ROS使用虚拟路由冗余协议VRRP作虚拟网关(图)

VRRP协议详解VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）是一种用于实现网络设备冗余的协议。

它允许多个路由器共享一个虚拟IP地址，提供高可用性和冗余性。

在本文中，我们将详细介绍VRRP协议的工作原理、消息格式、状态转换以及常见应用场景。

一、工作原理VRRP协议通过选举一个虚拟路由器作为主路由器，其他路由器作为备份路由器，实现网络设备的冗余。

主路由器负责转发数据包，备份路由器处于备份状态，等待主路由器失效时接管转发任务。

VRRP协议使用组播地址来进行通信。

主路由器定期发送VRRP通告消息，包含虚拟路由器的优先级、状态等信息。

备份路由器通过接收并解析这些消息来确定主路由器的状态，并根据需要进行状态转换。

二、消息格式VRRP协议的消息格式如下：1. VRRP包头：- 版本号：指定VRRP协议的版本。

- 类型：指定消息类型，包括通告、请求和应答等。

- 路由器ID：用于唯一标识路由器。

2. VRRP通告消息：- 虚拟路由器MAC地址：用于唯一标识虚拟路由器。

- 虚拟路由器优先级：用于选举主路由器。

- 虚拟路由器IP地址：用于标识虚拟路由器。

- 虚拟路由器状态：包括初始化、备份和主路由器等状态。

3. VRRP请求消息：- 虚拟路由器MAC地址：用于唯一标识虚拟路由器。

- 虚拟路由器IP地址：用于标识虚拟路由器。

4. VRRP应答消息：- 虚拟路由器MAC地址：用于唯一标识虚拟路由器。

- 虚拟路由器IP地址：用于标识虚拟路由器。

三、状态转换VRRP协议定义了三种状态：初始化状态、备份状态和主路由器状态。

状态转换如下：1. 初始化状态：路由器刚启动时的默认状态。

2. 备份状态：备份路由器接收到主路由器的通告消息后进入的状态。

3. 主路由器状态：主路由器发送通告消息后进入的状态。

状态转换的触发条件如下：1. 从初始化状态到备份状态：接收到主路由器的通告消息。

2. 从备份状态到主路由器状态：- 接收到主路由器的通告消息，并且主路由器的优先级高于备份路由器。

VRRP协议详解VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）是一种网络协议，用于提供冗余的默认网关，以确保网络设备的高可用性和故障恢复能力。

本文将详细介绍VRRP 协议的工作原理、协议格式以及相关配置指南。

一、VRRP协议的工作原理VRRP协议通过将多个路由器组成一个虚拟路由器组（VRG），提供一个虚拟的默认网关IP地址。

这个虚拟路由器组由一个主路由器和多个备用路由器组成。

主路由器负责接收和转发网络流量，而备用路由器则处于待命状态，以备主路由器发生故障时接管其功能。

VRRP协议通过周期性的VRRP通告消息来维护主备路由器之间的状态同步。

主路由器周期性地发送VRRP通告消息，其中包含了虚拟路由器组的优先级和状态信息。

备用路由器通过接收这些通告消息来了解主路由器的状态，并根据预设的优先级决定是否接管主路由器的功能。

当主路由器发生故障或网络中断时，备用路由器会检测到主路由器的失效，并立即接管其功能。

备用路由器会发送一条VRRP通告消息，宣布自己成为新的主路由器。

网络中的其他设备将根据新的VRRP通告消息更新其默认网关，确保网络流量的正常转发。

二、VRRP协议的协议格式VRRP协议的通信是基于IP协议的，其协议格式如下：1. VRRP报文头部：- 版本号（Version）：指示VRRP协议的版本。

- 类型（Type）：指示VRRP报文的类型，如通告（Advertisement）、请求（Request）等。

- 路由器ID（VRID）：标识虚拟路由器组的唯一ID。

- 优先级（Priority）：指示路由器在虚拟路由器组中的优先级。

- IP地址个数（IP Count）：指示该VRRP报文中包含的IP地址数量。

2. VRRP报文选项：- 路由器MAC地址（Router MAC Address）：指示该路由器的MAC地址。

- 虚拟路由器MAC地址（Virtual Router MAC Address）：指示虚拟路由器组的MAC地址。

VRRP协议介绍VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议）是一种网络协议，旨在提供冗余的默认网关，以确保网络设备的高可用性和故障恢复能力。

在网络中，路由器是连接不同网络的设备，而默认网关则是数据包在不同网络之间转发的关键设备。

VRRP协议允许多个路由器共享同一个虚拟IP地址，当主路由器发生故障时，备用路由器可以接管主路由器的功能，确保网络的连通性。

VRRP协议的工作原理如下：1. 虚拟路由器：VRRP协议中，主备路由器组成一个虚拟路由器。

虚拟路由器有一个虚拟IP地址，该地址是由主路由器拥有，并在主备路由器之间进行切换。

2. 优先级：每个路由器都有一个优先级值，用于确定主备路由器的角色。

优先级值越高，该路由器越有可能成为主路由器。

当主备路由器的优先级相同时，根据路由器的MAC地址来决定主备角色。

3. VRRP通告：主路由器通过发送VRRP通告来宣告自己的存在，并提供虚拟IP地址。

备用路由器通过接收VRRP通告来了解主路由器的状态。

4. 路由器切换：当主路由器发生故障或离线时，备用路由器会检测到主路由器的失效，并迅速接管主路由器的角色和虚拟IP地址。

这个过程称为路由器切换。

VRRP协议的优点如下：1. 高可用性：VRRP协议提供了冗余的默认网关，确保网络设备的高可用性。

当主路由器发生故障时，备用路由器可以快速接管主路由器的功能，从而保证网络的连通性。

2. 故障恢复：VRRP协议能够快速检测到主路由器的故障，并迅速进行路由器切换，减少网络中断的时间，提高网络的可靠性。

3. 简单易用：VRRP协议的配置相对简单，只需要在路由器上进行基本的配置，即可实现冗余的默认网关功能。

4. 兼容性：VRRP协议是一种开放标准，被广泛支持和应用于各种网络设备和厂商之间，保证了协议的兼容性和互操作性。

VRRP协议的应用场景如下：1. 企业网络：在企业网络中，VRRP协议可以用于提供冗余的默认网关，确保员工的网络连接不中断，提高工作效率。

虚拟路由器冗余协议(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。

一旦主路由器不可用,这种选择过程就提供了动态的故障转移机制,这就允许虚拟路由器的IP 地址可以作为终端主机的默认第一跳路由器。

使用VRRP 的好处是有更高的默认路径的可用性而无需在每个终端主机上配置动态路由或路由发现协议。

VRRP 包封装在IP 包中发送。

详细参数VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol,虚拟路由冗余协议)是一种容错协议。

通常,一个网络内的所有主机都设置一条缺省路由(如图3-1所示,10.100.10.1),这样,主机发出的目的地址不在本网段的报文将被通过缺省路由发往路由器RouterA,从而实现了主机与外部网络的通信。

当路由器RouterA 坏掉时,本网段内所有以RouterA 为缺省路由下一跳的主机将断掉与外部的通信。

VRRP 就是为解决上述问题而提出的,它为具有多播或广播能力的局域网(如:以太网)设计。

我们结合下图来看一下VRRP 的实现原理。

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。

这个虚拟的路由器拥有自己的IP 地址10.100.10.1(这个IP 地址可以和备份组内的某个路由器的接口地址相同),备份组内的路由器也有自己的IP 地址(如Master的IP 地址为10.100.10.2,Backup 的IP 地址为10.100.10.3)。

局域网内的主机仅仅知道这个虚拟路由器的IP 地址10.100.10.1,而并不知道具体的Master 路由器的IP 地址10.100.10.2 以及Backup 路由器的IP 地址10.100.10.3,它们将自己的缺省路由下一跳地址设置为该虚拟路由器的IP 地址10.100.10.1。

现在这个社会，网络错综复杂，和人们的生活工作息息相关。

如果线路掉线了，还可以申请一条线路作为备份线路，稍做设置即可。

那当ROS死机了呢？特别是在冬天的半夜，寒风凌凌，高床暖枕，娇妻在旁，你不愿爬起来重新检查ROS 硬件吧，更或者是在其他重要场合，刻不容缓的时候，VRRP(虚拟路由器冗余协议, Virtual Router Redundancy Protocol)的出现，给你减少了很多麻烦。

下面图文并茂的生动讲解VRRP在ROS上的应用。

注意文字说明!当接入方式为PPPOE拨号的图文教程
这是主ROS的VRRP界面
因为我的测试环境是PPPOE拨号方式，所以要配合脚本使用，如果大家是光纤或者固定IP的，就不需要这样设置了。

结束语：制作双机热备前，2台ROS都得单独调试好，都能上网了再做VRRP。

双机热备用于主路由死机的情况下，无人干预的让备份路由即时生效代替主路由工作，但并不是代表例如在游戏中的玩家就不会掉线！PPPOE再次拨号是获得动态外网IP，源地址不一样了肯定掉！就算是光纤等固定IP设备，因为网关的MAC地址改变了也是会掉线的。

教程有不足的地方希望大家提出来讨论。

下面附上拓扑图。

VRRP协议概述VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议）是一种用于在IP网络中实现路由器冗余的协议。

它允许多个路由器组成一个逻辑组，以提供冗余和负载均衡。

当主路由器故障时，备用路由器将接管路由功能，以确保网络的连通性不会中断。

VRRP是基于UDP的协议，运行在网络层（OSI模型的第三层）。

它使用虚拟IP地址作为路由器的默认网关，实现了负载均衡和故障恢复。

每个VRRP组中都有一个主路由器，其他路由器为备用路由器。

主路由器负责转发数据包，而备用路由器处于待命状态。

VRRP组VRRP协议使用VRRP组来管理路由器冗余。

每个VRRP组都由一个虚拟IP地址和一个VRRP组标识符组成。

虚拟IP地址用于接收和转发数据包，而VRRP组标识符用于在网络中唯一标识VRRP组。

每个VRRP组中都有一个优先级，主路由器的优先级最高，而备用路由器的优先级较低。

当主路由器故障时，备用路由器将根据优先级决定是否接管路由功能。

VRRP协议工作原理以下是VRRP协议的基本工作原理：1.路由器通过发送VRRP通告消息来宣告自己的存在。

这些通告消息包括VRRP组信息、本地优先级和路由器的状态信息。

2.所有路由器在同一个VRRP组中进行通信。

它们使用相同的虚拟IP地址和VRRP组标识符。

3.路由器在VRRP通告中指定了一个VRRP优先级。

优先级最高的路由器将成为主路由器，负责接收和转发数据包。

4.备用路由器不断检测主路由器的状态。

如果主路由器无法正常工作，则备用路由器将接管其职责。

5.备用路由器可以通过升高自身的优先级来成为新的主路由器。

这样可以确保网络流量始终得到良好的分流和负载均衡。

VRRP通告消息VRRP通告消息是VRRP协议中的关键组成部分。

它们用于路由器之间的通信和状态同步。

以下是VRRP通告消息的一些重要字段：•版本号：指示VRRP协议的版本。

•类型：指示通告消息的类型，如通告、问候、退出等。

VRRP协议详解VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）是一种网络协议，旨在提供网络设备冗余，确保网络的高可用性和容错性。

本文将详细解释VRRP协议的工作原理、协议格式以及常见应用场景。

一、VRRP协议工作原理VRRP协议通过创建一个虚拟路由器，将多个物理路由器组合成一个逻辑上的单一路由器，从而提供冗余和故障转移的功能。

虚拟路由器由一个虚拟IP地址和一个虚拟MAC地址标识。

在VRRP中，一个物理路由器被选举为虚拟路由器的主节点（Master），其他物理路由器则成为备用节点（Backup）。

主节点负责接收和转发网络流量，备用节点则处于待命状态。

如果主节点发生故障，备用节点将接管主节点的工作，确保网络的连通性。

VRRP协议使用了一种称为VRRP Advertisement的消息来实现主备节点之间的通信。

主节点周期性地发送VRRP Advertisement消息，以通知备用节点自己的存在和状态。

备用节点通过检测主节点的VRRP Advertisement消息来判断主节点是否正常工作。

当备用节点判断主节点失效时，它会发起一次选举过程，选举一个新的主节点。

选举过程中，备用节点通过比较优先级（Priority）和MAC地址（MAC Address）来决定新的主节点。

选举完成后，新的主节点将更新虚拟路由器的状态，并开始接收和转发网络流量。

二、VRRP协议格式VRRP协议使用IP协议号112。

VRRP消息被封装在IP数据报中，使用UDP协议进行传输。

VRRP消息的格式如下：1. VRRP Version（1 byte）: 指定VRRP协议的版本号，当前版本为2。

2. Type（1 byte）: 指定VRRP消息的类型，包括Advertisement、Advertisement Acknowledgment、Advertisement Request等。

3. Virtual Router ID（1 byte）: 指定虚拟路由器的ID，用于区分不同的虚拟路由器。

VRRP－虚拟路由冗余协议 1.什么是VRRP 2.VRRP：为什么需要负载分担 3.VRRP的基本配置1.什么是VRRP VRRP中⽂名称虚拟路由器冗余协议，它是⼀种路由容错协——也可以叫做备份路由协议，通常⼀个⽹络内的主机都设置⼀个缺省路由 VRRP的作⽤是充当⽹络中的⼀个默认⽹关，可以说PC定义的⽹关不⽣效的话，则整个⽹络都⽤不了，只能访问同⼀个VLAN内的。

如果在没有部署VRRP之前，两台互相备份和负载分担的设备就设备了2个IP地址，都可以充当PC的⽹关，⽽PC⼜没有任务的检测机制来判断⽹关是否能出故障⽽进⾏切换。

如果没有VRRP之前，则只能通过⼈⼯进⾏修改。

这个⼯作量是⾮常巨⼤的。

特别是在⼤型⽹络当中，⾮常不实际。

所以，VRRP解决的问题就是，通过VRRP技术协商，虚拟⼀个IP地址出来（VRRP可能直接使⽤接⼝定义的了地址的），这样做的好处就是，下⾯的PC只需要定义VRRP定义的那个IP地址作为⽹关即可，当主设备故障出现故障后，会⾃动切换到备⽤上⾯，从⽽对客户来说是透明的。

2.VRRP：为什么需要负载分担 在默认情况下，所有的数据包都是交给主设备来处理的，只有当主设备出现故障时，备⽤才会处理数据报⽂，如果所有的VLAN⽹关都定义⼀台主设备上⾯的话，就意味着所有的数据包都由该设备处理。

⽽备⽤则被闲置了，浪费了资源，且很可能导致主设备的能⼒跟不上，使得⽹络延迟很⼤。

所以，我们在做规划时，把下⾯VLAN的⽹关平均分配到两台设备上⾯，⽐如192.168.10.0/24这个⽹段定义A为主，B为备⽤，⽽192.168.10.0/24这个⽹段定义B为主，A为备⽤，这样实现负载分担，达到资源利⽤。

3.VRRP的基本配置 实验拓扑及要求： 如图所⽰，在接⼊层中有两上VLAN，即vlan 10 , vlan 20 ，⽤两台汇聚交换机互为备份且实现负载分担，即vlan 10以A为主设备，B为备⽤，vlan 20以B为主设备，A为备⽤，vlan 10 的数据主要⾛HJ－A，vlan 20的数据主要⾛HJ－B，当A或B设备出现故障的时候，透明切换到备⽤链路。

ROS-vrrp冗余文档作者：动网运维组创建日期：2011-05-12备注：1.本文档的内容都是在真实环境中实现！2.在实际应用中如果有什么好的建议可以向运维部提供！版本控制：一、概述VRRP协议原理：虚拟路由冗余协议Virtual Router，Redundancy Protocol（VRRP）。

VRRP 协议时保证访问一些资源不会中断，即通过多台路由器组成一个网关集合，如果其中一台路由器出现故障，会自动启用另一台。

两个或多个路由器建立起一个动态的虚拟集合，每一个路由器都可以参与处理数据，这个集合最大不能超过255 个虚拟路由器（可参考虚拟路由协议）。

一般现在的路由器都支持该协议。

利用VRRP 集合功能提供高效的路由器运行方式，不在需要复杂的脚本ping 监测。

许多VRRP 路由器可用组成一个虚拟路由器集合。

在一个网络中最大可用支持相同VRID（虚拟路由IP）255 个。

每个路由器都必须设置一个优先参数，每个VRRP 配置通一个虚拟的网卡绑定在一个真实的网卡上。

VRRP 地址放入虚拟的VRRP 网卡上。

VRRP Master 状态显示为running 标志，虚拟网卡上的地址被激活，其他属于backup（即优先级低的VRRP 路由）停止运行。

虚拟路由冗余协议时一种为路由提供高效率的路由选择协议。

一个或多个IP 地址可以分配到一个虚拟路由上，一个虚拟路由节点应该具备以下状态：MASTER 状态，一个节点回答所有的请求给相应请求的IP 地址。

仅只有一个MASTER 路由器在虚拟路由中。

每隔一段时间这个节点发出VRRP 广播包所有backup 路由器。

BACKUP 状态，VRRP 路由器监视Master 路由器的状态。

它不会回答任何来至相应IP 地址的请求，当MASTER 路由器无法工作时（假设至少三次VRRP 数据链接丢失），选择过程发生，新的MASTER 会根据优先级产生。

PS：VRRP 不能运行在VLAN 接口上，VLAN 的接口MAC 地址于与运行在物理网卡MAC地址是不同的。