VRRP，BGP协议的基本概念

Posted 2022-02-13

1.VRRP基本概念

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，通过协议报文选举处一台路由器作为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。

2.Master选举

master路由器的选举：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。

3.三种思路
（1）VRRP是一种选择协议
它可以把一个虚拟路由器的责任动态分配到局域网上的 VRRP 路由器中的一台。控制虚拟路由器 IP 地址的 VRRP 路由器称为主路由器，它负责转发数据包到这些虚拟 IP 地址。
（2）VRRP是一种路由容错协议。
也可以叫做备份路由协议。一个局域网络内的所有主机都设置缺省路由，当网内主机发出的目的地址不在本网段时，报文将被通过缺省路由发往外部路由器，从而实现了主机与外部网络的通信。
（3）VRRP组织虚拟路由器
VRRP 将局域网的一组路由器（包括一个Master 即活动路由器和若干个Backup 即备份路由器）组织成一个虚拟路由器，称之为一个备份组。如果备份组内的Master 路由器坏掉，Backup 路由器将会通过选举策略选出一个新的Master 路由器，继续向网络内的主机提供路由服务。从而实现网络内的主机不间断地与外部网络进行通信。

应用实例

1. 在AR1上配置命令如下：
   interface GigabitEthernet0/0/0 进入接口
   ip address 192.168.1.252 255.255.255.0 配置ip地址
   vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.1.254 设置vrrp的vrid和virtual-ip（为pc机的网关地址）
2. 在AR2上的配置如下：
   interface GigabitEthernet0/0/0 进入接口
   ip address 192.168.1.251 255.255.255.0 配置ip地址
   vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.1.254 设置vrrp的vrid和virtual-ip（为pc机的网关地址）
   vrrp vrid 1 priority 200 设置接口参与vrid为1时进行master选举时的优先级（默认是100）
3. 优先级来扮演不同的角色，从而实现负载分担。配置命令如下：
   interface GigabitEthernet0/0/0 进入接口
   ip address 192.168.1.252 255.255.255.0 配置ip地址
   vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.1.254 设置vrrp的vrid和virtual-ip（为pc机的网关地址）
   vrrp vrid 1 priority 10 设置接口参与vrid为1时进行master选举的优先级（默认是100）
   vrrp vrid 2 virtual-ip 192.168.1.250 设置vrrp的vrid和virtual-ip（为pc机的网关地址）
   vrrp vrid 2 priority 200 设置接口参与vrid为2时进行master选举的优先级（默认是100）

配置完成后通过display vrrp brief 可以看到接口在不同的vrid中扮演着不同的角色。
4.VRRP负载特点
(1)备份组
每个备份组都包括一个主用路由器和若干个备用路由器。

（2）路由器
各备份组的主用路由器可以不相同。

（3）优先级
同一台路由器可以加入多个备份组，在不同备份组中有不同的优先级，使得该路由器可以在一个备份组中作为主用路由器，在其他的备份组中作为备用路由器。
BGP协议
1.基本概念
边界网关协议（BGP）是运行于 TCP 上的一种自治系统的路由协议。 BGP 是唯一一个用来处理像因特网大小的网络的协议，也是唯一能够妥善处理好不相关路由域间的多路连接的协议。 BGP 构建在 EGP 的经验之上。 BGP 系统的主要功能是和其他的 BGP 系统交换网络可达信息。网络可达信息包括列出的自治系统（AS）的信息。这些信息有效地构造了 AS 互联的拓朴图并由此清除了路由环路，同时在 AS 级别上可实施策略决策。
2.BGP协议的特点

1. ?BGP是自治系统外部路由协议，用来在AS之间传递路由信息
   2.路径矢量路由协议，从设计上避免了环路的发生
2. TCP承载，端口号是179
   4.支持CIDR和路由聚合
   5.路由附带丰富的属性
   6.只发送增量路由更新
   7.路由过滤和路由策略
   3.BGP四种消息类型
   Notification消息
   当BGP检测到错误状态时，就向对等体发出Notification消息，之后BGP连接会立即中断
   Update消息
   Update消息用于在对等体之间交换路由信息。它既可以发布可达路由信息，也可以撤销不可达路由信息
   Keepalive消息
   BGP会周期性地向对等体发出Keepalive消息，用来保持连接的有效性。
   Open消息
   Open消息是TCP连接建立后发送的第一个消息，用于建立BGP对等体之间的连接关系。
   4.BGP协议的状态转换
   1.空闲状态
   为初始状态当协议激活后开始初始化，复位计时器，并发起第一个TCP连接。
   2.连接状态
   开始TCP连接并等待TCP连接成功的消息
   3.行动状态
   试图建立TCP连接
   4.open发送状态
   TCP连接已建立，自己已发送第一个OPEN报文，等待接收对方的Open报文，并对报文进行检查。
   5.open证实状态
   BGP等待Keepalive报文，同时复位保持计时器。
   6.连接建立状态
   即建立了邻居（对等体）关系，路由器将和邻居交换Update报文，同时复位保持计时器