企业在建立网络的时候为了保证网络的可靠性，一般都会使用冗余的思想，就是所得设备都是双份的，甚至于异地的双活中心，都是为了保证网络可靠性，一旦一台设备故障，另一台备份机就可以接替原来设备的工作！
什么是VRRP
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，将虚拟路由设备的IP地址作为用户的默认网关实现与外部网络通信。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。
VRRP
VRRP的实际效果就如同上面的图，两台交换机switchA和switchB，一主一备使用VRRP以后就相当于一台虚拟路由器的效果！其中的一台设备出现问题不会影响到整体的网络状态！
VRRP概念
虚拟设备：由一个"主（Master）"设备和多个"备（Backup）"设备组成的一个虚拟网关。
- 主设备（Master）：负责转发数据报文和周期性向备设备发送VRRP协议报文。
- 备设备（Backup）：不负责转发数据报文，在Master设备发生故障的时候会通过选举形式成为新的Master设备，该角色会接收来自Master设备的VRRP报文并加以分析。
- VRID：用来表示一个VRRP组。
- 虚拟IP：配置在虚拟设备上的虚拟IP地址，一个虚拟设备可以拥有一个或者多个虚拟IP地址。
- 虚拟MAC地址：由虚拟设备生成的虚拟MAC地址，每一个虚拟设备都会自动生成一个虚拟MAC地址，这个MAC地址是用于虚拟设备处理ARP报文的。
- 优先级：用于表示物理设备的优先级，这个参数用于Master的选举，取值范围是1-254，这个有优先级有两个比较特殊的值，分别是0和255，优先级0是由原来Master设备发送的，这个优先级是声明此设备不再参与VRRP组。优先级为255的是IP拥有者的优先级，拥有这个优先级会直接成为Master。（优先级数值越低优先级则越高）
- 抢占模式：当Backup 设备接收到的VRRP报文通过分析得出当前Master设备的优先级低于Backup设备，则Backup设备会切换为Master设备。
VRRP状态机： VRRP一共有三种状态，分别是：初始状态（Initialize）、活动状态（Master）、备份状态（Backup）。
初始状态：在这个状态下VRRP是不可用的，在这个状态下的设备是不会处理VRRP报文的，通常是刚配置VRRP时和检测到故障是会是这个状态。
活动状态：处于Master状态下的设备将会做下列工作：
- 定期发送VRRP报文。
- 以虚拟MAC地址响应对虚拟IP地址的ARP请求。
- 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，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。
- 如果收到比自己优先级大的报文则转为Backup状态。
- 如果收到优先级和自己相同的报文，并且发送端的IP地址比自己的IP地址大，则转为Backup状态。
- 当接收到接口的Shutdown事件时，转为Initialize。
备份状态：处于Backup状态下的设备，它将会做下列工作：
- 接收Master发送的VRRP报文，判断Master的状态是否正常。
- 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。
- Backup状态下如果收到比自己优先级小的报文时，丢弃报文，立即切换为Master（仅在抢占模式下生效）。
- 如果收到优先级和自己相同或者比自己高的报文，则重置定时器，不进一步比较IP地址。
- 当接收到接口的Shutdown事件时，转为Initialize。
- 如果MASTER_DOWN_INTERVAL定时器超时，则切换为Master。
三种状态机的关系如下图：
VRRP状态
工作流程：
VRRP备份组会通过优先级选举出Master，Master会使用虚拟MAC发送ARP报文，使与Master连接的主机或者客户端建立与虚拟MAC对应的ARP映射表，同时Master会周期性发布VRRP报文向所有Backup通告其配置信息与工作状态。
如果当前Master出现故障，Backup设备将会在MASTER_DOWN_INTERVAL定时器超时或者其他联动技术检测到Master出现故障时则会根据Backup组内的成员的优先级选举出新的Master，如果Backup只有一台设备则直接成为Master。
新的Master使用虚拟MAC发送ARP报文，使连接在当前VRRP组内的客户端或者设备刷新其ARP映射表。
如果原来的Master从故障中恢复过来，如果其优先级为255则会直接切换到Master，若不是则会恢复到Backup状态，如果当前为抢占模式，当原Master接收到新Master的VRRP报文发现其优先级高于原Master则原Master会直接成为Master。如果处于非抢占模式，则原Master会在新Master出现故障时通过选举等方式成为Master。
VRRP选举：
VRRP通过优先级来确定设备成为Master或者Backup，优先级取值越低，则优先级越高。
初始创建的VRRP设备都处于初始状态，在该状态下，如果设备的优先级为255，则直接成为Master并且跳过接下来的选举，若不是则会切换到Backup状态，然后会等待MASTER_DOWN_INTERVAL超时后成为Master。
首先切换到Master的设备会通过VRRP报文获取其他设备的优先级，然后通过以下规则进行选举：
如果Backup设备接收到来自Master的VRRP报文，发现其优先级数值低于自身，则继续处于Backup状态。 如果Backup设备接收到来自Master的VRRP报文，发现其优先级数值高于自身，则当前Backup设备会切换到Master，而原Master设备会切换到Backup。如果在非抢占模式下，Backup设备仍然会处于Backup状态。 如果同时有多个设备切换到Master，则会互相通过VRRP报文确定其优先级，优先级高的则成为Master，若优先级一样，则对比IP地址，IP地址大的则成为Master。
VRRP状态通告：
Master设备会周期性发送VRRP报文，通告其配置信息与工作状态，Backup则会接收并处理VRRP报文确定Master设备的工作状态。
当Master主动退出VRRP组是，会发送优先级为0的报文通知所有的Backup设备，Backup设备接收到之后会直接切换到Master状态，若Backup组内有多台设备则通过上述选举选出新的Master设备，而不需要等待MASTER_DOWN_INTERVAL超时后再进行切换或者选举。
当Master设备由于故障不能发送VRRP报文，所有的Backup设备都需要等待MASTER_DOWN_INTERVAL 超时后才会认为Master设备出现故障，之后才切换到Master。
VRRP两种模式：
1、 主备备份模式
主备备份模式就是只由Master设备负责转发数据，而Backup设备则处于待机备份模式不参与数据转发，当Master设备出现故障时才会切换到Master进行数据转发。
正常情况下只有Master转发数据，而Backup则处于待机状态，Master会周期发送VRRP报文告知Backup自身的配置信息和工作状态，如果Master发生故障，则Backup会自动切换到到Master继续进行数据转发等。
而当Master恢复之后，若当前为抢占模式，若Master的优先级为255那么Master会直接成为Master否则会先切换到Backup然后再切换到Master。
2、 负载分担模式
上述的主备备份模式，若Master一直正常工作，那么Backup则长期处于待机状态，显然这种做法比较浪费，所以一般会采用负载分担模式，负载分到模式会是Backup都处于工作状态。
参照下图，负载分担模式是创建两个VRRP组分别为A组和B组，A组的Master为SwitchA，Backup为SwitchB，而B组的Master为SwitchB，Backup为SwitchA，通过创建多个拥有不同虚拟IP的VRRP组，为不同的VLAN指定网关实现负载分担。
负载分担模式
参照上图，在VLAN10当中Master是SwitchA，Backup为SwitchB，两台交换机都分别创建vlan10和vlan20 并且分配好IP地址，正常情况下vlan10的客户端会通过SwitchA访问R1，vlan20的客户端会通过SwitchB访问R1这样就实现了负载分担，如果SwitchA出现故障，那么SwitchB会成为vlan10的Master（同时也是vlan20的Master），接替SwitchA的工作，而vlan10的客户端也会通过SwitchB访问R1，而SW2故障则同理。
vrrp实例
我们按照上图所示的案例，在核心CORE1上面建立VLAN10、VLAN20 、VLAN50的master设备，然后在CORE2设备建立VLAN30、VLAN40的master设备。首先网络的负载均衡！
Core1配置VRRP为master 进入VLAN10
[core1]int vlan10
配置虚拟IP
[core1-Vlanif10]vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.10.3
设置本交换机为主设备，配置高级别优先级
[core1-Vlanif10]vrrp vrid 1 priority 200
配置故障抢占时间20秒
[core1-Vlanif10]vrrp vrid 1 preempt-mode timer delay 20
配置VRRP认证
[core1-Vlanif10]vrrp v 1 authentication-mode simple dongzao
Core2配置VRRP为backup
interface Vlanif10
vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.10.3
vrrp vrid 1 priority 150
vrrp vrid 1 preempt-mode timer delay 20
vrrp vrid 1 authentication-mode simple dongzao
这样就配置完成了VLAN10，剩下的方法都是一样的！我们来检查一下结果：
core1
core2
查看结果已经生效！
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