一、VRRP核心概念
定義
虛擬路由器冗余協議（VRRP，Virtual Router Redundancy Protocol），可以將多個路由器加入到備份組中，形成一臺虛擬路由器，承擔網關功能。
RFC 3768標準定義的VRRP是一種容錯協議，在提高可靠性的同時，簡化了主機的配置。? ??
二、 VRRP的作用
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- VRRP將可以將多個路由器加入到備份組中，形成一臺虛擬路由器，承擔網關功能
- ?只要備份組中仍有一臺路由正常工作，虛擬路由器就仍然正常工作
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- ?VRRP將多臺路由器同時承擔業務，形成多臺虛擬路由器，分擔內網與外網之間的流量
?三、VRRP工作原理
1. VRRP的相關概念
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2. 優先級機制
范圍?0-255（默認100），優先級高者成為Master。
特殊值255：分配給IP地址擁有者（接口IP=虛擬IP的路由器），直接成為Master。
優先級相同時，接口IP大者勝出。
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3. VRRP協議報文格式
? ? VRRP協議報文是Master路由器以組播的方式，定時發送的VRRP報文。
? ? VRRP協議報文使用固定的組播地址224.0.0.18進行發送。
?? 虛擬路由器由LAN上唯一的Virtual Router ID標識。并具有虛MAC地址：00-00-5E-00-01-{vrid}。
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4.VRRP工作過程
VRRP組播報文通告：
? ?? 優先級高的選舉為主路由器，優先級相同時接口IP大的為主路由器。
? ?? 主路由器激活虛擬IP地址，轉發數據報文，并定期向廣播域內發送VRRP組播報文通告自己的狀態，定期通告時間（AdvertisementInterval）默認為1秒。
? ?? 備份路由器不發送但接收VRRP報文，在MASTER_DOWN_TIMER（一般為3個通告周期）內沒有收到主路由器的VRRP報文，則備份路由器將成為主路由器。
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5.?VRRP協議狀態機
? ? ? VRRP路由器在備份組內除Master和Backup狀態外，還可能處于Initialize狀態。
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6.?VRRP選舉之后
| 模式 | 特點 | 應用場景 |
|---|---|---|
| 主備備份 | 僅Master轉發流量，Backup待命 | 高可靠性要求場景 |
| 負載分擔 | 多VRRP組共存，不同Master承擔不同流量（如VRID 1和VRID 2分別服務VLAN 1/2） | 帶寬優化，避免單點性能瓶頸 |
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7.VRRP跟蹤接口功能
? ? ? ? ?當Master路由器連接上行鏈路的接口處于Down狀態時，路由器主動降低自己的優先級，使得備份組內重新選擇Master，承擔轉發任務。
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?8.VRRP搶占
? ?當路由器使能VRRP功能后，會根據優先級確定自己在備份組中的角色。當優先級變化后，根據VRRP模式確認VRRP狀態。
?9.刷新MAC表
VRRP協議報文
? ?? 當設備成為VRRP主路由器時，立即發送應答型的無故ARP，用于刷新交換機MAC表。
? ?? 該功能是否默認開啟，因廠家、設備、版本不同而不同；當版本采用接口MAC作為源MAC發送VRRP報文時，如果未開啟無故ARP，將出現二層網絡連通性問題。
四、關鍵技術機制
狀態機
Initialize?→?Backup?→?Master
觸發條件：
Master故障（超時未收到通告）
優先級變化（搶占模式開啟時）
搶占模式
默認開啟：優先級更高的Backup主動接管Master角色。
關閉時：即使優先級更高，也需等待當前Master故障。
接口跟蹤（Tracking）
監視上行鏈路狀態（如Internet接口）。
接口故障時，Master自動降低優先級（如減少30），觸發Backup接管。
無故ARP（Gratuitous ARP）
新Master產生時廣播ARP，刷新交換機MAC表，避免二層轉發問題。
五、VRRP報文與協議細節
報文格式：
版本（Ver）、類型（Type）、VRID、優先級（Priority）、通告間隔（Adver Int）等字段。
發送規則：
Master以組播地址224.0.0.18發送通告，默認間隔1秒。
Backup不發送報文，僅監聽。
六、VRRP+MSTP綜合部署案例
場景需求
網關冗余：VLAN 1主網關SW-1（備SW-2），VLAN 2主網關SW-2（備SW-1）。
鏈路冗余：MSTP避免環路，實現多實例負載均衡。
關鍵配置
MSTP配置（SW-1/SW-2）
spanning-tree mst configuration instance 1 vlan 1 # VLAN 1映射到實例1 instance 2 vlan 2 # VLAN 2映射到實例2 spanning-tree mst 1 priority 4096 # SW-1為VLAN 1主根，這時需要將2設為8192 spanning-tree mst 2 priority 4096 # SW-2為VLAN 2主根，這時需要將1設為8192
VRRP配置（SW-1）
interface VLAN 1 ip address 192.168.1.253 255.255.255.0 vrrp 1 priority 105 # 更高優先級確保Master角色 vrrp 1 ip 192.168.1.254 # 虛擬網關IP vrrp 1 track GigabitEthernet 0/46 # 跟蹤上行接口
VRRP狀態驗證
SW-1# show vrrp brief VLAN 1 1 105 Master 192.168.1.253 192.168.1.254 # VLAN 1主網關 VLAN 2 2 100 Backup 192.168.2.252 192.168.2.254 # VLAN 2備網關
設計優勢
流量優化：VLAN 1流量走SW-1，VLAN 2流量走SW-2，避免鏈路擁塞。
故障切換：
若SW-1上行接口故障，優先級降為75，SW-2（優先級100）接管VLAN 1流量。
MSTP同步調整路徑，確保拓撲無環。
七、總結
VRRP核心價值：提供網關冗余，保障業務連續性。
最佳實踐：
結合MSTP實現鏈路與網關雙重冗余。
啟用接口跟蹤和搶占功能提升故障響應速度。
多VRRP組設計實現負載分擔，優化資源利用率。
注意事項：
確保物理鏈路與VRRP狀態同步（如MSTP根橋與VRRP Master一致）。
生產環境開啟無故ARP避免二層轉發問題。
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