VRRP基本原理

Posted 2022-02-10

vrrp原理

VRRP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工作原理

参与虚拟路由器的每一台VRRP路由器，都只有3种VRRP状态：初始状态(Initialize)、主控状态(Master)、备份状态(Backup)。

VRRP定时器

VRRP定时器分为两种：VRRP通告报文间隔时间定时器和VRRP抢占延迟时间定时器。

1）VRRP通告报文时间间隔定时器

VRRP备份组中的Master路由器会定时发送VRRP通告报文，通知备份组内的路由器自己工作正常。

用户可以通过设置VRRP定时器来调整Master路由器发送VRRP通告报文的时间间隔。如果Backup路由器在等待了3个间隔时间后，依然没有收到VRRP通告报文，则认为自己是Master路由器，并对外发送VRRP通告报文，重新进行Master路由器的选举。

2）VRRP抢占延迟时间定时器

为了避免备份组内的成员频繁进行主备状态转换，让Backup路由器有足够的时间搜集必要的信息（如路由信息），Backup路由器接收到优先级低于本地优先级的通告报文后，不会立即抢占成为Master，而是等待一定时间——抢占延迟时间后，才会对外发送VRRP通告报文取代原来的Master路由器。

VRRP报文

VRRP控制报文只有一种：VRRP通告(advertisement)。它使用IP多播数据包进行封装，组地址为224.0.0.18，发布范围只限于同一局域网内。这保证了VRID在不同网络中可以重复使用。

因为这份笔记的主要目的是理解keepalived的原理，所以只介绍部分相关字段。

Virtual Rtr ID（VRID）：虚拟路由器ID，取值范围是1～255。

Priority：发送报文的VRRP路由器在虚拟路由器中的优先级。取值范围是0～255，其中可用的范围是1～254。0表示设备停止参与VRRP，用来使备份路由器尽快成为主路由器，而不必等到计时器超时；255则保留给IP地址拥有者。缺省值是100。

Count IP Addrs：VRRP广播中包含的虚拟IP地址个数。

IP Address(es)：虚拟路由器IP地址，地址个数是Count IP Addrs的值。