补充资料-大型网络-第5章-虚拟路由器冗余协议VRRP-VWord文件下载.doc
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VRRP协议中只定义了一种报文即VRRP通告，其使用IP协议协议号为112，目的地址为组播地址224.0.0.18。
4、VRRP的状态
VRRP协议共定义了三种状态：
Master（主状态）、Backup（备份状态）、Initialize（初始状态）。
n初始状态：
所有路由器都从初始状态开始，即进程启动后进入此状态。
n备份状态：
接收主路由器发送的VRRP组播通告，由此判断主路由器的状态；
丢弃发送到虚拟路由器的MAC地址和IP地址的数据包；
不响应对虚拟IP地址的ARP请求。
n主状态：
定期发送VRRP组播通告；
响应对虚拟IP地址的ARP请求，并且发送免费ARP报文使网络内主机知道虚拟IP地址和虚拟MAC地址的对应关系；
转发目的地址是虚拟MAC地址的IP数据包。
VRRP三种状态间的转换关系，如图5.2所示。
图5.2VRRP三种状态之间的转换关系
在初始状态如果接收到startup消息，并且优先级为255（优先级范围0～255）时，则路由器状态转为主状态；
如果优先级小于255时，则路由器状态转为备份状态。
在备份状态如果接口收到shutdown消息，则路由器状态转为初始状态；
如果Master_Down_Interval时间超时，则路由器转为主状态。
在主状态如果接口收到shutdown消息，则路由器状态转为初始状态；
如果接收到的VRRP组播通告中的优先级大于本地优先级，则路由器状态转为备份状态。
·
名称解释：
1、Master_Down_Interval相当于HSRP中的保持时间，即备份路由器一段时间没有收到主路由器的VRRP通告，则认为主路由器异常，自身成为主路由器。
2、VRRP优先级与HSRP优先级相同，范围是0～255，可以配置的范围是1～254，默认为100。
如果，VRRP配置的虚拟IP地址和路由器的实际物理接口地址相同时这个VRRP路由器称为IP地址拥有者，这时此路由器的VRRP优先级为255。
5、VRRP计时器
VRRP通告的发送时间默认为1s，而Master_Down_Interval时间是3倍的主路由器VRRP通告发送时间再加上一个偏移时间，具体的计算公式详见RFC2338。
6、VRRP认证
VRRP协议提供了三种认证方式（无认证、简单字认证和MD5认证）可以根据不同的网络环境使用不同的认证方式。
在一个安全的网络中可以使用无认证，在一个十分不安全的网络中可以使用MD5认证。
5.2VRRP协议的相关配置
前面简单的讲解了VRRP协议的原理，本节介绍VRRP协议的相关配置。
5.2.1VRRP的配置命令
1、将路由器配置为VRRP组成员
将路由器或三层交换机配置为VRRP组的成员，并指定虚拟IP地址：
Switch（config-if）#vrrpgroup-numberipvirtual-ip-address
其中：
ngroup-number：
表示该端口所属的VRRP组。
可配置范围是1～255。
nvirtual-ip-address：
表示虚拟VRRP路由器的IP地址，即网段的网关地址。
如果虚拟IP地址和接口的物理IP地址相同，则此VRRP组中本地路由器的优先级为255。
2、配置VRRP优先级
用户可以指定端口在组内的优先级。
这样，在发生出现故障时，用户可以灵活地指定端口顺序。
优先级数值高的将成为主路由器，指定优先级可使用下面的命令：
Switch（config-if）#vrrpgroup-numberprioritypriority-value
其中，priority-value范围是0～255，可配置范围是1～254，默认值是100。
需要注意如果路由器是IP地址拥有者则优先级为255，无法配置优先级。
3、配置占先权
占先权的含义与HSRP相同，但是VRRP协议中占先权默认是开启的。
关闭VRRP占先权的命令为：
Switch（config-if）#novrrpgroup-numberpreempt
可以使用vrrpgroup-numberpreempt命令开启VRRP占先权。
4、配置VRRP定时器
配置VRRP路由器的VRRP通告发送时间的命令为：
Switch（config-if）#vrrp1timersadvertise[msec]interval
其中，使用msec参数配置的时间间隔为毫秒，范围50～999；
不使用msec参数参数配置的时间间隔为秒，范围是1～255。
命令vrrpgroup-numbertimerslearn为从主路由器那里获悉VRRP通告时间间隔，由此计算Master_Down_Interval的时间。
5、配置VRRP认证
VRRP配置明文认证的命令为：
Switch（config-if）#vrrp1authenticationword
VRRP配置MD5认证的命令为：
Switch（config-if）#vrrp1authenticationmd5key-stringword
6、配置VRRP端口跟踪
VRRP配置端口跟踪的方式与HSRP稍有不同。
VRRP配置端口跟踪时，首先，需要定义跟踪的端口命令如下：
Switch（config-if）#tracknumberinterfacetypemod/munline-protocol
其中，number为编号，范围1～500；
line-protocol表示接口链路层状态。
然后，在接口模式下配置VRRP端口跟踪，命令为：
Switch（config-if）#vrrpgroup-numbertracknumberdecrementinterface-priority
采用跟踪功能的端口的VRRP组号；
nnumber：
跟踪由tracknumber所定义的端口；
ninterface-priority：
当端口失效时路由器的热备份优先级将降低的数值；
当端口变为可用时，路由器的优先级将加上该数值。
要关闭端口跟踪功能时，可以使用nostandbygroup-numbertrack命令。
需要注意如果路由器是IP地址拥有者则优先级为255，不能配置端口跟踪。
7、查看VRRP路由器状态
要显示VRRP路由器的状态，在特权模式下输入如下命令：
Switch#showvrrp[interfacetypemod/mun][groupgroup-number][brief]
ninterfacetypemod/mun:
要显示的端口类型和序号；
ngroupgroup-number:
要显示的具体VRRP组；
nbrief：
显示摘要信息，每个备份组总结显示一行输出；
如果没有指定这些任选端口参数，那么，showvrrp命令可以显示所有端口的VRRP信息。
使用showvrrpbrief命令的输出结果如下：
SW1#showvrrpbrief
InterfaceGrpPriTimeOwnPreStateMasteraddrGroupaddr
Vl221503414YMaster192.168.2.1192.168.2.254
此输出表明，VLAN2端口参与了VRRP2组，优先级为150，启用了占先权，不是IP地址拥有者，这个路由器处于Master状态，组中主路由器的IP地址192.168.2.1，VRRP组的虚拟IP地址是192.168.2.254。
使用showvrrp可以查看VRRP的详细信息，如下所示：
SW1#showvrrp
Vlan2-Group2//VRRP组号
StateisMaster//状态为Master
VirtualIPaddressis192.168.2.254//VRRP组的虚拟IP地址
VirtualMACaddressis0000.5e00.0102//VRRP组的虚拟MAC地址
Advertisementintervalis1.000sec//VRRP通告发送时间间隔
Preemptionenabled//占先权为启动状态
Priorityis150//优先级为150
Trackobject1stateUpdecrement100//端口跟踪，降低优先级100
MasterRouteris192.168.2.1（local）,priorityis150//主路由器的信息
MasterAdvertisementintervalis1.000sec//主路由器的VRRP通告时间间隔
MasterDownintervalis3.414sec//主路由器的Downinterval时间
Vlan3-Group3
StateisBackup
VirtualIPaddressis192.168.3.254
VirtualMACaddressis0000.5e00.0103
Advertisementintervalis1.000sec
Preemptionenabled
Priorityis100
MasterRouteris192.168.3.2,priorityis150
MasterAdvertisementintervalis1.000sec
MasterDownintervalis3.609sec（expiresin3.217sec）Learning
//学习到的主路由器Downinterval时间
5.2.2VRRP的配置实例
与HSRP相同，要实现网络流量的负载均衡，需要通过配置VRRP和生成树来实现。
下面通过一个配置实例来说明如何配置VRRP的负载均衡。
BENET公司组建网络如图5.30所示，要求使用SW1和SW2使用VRRP加强网络稳定，为了充分利用网络资源还要求实现VLAN的负载均衡。
VRRP参数规划如表5.1所示。
表5.1VRRP参数规划表
VRRP参数
主路由器
备份路由器
优先级
150
100
占先权
是（默认）
计时器
默认
组号
VLAN-ID
注：
u对于VLAN2：
SW1为主路由器、SW2为备份路由器；
u对于VLAN3：
SW1为备份路由器、SW2为主路由器；
其它网络规划如下：
n在SW1交换机VLAN虚接口物理IP地址：
lVLAN2：
192.168.2.1/24
lVLAN3：
192.168.3.1/24
n在SW2交换机VLAN虚接口物理IP地址：
192.168.2.2/24
192.168.3.2/24
nPC1的IP地址：
192.168.2.10/24，虚拟网关为192.168.2.254/24；
PC2的IP地址：
192.168.3.10/24，虚拟网关为192.168.3.254/24；
nSW1和R1的互联地址为192.168.0.0/30；
SW2和R1的互联地址为192.168.1.0/30；
n配置R1路由器的Loopback接口地址192.168.100.1/24模拟外网地址；
n交换机之间链路均为中继链路，并使用静态路由实现网络互通；
图5.3VRRP案例网络拓扑图
根据网络规划配置网络。
1、配置设备基本信息（接口IP、VLAN、TRUNK、路由等配置），配置省略；
配置时需要注意三层交换机启用路由功能、VLAN虚端口需要开启、三层交换机端口启用三层功能等配置，以及接口配置的物理IP地址。
2、配置VRRP
分别在SW1和SW2上配置VRRP，如下所示：
SW1配置
SW1（config）#track1interfaceFastEthernet0/1line-protocol//定义跟踪的端口
SW1（config）#interfaceVlan2
SW1（config-if）#ipaddress192.168.2.1255.255.255.0
SW1（config-if）#vrrp2ip192.168.2.254//配置虚拟IP地址
SW1（config-if）#vrrp2timerslearn
SW1（config-if）#vrrp2priority150//配置优先级150
SW1（config-if）#vrrp2track1decrement100//配置端口跟踪
SW1（config-if）#exit
SW1（config）#interfaceVlan3//优先级使用默认配置为100，并且不需要跟踪端口
SW1（config-if）#ipaddress192.168.3.1255.255.255.0
SW1（config-if）#vrrp3ip192.168.3.254
SW1（config-if）#vrrp3timerslearn//配置从主路由器获悉VRRP通告时间
SW2配置
SW2（config）#track1interfaceFastEthernet0/1line-protocol
SW2（config）#interfaceVlan2
SW2（config-if）#ipaddress192.168.2.2255.255.255.0
SW2（config-if）#vrrp2ip192.168.2.254
SW2（config-if）#vrrp2timerslearn
SW2（config-if）#exit
SW2（config）#interfaceVlan3
SW2（config-if）#ipaddress192.168.3.2255.255.255.0
SW2（config-if）#vrrp3ip192.168.3.254
SW2（config-if）#vrrp3timerslearn
SW2（config-if）#vrrp3priority150
SW2（config-if）#vrrp3track1decrement100
3、配置STP实现VLAN负载均衡
SW1的配置信息如下：
SW1（config）#spanning-treevlan2rootprimary
SW1（config）#spanning-treevlan3rootsecondary
SW2的配置信息如下：
SW2（config）#spanning-treevlan2rootsecondary
SW2（config）#spanning-treevlan3rootprimary
由此可以保证VLAN2的STP实例阻塞的端口是SW2和SW3连接端口中的一个，而VLAN3的STP实例阻塞的端口是SW1和SW3连接端口中的一个。
由此保证了不同VLAN从SW3到主路由器的链路不被阻塞。
4、验证VRRP
使用showvrrp命令查看VRRP详细信息，如下所示：
SW1#showvrrp
Vlan2-Group2
StateisMaster
VirtualIPaddressis192.168.2.254
VirtualMACaddressis0000.5e00.0102
Priorityis150
Trackobject1stateUpdecrement100
MasterRouteris192.168.2.1（local）,priorityis150
MasterDownintervalis3.414sec
MasterDownintervalis3.609sec（expiresin3.225sec）Learning
还可以使用showvrrpbrief命令查看VRRP的简要信息，如下所示：
SW1#showvrrpbrief
Vl221503414YMaster192.168.2.1192.168.2.254
Vl331003609YBackup192.168.3.2192.168.3.254
分别在PC1和PC2（网关为虚拟IP地址）上使用ping命令，能够正常和R1（192.168.100.1）通信。
验证热备份，断开SW1交换机和R1的链路，然后使用showvrrpbrief命令查看交换机上VRRP状态，如下所示：
Vl22503414YBackup192.168.2.2192.168.2.254
Vl331003609YBackup192.168.3.2192.168.3.254
SW2#showvrrpbrief
Vl221003609YMaster192.168.2.2192.168.2.254
Vl331503414YMaster192.168.3.2192.168.3.254
主交换机优先级下降，备份交换机成为主交换机，并且PC1和PC2与路由器R1通信正常。
然后恢复SW1交换机和R1的链路，然后断开SW2交换机和SW3的链路，验证热备份。
同样，主交换机优先级下降，备份交换机成为主交换机，并且PC1和PC2与路由器R1通讯正常。
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