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  • VRRP原理与配置

    万次阅读 多人点赞 2018-03-18 23:54:34
    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,...

    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。

    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。



    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)
    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)
    上面的配置是单个组id进行vrrp配置,也就是一个接口只配置了一个vrid,当网络主机数很多时,会导致master承担的流量过多,而backup却限制在一旁,
    导致链路利用率低,为了提高链路利用率,也实现链路的负载分担,vrrp提出一个接口可以配置多个vrid的概念,让一个接口可以在不同的vrid里通过改变
    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。
    有时,网络中会产生这样的情况:AR1到达3.3.3.3 网段的g0/0/1接口突然shutdown,那么,AR1此时还是master,还是会往下游接口g0/0/0发出advertisement
    报文,宣告自己是master,那么网络中的流量还是会通过AR1的转发出去,这样就会造成网络不可达以及数据丢包,为了改变这种情况,我们可以通过追踪上游
    接口来进行检测,一旦发现master上游接口路由不可达到的时立即降低端口参与master选举的优先级从而达到进行新一轮master选举的目的。
    配置命令如下:vrrp vrid 1 track interface g0/0/1 reduced 150  

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  • VRRP详解

    2021-07-12 21:27:21
    本文主要介绍了VRRP的基本原理和实现过程,是对VRRP的详细讲解,适合于有一定计算机网路基础的同学阅读学习。本文以华为系列设备为例,主要讲解了IPv4下VRRP v2版本,也适合考HCIE等系列的同学查漏补缺。 一、VRRP...

    本文主要介绍了VRRP的基本原理和实现过程,是对VRRP的详细讲解,适合于有一定计算机网路基础的同学阅读学习。本文以华为系列设备为例,主要讲解了IPv4下VRRP v2版本,也适合考HCIE等系列的同学查漏补缺。

    一、VRRP概述

    VRRP,Virtual Router Redundancy Protocol,虚拟路由器冗余协议,是为了解决网关单点失效问题,提高网络的健壮性而产生的一种技术。
    在普通情况下,当我们配置一个网络内PC机的网关时,往往将该网络中路由器的接口IP地址作为网关地址,这样做简单可行,但是一旦路由器宕机,则该网段内的所有设备就无法上网。当配置VRRP后,可以将局域网网络拓扑修改为如下形式:
    在这里插入图片描述
    对于底层网络来说,使用两台路由器作,当一台路由器宕机后,另一台路由器即可代替该路由器履行网关的职能。

    二、VRRP实现

    VRRP的实现,不依赖于底层PC机网关的切换,而是在运行VRRP的路由器之间,共同维护一个虚拟的VRRP IP地址,以该地址作为底层PC机的网关。
    在这里插入图片描述
    如上图所示,R1和R3接口上的IP地址分别是192.168.100.1和192.168.100.2,而他们两个路由器共同维护着一个虚拟的IP地址192.168.100.254,而底层的PC机就以该IP地址作为自己的网关地址。
    R1和R3会自动选择主从,主路由器负责响应发往该虚拟的IP地址的报文,同时,主路由器还定时发送VRRP Advertisement报文。而从路由器则负责时刻监听主路由器发送的VRRP Advertisement报文,如果长时间(默认3s,可配置)收不到主路由器发送的VRRP Advertisement报文,就明白主路由器宕机,此时自己升级为主路由器,发送VRRP Advertisement报文报文,同时发送一个免费ARP报文,响应该虚拟IP地址的报文。
    这样,就实现了两台路由器备份,避免了底层网络网关的单点故障。

    三、VRRP细节

    最后,给大家讲一下VRRP的技术细节
    (一)VRRP Advertisement报文细节
    VRRP只定义了这一种报文,该报文用于VRRP保活功能,前面我们已经提到过,主设备会发送该VRRP报文,而从设备会监听主设备发送的VRRP报文,以此判断VRRP主设备的存活性。
    VRRP封装在IP层内部,IP头部的协议号字段值为112,源IP地址为本机接口的实际IP地址,目的IP地址为224.0.0.18。该报文中含有虚拟路由器ID(VRID),以实现VRRP用户组的判定。也含有Priority字段,将自己的优先级通告给其他路由器。
    当VRRP刚开始运行后,每个VRRP是被都认为自己是主设备,发送VRRP Advertisement报文,而当收到对方的VRRP报文后,如果发现对方优先级比自己高,则认定自己为从,因此不再发送VRRP Advertisement报文。但是如果此时手工修改了本地设备的VRRP优先级,使得对方的VRRP优先级比自己低,则将又发送VRRP Advertisement报文,而对方在收到本地发送的VRRP Advertisement报文后,也将停止它的VRRP Advertisement报文发送。
    (二)VRRP虚拟MAC地址计算
    在运行VRRP时,会对VRRP的虚拟IP地址生成一个虚拟的MAC地址,该虚拟MAC地址前面固定为0000-5e00-01,后面的两位是VRRP中的VRID号码,比如VRRP中VRID为1,则其MAC地址为0000-5e00-0101
    (三)VRRP配置
    VRRP不仅可以如本实例一样配置在两个路由器上,也可以配置在交换机VIF接口上,还可以配置在路由器子接口上。
    (四)VRRP实现负载分担
    VRRP可以实现负载分担,一般是运行两个VRRP组,在这两个VRRP组中二者互为主备。然后将底层PC的网关地址分别配制成这两个组的IP地址。
    原创不易,转载请说明出处:https://blog.csdn.net/weixin_40228200/article/details/118684383

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  • 控制节点角色的是Keepalived配置文件中的“priority”值,但并它并不控制所有节点的角色,另一个能改变节点角色的是在vrrp_script模块中设置的“weight”值,这两个选项对应的都是一个整数值,其中“weight”值可以...
  • VRRP简介网络的高速发展与普及的深入,现如今人们的生产生活都离不开网络的支持,人们多网络的需求将持续增长,伴随而来的对网络要求也在提高。网络的稳定与高速传输及保密性是当今人们多网络最显要的诉求。基础...

    e8b6d905b1e4788d848d25bef43f2391.gif

    一 VRRP简介

    网络的高速发展与普及的深入,现如今人们的生产生活都离不开网络的支持,人们多网络的需求将持续增长,伴随而来的对网络要求也在提高。网络的稳定与高速传输及保密性是当今人们多网络最显要的诉求。基础网络的可靠性性与稳定性更是人们最为关注点,毕竟每一位网络用户能忍受较为低速的传输,但是绝对无法接收自己网络的中断,受网络传输协议的影响,有的数据传输中间失败需要重传或者造成不可会逆的损失。所以保证保证网络传输的不中断变得异常重要。

    如今的网络通信就是跨网段通信,我们的个人终端设备只能在自行完成同网段的通信,如果需要跨网段通信就需要借助网关设备,我们把这些具有跨网段通信能力的设备通常为三层设备(这里层数是按照OSI 7层模型划分),而最典型的三层设备就是"Router—路由器"

    VRRP--Virtual Router Redundancy Protocol虚拟路由冗余协议,就是专属为三层网络设备服务,为终端用户提供网关的冗余,避免因为三层网关设备单点故障导致终端用户的通信失败。

    二 VRRP 工作原理与部署

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    1 VRRP工作原理

    VRRP原理概述:

    多台网关设备运行VRRP协议通过VRRP报文按照各自优先级选举出最优网关设备定义为Master网关,Master网关为终端用户提供

    虚拟的网关IP地址和虚拟的MAC地址,他网关设备作为主网关设备的备份(Backup),当主网关设备故障后备份网关设备中优先级最高的备份网关接管虚拟网关地址,为终端用户继续提供跨网段服务,主备切换后无需在用户端修改用户的网关IP,从而实现网关地址的备份。

    VRRP目前有2个版本,华为设备默认运行的我是VRRP -V2版本,VRRP的V2只支持IPv4协议;VRRP-V3版本既支持IPv4也支持IPv6协议。本次为各位实验演示的是VRRP的V2

    2 VRRP部署

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    在进行VRRP部署前先完成缺省路由和NAT的配置,静态缺省路由指向运营商是指导我们的本地网关设备转发去往公网的数据传输给运营商设备处理,配置Easy IP是因为运营商只分配给我们很少的公网地址,我们想让内网的所有成员都能访问公网时那就必须借助统一的公网地址出去。

    1 -网关设备的接口配置VRRP

    (1)---指定VRRP编组VID(互相备份处于同网段的网关设备处于同一个VID编组)

    (2)---指定VID编组下对应的V-IP地址(V-IP地址是虚拟的网关地址,终端用户使用的网关地址)

    (3)---指定本GW设备的在此VID编组下的优先级(优先级参数的设定影响此GW是否可以成为此VID编组内的Master—主网关设备)

    以上三点是陪在VRRP必须要指定的内容,后续还可以选配置是否开启抢占,或者配置VRRP与其他检测协议的联动等功能。

    0582ce128f6068108ce6ab6dda5de689.png

    [GW-1]int G0/0/0

    [GW-1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.1 24------

    配置此接口的物理地址,这个地址要和终端设备及其他VRRP的备份设备同网段,是这个路由器接口的基本地址。

    [GW-1]int G0/0/0

    [GW-1-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.1.254

    ----------------------------------创建VRRP编组 1设置虚拟地址为192.168.1.254,同一个VRRP编组下的V-IP地址要一致,这个地址是终端用户使用的网关地址。

    [GW-1-GigabitEthernet0/0/0]

    [GW-1-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid 1 priority 120 ------配置本设备在VRRP编组1中的优先级为120,默认100,越大越优先

    [GW-1-GigabitEthernet0/0/0]

    [GW-1-GigabitEthernet0/0/0]quit

    同一个编组的VRRP设备都这样配置,除了物理地址和优先级不一样,编组号和V-IP地址一定要一样。

    13573c80c29296f27d630358427d58a0.png

    2 VRRP的测试

    我们使用PC-2持续ping公网地址114.114.114.114,然后断开GW-1网关连接用户的先例,模拟故障,看运行VRRP协议的设备是否能检测搭配故障并且接管。

    4f3325fe4916b75e65f9fb10e8173b38.png

    通过测试可以看到当GW-1网关线路故障,PC断网3S后重新恢复了网络的畅通,这说明VRRP协议又正常工作,确实为用户实现了网关的备份。至于这里为什么是断网3S是因为运行VRRP协议的Master—主网关设备每1S发送一次VRRP包,这个周期发送的VRRP包其中的一个作用就是主网关告诉备份网关自己还存活,不要抢我的"工作"。

    三 VRRP监控部署

    VRRP协议是为网关冗余备份服务的,可以为用户的网关做冗余,可是在以下情景中,只依据VRRP自身是无法实现冗余的。

    1---网关上行链路故障—直接感知

    8bc7a7ca6d99fa350812ba760394c53e.png

    这个环境里因为GW去往运营商的本地链路故障,导致GW-1失去网关价值,但是因为VRRP自身检测的下行链路是完好的,所以有能力去往运营商的GW-2还是不能切换为主网关设备。

    针对这样的问题我们可以利用路由器自带的Track来检测本地连接外网的出接口状态,---这里的GW-1的G0/0/1接口,如果发现本地检测接口故障或者状态进入down,VRRP协议会降低设备的优先级,这样上行链路正常的备份设备就可以成为主网关。

    2214429d51b8c1ae700b48cd48144be7.png

    [GW-1]int G0/0/0

    [GW-1-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid 1 track interface GigabitEthernet 0/0/1 reduced 30---------------------------配置本VRRP的编组1监控本地的G0/0/1接口状态,如果G0/0/1接口故障或者状态down 则降低本VRRP编组1的优先级,从当前优先级参数减少30

    接下来我们继续模拟网关设备的上行链路故障

    419aba0052bdf5bbc3aa7566e863bded.png

    这时从切换时间也可以看到,即使在VRRP链路正常,但是上行链路故障的情况下也就行了VRRP的主备切换。

    2 ---网关上行链路故障---间接感知

    上面我们通过检测网关本地接口状态实现了当网关设备的上行链路故障进行网关的主备切换,然而很多情景下网关去往运营商链路物理距离较长,中间隔了很多中继设备,如果是中继链路故障,网关的本地接口是感知不到的。

    f4b538ebb83068042c625b07d051416b.png

    需要借助第三方协议来检测链路是否存在通信故障,并且将检测结果和VRRP协议做联动,实现主备的快速切换。这里我们依然采用BFD—双向检测协议来实现链路的检测。关于BFD协议的介绍各位可以参考笔者之前的文章--《企业断网如何秒切至备用线》tiao.com/i6771692572617212429/#comment_area

    c7ab71d1576832122993b1719775f3f5.png

    [GW-1]bfd---------------------------------------开启BFD功能

    [GW-1-bfd]quit

    [GW-1]

    [GW-1]bfd gw-1 bind peer-ip 13.1.1.1 interface GigabitEthernet 0/0/1 one-arm-echo ------------创建名称为gw-1的本地单臂回声BFD

    [GW-1-bfd-session-gw-1]discriminator local 100--------此BFD会话的本地标识为100

    [GW-1-bfd-session-gw-1]min-echo-rx-interval 200---BFD检测时间间隔200毫秒

    [GW-1-bfd-session-gw-1]detect-multiplier 3----BFD会话检测超时次数3次

    [GW-1-bfd-session-gw-1]commit --------------------激活本BFD会话

    [GW-1-bfd-session-gw-1]quit

    [GW-1]

    [GW-1]int G0/0/0

    [GW-1-GigabitEthernet0/0/0]vrrp vrid 1 track bfd-session 100 reduced 30----------------VRRP工作组1通过Track承载池与BFD--100进程的会话联动,BFD会话down,触发惩罚动作为减少优先级30

    [GW-1-GigabitEthernet0/0/0]quit

    5072a904a59e451cdb71925684772ee8.png

    经过测试我们发现当运营商链路故障,得益于BFD会话的快速检测效能,终端PC只丢失了一个数据包就完成了VRRP协议的主备网关切换。

    本次对VRRP协议的解析到此,希望能对各位阅读者有所帮助,每一位阅读者的转发点赞是对笔者最大的鼓励。

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  • VRRP的负载均衡模式

    万次阅读 2018-09-29 19:22:15
    VRRP标准协议模式中,只有Master路由器可以转发报文,Backup路由器处于监听状态,无法转发报文。虽然创建多个备份组可以实现多台路由器之间的负载分担,但是局域网内的主机需要设置不同的网关,增加了配置的复杂性...

    在VRRP标准协议模式中,只有Master路由器可以转发报文,Backup路由器处于监听状态,无法转发报文。虽然创建多个备份组可以实现多台路由器之间的负载分担,但是局域网内的主机需要设置不同的网关,增加了配置的复杂性。

    VRRP负载均衡模式在VRRP提供的虚拟网关冗余备份功能基础上,增加了负载均衡功能。其实现原理为:将一个虚拟IP地址与多个虚拟MAC地址对应,VRRP备份组中的每台路由器都对应一个虚拟MAC地址;使用不同的虚拟MAC地址应答主机的ARP(IPv4网络中)/ND(IPv6网络中)请求,从而使得不同主机的流量发送到不同的路由器,备份组中的每台路由器都能转发流量。在VRRP负载均衡模式中,只需创建一个备份组,就可以实现备份组中多台路由器之间的负载分担,避免了标准协议模式下VRRP备份组中Backup路由器始终处于空闲状态、网络资源利用率不高的问题。

    VRRP负载均衡模式以VRRP标准协议模式为基础,VRRP标准协议模式中的工作机制(如Master路由器的选举、抢占、监视功能等),VRRP负载均衡模式均支持。VRRP负载均衡模式还在此基础上,增加了新的工作机制,详见下面的介绍。

    1  虚拟MAC地址的分配

    VRRP负载均衡模式中,Master路由器负责为备份组中的路由器分配虚拟MAC地址,并为来自不同主机的ARP/ND请求,应答不同的虚拟MAC地址,从而实现流量在多台路由器之间分担。备份组中的Backup路由器不会应答主机的ARP/ND请求。

    以IPv4网络为例,VRRP负载均衡模式的具体工作过程为:

    (1)      Master路由器为备份组中的路由器(包括Master自身)分配虚拟MAC地址。如下图所示,虚拟IP地址为10.1.1.1/24的备份组中,Router A作为Master路由器,Router B作为Backup路由器。Router A为自己分配的虚拟MAC地址为000f-e2ff-0011,为Router B分配的虚拟MAC地址为000f-e2ff-0012。

     Master分配虚拟MAC地址示意图:

    (2)      Master路由器接收到主机发送的目标IP地址为虚拟IP地址的ARP请求后,根据负载均衡算法使用不同的虚拟MAC地址应答主机的ARP请求。如下图所示,Host A发送ARP请求获取网关10.1.1.1对应的MAC地址时,Master路由器(即Router A)使用Router A的虚拟MAC地址应答该请求;Host B发送ARP请求获取网关10.1.1.1对应的MAC地址时,Master路由器使用Router B的虚拟MAC地址应答该请求。

    Mast应答ARP请求示意图:

    (3)      通过使用不同的虚拟MAC地址应答主机的ARP请求,可以实现不同主机的流量发送给不同的路由器。如下图所示,Host A认为网关的MAC地址为Router A的虚拟MAC地址,从而保证Host A的流量通过Router A转发;Host B认为网关的MAC地址为Router B的虚拟MAC地址,从而保证Host B的流量通过Router B转发。

    主机通过不同路由器转发流量示意图

    当Master路由器收到ARP请求报文后,发出的ARP应答报文中以太网报文头部中的源MAC地址和ARP报文内容的源MAC地址不一致。这样,就需要对和VRRP备份组配合使用的二层设备做如下限制:

    (1)不能启用ARP报文源MAC地址一致性检查功能;

    (2)如果启用了ARP Detection功能,不能启用ARP报文有效性检查功能的源MAC地址检查模式。

    2  虚拟转发器

    1. 虚拟转发器的创建

    虚拟MAC地址的分配,实现了不同主机将流量发送给备份组中不同的路由器。为了使备份组中的路由器能够转发主机发送的流量,需要在路由器上创建虚拟转发器。每个虚拟转发器都对应备份组的一个虚拟MAC地址,负责转发目的MAC地址为该虚拟MAC地址的流量。

    虚拟转发器的创建过程为:

    (1)      备份组中的路由器获取到Master路由器为其分配的虚拟MAC地址后,创建该MAC地址对应的虚拟转发器,该路由器称为此虚拟MAC地址对应虚拟转发器的VF Owner(Virtual Forwarder Owner,虚拟转发器拥有者)。

    (2)      VF Owner将虚拟转发器的信息通告给备份组内其它的路由器。

    (3)      备份组内的路由器接收到虚拟转发器信息后,在本地创建对应的虚拟转发器。

    由此可见,备份组中的路由器上不仅需要创建Master路由器为其分配的虚拟MAC地址对应的虚拟转发器,还需要创建其它路由器通告的虚拟MAC地址对应的虚拟转发器。

    2. 虚拟转发器的权重和优先级

    虚拟转发器的权重标识了虚拟转发器的转发能力。权重值越高,虚拟转发器的转发能力越强。当权重低于一定的值——失效下限时,虚拟转发器无法再为主机转发流量。

    虚拟转发器的优先级用来决定虚拟转发器的状态:不同路由器上同一个虚拟MAC地址对应的虚拟转发器中,优先级最高的虚拟转发器处于Active状态,称为AVF(Active Virtual Forwarder,动态虚拟转发器),负责转发流量;其它虚拟转发器处于Listening状态,称为LVF(Listening Virtual Forwarder,监听虚拟转发器),监听AVF的状态,不转发流量。虚拟转发器的优先级取值范围为0~255,其中,255保留给VF Owner使用。如果VF Owner的权重高于或等于失效下限,则VF Owner的优先级为最高值255。

    设备根据虚拟转发器的权重计算虚拟转发器的优先级:

    · 如果权重高于或等于失效下限,且设备为VF Owner,则虚拟转发器的优先级为最高值255;

    · 如果权重高于或等于失效下限,且设备不是VF Owner,则虚拟转发器的优先级为权重/(本地AVF的数目+1);

    · 如果权重低于失效下限,则虚拟转发器的优先级为0。

    3. 虚拟转发器备份

    备份组中不同路由器上同一个虚拟MAC地址对应的虚拟转发器之间形成备份关系。当为主机转发流量的虚拟转发器或其对应的路由器出现故障后,可以由其它路由器上备份的虚拟转发器接替其为主机转发流量。

    虚拟转发器示意图

    上图举例说明了备份组中每台路由器上的虚拟转发器信息及其备份关系。Master路由器Router A为自己、Router B和Router C分配的虚拟MAC地址分别为000f-e2ff-0011、000f-e2ff-0012和000f-e2ff-0013。这些虚拟MAC地址对应的虚拟转发器分别为VF 1、VF 2和VF 3。在Router A、Router B和Router C上都创建了这三个虚拟转发器,并形成备份关系。例如,Router A、Router B和Router C上的VF 1互相备份:

    •  Router A为VF 1的VF Owner,Router A上VF 1的虚拟转发器优先级为最高值255。因此,Router A上的VF 1作为AVF,负责转发目的MAC地址为虚拟MAC地址000f-e2ff-0011的流量。
    •  Router B和Router C上VF 1的虚拟转发器优先级为:权重255/(本地AVF数目1+1)=127,低于Router A上VF 1的优先级。因此,Router B和Router C上的VF 1作为LVF,监视Router A上VF 1的状态。
    • Router A上的VF 1出现故障时,将从Router B和Router C上的VF 1中选举出虚拟转发器优先级最高的LVF作为AVF,负责转发目的MAC地址为虚拟MAC地址000f-e2ff-0011的流量。如果LVF的优先级相同,则LVF所在设备接口MAC地址大的成为AVF。

    虚拟转发器始终工作在抢占模式。对于不同路由器上互相备份的LVF和AVF,如果LVF接收到AVF发送的虚拟转发器信息中虚拟转发器优先级低于本地虚拟转发器假设变成AVF后的优先级,则LVF将会抢占成为AVF。

    4. 虚拟转发器的定时器

    虚拟转发器的AVF出现故障后,接替其工作的新的AVF将为该VF创建Redirect Timer和Timeout Timer两个定时器。

    · Redirect Timer:VF重定向定时器。该定时器超时前,Master路由器还会采用该VF对应的虚拟MAC地址应答主机的ARP/ND请求;该定时器超时后,Master路由器不再采用该VF对应的虚拟MAC地址应答主机的ARP/ND请求。如果VF Owner在Redirect Timer超时前恢复,则VF Owner可以迅速参与流量的负载分担。

    · Timeout Timer:VF生存定时器,即AVF接替VF Owner工作的期限。该定时器超时前,备份组中的路由器上都保留该VF,AVF负责转发目的MAC地址为该VF对应虚拟MAC地址的报文;该定时器超时后,备份组中的路由器上都删除该VF,不再转发目的MAC地址为该VF对应虚拟MAC地址的报文。

    5. 虚拟转发器监视功能

    AVF负责转发目的MAC地址为虚拟转发器MAC地址的流量,当AVF连接的上行链路出现故障时,如果不能及时通知LVF接替其工作,局域网中以此虚拟转发器MAC地址为网关MAC地址的主机将无法访问外部网络。

    虚拟转发器的监视功能可以解决上述问题。利用NQA、BFD等监测AVF连接的上行链路的状态,并通过Track功能在虚拟转发器和NQA/BFD之间建立联动。当上行链路出现故障,Track项的状态变为Negative,虚拟转发器的权重将降低指定的数额,以便虚拟转发器优先级更高的路由器抢占成为AVF,接替其转发流量。

    3、VRRP负载均衡模式配置举例

    1. 组网需求

    • Router A、Router B和Router C属于虚拟IP地址为10.1.1.1/24的备份组1;
    • 10.1.1.0/24网段内主机的缺省网关为10.1.1.1/24,利用VRRP备份组保证某台网关设备(Router A、Router B或Router C)出现故障时,局域网内的主机仍然可以通过网关访问外部网络;
    •  备份组1工作在负载均衡模式,通过一个备份组实现负载分担,充分利用网关资源;
    •  在Router A、Router B和Router C上分别配置虚拟转发器通过Track项监视上行接口GigabitEthernet2/0/2的状态。当上行接口出现故障时,降低Router A、Router B或Router C上虚拟转发器的权重,以便其它设备接管它的转发任务。

    2. 组网图

     

                                           VRRP负载均衡模式配置组网图

    3. 配置步骤

    (1)      配置Router A

    # 配置VRRP工作在负载均衡模式。

    <RouterA> system-view

    [RouterA] vrrp mode load-balance

    # 创建备份组1,并配置备份组1的虚拟IP地址为10.1.1.1。

    [RouterA] interface gigabitethernet 2/0/1

    [RouterA-GigabitEthernet2/0/1] ip address 10.1.1.2 24

    [RouterA-GigabitEthernet2/0/1] vrrp vrid 1 virtual-ip 10.1.1.1

    # 配置Router A在备份组1中的优先级为120,高于Router B的优先级110和Router C的优先级100,以保证Router A成为Master。

    [RouterA-GigabitEthernet2/0/1] vrrp vrid 1 priority 120

    # 配置Router A工作在抢占方式,以保证Router A故障恢复后,能再次抢占成为Master,即只要Router A正常工作,Router A就会成为Master。为了避免频繁地进行状态切换,配置抢占延迟时间为5秒。

    [RouterA-GigabitEthernet2/0/1] vrrp vrid 1 preempt-mode delay 5

    [RouterA-GigabitEthernet2/0/1] quit

    # 创建和上行接口GigabitEthernet2/0/2物理状态关联的Track项1。如果Track项的状态为Negative,则说明Router A的上行接口出现故障。

    [RouterA] track 1 interface gigabitethernet 2/0/2

    # 配置虚拟转发器监视Track项1。Track项的状态为Negative时,降低Router A上虚拟转发器的权重,使其低于失效下限10,即权重降低的数额大于245,以便其它设备接管Router A的转发任务。本例中,配置虚拟转发器权重降低数额为250。

    [RouterA] interface gigabitethernet 2/0/1

    [RouterA-GigabitEthernet2/0/1] vrrp vrid 1 track 1 weight reduced 250

    (2)      配置Router B

    # 配置VRRP工作在负载均衡模式。

    <RouterB> system-view

    [RouterB] vrrp mode load-balance

    # 创建备份组1,并配置备份组1的虚拟IP地址为10.1.1.1。

    [RouterB] interface gigabitethernet 2/0/1

    [RouterB-GigabitEthernet2/0/1] ip address 10.1.1.3 24

    [RouterB-GigabitEthernet2/0/1] vrrp vrid 1 virtual-ip 10.1.1.1

    # 配置Router B在备份组1中的优先级为110,高于Router C的优先级100,以保证Router A出现故障时,Router B成为Master。

    [RouterB-GigabitEthernet2/0/1] vrrp vrid 1 priority 110

    # 配置Router B工作在抢占方式,抢占延迟时间为5秒。

    [RouterB-GigabitEthernet2/0/1] vrrp vrid 1 preempt-mode delay 5

    [RouterB-GigabitEthernet2/0/1] quit

    # 创建和上行接口GigabitEthernet2/0/2物理状态关联的Track项1。如果Track项的状态为Negative,则说明Router B的上行接口出现故障。

    [RouterB] track 1 interface gigabitethernet 2/0/2

    # 配置虚拟转发器监视Track项1。Track项的状态为Negative时,降低Router B上虚拟转发器的权重,使其低于失效下限10,即权重降低的数额大于245,以便其它设备接管Router B的转发任务。本例中,配置虚拟转发器权重降低数额为250。

    [RouterB] interface gigabitethernet 2/0/1

    [RouterB-GigabitEthernet2/0/1] vrrp vrid 1 track 1 weight reduced 250

    (3)      配置Router C

    # 配置VRRP工作在负载均衡模式。

    <RouterC> system-view

    [RouterC] vrrp mode load-balance

    # 创建备份组1,并配置备份组1的虚拟IP地址为10.1.1.1。

    [RouterC] interface gigabitethernet 2/0/1

    [RouterC-GigabitEthernet2/0/1] ip address 10.1.1.4 24

    [RouterC-GigabitEthernet2/0/1] vrrp vrid 1 virtual-ip 10.1.1.1

    # 配置Router C工作在抢占方式,抢占延迟时间为5秒。

    [RouterC-GigabitEthernet2/0/1] vrrp vrid 1 preempt-mode delay 5

    [RouterC-GigabitEthernet2/0/1] quit

    # 创建和上行接口GigabitEthernet2/0/2物理状态关联的Track项1。如果Track项的状态为Negative,则说明Router C的上行接口出现故障。

    [RouterC] track 1 interface gigabitethernet 2/0/2

    # 配置虚拟转发器监视Track项1。Track项的状态为Negative时,降低Router C上虚拟转发器的权重,使其低于失效下限10,即权重降低的数额大于245,以便其它设备接管Router C的转发任务。本例中,配置虚拟转发器权重降低数额为250。

    [RouterC] interface gigabitethernet 2/0/1

    [RouterC-GigabitEthernet2/0/1] vrrp vrid 1 track 1 weight reduced 250

    4. 验证配置

    配置完成后,在Host A上可以ping通外网。通过display vrrp verbose命令查看配置后的结果。

    # 显示Router A上备份组1的详细信息。

    [RouterA-GigabitEthernet2/0/1] display vrrp verbose
    
    IPv4 Virtual Router Information:
    
     Running Mode      : Load Balance
    
     Total number of virtual routers : 1
    
       Interface GigabitEthernet2/0/1
    
         VRID           : 1                    Adver Timer  : 100
    
         Admin Status   : Up                   State        : Master
    
         Config Pri     : 120                  Running Pri  : 120
    
         Preempt Mode   : Yes                  Delay Time   : 5
    
         Auth Type      : None
    
         Virtual IP     : 10.1.1.1
    
         Member IP List : 10.1.1.2 (Local, Master)
    
                          10.1.1.3 (Backup)
    
                          10.1.1.4 (Backup)
    
       Forwarder Information: 3 Forwarders 1 Active
    
         Config Weight  : 255
    
         Running Weight : 255
    
        Forwarder 01
    
         State          : Active
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0011 (Owner)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1101
    
         Priority       : 255
    
         Active         : local
    
        Forwarder 02
    
         State          : Listening
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0012 (Learnt)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1103
    
         Priority       : 127
    
         Active         : 10.1.1.3
    
        Forwarder 03
    
         State          : Listening
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0013 (Learnt)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1105
    
         Priority       : 127
    
         Active         : 10.1.1.4
    
       Forwarder Weight Track Information:
    
         Track Object   : 1          State : Positive   Weight Reduced : 250
    
    # 显示Router B上备份组1的详细信息。
    
    [RouterB-GigabitEthernet2/0/1] display vrrp verbose
    
    IPv4 Virtual Router Information:
    
     Running Mode      : Load Balance
    
     Total number of virtual routers : 1
    
       Interface GigabitEthernet2/0/1
    
         VRID           : 1                    Adver Timer  : 100
    
         Admin Status   : Up                   State        : Backup
    
         Config Pri     : 110                  Running Pri  : 110
    
         Preempt Mode   : Yes                  Delay Time   : 5
    
         Become Master  : 426ms left
    
         Auth Type      : None
    
         Virtual IP     : 10.1.1.1
    
         Member IP List : 10.1.1.3 (Local, Backup)
    
                          10.1.1.2 (Master)
    
                          10.1.1.4 (Backup)
    
       Forwarder Information: 3 Forwarders 1 Active
    
         Config Weight  : 255
    
         Running Weight : 255
    
        Forwarder 01
    
         State          : Listening
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0011 (Learnt)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1101
    
         Priority       : 127
    
         Active         : 10.1.1.2
    
        Forwarder 02
    
         State          : Active
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0012 (Owner)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1103
    
         Priority       : 255
    
         Active         : local
    
        Forwarder 03
    
         State          : Listening
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0013 (Learnt)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1105
    
         Priority       : 127
    
         Active         : 10.1.1.4
    
       Forwarder Weight Track Information:
    
         Track Object   : 1          State : Positive   Weight Reduced : 250
    
    # 显示Router C上备份组1的详细信息。
    
    [RouterC-GigabitEthernet2/0/1] display vrrp verbose
    
    IPv4 Virtual Router Information:
    
     Running Mode      : Load Balance
    
     Total number of virtual routers : 1
    
       Interface GigabitEthernet2/0/1
    
         VRID           : 1                    Adver Timer  : 100
    
         Admin Status   : Up                   State        : Backup
    
         Config Pri     : 100                  Running Pri  : 100
    
         Preempt Mode   : Yes                  Delay Time   : 5
    
         Become Master  : 417ms left
    
         Auth Type      : None
    
         Virtual IP     : 10.1.1.1
    
         Member IP List : 10.1.1.4 (Local, Backup)
    
                          10.1.1.2 (Master)
    
                          10.1.1.3 (Backup)
    
       Forwarder Information: 3 Forwarders 1 Active
    
         Config Weight  : 255
    
         Running Weight : 255
    
        Forwarder 01
    
         State          : Listening
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0011 (Learnt)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1101
    
         Priority       : 127
    
         Active         : 10.1.1.2
    
        Forwarder 02
    
         State          : Listening
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0012 (Learnt)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1103
    
         Priority       : 127
    
         Active         : 10.1.1.3
    
        Forwarder 03
    
         State          : Active
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0013 (Owner)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1105
    
         Priority       : 255
    
         Active         : local
    
       Forwarder Weight Track Information:
    
         Track Object   : 1          State : Positive   Weight Reduced : 250
    
    

     

    以上显示信息表示在备份组1中Router A为Master路由器,Router B和Router C 为Backup路由器。Router A、Router B和Router C上各自存在一个AVF,并存在作为备份的两个LVF。

    # 当Router A的上行接口GigabitEthernet2/0/2出现故障后,通过display vrrp verbose命令查看Router A上备份组的详细信息。

    [RouterA-GigabitEthernet2/0/1] display vrrp verbose
    
    IPv4 Virtual Router Information:
    
     Running Mode      : Load Balance
    
     Total number of virtual routers : 1
    
       Interface GigabitEthernet2/0/1
    
         VRID           : 1                    Adver Timer  : 100
    
         Admin Status   : Up                   State        : Master
    
         Config Pri     : 120                  Running Pri  : 120
    
         Preempt Mode   : Yes                  Delay Time   : 5
    
         Auth Type      : None
    
         Virtual IP     : 10.1.1.1
    
         Member IP List : 10.1.1.2 (Local, Master)
    
                          10.1.1.3 (Backup)
    
                          10.1.1.4 (Backup)
    
       Forwarder Information: 3 Forwarders 0 Active
    
         Config Weight  : 255
    
         Running Weight : 5
    
        Forwarder 01
    
         State          : Initialize
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0011 (Owner)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1101
    
         Priority       : 0
    
         Active         : 10.1.1.4
    
        Forwarder 02
    
         State          : Initialize
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0012 (Learnt)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1103
    
         Priority       : 0
    
         Active         : 10.1.1.3
    
        Forwarder 03
    
         State          : Initialize
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0013 (Learnt)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1105
    
         Priority       : 0
    
         Active         : 10.1.1.4
    
       Forwarder Weight Track Information:
    
         Track Object   : 1          State : Negative   Weight Reduced : 250
    
    # 通过display vrrp verbose命令查看Router C上备份组的详细信息。
    
    [RouterC-GigabitEthernet2/0/1] display vrrp verbose
    
    IPv4 Virtual Router Information:
    
     Running Mode      : Load Balance
    
     Total number of virtual routers : 1
    
       Interface GigabitEthernet2/0/1
    
         VRID           : 1                    Adver Timer  : 100
    
         Admin Status   : Up                   State        : Backup
    
         Config Pri     : 100                  Running Pri  : 100
    
         Preempt Mode   : Yes                  Delay Time   : 5
    
         Become Master  : 412ms left
    
         Auth Type      : None
    
         Virtual IP     : 10.1.1.1
    
         Member IP List : 10.1.1.4 (Local, Backup)
    
                          10.1.1.2 (Master)
    
                          10.1.1.3 (Backup)
    
       Forwarder Information: 3 Forwarders 2 Active
    
         Config Weight  : 255
    
         Running Weight : 255
    
        Forwarder 01
    
         State          : Active
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0011 (Take Over)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1101
    
         Priority       : 85
    
         Active         : local
    
        Forwarder 02
    
         State          : Listening
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0012 (Learnt)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1103
    
         Priority       : 85
    
         Active         : 10.1.1.3
    
        Forwarder 03
    
         State          : Active
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0013 (Owner)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1105
    
         Priority       : 255
    
         Active         : local
    
       Forwarder Weight Track Information:
    
         Track Object   : 1          State : Positive   Weight Reduced : 250
    
    

    以上显示信息表示Router A的上行接口出现故障后,Router A上虚拟转发器的权重降低为5,低于失效下限。Router A上所有虚拟转发器的状态均变为Initialized,不能再用于转发。Router C成为虚拟MAC地址000f-e2ff-0011对应虚拟转发器的AVF,接管Router A的转发任务。

    # Timeout Timer超时后(约1800秒后),查看Router C上备份组的详细信息。
    
    [RouterC-GigabitEthernet2/0/1] display vrrp verbose
    
    IPv4 Virtual Router Information:
    
     Running Mode      : Load Balance
    
     Total number of virtual routers : 1
    
       Interface GigabitEthernet2/0/1
    
         VRID           : 1                    Adver Timer  : 100
    
         Admin Status   : Up                   State        : Backup
    
         Config Pri     : 100                  Running Pri  : 100
    
         Preempt Mode   : Yes                  Delay Time   : 5
    
         Auth Type      : None
    
         Virtual IP     : 10.1.1.1
    
         Member IP List : 10.1.1.4 (Local, Backup)
    
                          10.1.1.2 (Master)
    
                          10.1.1.3 (Backup)
    
       Forwarder Information: 2 Forwarders 1 Active
    
         Config Weight  : 255
    
         Running Weight : 255
    
        Forwarder 02
    
         State          : Listening
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0012 (Learnt)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1103
    
         Priority       : 127
    
         Active         : 10.1.1.3
    
        Forwarder 03
    
         State          : Active
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0013 (Owner)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1105
    
         Priority       : 255
    
         Active         : local
    
       Forwarder Weight Track Information:
    
         Track Object   : 1          State : Positive   Weight Reduced : 250
    
    以上显示信息表示,Timeout Timer超时后,删除虚拟MAC地址000f-e2ff-0011对应的虚拟转发器,不再转发目的MAC地址为该MAC的报文。
    
    # Router A出现故障后,通过display vrrp verbose命令查看Router B上备份组的详细信息。
    
    [RouterB-GigabitEthernet2/0/1] display vrrp verbose
    
    IPv4 Virtual Router Information:
    
     Running Mode      : Load Balance
    
     Total number of virtual routers : 1
    
       Interface GigabitEthernet2/0/1
    
         VRID           : 1                    Adver Timer  : 100
    
         Admin Status   : Up                   State        : Master
    
         Config Pri     : 110                  Running Pri  : 110
    
         Preempt Mode   : Yes                  Delay Time   : 5
    
         Auth Type      : None
    
         Virtual IP     : 10.1.1.1
    
         Member IP List : 10.1.1.3 (Local, Master)
    
                          10.1.1.4 (Backup)
    
       Forwarder Information: 2 Forwarders 1 Active
    
         Config Weight  : 255
    
         Running Weight : 255
    
        Forwarder 02
    
         State          : Active
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0012 (Owner)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1103
    
         Priority       : 255
    
         Active         : local
    
        Forwarder 03
    
         State          : Listening
    
         Virtual MAC    : 000f-e2ff-0013 (Learnt)
    
         Owner ID       : 0000-5e01-1105
    
         Priority       : 127
    
         Active         : 10.1.1.4
    
       Forwarder Weight Track Information:
    
         Track Object   : 1          State : Positive   Weight Reduced : 250
    
    

     

    以上显示信息表示Router A出现故障后,Router B的优先级高于Router C,将抢占成为Master路由器,同时删除了虚拟MAC地址000f-e2ff-0011对应的虚拟转发器。
     

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空空如也

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