vrrp基本工作原理(3.VRRP基本工作原理)
VRRP的工作原理主要体现在设备的协议状态的改变上。
在VRRP中定义了3种状态机:
l 初始状态---Initialize
l 活动状态---Master----只有处在Master状态的设备才可以转发发送到虚拟路由器IP地址的数据报文。
l 备份状态---Backup
这3种协议之间的转换关系如图
状态 |
说明 |
Initialize |
初始状态,为VRRP不可用状态,在此状态时设备不会对VRRP报文进行任何处理。通常刚配置VRRP时或设备检测到故障时会进入该状态。 收到接口Startup(启动)的消息后,如果设备的优先级为255(标识该设备为虚拟路由器IP地址的拥有者),则直接成为Master设备,如果设备的优先级小于255,则会先切换至Backup状态。 |
Master |
活动状态,表示当前设备为Master设备。当VRRP设备处于Master状态时,该设备会做下列工作。 1.定时发送VRRP通告报文 2.以虚拟MAC地址响应对虚拟IP地址的ARP请求 3.转发目的MAC地址为虚拟MAC地址的IP报文。 4.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。 5.如果收到比自己优先级大的VRRP报文,或者收到与自己优先级相等的VRRP报文,且本地接口IP地址小于源端口IP地址时,则立即转变为Backup状态(仅在抢占模式下生效)。 6收到接口Shutdown(关闭)消息后,则立即转变为Initialize状态 |
Backup |
备份状态,标识当前设备为Backup设备。当VRRP设备处于Backup状态时,该设备将会做下列工作。 1.接收Master设备发送的VRRP通告报文,判断Master设备的状态是否正常。 2.对虚拟路由器IP地址的ARP请求不进行相应。 3.丢弃目的MAC地址为虚拟路由器MAC地址的IP报文。 4.丢弃目的IP地址为虚拟路由器IP地址的IP报文。 5.如果收到优先级和自己相同,或者比自己高的VRRP报文,则重置Master_Down_Interval定时器(不进一步比较IP地址)。 【说明】Master_Down_Interval定时器是用来确定Master设备是否正常工作的定时器。Backup设备在该定时器超时后仍未收到Master设备发来的VRRP通报报文时,就会直接转换为Master状态。计算公式如下: Master_Down_Interval=(3×Advertisement_Interval) Skew_time。其中,Skew_time=(256-Priority)/256 l 如果收到比自己优先级小的VRRP报文,且该报文优先级是0(表示发送VRRP报文的原Master设备声明不再参与VRRP组了)时,定时器时间配置为Skew_time(偏移时间)。 l 如果收到比自己优先级小的VRRP报文,且该报文优先级不是0,则丢弃报文,立即转变为Master状态(仅在抢占模式下生效) l 如果Master_Down_Interval定时器超时,则立即转变状态为Master状态。 l 如果收到接口Shutdown消息,则立即转变为Initialize状态。 |
总体来说,VRRP的基本工作原理如下
①VRRP备份组中的设备根据优先级选举出Master,选举后的Master设备会通过发送免费的ARP报文,将虚拟MAC地址通知给其它连接的设备或者主机,以便在这些设备上建立到达虚拟路由器的ARP映射表。同时,Master设备又会周期性地通过下行VRRP接口向备份组内所有Backup设备发送VRRP通告报文,已公布其配置信息(优先级等)和工作状况。
②如果当前Master设备出现故障,将在Master_Down_Interval定时器超时后,或者由其他联动技术(如与BFD的联动)检测到Master设备故障后,VRRP备份中的Backup设备根据优先级重新选举新的Master。如果备份组中原来就只有两台设备,则原来的Backup设备直接转换为Master设备。
③新的Master设备会立即发送携带虚拟路由器的虚拟MAC地址和虚拟IP地址信息的免费ARP报文,刷新与它连接的主机或设备中的MAC表项,从而把用户流量引到新的Master设备上来,整个过程对用户完全透明(也就不需要用户干预)。
④当原Master设备故障恢复时,如果该设备为虚拟路由器IP地址拥有者(优先级为255),将直接切换至Master状态;否则,将首先切换至backup状态,且优先级恢复为故障前配置的优先级。
⑤如果Backup设备配置为抢占方式,则当Backup设备的优先级高于当前Master设备时,将立即抢占现有Master设备,否则仅在当前Master设备不可用时Backup设备才有可能会成为Master。
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