VRRP-虚拟路由器冗余协议

一、VRRP基础概念

1. 定义

   • 虚拟路由器冗余协议（Virtual Router Redundancy Protocol），通过将多台路由器组成备份组，形成一台虚拟路由器承担网关功能。

   • 目的：提高网络可靠性，简化主机配置（主机仅需配置虚拟IP为网关）。

2. 应用场景

   • 主备备份：单虚拟路由器，仅Master转发流量（Backup监听）。

   • 负载分担：多个虚拟路由器同时承担业务，分流内网与外网流量（需配置多个VRRP组）。

二、核心工作机制

1. 关键角色

   角色	功能
   Master	实际转发数据包，定期发送VRRP组播报文（224.0.0.18），响应虚拟IP的ARP请求。
   Backup	监听Master状态，超时未收到报文则接管Master角色。
   虚拟路由器	由虚拟IP（VIP）和虚拟MAC（格式：0000-5E00-01XX，XX=VRID）构成。

2. 优先级与选举

   • 优先级范围：0-255（默认100），优先级高者成为Master；优先级相同时，接口IP大者胜出。

   • 特殊值255：若路由器真实IP与虚拟IP一致（IP地址拥有者），自动成为Master。

3. 状态机与工作流程        

   报文格式

   • Master：每1秒（默认）发送组播通告，激活虚拟IP和MAC。

   • Backup：若3倍通告周期内未收到Master报文，触发选举新Master。

   • Initialize：初始状态，收到更高优先级报文时切换至Backup。

三、高级功能

1. 接口跟踪（Track Interface）

   • 当Master的上行接口故障时，自动降低优先级，触发备份组内重新选举。

2. 抢占模式（Preemption）

   • 默认开启：优先级更高的路由器恢复后，立即抢占Master角色。

   • 非抢占模式：需手动切换。

3. 免费ARP（Gratuitous ARP）

   • 新Master产生时，主动发送免费ARP刷新交换机MAC表，避免二层转发故障。

四、核心价值总结

特性	作用
网关冗余	解决单点故障，保障业务连续性。
透明切换	主机无需感知网关切换，简化网络管理。
负载均衡	多VRRP组分流流量，提升链路利用率。
快速收敛	Master故障后秒级切换（默认<4秒）。
多协议协同	与MSTP结合，实现链路+设备双重冗余。