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02-VRRP
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本帮助主要介绍以下内容：
· 特性简介
¡ VRRP备份组
¡ 联动高可靠性
在具有组播或广播能力的局域网（如以太网）中，借助VRRP能在某台设备出现故障时仍然提供高可靠的链路，有效避免单一链路发生故障后网络中断的问题。
VRRP将可以承担网关功能的一组设备加入到备份组中，形成一台虚拟设备。VRRP通过选举机制决定哪台设备承担转发任务，局域网内的主机只需将虚拟设备配置为默认网关即可。因此，VRRP在提高可靠性的同时，简化了主机的配置。
VRRP将局域网内的可以承担网关功能的一组设备划分在一起，组成一个备份组。备份组由一台Master设备和多台Backup设备组成，对外相当于一台虚拟设备。
在HA与VRRP联动的组网环境中，HA将会控制设备在多个VRRP备份组中Master和Backup状态的统一切换。此功能可以使设备的上下行流量同时切换到新的主设备，保证业务不中断。
此处以主备模式，介绍HA与VRRP的联动组网情况，具体如下。
· 如图-1的左图所示，在仅有VRRP的组网环境中，当VRRP链路故障时会导致上、下行VRRP备份组中的Master设备不是同一台设备，造成流量中断。
· 如图-1的右图所示，将HA和VRRP关联后可以解决以上问题。HA控制通道建立后，VRRP备份组内的设备状态将由HA决定，VRRP自身的主备选择机制不再生效。当HA的控制通道断开后，VRRP自身的主备选择机制将会重新生效。
图-1 HA联动VRRP示意图
VRRP active组和VRRP standby组：用于将HA与VRRP进行关联，实现HA对多个VRRP备份组状态进行统一管理的目的。
VRRP active/standby组分别有两种状态：Master和Backup。VRRP成员设备在VRRP备份组中的状态与所属VRRP active/standby组的状态保持一致。例如，VRRP active备份组的状态是Master，则该组中所有设备在VRRP备份组中的状态均为Master。
VRRP active/standby组初始状态的实现机制如下：
· 主备模式下：主管理设备上VRRP active组和VRRP standby组的初始状态均为Master；从管理设备上VRRP active组和VRRP standby组的初始状态均为Backup。
· 双主模式下：此种模式下VRRP active/standby组的状态与主从管理设备角色无关，VRRP active组的初始状态为Master；VRRP standby组的初始状态均为Backup。
如图-1的右图所示，将HA与VRRP关联成功后，VRRP备份组中Master/Backup状态的变化机制如下：
1. 正常情况下，Device A（假设其是主管理设备）上VRRP active组的状态是Master，所以Device A在VRRP备份组1和VRRP备份组2中的状态是Master设备。Device B（假设其是从管理设备）上VRRP standby组的状态是Backup，所以Device B在VRRP备份组1和VRRP备份组2中的状态是Backup设备。
2. 当Device A的下行接口Interface A2故障后，HA会收到接口故障事件。然后HA发送VRRP active/standby组状态信息变更报文给Device B，通知Device B将其VRRP standby组的状态变更为Master。
3. Device B收到VRRP active/standby组状态信息变更报文后，会将自身VRRP standby组的状态变更为Master，同时将Device B在VRRP备份组1和VRRP备份组2中的状态变为Master设备。变更完成后给Device A发送应答报文。
4. Device A收到Device B的VRRP standby组状态变更成功应答报文后，将自己VRRP active组的状态变更为Backup，同时将Device A在VRRP备份组1和VRRP备份组2中的状态变更为Backup。
当Device A的下行接口Interface A2故障恢复后，流量会进行回切，VRRP备份组中Master/Backup状态的变化与接口故障时的变化过程类似，不再重复介绍。
当VRRP备份组中的设备接收到虚拟IP地址的ARP请求报文后，只能由Master设备使用VRRP备份组的虚拟MAC地址响应此ARP请求，与此同时ARP报文传输路径上的二层设备也就学习到了此虚拟MAC地址的MAC地址表项。
备份组具有IP地址，称为虚拟IP地址。局域网内的主机仅需要知道这台虚拟设备的IP地址，并将其设置为网关的IP地址即可。局域网内的主机通过这台虚拟设备与外部网络进行通信。
虚拟设备的IP地址可以是备份组所在网段中未被分配的IP地址，也可以和备份组内的某个设备的接口IP地址相同。接口IP地址与虚拟IP地址相同的设备被称为IP地址拥有者。
VRRP根据优先级来确定备份组中每台设备的角色（Master设备或Backup设备）。优先级越高，则越有可能成为Master设备。
VRRP优先级的取值范围为0到255（数值越大表明优先级越高），可配置的范围是1到254，优先级0为系统保留给特殊用途来使用，255则是系统保留给IP地址拥有者。当设备为IP地址拥有者时，其优先级始终为255。因此，当备份组内存在IP地址拥有者时，只要其工作正常，则为Master设备。在同一个VRRP备份组中，只能存在一个IP地址拥有者。
备份组中的设备具有以下两种方式：
· 抢占方式：在该方式下Backup设备一旦发现自己的优先级比当前Master设备的优先级高，就会触发Master设备的重新选举，并最终取代原有的Master设备。抢占方式可以确保承担转发任务的Master设备始终是备份组中优先级最高的设备。
· 非抢占方式：在该方式下只要Master设备没有出现故障，Backup设备即使随后被配置了更高的优先级也不会成为Master设备。非抢占方式可以避免频繁地切换Master设备。
在抢占方式下，为了避免备份组内的成员频繁进行主备状态转换，让Backup设备有足够的时间搜集必要的信息（如路由信息），Backup设备接收到优先级低于本地优先级的通告报文后，不会立即抢占成为Master设备，而是等待抢占延迟时间后，才会重新选举新的Master设备。
Backup设备抢占成为Master设备时，需要等待指定延迟时间后，才会抢占为Master设备。0表示立刻抢占为Master设备。
VRRP备份组中的Master设备会定时发送VRRP通告报文，通知备份组内的设备自己工作正常。需要注意的是：
· 建议配置VRRP通告报文的发送间隔大于100厘秒，否则会对系统的稳定性产生影响。
· 使用VRRPv2版本时，IPv4 VRRP备份组中的所有设备必须配置相同的VRRP通告报文间隔。
· 使用VRRPv3版本时，VRRP备份组中的设备上配置的VRRP通告报文间隔可以不同。Master设备根据自身配置的报文间隔定时发送通告报文，并在通告报文中携带Master设备上配置的间隔；Backup设备接收到Master设备发送的通告报文后，记录报文中携带的Master设备通告报文间隔，如果在3×记录的间隔＋Skew_Time内没有收到Master设备发送的VRRP通告报文，则认为Master设备出现故障，重新选举Master设备。
· 网络流量过大可能会导致Backup设备在指定时间内没有收到Master设备的VRRP通告报文，从而发生状态转换。可以通过将VRRP通告报文的发送间隔延长的办法来解决该问题。
VRRP通过在VRRP报文中增加认证字的方式，验证接收到的VRRP报文，防止非法用户构造报文攻击备份组内的设备。VRRP提供了三种认证方式：
· 无认证：发送VRRP报文的设备与接收报文的设备之间不进行报文合法性认证。
· 简单字符认证：发送VRRP报文的设备将认证字填入到VRRP报文中，而收到VRRP报文的设备会将收到的VRRP报文中的认证字和本地配置的认证字进行比较。如果认证字相同，则认为接收到的报文是真实、合法的VRRP报文；否则认为接收到的报文是一个非法报文，将其丢弃。
· MD5认证：发送VRRP报文的设备利用认证字和MD5算法对VRRP报文进行摘要运算，运算结果保存在VRRP报文中。收到VRRP报文的设备会利用本地配置的认证字和MD5算法进行同样的运算，并将运算结果与认证头的内容进行比较。如果相同，则认为接收到的报文是合法的VRRP报文；否则认为接收到的报文是一个非法报文，然后将其丢弃。
缺省情况下，在Master的三层以太网子接口上配置模糊VLAN终结后，该接口不支持发送广播和组播报文。为了保证Master可以周期性地向Backup发送VRRP通告报文（组播报文），需要在Master的三层以太网子接口上启用VLAN终结支持广播/组播报文功能。启用该功能后，VRRP通告报文将发送给所有终结的VLAN。三层以太网子接口上模糊终结的VLAN较多时，会导致发送的VRRP通告报文数量过多，严重影响设备的性能。
配置VRRP的控制VLAN能够解决上述问题。关闭VLAN终结支持广播/组播功能，并配置VRRP的控制VLAN后，可以使得Master设备仅在控制VLAN内发送VRRP通告报文，避免发送过多的VRRP通告报文。
VRRP的控制VLAN分为两种：
· 只指定一层VLAN Tag：配置了模糊Dot1q终结的子接口上，需要指定此类控制VLAN；
· 指定两层VLAN Tag：配置了模糊QinQ终结的子接口上，需要指定此类控制VLAN。
· VRRPv3版本的IPv4 VRRP和IPv6 VRRP均不支持对VRRP报文进行认证。
· 一个接口上的不同备份组可以设置不同的认证方式和认证字；加入同一备份组的设备需要设置相同的认证方式和认证字。
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