R1和R2的接口VRRP优先级都采用默认100配置，谁的某个接口IP地址与Virtual IP地址相同，那么谁的这个接口就直接切换至Master状态，谁就成为Master路由器

VRRP主备回切

抢占模式(默认激活):某个路由器如果激活了抢占功能，那么当它发现当前Master路由器优先级比自己更低时，它就会立即切换至Master状态，成为新的Master路由器
非抢占模式:某个路由器如果未激活抢占功能，那么即使它发现当前Master路由器优先级比自己更低，也只能依然保持Backup状态，直到Master路由器失效

VRRP负载分担

通过创建多个虚拟路由器，每个物理路由器在不同的VRRP组中扮演不同的角色，不同虚拟路由器的Virtual IP作为不同的内网网关地址可以实现流量转发负载分担

VRRP监视上行端口

当设备感知上行端口或者链路发生故障时，可主动降低VRRP优先级，从而保证上行链路正常的Backup设备能够通过选举切换为Master状态，指导报文转发

VRRP与BFD联动

通过配置VRRP与BFD联动，当Backup设备通过BFD感知故障发生之后，不再等待Master_Down_Timer计时器超时而会在BFD检测周期结束后立即切换为VRRP状态，此时可以实现毫秒级的主备切换

设备网络参数和连接

设备名	地址	网关	子网掩码
PC1	192.168.10.1	192.168.10.254	255.255.255.0
PC2	192.168.20.1	192.168.20.254	255.255.255.0
R3^loopback0	1.1.1.1/32	无	无
R3^g0/0/1	10.1.1.2/24	无	无
R3^g0/0/2	10.2.2.1/24	无	无
R1^g0/0/1	10.1.1.1/24	无	无
R1^g0/0/0.10	192.168.10.253/24	无	无
R1^g0/0/0.20	192.168.20.253/24	无	无
R2^g0/0/1	10.2.2.2/24	无	无
R2^g0/0/0.10	192.168.10.252/24	无	无
R2^g0/0/0.20	192.168.20.252/24	无	无

注意g0/0/0.10的意思是g0/0/0的虚拟子接口10

源设备名称	设备端口	端口描述	目标设备名称
R3	g0/0/1	无	R1
R3	g0/0/2	无	R2
R1	g0/0/1	无	R3
R1	g0/0/0	无	LSW1
R2	g0/0/1	无	R3
R2	g0/0/0	无	LSW1
LSW1	g0/0/3	无	R1
LSW1	g0/0/4	无	R2
LSW1	g0/0/2	无	PC2
LSW1	g0/0/1	无	PC1
PC1	e0/0/1	无	LSW1
PC2	e0/0/1	无	LSW1

小提示:virtual-ip其实就是PC的网关

实验要求

实现数据从PC1、PC2分别流向R3，且在R1或R2端口故障的情况下实现数据的正常流向

实验过程

1、配置PC的ip

2、在LSW1创建两个VLAN,并把端口划分进对应的VLAN。双击LSW1


xxxxxxxxxx
sys
un in en
sys SW
vlan batch 10 20
int g0/0/1
port link-type access
port default vlan 10
int g0/0/2
port link-type access
port default vlan 20
int g0/0/3
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan 10 20
int g0/0/4 
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan 10 20

3、配置R1各个端口的ip，且配置虚拟子接口的VLAN10.10要dot1q去标签，然后启用arp广播，使用vrid创建组，组名为20，并且使用virtual-ip设置虚拟ip地址。注意VLAN10是主设备，所以优先级要priority调高一点,默认优先级是100。双击R1


xxxxxxxxxx
sys
un in en
sys R1
int g0/0/0.10
int GigabitEthernet 0/0/0.10
ip add 192.168.10.253 24
dot1q termination vid 10
arp broadcast enable
vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.10.254
vrrp vrid 10 priority 120

4、配置R2各个端口的ip，且配置虚拟子接口的VLAN10.10要dot1q去标签，然后启用arp广播，使用vrid创建组，组名为20，并且使用virtual-ip设置虚拟ip地址。双击R2


xxxxxxxxxx
sys
un in en
sys R2
int g0/0/0.10
ip add 192.168.10.252 24
dot1q termination vid 10
arp broadcast enable
vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.10.254

5、配置R1的虚拟子接口的VLAN20，20要dot1q去标签，然后启用arp广播，使用vrid创建组，组名为20，并且使用virtual-ip设置虚拟ip地址。双击R1


xxxxxxxxxx
sys
un in en
int g0/0/0.20
ip add 192.168.20.253 24
dot1q termination vid 20
arp broadcast enable
vrrp vrid 20 virtual-ip 192.168.20.254

6、配置R2的虚拟子接口的VLAN20，20要dot1q去标签，然后启用arp广播，使用vrid创建组，组名为20，并且使用virtual-ip设置虚拟ip地址。注意VLAN20是主设备，所以优先级要priority调高一点,默认优先级是100。双击R2


xxxxxxxxxx
sys
un in en
int g0/0/0.20
ip add 192.168.20.252 24
dot1q termination vid 20
arp broadcast enable
vrrp vrid 20 virtual-ip 192.168.20.254
vrrp vrid 20 priority 120

7、配置R1的g0/0/1端口，双击R1


xxxxxxxxxx
sys
un in en
int g0/0/1
ip add 10.1.1.1 24

8、配置R2的g0/0/1端口，双击R2


xxxxxxxxxx
sys
un in en
int g0/0/1
ip add 10.2.2.2 24

9、配置R3的各个端口，双击R3


xxxxxxxxxx
sys
un in en
sys Net1
int g0/0/1
ip add 10.1.1.2 24
int g0/0/2
ip add 10.2.2.1 24
int LoopBack 0
ip add 1.1.1.1 32

10、要使PC1能够ping通R3，那么就需要在R1做静态路由。双击R1


xxxxxxxxxx
sys
un in en
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.1.2

11、要使PC2能够ping通R3，那么就需要在R2做静态路由。双击R2


xxxxxxxxxx
sys
un in en
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.2.2.1

12、要使R3的数据重新回到PC1有两条路，所以在R3做静态路由。双击R3


xxxxxxxxxx
sys
un in en
ip route-static 192.168.10.0 24 10.1.1.1
ip route-static 192.168.10.0 24 10.2.2.2

要使R3的数据重新回到PC2有两条路


xxxxxxxxxx
ip route-static 192.168.20.0 24 10.1.1.1
ip route-static 192.168.20.0 24 10.2.2.2

13、查看R3和PC1、R3和PC2之间的数据走的哪一条路。因为R3和PC1之间有两条可走的路，R3和PC2之间也是双击R1


xxxxxxxxxx
dis vrrp bri

可以知道数据走的路是PC1 -> R1 -> R3 双击R2


xxxxxxxxxx
dis vrrp bri

可以知道数据走的路是PC2 -> R2 -> R3 另外双击PC1，在命令行输入直接tracert 1.1.1.1也可以知道数据在PC1和R3之间经过哪些路。同理双击PC2

14、当R1的g0/0/0端口所在的链路突然断开后，由于VRRP的功能，PC1到R3的数据流向就会变为PC1 -> R2 -> R3 同理当R2的g0/0/0端口所在的链路突然断开后，由于VRRP的功能，PC2到R3的数据流向就会变为PC1 -> R1 -> R3 但是，如果是R1的g0/0/1或R2的g0/0/1端口所在的链路断开，那么就真的废了如何解决这种情况的发生呢解决:在R1和R2分别启用track,监控各自的g0/0/1端口的功能，当R1或R2的g0/0/1端口故障之后，例如R1的g0/0/1 端口出现故障，就会把故障的端口的优先级降低,比如降低30，我们之前设了120，默认是100，在120的基础上减少30，就低于默认优先级了，因此数据就会走另一边的R2。做法如下双击R1，R1的g0/0/0.10来监控R1的g0/0/1是否故障


xxxxxxxxxx
sys
un in en
int g0/0/0.10
vrrp vrid 10 track int g0/0/1 reduced 30

双击R2，R2的g0/0/0.20来监控R2的g0/0/1是否故障


xxxxxxxxxx
sys
un in en
int g0/0/0.20
vrrp vrid 20 track int g0/0/1 reduced 30

15、模拟故障，双击R1，断掉R1的g0/0/1端口，看数据是否能正常从PC1到达R3


xxxxxxxxxx
sys
un in en
int g0/0/1
shutdown

上面的模拟故障也可以双击R2，断掉R2的g0/0/1端口。注意，不可同时断掉R1和R2的g0/0/1端口，因为我们只有这两个端口可以使数据从PC1到达R3，或使数据从PC2到达R3。都断掉就没有了哦。我们采用的是双击R1，断掉R1的g0/0/1端口，使得PC1数据无法正常从R1到达R3，只能绕道R2，才能到达R3

16、查看R1的g0/0/0.10端口的优先级PriorityRun变化


xxxxxxxxxx
dis vrrp

实验验证

完成第3步骤之后，就可以完成如下验证，双击PC1 ping 192.168.10.254(如果自己电脑没有添加Loopback环回网卡，那么是ping不通这个虚拟ip的) 如何添加Loopback换回网卡:https://blog.csdn.net/qq_39689711/article/details/103547347亲测有用


xxxxxxxxxx
ping 192.168.10.253

上面的253是R1的g0/0/0端口的实际ip地址，254是R1和R2备份的虚拟ip地址

完成第4步骤之后，就可以完成如下验证，双击PC1


xxxxxxxxxx
ping 192.168.10.252

上面的252是R2的g0/0/0端口的实际ip地址，254是R1和R2备份的虚拟ip地址

完成第6步骤之后，就可以完成如下验证，双击PC2 ping 192.168.20.254(如果自己电脑没有添加Loopback环回网卡，那么是ping不通这个虚拟ip的) 如何添加Loopback换回网卡:https://blog.csdn.net/qq_39689711/article/details/103547347亲测有用


xxxxxxxxxx
ping 192.168.20.253
ping 192.168.20.252

完成第12步骤之后，就可以完成如下验证双击PC1


xxxxxxxxxx
ping 1.1.1.1

双击PC2


xxxxxxxxxx
ping 1.1.1.1

完成15步之后，就可以完成如下验证双击PC1


xxxxxxxxxx
ping 1.1.1.1

并且我们可以通过下面这个命令看到数据的流向


xxxxxxxxxx
tracert 1.1.1.1