华为 VRRP技术白皮书

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1、 VRRP 技术白皮书 文档版本 01 发布日期 2012-8-31 华为技术有限公司 文档版本 01 (2012-8-31) 华为专有和保密信息 版权所有 华为技术有限公司 i 版权所有 华为技术有限公司 2012。 保留一切权利。 非经本公司书面许可，任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部，并不得以任何形式传播。 商标声明 和其他华为商标均为华为技术有限公司的商标。 本文档提及的其他所有商标或注册商标，由各自的所有人拥有。 注意 您购买的产品、服务或特性等应受华为公司商业合同和条款的约束，本文档中描述的全部或部分产品、服务或特性可能不在您的购买或使用范围之内。除非合同另有约

2、定，华为公司对本文档内容不做任何明示或默示的声明或保证。 由于产品版本升级或其他原因，本文档内容会不定期进行更新。除非另有约定 ，本文档仅作为使用指导，本文档中的所有陈述、信息和建议不构成任何明示或暗示的担保。 华为技术有限公司 地址： 深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼 邮编： 518129 网址： http:/ 客户服务邮箱： 客户服务电话： 4008302118 VRRP 技术白皮书 1 VRRP 文档版本 01 (2012-8-31) 华为专有和保密信息 版权所有 华为技 术有限公司 1 1 VRRP 关于本章 1.1 介绍 1.2 参考标准和协议 1.3 原理描述 1.4 应用 1.5

3、 故障处理案例 1.6 FAQ 1.7 术语与缩略语 1.1 介绍 定义 虚拟路由冗余协议 VRRP（ Virtual Router Redundancy Protocol）通过把几台路由设备联合组成一台虚拟的路由设备，使用一定的机制保证当主机的下一跳路由器出现故障时，及时将业务切换到备份路由器，从而保持 业务 的连续性和可靠性。 目的 随着网络的快速普及和相关应用的日益深入，各种增值业务（如 IPTV、视频会议等）已经开始广泛部署，基础网络的可靠性日益成为用户关注的焦点，能够保证网络传输不中断对于终端用户非常重要。 现网中，主机一般使用缺省网关与外部网络联系，如果缺省网关发生故障，主机与外部

4、网络的通信将被中断。配置动态路由协议如 RIP、 OSPF 或 ICMP 路由发现协议等可以提高 系统可靠性，但是需要复杂的配置，而且并不能保证每台主机都支持配置动态路由协议。 VRRP 技术白皮书 1 VRRP 文档版本 01 (2012-8-31) 华为专有和保密信息 版权所有 华为技 术有限公司 2 VRRP 的出现很好的解决了这个问题。 VRRP 能够在不改变组网的情况下，将多台设备组成一个虚拟路由器，通过配置虚拟路由器的 IP 地址为缺省网关，实现缺省网关的备份。当网关设备发生故障时， VRRP 机制能够选举新的网关设备承担数据流量，从而保障网络的可靠通信。 受益 使用 VRRP 功

5、能，可以为用户带来以下 的收益： 简化网络管理：在具有多播或广播能力的局域网（如以太网）中，借助 VRRP 能在网关设备出现故障时仍然提供高可靠的缺省链路，无需修 改动态路由协议、路由发现协议等配置信息便可有效避免单一链路发生故障后的网络中断问题。 适应性强： VRRP 报文封装在 IP 报文中，支持各种上层协议。 网络开销小： VRRP 只定义了一种报文 VRRP 协议报文，有效减轻了网络设备的负担。 1.2 参考标准和协议 本特性的参考资料清单如下： 文档 描述 备注 RFC2281 Hot Standby Router Protocol（ HSRP） - RFC2338 Virtual

6、Router Redundancy Protocol（ version number One1998） - RFC2787 Definitions of Managed Objects for the Virtual Router Redundancy Protocol - RFC3768 Virtual Router Redundancy Protocol（ version number Two 2004） - RFC5798 Virtual Router Redundancy Protocol Version 3 for IPv4 and IPv6 - 1.3 原理描述 1.3.1 VRR

7、P 基本概念 如 图 1-1 所示， VRRP 协议的基本概念如下： VRRP 技术白皮书 1 VRRP 文档版本 01 (2012-8-31) 华为专有和保密信息 版权所有 华为技 术有限公司 3 图 1-1 VRRP 备份组示意 图 M as terPr iority : 120Interne tBac kupPr iority : 10010 . 1 . 1 . 1 / 2410 . 1 . 1 . 2 / 24Vir ture RouterSw itchASw itchAHostAG ate w ay : 10 . 1 . 1 . 10 / 24IP A ddres s : 10 .

8、1 . 1 . 3 / 24HostAG ate w ay : 10 . 1 . 1 . 10 / 24IP A ddres s : 10 . 1 . 1 . 3 / 24VR RP VR ID 1Vir tual I P A ddres s : 10 . 1 . 1 . 10 / 24Vir tual M AC Addr es s : 0000 - 5 e 00 - 0101Interne t 虚拟路由器（ Virtual Router）：又称 VRRP 备份组，由一个 Master 设备 和多个Backup 设备 组成，被当作一个共享局域网内主机的缺省网关。 Master 设备 （ Vir

9、tual Router Master）：承担转发报文任务的 VRRP 设备 。 Backup 设备 （ Virtual Router Backup）：一组没有承担转发任务的 VRRP 设备 ，当Master 设备 出现故障时，它 们将通过竞选成为新的 Master 设备 。 VRID：虚拟路由器的标识。 虚拟 IP 地址 (Virtual IP Address)：虚拟路由器的 IP 地址，一个虚拟路由器可以有一个或多个 IP 地址，由用户配置。 IP 地址拥有者（ IP Address Owner）：如果一个 VRRP 设备 将虚拟路由器 IP 地址作为真实的接口地址，则该 设备 被称为 IP

10、 地址拥有者。如果 IP 地址拥有者是可用的，通常它将成为 Master。 虚拟 MAC 地址（ Virtual MAC Address）：虚拟路由器根据虚拟路由器 ID 生成的MAC 地址。一个虚拟路 由器拥有一个虚拟 MAC 地址，格式为： 00-00-5E-00-01-VRID(VRRP for IPv4)； 00-00-5E-00-02-VRID(VRRP for IPv6)。当虚拟路由器回应 ARP 请求时，使用虚拟 MAC 地址，而不是接口的真实 MAC 地址。 主 IP 地址（ Primary IP Address）：从接口的真实 IP 地址中选出来的一个主用 IP 地址，通常选

11、择配置的第一个 IP 地址。 VRRP 广播报文使用主 IP 地址作为 IP 报文的源地址。 VRRP 技术白皮书 1 VRRP 文档版本 01 (2012-8-31) 华为专有和保密信息 版权所有 华为技 术有限公司 4 优先级（ Priority）：虚拟路由器中 VRRP 设备 的优先级。虚 拟路由器根据优先级选举出 Master 设备 和 Backup 设备 。 抢占模式：在抢占模式下，如果 Backup 设备 的优先级比当前 Master 设备 的优先级高，则主动将自己切换成 Master。 非抢占模式：在非抢占模式下，只要 Master 设备 没有出现故障， Backup 设备 即使

12、随后被配置了更高的优先级也不会成为 Master 设备 。 1.3.2 VRRP 协议报文 VRRP 协议报文封装在 IP 报文中，发送到分配给 VRRP 的 IP 组播地址。在 IP 报文头中，源地址为发送报文接口的主 IP 地址（不是虚拟 IP 地址），目的地址是 224.0.0.18，TTL 是 255，协议号是 112。 目前， VRRP 协议包括两个版本： VRRPv2 和 VRRPv3， VRRPv2 仅适用于 IPv4 网路， VRRPv3 适用于 IPv4 和 IPv6 两种网络。 VRRPv2 和 VRRPv3 的主要区别为： 支持的网络类型不同。 VRRPv3 适用于 IP

13、v4 和 IPv6 两种网络，而 VRRPv2 仅适用于 IPv4 网络。 认证功能不同。 VRRPv3 不支持认证功能，而 VRRPv2 支持认证功能。 发送通告报文的时间间隔的单位不同。 VRRPv3 支持的是厘秒级，而 VRRPv2 支持的是秒级。 基于不同的网络类型， VRRP 还 可 以分为 VRRP for IPv4 和 VRRP for IPv6（简称VRRP6）。 VRRP for IPv4 支持 VRRPv2 和 VRRPv3，而 VRRP for IPv6 仅支持VRRPv3。 配置 VRRP 协议的版本示例： 步骤 1 执行命令 system-view，进入系统视图。 s

14、ystem-view 步骤 2 执行命令 vrrp version v2 | v3 ，配置当前设备的 VRRP 协议版本号。 #缺省情况下， VRRP 协议版本号为 v2。此处配置 VRRP 协议版本号为 v3。 Quidway vrrp version v3 步骤 3 （可选）如果选择 v3 版本，还可以执行命令 vrrp version-3 send-packet-mode v2-only | v3-only | v2v3-both ，配置 VRRPv3 发送通告报文的模式。 #缺省情况下， VRRPv3 版本备份组发送通告报文的模式为 v3-only。此处配置通告报文发送模式为 v2v3

15、-both。 Quidway vrrp version-3 send-packet-mode v2v3-both 1.3.3 VRRP 工作原理 VRRP 状态机 VRRP 协议中定义了 三种状态机：初始状态（ Initialize）、活动状态（ Master）、备份状态（ Backup）。其中，只有处于 Master 状态的设备才可以转发那些发送到虚拟 IP 地址的报文。 VRRP 技术白皮书 1 VRRP 文档版本 01 (2012-8-31) 华为专有和保密信息 版权所有 华为技 术有限公司 5 VRRP 状态转换如 图 1-2 所示： 图 1-2 VRRP 状态机转换示意图 IN ITIA LIZ EMAS TE R BACKUP收到Shut down消息收到St ar tup且优先级是255收到St ar tup且优先级小于255收到Shut down消息收到一个本地优先级大的报文Mas ter _ D ow n _ Inter v al