目录
1、VRRP概述
2、VRRP概念
3、VRRP报文
4、VRRP工作原理
5、VRRP状态机
1、VRRP概述
在基于TCP/IP协议的网络中，为了保证不直接物理连接的设备之间的通信，必须指定路由。目前常用的指定路由的方法有两种：一种是通过路由协议（比如：内部路由协议RIP和OSPF）动态学习；另一种是静态配置。
在每一个终端都运行动态路由协议是不现实的，大多客户端操作系统平台都不支持动态路由协议，即使支持也受到管理开销、收敛度、安全性等许多问题的限制。因此普遍采用对终端IP设备静态路由配置，一般是给终端设备指定一个默认网关(Default Gateway)。
静态路由的方法简化了网络管理的复杂度和减轻了终端设备的通信开销，但是它仍然有缺点。
2、VRRP概念
在VRRP协议中，有两组重要的概念：VRRP路由器和虚拟路由器，主控路由器和备份路由器。
VRRP路由器是指运行VRRP的路由器，是物理实体，虚拟路由器是指VRRP协议创建的，是逻辑概念。一组VRRP路由器协同工作，共同构成一台虚拟路由器。该虚拟路由器对外表现为一个具有唯一固定IP地址和MAC地址的逻辑路由器。
主控路由器和备份路由器：一个VRRP组中有且只有一台处于主控角色的路由器，可以有一个或者多个处于备份角色的路由器。VRRP协议使用选择策略从路由器组中选出一台作为主控，负责ARP响应和转发IP数据包，组中的其它路由器作为备份的角色处于待命状态。当由于某种原因主控路由器发生故障时，备份路由器能在几秒钟的时延后升级为主路由器。由于此切换非常迅速而且不用改变IP地址和MAC地址，故对终端使用者系统是透明的。
VRID：虚拟路由器的标识。
1.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。
2.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地址拥有者。如果IP地址拥有者是可用的，通常它将成为Master。
3.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。
3、VRRP报文
只有一种报文：通告(Advertisement)报文；VRRP是网络层协议。使用IP多播数据包进行封装，组地址为224.0.0.18，发布范围只限于同一局域网内。
这保证了VRID在不同网络中可以重复使用。为了减少网络带宽消耗，只有主控路由器才可以周期性（默认1s）的发送一个VRRP通告报文。备份路由器在连续三个通告间隔内收不到VRRP或收到优先级为0的通告后启动新的一轮VRRP选举。
相应的IP头域：
Source Address: 发送报文的主接口地址(非虚拟地址，非辅助地址)，而mac是 00:00:5e:00:0（VRID）
Destination Address: 224.0.0.18，对应的mac地址01:00:5e:00:00:12。
TTL: 255，接收TTL不等于255的数据包的VRRP路由器必须丢弃该数据包。
协议号: 112 (decimal) 0x70
Version: 2（IPV4）3（IPV6）
Type: 1 ADVERTISEMENT，本协议版本中唯一定义的数据包类型为1，必须丢弃类型未知的包。
Virtual Rtr ID (VRID): 配置的VRRP备份组号，1~255
例：DUT3(config)#router vrrp ?
<1-255> Virtual router identifier
Priority: 优先级，0～255(其中0，255不可以配置)
255：如果配置的虚拟地址与接口地址相同，优先级为255
0：Master设备停止参与VRRP，它会立刻发送一个Priority置0的VRRP通告报文，当Backup路由器收到此通告报文后，会等待Skew time时间，然后将自己切换为Master路由器，其中Skew time=(256-Backup路由器的优先级)/256，单位为秒。
100：缺省值
Count IP Addrs: 配置的备份组虚拟地址个数(1个备份组可对应多个虚拟地址)，我们设备不支持该配置；
Authentication Type: 验证类型，协议中指定了3种类型
0 - No Authentication
1 - Simple Text Password
2 - MD5
Advertisement Interval (Adver Int): 发送报文的时间间隔，缺省为1秒
Checksum: 校验和
4、VRRP工作原理
两台或多台路由器，在相同的vrrp组中有一个相同的虚拟ip，通过选举确定客户端和vrrp组内主控路由器通信。
VRRP选举：
1.首先按优先级选举主控路由器
VRRP协议中优先级范围是0~255，主控路由器的选举中，高优先级的虚拟路由器获胜。0表示不参与选举，可配置的优先级范围为1—254
2.优先级相同时按IP地址选举主控路由器
优先级相同的候选路由器，如果已经存在Master，则其保持Master身份，无需继续选举；如果不存在Master，则继续比较接口IP地址大小，接口IP地址较大的设备当选为Master设备。
3.IP地址拥有者优先获胜主控路由器
VRRP路由器的IP地址和虚拟路由器的接口IP地址相同时，则称该虚拟路由器作VRRP组中的IP地址所有者，IP地址所有者自动具有最高优先级255
VRRP抢占方式：
抢占方式一：
备份路由器在连续三个通告间隔(vrrp timer)内收不到VRRP启动新的一轮VRRP选举，其中，Master_Down_Interval定时器取值为：3×Advertisement_Interval＋Skew_Time，单位为秒。其中Advertisement_Interval默认情况下为1S；
Master_Down_Interval为抢占方式一收敛时间。
抢占方式二：
收到优先级为0的通告后启动新的一轮VRRP选举
抢占方式三：
收到优先级比自己低的VRRP报文，开始抢占。抢占策略(preempt)有两种：
非抢占式：即就算发现自己的优先级比Master的优先级高，也不进行抢占；
抢占式：发现自己的优先级比Master的优先级高，则在隔一个抢占时延后(Delay Time)，取值范围为 为 0~255秒，缺省值为 0 秒。 抢占为主控路由器，默认方式为抢占式；
5、VRRP状态机
3种状态机：
初始状态(Initialize)、主状态(Master)、备份状态(Backup）
初始状态(Initialize)：
一开始的状态，等待着触发
收到触发时：
如果优先级为255(配置的虚拟地址与接口地址相同)
–>将状态设置为Master，并自己发送报文
否则
–>将状态设置为Backup
在此状态时，不会对VRRP报文做任何处理。
主状态(Master)：
功能：
定期发送VRRP广播报文
响应对虚拟IP地址的ARP请求，并且响应的是虚拟MAC地址，而不是接口的真实MAC地址。
转发目的MAC地址为虚拟MAC地址的IP报文。
如果它是这个虚拟IP地址的拥有者（IP Address Owner），则接收目的IP地址为这个虚拟IP地址的IP报文。否则，丢弃这个IP报文。
接收到VRRP广播报文后：
如果收到报文的优先级大于本地优先级
或者：两者优先级相等但接收报文的主IP地址大于本地主IP地址–>将状态设置为Backup，否则丢弃报文
收到shutdown事件后（no network interface ），转为初始状态。
备份状态(Backup)：
功能：
接收Master发送的VRRP广播报文，从中了解Master对虚拟IP地址的ARP请求，不做响应。
丢弃目的MAC地址为虚拟MAC地址的IP报文。
丢弃目的IP地址为虚拟IP地址的IP报文。
接收到VRRP广播报文后：
如果收到报文的优先级为0 -->将状态设置为Master，开始发送报文
如果收到报文优先级小于本地优先级 而且 本地设置了抢占方式 -->则丢弃报文(一段时间后由于没有接收到报文自己变为Master)， 否则正常接收，对定时器进行重置
收到shutdown事件后，转为初始状态。
