VRRP原理详解&实例说明实现路由设备的负载均衡

Posted 2020-11-04

VRRP概述：
#VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）虚拟路由冗余协议，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的工作原理
#VRRP（虚拟路由冗余协议）：通过把几台路由设备联合组成一台虚拟路由设备，
将虚拟路由设备的ip地址作为用户的默认网关地址实现与外部的通讯。
当网关设备发生故障时，VRRP协议能够快速选举新的网关设备承担数据流量，保障网络的可靠通信。
VRRP使用ip报文作为传输协议报文，协议号为112，使用固定的组播地址224.0.0.18进行发送
通过协议报文选举出一台路由器作为master，其他设备作为backup，来实现网关备份功能。
VRRP只使用到advertisement这一种报文。
VRRP组成员包括：
#主路由器
备份路由器
虚拟路由器
VRRP协议中定义了三种状态机：
#初始状态（Initialize）、活动状态（Master）、备份状态（Backup）。
其中，只有处于活动状态的设备才可以转发那些发送到虚拟IP地址的报文。
Master选举原则：
#首先比较每台路由器的优先级，优先级大的成为master，优先级相同的话，
就比较接口ip地址，ip地址大的成为master。master会周期性的发送advertisement报文，
其实也就是一秒发送一次，如果backup每隔3秒没收到master发来的advertisement报文，
则认为master down，就会进行新一轮的选举。
VRRP优先级、占先权、认证和端口跟踪通过实验具体演示：

VRRP案例分析：

实验准备：
#(1)交换机3个建立VLAN10 20 ，1和2上新建VLAN10 VLAN20 VLAN30
pc1 pc2 分别属于VLAN10 VLAN20，
Pc1：192.168.1.1 （VLAN10）属于192.168.1.0网段
Pc2：192.168.2.1 （VLAN20）属于192.168.2.0网段#

实验要求：
#1.交换机1成为VLAN10 的主网关，成为VLAN20的备用网关
2.交换机2成为VLAN20的主网关，成为VLAN10的备用网关
3.配置VRRP的占先权、认证和端口跟踪
4.查看配置信息，总结
实验步骤：
#SW3: H3 1口 2口配置access 模式，分别加入VLAN10 20
[H3]port-group group-member Gi 0/0/3 gi 0/0/4
[H3-port-group]port link-type access
[H3-GigabitEthernet0/0/3]port default vlan 10
[H3-GigabitEthernet0/0/4]port default vlan 20
[H3]port-group group-member gi 0/0/1 gi 0/0/2
[H3-port-group]port link-type trunk
[H3-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan all

#SW1：H1
[H1-GigabitEthernet0/0/2]port link-type trunk
[H1-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan all
[H1-Vlanif10]ip add 192.168.1.10 24
[H1-Vlanif20]ip add 192.168.2.20 24
[H1-Vlanif10] vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.1.254     配置虚拟网关
[H1-Vlanif10]vrrp vrid 10 priority 150      H1上VLAN10的优先级加到150
[H1-Vlanif20]vrrp vrid 20 virtual-ip 192.168.2.254   配置虚拟网关

#SW2：同SW1
[H2-GigabitEthernet0/0/2]port link-type trunk
[H2-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan all
[H2-Vlanif10]ip add 192.168.1.11 24
[H2-Vlanif20]ip add 192.168.2.21 24
[H2-Vlanif10] vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.1.254
[H2-Vlanif20]vrrp vrid 20 virtual-ip 192.168.2.254
[H2-Vlanif20]vrrp vrid 20 priority 150          

实验结果：
（1）display vrrp: 检查H1 H2的vrrp,验证H1是VLAN10 的Master,是VLAN20 的Backup,
H2是VLAN10 的Backup,是VLAN20的Master.

（2）华为设备的preempt默认开启。关闭开启的方法：

（3）在端口模式下配置认证：如图，认证模式2中，简单和密文
（如若配置则各个交换机都需要同步配置才能实现相互优先级对比）

（4）.配置端口跟踪，实现自动化的路由冗余效果。
首先配置端口跟踪：
[H1-Vlanif10]vrrp vrid 10 track interface GigabitEthernet 0/0/1 reduced 100 削减值为100
[H1-GigabitEthernet0/0/1]shutdown 断开外网端口
检查优先级变化及身份变化: