路由器中的VRRP工作的原理及應用場景
VRRP將局域網(wǎng)內(nèi)的一組路由器劃分在一起,稱為一個備份組。備份組由一個Master路由器和多個Backup路由器組成,功能上相當于一臺虛擬路由器。局域網(wǎng)內(nèi)的主機只需要知道這個虛擬路由器的IP地址,并不需知道具體某臺設(shè)備的IP地址,將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)主機的缺省網(wǎng)關(guān)設(shè)置為該虛擬路由器的IP地址,主機就可以利用該虛擬網(wǎng)關(guān)與外部網(wǎng)絡(luò)進行通信。
VRRP(VirtualRouterRedundancyProtocol,虛擬路由冗余協(xié)議)是一種容錯協(xié)議。它通過把幾臺路由設(shè)備聯(lián)合組成一臺虛擬的路由設(shè)備,并通過一定的機制來保證當主機的下一跳設(shè)備出現(xiàn)故障時,可以及時將業(yè)務(wù)切換到其它設(shè)備,從而保持通訊的連續(xù)性和可靠性。
VRRP將該虛擬路由器動態(tài)關(guān)聯(lián)到承擔傳輸業(yè)務(wù)的物理路由器上,當該物理路由器出現(xiàn)故障時,再次選擇新路由器來接替業(yè)務(wù)傳輸工作,整個過程對用戶完全透明,實現(xiàn)了內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)不間斷通信。
如下圖,主機將Router設(shè)置為默認網(wǎng)關(guān),這樣當主機想訪問外部網(wǎng)絡(luò)時,就會先將報文先發(fā)送給網(wǎng)關(guān),再由網(wǎng)關(guān)傳遞給外部網(wǎng)絡(luò),從而實現(xiàn)主機與外部網(wǎng)絡(luò)的通信。正常的情況下,主機可以完全信賴網(wǎng)關(guān)的工作,但是當網(wǎng)關(guān)故障時,主機與外部的通信就會中斷。
VRRP的工作過程
1、路由器使能VRRP功能后,會根據(jù)優(yōu)先級確定自己在備份組中的角色。優(yōu)先級高的路由器成為Master路由器,優(yōu)先級低的成為Backup路由器。Master路由器定期發(fā)送VRRP通告報文,通知備份組內(nèi)的其他路由器自己工作正常;Backup路由器則啟動定時器等待通告報文的到來。
2、在搶占方式下,當Backup路由器收到VRRP通告報文后,會將自己的優(yōu)先級與通告報文中的優(yōu)先級進行比較。如果大于通告報文中的優(yōu)先級,則成為Master路由器;否則將保持Backup狀態(tài)。
3、在非搶占方式下,只要Master路由器沒有出現(xiàn)故障,備份組中的路由器始終保持Master或Backup狀態(tài),Backup路由器即使隨后被配置了更高的優(yōu)先級也不會成為Master路由器。
4、如果Backup路由器的定時器超時后仍未收到Master路由器發(fā)送來的VRRP通告報文,則認為Master路由器已經(jīng)無法正常工作,此時Backup路由器會認為自己是Master路由器,并對外發(fā)送VRRP通告報文。備份組內(nèi)的路由器根據(jù)優(yōu)先級選舉出Master路由器,承擔報文的轉(zhuǎn)發(fā)功能。
VRRP有什么特點
1、IP地址備份,VRRP的主要功能。可以在網(wǎng)絡(luò)中提供多個VirtuaI Router選舉的負載均衡以及在單一的網(wǎng)絡(luò)中支持多重邏輯IP子網(wǎng)絡(luò)。
2、最優(yōu)路徑指示。從VRRP組內(nèi)多個路由器的路由中,保證Master收斂到現(xiàn)成可用最優(yōu)先的路由器。
3、最小化不必要的服務(wù)中斷。在主路由正常工作期間,不觸發(fā)其他低優(yōu)先級別路由器選擇主路由的服務(wù)。
4、廣泛的安全性。它可在多種不同的交互環(huán)境中采用不同的安全策略,它只需極少的配置和開銷就可以進行嚴格的驗證。
5、在可擴展網(wǎng)絡(luò)有效的工作。
技術(shù)優(yōu)點
簡化網(wǎng)絡(luò)管理:在具有多播或廣播能力的局域網(wǎng)(如以太網(wǎng))中,借助VRRP能在某臺設(shè)備出現(xiàn)故障時仍然提供高可靠的缺省鏈路,有效避免單一鏈路發(fā)生故障后網(wǎng)絡(luò)中斷的問題,而無需修改動態(tài)路由協(xié)議、路由發(fā)現(xiàn)協(xié)議等配置信息,也無需修改主機的默認網(wǎng)關(guān)配置。
適應性強:VRRP報文封裝在IP報文中,支持各種上層協(xié)議。
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