VRRP虚拟路由器冗余协议

一、VRRP介绍

VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议）是一种用于提高网络可靠性的协议，旨在通过冗余机制解决默认网关单点故障问题。

核心思想：将多个物理路由器虚拟成一个逻辑路由器（虚拟路由器），对外共享一个虚拟IP地址（VIP）作为默认网关。

**工作原理：**在VRRP中存在一个组的概念，需要将所有需要协同工作的路由器放到同一个VRRP组中，为了区分和标识不同的VRRP组，需设定一个VRID（8位二进制），一个VRRP组需要逻辑上生成一台路由器，手工配置一个虚拟的IP地址，它会自动生成一个虚拟的MAC地址（0000-5e00-01XX，VRID作为最后的8位二进制）

VRRP协议版本：

VRRPv2（RFC 3768）：支持IPv4。

VRRPv3（RFC 5798）：支持IPv4/IPv6，改进认证和兼容性。

二、VRRP工作过程

1、当网关接口配置激活VRRP后，则所有网关接口发送VRRP报文，进行主备关系选举，参数最优的设备为主master，其余设备为备份设备。

选举规则：先比较参数中的优先级（8位二进制构成，范围1~255，默认值100），选择优先级最大的作为主master，其余为备；若优先级相同，则选择IP的地址最大的为主，其余为备。

2、主设备周期（默认1s）发送VRRP报文进行保活，其余设备仅侦听。

3、若在一个Master-down计时器（默认3.6s）的时间内没有收到主设备的报文，则认定主设备失效，将重新选举一个设备为主设备。

Master-down计时器机制：通过计算周期时间和优先级获得，计算公式为：3 × 周期时间 + （256 - 优先级） / 256。后者为偏移时间，意味着优先级越高的设备，偏移时间越小，则Master-down计时器时间越小，即优先发送VRRP报文成为主设备。

注意：VRRP默认抢占模式，但是仅针对优先级生效。

三、VRRP配置

1、实验拓扑

2、实验要求

（1）实现PC1能够访问R1的环回1.1.1.1/24。

（2）配置VRRP，其中R3为主设备。

（3）模拟R3接口故障，测试故障转移。

3、实验配置

（1）基础配置

R1：

复制代码

# 配置接口IP地址
[r1]int g0/0/0
[r1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 12.0.0.1 24
[r1-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
[r1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 13.0.0.1 24
[r1-GigabitEthernet0/0/1]int l0
[r1-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 24
[r1-LoopBack0]q

# 配置静态路由
[r1]ip route-static 192.168.1.0 24 12.0.0.2
[r1]ip route-static 192.168.1.0 24 13.0.0.2

R2：

复制代码

# 配置接口IP地址
[r2]int g0/0/0
[r2-GigabitEthernet0/0/0]ip add 12.0.0.2 24 
[r2-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
[r2-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.1.1 24
[r2-GigabitEthernet0/0/1]q

# 配置静态路由
[r2]ip route-static 0.0.0.0 0 12.0.0.1

R3：

复制代码

# 接口IP
[r3]int g0/0/1
[r3-GigabitEthernet0/0/1]ip add 13.0.0.2 24
[r3-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/2
[r3-GigabitEthernet0/0/2]ip add 192.168.1.2 24
[r3-GigabitEthernet0/0/2]q

# 静态路由
[r3]ip route-static 0.0.0.0 0 13.0.0.1

PC1和PC2：

需要注意的是PC端网关填VIP，即虚拟网关。

（2）配置VRRP

R2：

复制代码

# 配置虚拟IP
[r2]int g0/0/1
[r2-GigabitEthernet0/0/1]vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.1.3

R3：

复制代码

# 配置虚拟IP
[r3]int g0/0/2
[r3-GigabitEthernet0/0/2]vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.1.3

注意：所有需要协同工作的设备的接口在配置时，VRID和虚拟IP地址必须配置成一样的。

查看VRRP配置：

复制代码

[r2]display vrrp

其中要注意的是Preempt为抢占模式（仅针对优先级），以及PriorityRun和PriorityConfig分别表示实际允许优先级和配置优先级。

（3）配置R3成为主设备

复制代码

# 修改优先级
[r3-GigabitEthernet0/0/2]vrrp vrid 1 priority 110

# 查看是否成为主设备
[r3-GigabitEthernet0/0/2]dis vrrp
  GigabitEthernet0/0/2 | Virtual Router 1
    State : Master
    Virtual IP : 192.168.1.3
    Master IP : 192.168.1.2
    PriorityRun : 110
    PriorityConfig : 110
    MasterPriority : 110
    Preempt : YES   Delay Time : 0 s
    TimerRun : 1 s
    TimerConfig : 1 s
    Auth type : NONE
    Virtual MAC : 0000-5e00-0101
    Check TTL : YES
    Config type : normal-vrrp
    Backup-forward : disabled
    Create time : 2025-03-28 23:21:57 UTC-08:00
    Last change time : 2025-03-28 23:27:48 UTC-08:00

注意：华为设备中，虚拟IP地址是可以配置的和物理接口的IP地址相同，即这个接口将直接变成主，优先级为255，而手工配置的优先级最大为254。

（4）配置上行链路监控

复制代码

# 若上行链路故障，则优先级减少20
[r3-GigabitEthernet0/0/2]vrrp vrid 1 track interface GigabitEthernet 0/0/1 reduc
ed 20

# 配置抢占延迟，一般配置在主设备上
[r3-GigabitEthernet0/0/2]vrrp vrid 1 preempt-mode timer delay 20

（5）测试

PC1 访问 R1：

模拟链路故障后，PC1 访问 R1：

复制代码

[r3-GigabitEthernet0/0/2]shutdown

恢复链路，模拟上行链路故障，等待20s后再次查看VRRP信息：

复制代码

[r3-GigabitEthernet0/0/2]undo shutdown 
 
[r3-GigabitEthernet0/0/2]int g0/0/1	
[r3-GigabitEthernet0/0/1]shutdown

再次进行访问测试：