VRRP的工作原理主要體現在設備的協議狀态的改變上。
在VRRP中定義了3種狀态機:
l 初始狀态---Initialize
l 活動狀态---Master----隻有處在Master狀态的設備才可以轉發發送到虛拟路由器IP地址的數據報文。
l 備份狀态---Backup
這3種協議之間的轉換關系如圖
狀态 |
說明 |
Initialize |
初始狀态,為VRRP不可用狀态,在此狀态時設備不會對VRRP報文進行任何處理。通常剛配置VRRP時或設備檢測到故障時會進入該狀态。 收到接口Startup(啟動)的消息後,如果設備的優先級為255(标識該設備為虛拟路由器IP地址的擁有者),則直接成為Master設備,如果設備的優先級小于255,則會先切換至Backup狀态。 |
Master |
活動狀态,表示當前設備為Master設備。當VRRP設備處于Master狀态時,該設備會做下列工作。 1.定時發送VRRP通告報文 2.以虛拟MAC地址響應對虛拟IP地址的ARP請求 3.轉發目的MAC地址為虛拟MAC地址的IP報文。 4.如果它是這個虛拟IP地址的擁有者,則接收目的IP地址為這個虛拟IP地址的IP報文;否則,丢棄這個IP報文。 5.如果收到比自己優先級大的VRRP報文,或者收到與自己優先級相等的VRRP報文,且本地接口IP地址小于源端口IP地址時,則立即轉變為Backup狀态(僅在搶占模式下生效)。 6收到接口Shutdown(關閉)消息後,則立即轉變為Initialize狀态 |
Backup |
備份狀态,标識當前設備為Backup設備。當VRRP設備處于Backup狀态時,該設備将會做下列工作。 1.接收Master設備發送的VRRP通告報文,判斷Master設備的狀态是否正常。 2.對虛拟路由器IP地址的ARP請求不進行相應。 3.丢棄目的MAC地址為虛拟路由器MAC地址的IP報文。 4.丢棄目的IP地址為虛拟路由器IP地址的IP報文。 5.如果收到優先級和自己相同,或者比自己高的VRRP報文,則重置Master_Down_Interval定時器(不進一步比較IP地址)。 【說明】Master_Down_Interval定時器是用來确定Master設備是否正常工作的定時器。Backup設備在該定時器超時後仍未收到Master設備發來的VRRP通報報文時,就會直接轉換為Master狀态。計算公式如下: Master_Down_Interval=(3×Advertisement_Interval) Skew_time。其中,Skew_time=(256-Priority)/256 l 如果收到比自己優先級小的VRRP報文,且該報文優先級是0(表示發送VRRP報文的原Master設備聲明不再參與VRRP組了)時,定時器時間配置為Skew_time(偏移時間)。 l 如果收到比自己優先級小的VRRP報文,且該報文優先級不是0,則丢棄報文,立即轉變為Master狀态(僅在搶占模式下生效) l 如果Master_Down_Interval定時器超時,則立即轉變狀态為Master狀态。 l 如果收到接口Shutdown消息,則立即轉變為Initialize狀态。 |
總體來說,VRRP的基本工作原理如下
①VRRP備份組中的設備根據優先級選舉出Master,選舉後的Master設備會通過發送免費的ARP報文,将虛拟MAC地址通知給其它連接的設備或者主機,以便在這些設備上建立到達虛拟路由器的ARP映射表。同時,Master設備又會周期性地通過下行VRRP接口向備份組内所有Backup設備發送VRRP通告報文,已公布其配置信息(優先級等)和工作狀況。
②如果當前Master設備出現故障,将在Master_Down_Interval定時器超時後,或者由其他聯動技術(如與BFD的聯動)檢測到Master設備故障後,VRRP備份中的Backup設備根據優先級重新選舉新的Master。如果備份組中原來就隻有兩台設備,則原來的Backup設備直接轉換為Master設備。
③新的Master設備會立即發送攜帶虛拟路由器的虛拟MAC地址和虛拟IP地址信息的免費ARP報文,刷新與它連接的主機或設備中的MAC表項,從而把用戶流量引到新的Master設備上來,整個過程對用戶完全透明(也就不需要用戶幹預)。
④當原Master設備故障恢複時,如果該設備為虛拟路由器IP地址擁有者(優先級為255),将直接切換至Master狀态;否則,将首先切換至backup狀态,且優先級恢複為故障前配置的優先級。
⑤如果Backup設備配置為搶占方式,則當Backup設備的優先級高于當前Master設備時,将立即搶占現有Master設備,否則僅在當前Master設備不可用時Backup設備才有可能會成為Master。
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