网络运维与网络安全 阶段一 基础篇二十一

弹性交换网络

2026.5.25

1、浮动路由

2、VRRP基本概念

3、VRRP技术原理

4、VRRP主备切换

5、VRRP监控上行接口

6、VRRP负载分担

案例一

经过上面的设置之后，pc1与pc2是可以互相通信的

那么如果有一种情况，即R1与R2之间的那条链路出现了故障，此时还该如何保证pc1与pc2可以正常通信呢

一、浮动路由

1、为什么需要浮动路由?

网络中由于单条链路故障，可能会导致路由失效，网络中断，数据无法转发，最终造成公司无法正常开展工作

2、浮动路由是什么？

浮动路由又称为路由备份，由两条或多条链路组成浮动路由

浮动路由指配置两条静态路由，这两条静态路由的目的地址相同，但是下一跳地址不同的两条静态路由

两条静态路由设置不同的优先级，优先级高的那条静态路由做主路由，优先级低的那条静态路由做为备份路由

3、浮动路由的作用：

预防单路径故障，保持网络的不中断

4、浮动路由特点

浮动路由在同一时刻，数据只会由一条路径进行转发

5、路由的优先级

1）当去往同一个目的地有多条路由时，为了判断最优路由，各路由协议（包括静态路由）都被赋予了一个优先级

2）优先级高的（数值小的）路由会成为最优路由，路由器会将最优路由条目放入本地IP核心路由表中

3）路由优先级：优先级用数值表示，数值越小优先级越高（0-255）

Direct：直连路由 0

Static：静态路由 60

6、如何配置浮动路由

R1\]ip route-static 192.168.4.0 24 192.168.3.2 preference 70 案例二  上图就是浮动路由的案例，为了防止单链路故障，路由器连了两根线，下面的那根配置为浮动路由，当上面链路故障时，数据走下面那条链路。 不同网段通信需要路由器，两个路由器相连时，若要实现双向跨网段通信，需要双方都配置静态路由，正常配置静态路由的优先级数字是60，因为数字越小优先级越高，所以下面作为浮动（备用）路由，优先级数字设置为60以上，所以这里设置为70。 R1的2接口配置到4.0网段配置静态路由，R2回包时也要像之前一样配置静态路由并配置优先级 在前面命令的基础上，为该案例配备一条浮动路由  此时，通过pc1去ping pc2，通过命令display ip routing-table ，可以查看数据走的哪条静态路由，上面链路未停用状态时，走的依然是上面的链路 再通过在R1输入命令，将上面链路停用 \[R1\]interface GigabitEthernet 0/0/1 \[R1-GigabitEthernet0/0/1\]shutdown 然后再通过pc1去ping pc2，通过命令display ip routing-table ，可以查看数据走的就是浮动路由 将R1上面的链路再次启用 \[R1\]interface GigabitEthernet 0/0/1 \[R1-GigabitEthernet0/0/1\]undo shutdown 然后再通过pc1去ping pc2，通过命令display ip routing-table ，可以看到数据走的又是原来上面的那条链路了 或者使用tracert命令，可以查看数据的走向是如何的  在这个过程中，如果有什么配错的配置导致失败，想查找一下可以使用命令display current-configuration进行检查 案例三 不同vlan，不同网段，路由器间  前面的配置依然保持不变，现在要求pc1属于vlan10，pc2属于vlan40 交换机1和2需要做下面的配置  此时用pc1去ping pc2，可以连通，shutdown上面那条链路，浮动路由也会保证链路连通 案例四  由上图，前面学习了路由器间链路的备份，浮动路由，那么在链路中，路由器设备也有可能是会损坏的，路由器设备损坏，数据就无法通过网关向外网通信，此时就应该有路由器的备份 二、VRRP 1、为什么需要VRRP 企业网络或数据中心网络，如果部署一台网关设备来连接内部网络和外部网络。 如果这个网关设备出现故障，就会导致公司内部网络中的所有主机就无法访问外网。 2、什么是VRRP VRRP：虚拟路由器冗余协议 通过把几台路由设备联合组成一台虚拟的路由设备，将虚拟路由设备的IP地址作为用户的默认网关实现与外部网络通信 当网关设备发生故障时，VRRP能够选举新的网关设备承担数据流量，从而保障网络的可靠性，保障网络不中断 （一开始用虚拟路由器网关，选一个物理网关做主路由，当有物理网关坏了，自动选择剩下的完好的物理网关） 3、VRRP的作用： 实现多个物理网关的冗余备份，实现数据转发的负载分担  根据上面图片可以形象一点去理解 4、VRRP组成员角色 主路由器：Master-\>负责承担数据报文转发任务 备份路由器：Backup-\>负责监控主路由状态 虚拟路由器：Virtual-\>又称VRRP备份组，虚拟路由器的IP地址作为局域网中主机的默认网关 5、VRRP主备角色选择原则 首先比较优先级，优先级大的为master 如果优先级一致，其次比较ip地址，IP地址大的为master > 主要配置方式（提前说结论） > > \[R2\]interface GigabitEthernet 0/0/0（进入网关接口） > \[R2-GigabitEthernet0/0/0\]vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.1.229 > > （在接口下开启vrrp功能，创建备份组1，定义虚拟网关为：192.168.1.229） > \[R2-GigabitEthernet0/0/0\]vrrp vrid 1 priority 130 > > （配置R1在备份组1中的优先级为130，让R1成为备份组1中的master-主路由器） > > \[R3\]interface GigabitEthernet 0/0/0 > \[R3-GigabitEthernet0/0/0\]vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.1.229 \display vrrp 显示vrrp信息 \display vrrp brief 显示vrrp的简要信息 回到案例四 配置静态路由实现全网互通  先不考虑VRRP，先保证左右两侧路由都可以正常通信     经过设置，可以通过左侧路由器网关实现pc1与pc2通信 下面设置经右侧网关路由实现数据通信    并手动设置pc1的网关地址  经过上面配置，pc1与pc2也可以互通，实现了通过手动切换网关192.168.1.252，能访问192.168.2.1 案例四通过VRRP虚拟路由的方式进行配置，虚拟路由是在主备路由网关上进行配置的  在前面那些命令配置好的基础上，在R2的接口0的网关上和R3的接口0的网关上进行配置  然后在客户端pc1的网关设为虚拟网关，虚拟网关地址这里设为192.168.1.229  在客户端命令行中输入追踪命令  可以看到数据经过的是主网关，所以说明R2是主路由，活动路由 将R2的接口0网关shutdown，然后再执行tracert命令，会发现网关变成备用路由网关，再对R2的接口0网关做取消shutdown，再执行tracert命令，网关又再次变回主路由网关，而这些都是vrrp虚拟网关技术自动完成，体现了其主要作用  vrrp一些主要配置的查看可以通过这个命令进行查看 状态，主 虚拟网关ip，192.168.1.229 主网关ip，192.168.1.254 优先级值，130（默认值是100，这里配置时设置成130以作为主网关路由） \*\* \*\* 抢占是否启用，是 延迟时间，0 \*\* \*\* \*\* 虚拟mac，0000-5e00-0101（最后的这个数值代表vrrp的虚拟组号） \*\*  vrrp一些主要配置的简要查看可以通过上面这个命令进行查看 6、一些关于VRRP需要背诵的知识点 VRRP协议报文封装在IP报头的后面（可选项），协议号是112 通告报文发送的周期时间：默认情况下是1秒 通告报文发送的目的地址是组播地址：224.0.0.18 虚拟MAC地址：虚拟MAC地址根据虚拟路由器VRID生成的 \&：一个虚拟路由器拥有一个虚拟MAC地址 如果VRID是1：虚拟MAC地址就是：00-00-5E-00-01-01 如果VRID是5：虚拟MAC地址就是：00-00-5E-00-01-05 如果VRID是233：虚拟MAC地址就是：00-00-5E-00-01-E9 （10进制的223==16进制的E9，VRID是配置时自定义设置的，合法值1-255） Backup-备份路由器监控主路由器状态，在3倍的"发送周期"+偏移时间后，如果无法收到主路由器发送的VRRP通告报文，备份路由器升级为"新的Master-主路由器" （周期是1s，主备切换时间为3s） 7、VRRP上行链路跟踪（上行端口监控） 该情景模式，比如案例四中，该拓扑中企业内部组网做了虚拟路由VRRP的设置，但此时AR2中的1接口出现故障坏了，然而经测试发现整个虚拟路由组中AR2与AR3并没有进行主备的切换，也就是数据还是走AR2的网关，此时用pc1去ping pc2，数据是无法进行通信的。 因为是AR2的1接口坏了，他属于是虚拟路由组中的上行端口，所以称为上行端口监控，因为1接口不是该案例中的企业内部组网，所以需要做上行端口监控，就是当1接口坏了，通过配置自动降低AR2的优先级的值，以保证主备自动切换，使AR3成为主网关路由，数据走AR3的网关，使数据可以正常进行通信 这种情况也是常见并且需要解决的，所以这个知识比较实际且需要掌握的 案例五  保证前面命令全部配置好的基础上，对AR2进行配置  这里不一定非要降50，只要满足其小于AR3的100就可以，满足主备切换条件（优先级值大为主路由）即可 对命令进行详细说明： \[R2\]interface GigabitEthernet 0/0/0 //进入网关接口 \[R2-GigabitEthernet0/0/0\]vrrp vrid 1 track interface g0/0/1 reduced 50这条配置命令表示：VRRP持续监控R1的g0/0/1口的状态， 如果R1的g0/0/1接口状态为down，那么VRRP的优先级值就减去50， 如果原来VRRP优先级为130，那么g0/0/1口down掉后，优先级值就为130-50=80， R1的VRRP优先级值为80低于R2的优先级值100， 所以R2经过选举，最终抢占成为新的Master设备，承担流量转发任务 8、VRRP负载分担 案例六  情景是希望pc1走左面AR2的网关，pc4走右面AR3的网关，以实现负载分担 思路：创建两个备份组1和2，将AR2作为备份组1的主路由，AR3作为备份组2的主路由 1）创建备份组1： 配置备份组1的虚拟IP地址为：192.168.1.229 让R1成分备份组1的Master-主路由器，R2成为备份组1的Back-备份路由器 在R1中配置备份组1的上行接口跟踪，当上行接口down的时候，优先级减去50 2）创建备份组2： 配置备份组1的虚拟IP地址为：192.168.1.227 让R2成分备份组2的Master-主路由器，R1成为备份组2的Back-备份路由器 在R2中配置备份组2的上行接口跟踪，当上行接口down的时候，优先级减去50 创建备份组1：（前面已经配过了）   这样左面的客户端创建了229的虚拟网关，AR2作为备份组1的主路由，AR3作为备用路由，上行端口出错主路由优先级值降50，实现自行切换 创建备份组2：   这样右面的客户端创建了227的虚拟网关，AR3作为备份组2的主路由，AR2作为备用路由，上行端口出错主路由优先级值降50，实现自行切换 以上配置完成之后，可以用两客户端分别去ping 192.168.2.1 可以使用命令display vrrp brief 和tracert查看是否符合配置思路 案例七  同客户端主机同vlan，依旧是前面命令配置完成的前提下，交换机SW1  案例八        先手动配置客户端网关地址，后面是打算设置左面三层交换机做主，右面做备用   还需要设置静态路由，为数据指路  用pc1和pc2去ping 192.168.2.1，发现是可以连通的 此时，如果左侧三层交换机出现故障，走右面备用链路，则需手动将客户端的网关换成右侧三层交换机的网关，即    修改之后，链路就可以连通了，这是手动的方式 案例九 将案例八用vrrp技术进行实现  使用VRRP技术使链路出现故障时，自动切换网关 依然是在前面命令配置好的基础上 vlan10的左面做主，右面做备  vlan20的右面做主，左面做备    最后，客户端网关都要设置成命令里面配置的虚拟网关，案例八的静态路由两边都要配置 然后用pc1与pc2对192.168.2.1进行通信，发现可以连通 可以使用前面对vrrp检测的方法进行检测，这种命令的技术是没问题的 前面设置了两条静态路由，这里有一个优化可以将他们简化成浮动路由，也可以不做 留两个作业 优化一：给下面命令做浮动路由的优化  优化二：在交换机SW1与SW2上连一根线，做STP的优化 默认环路是自动启用MSTP（3'50'00）