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可靠性配置与管理-VRRP-1

 Enzoleung 2019-07-01

VRRP(虚拟路由冗余协议)就是指将多个路由设备(可以是路由器,也可以是三层交换机)组成一台虚拟路由设备,并指定其中一台成员路由设备作为主用(Master)设备,其他成员设备作为主用设备不可用时的备用(Backup)设备,然后为这台虚拟路由器分配一个IP地址,作为下游设备的默认网关,可防止单点故障,实现路由设备容错。VRRP除了最基本的主备备份功能外,还可通过配置多个虚拟备份组,指定不同设备担当主用设备,实现多路由设备之间的负载分担;还可以与各种其他对象一起联动,实现更强大的监视功能。

VRRP基础

VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol,虚拟路由冗余协议)是一种容错协议。

一、VRRP概述

VRRP能够在不改变组网的情况下,将多台路由设备组成一个虚拟路由器,通过配置虚拟路由器的IP地址作为缺省网关,实现对缺省网关的备份(因为这个虚拟路由器的IP地址可代表整个路由器中各个成员路由设备)。当现有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。


如上图,HostA通过SwitchA双线连接到RouterA和RouterB。现在RouterA和RouterB上配置VRRP备份组,对外体现为一台虚拟路由器,实现到达Internet的链路冗余备份。

1、基本概念

1)VRRP路由器(VRRP Router):运行VRRP的设备(可以是路由器,也可是三层交换机),可加入到一个或多个虚拟路由备份组中。

2)虚拟路由器(Virtual Router):又称为VRRP备份组,由一个Master(主用)设备和多个Backup(备用)设备组成,被当做一个共享局域网内主机的缺省网关。

3)Master路由器(主用路由器):VRRP备份组中当前承担转发报文任务的VRRP设备。

4)Backup路由器(备用路由器):VRRP备份组中一组没有承担转发任务的VRRP设备,当Master设备出现故障时,它们将通过选举成为新的Master设备。

5)VRID:虚拟路由器标识,用来唯一标识一个VRRP备份组。

6)虚拟IP地址(Virtual IP Address):分配给虚拟路由器的IP地址。一个虚拟路由器可以有一个或多个IP地址(多个IP地址时,只有一个是主IP地址,其他为从IP地址),由用户配置。

7)IP地址拥有者(IP Address Owner):如果一个VRRP设备将虚拟路由器的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。如果该IP地址拥有者是可用的,将直接成为Master,不用选举,也不可抢占,除非该设备不可用。

8)虚拟MAC地址(Virtual MAC Address):是虚拟路由器根据虚拟路由器ID(VRID)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}。当虚拟路由器回应ARP请求时,使用的是虚拟MAC地址,而不是接口的真实MAC地址。

9)优先级(Priority):用来标识虚拟路由器中各成员路由器设备的优先级。虚拟路由器根据优先级选举出Master设备和Backup设备。

10)抢占模式:在抢占模式下,如果Backup设备的优先级比当前Master设备的优先级高,则主动将自己切换成Master。

11)非抢占模式:在非抢占模式下,只要Master设备没有出现故障,Backup设备即使随后被配置了更高的优先级也不会成为Master设备。

2、VRRP的主要好处

①简化网络管理:VRRP能在当前网关设备出现故障时仍提供高可靠的缺省链路,且无需修改动态路由协议、路由发现协议等配置信息。

②适应性强:VRRP报文封装在IP报文中,支持各种上层协议

③网络开销小:VRRP只定义一种报文,即VRRP协议报文,有效减轻了网络设备的额外负担。

二、VRRP协议报文

VRRP协议报文是用来将Master设备的优先级和状态通告给同一备份组的所有Backup设备,即仅Master设备会发送VRRP协议报文。它们封装在IP报文中,通过VRRP组播IP地址进行发送,报文头中源地址为发送报文接口的主IP地址(不是虚拟路由器的IP地址),目的地址为VRRP组播IP地址224.0.0.18,TTL是255,协议号是112。

VRRP协议包括两个版本:VRRPv2和VRRPv3,V2仅适用于IPv4网络,v3适用于IPv4和IPv6两种网络。VRRP可分为VRRP for IPv4和VRRP for IPv6。VRRP for IPv4支持VRRPv2和VRRPv3,而VRRP for IPv6仅支持VRRPv3。

VRRPv2和VRRPv3的报文结构:



两者的主要区别:

①支持的网络类型不同。VRRPv3适用于IPv4和IPv6两种网络,而VRRPv2仅适用于IPv4网络

②认证功能不同。VRRPv3不支持认证功能,而VRRPv2支持认证功能,那是因为IPv6协议已有自己的认证功能,IPSec是IPv6的必备组成部分。

③发送通告报文的时间间隔的单位不同。

三、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改变上。在VRRP中定义了三种状态机:初始状态(Initialize)、活动状态(Master)、备份状态(Backup)。其中,只有处于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。



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ARP报文,将虚拟MAC地址通知给与它连接的设备或主机,以便在这些设备上建立到达虚拟路由器的ARP映射表,发送报文到虚拟路由器。同时,Master设备又会周期性的向备份组内所有Backup设备发送VRRP通告报文,以公布其配置信息(优先级等)和工作状态。

②如果当前Master设备出现故障,将在Master_Down_Interval定时器超时后,或由其他联动技术(如BFD联动)检测到Master设备故障后,VRRP备份组中的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。

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,且其优先级恢复为故障前配置的优先级。

⑤如果Backup设备设置为抢占方式,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设备。

四、VRRP Master选举和状态通告

为了保证Master设备和Backup设备能够协调工作,VRRP需要实现以下两项基本功能:Master设备的选举和Master设备状态的通告。

1、Master设备的选举

VRRP根据优先级来确定虚拟路由器中每台设备的角色,Master设备或Backup设备,对应于Master状态和Backup状态。优先级越高,则越有可能成为Master设备。Master设备的整个选举过程如下:

①初始创建的VRRP设备都工作在Initialize状态,当VRRP设备在收到VRRP接口Startup的消息后,如果此设备的优先级等于255(也就是所配置的虚拟路由器IP地址是本设备VRRP接口的真实IP地址),将会直接切换至Master状态,并且无需进行下面的Master选举。否则,会先切换到Backup状态,待Master_Down_Interval定时器超时后再切换至Master状态(因为一开始,还没有最终选举Master设备,则这个Master_Down_Interval定时器最终肯定会超时)。

②首先切换至Master状态的VRRP设备通过VRRP通告报文的交互获知虚拟设备中其他成员的优先级,然后根据以下规则进行Master的选举。

l  如果收到的VRRP报文中显示的Master设备的优先级高于或等于自己的优先级,则当前backup设备保持Backup状态

l  如果VRRP报文中Master设备的优先级低于自己的优先级,当采用抢占方式时(缺省为抢占方式),则当前Backup设备将切换至Master状态;当采用非抢占式方式时,当前Backup设备仍保持Backup状态。

如果有多个VRRP设备同时切换至Master状态,通过VRRP通告报文的交互进行协商后,优先级较低的VRRP设备将切换至Backup状态,优先级最高的VRRP设备成为最终的Master设备;优先级相同时,再根据VRRP设备上VRRP备份组所在接口主IP地址大小进行比较,IP地址较大的成为Master设备。

2、Master设备状态的通告

Master设备会周期性的发送VRRP通告报文,在VRRP备份组中公布其配置信息(优先级等)和工作状态。Backup设备通过接收到Master设备发来的VRRP报文的情况来判断Master设备是否工作正常。

①当Master设备主动放弃Master地位(如Master设备退出备份组)时,会发送优先级为0的VRRP通告报文,使Backup设备快速切换成Master设备(当有多台Backup设备时也要进行Master选举),而不用等到Master_Dwon_Interval定时器超时。这个切换的时间称为Skew_time,计算方式为:(256 -Backup设备的优先级)/256,单位为秒。

②当Master设备发生网络故障而不能发送VRRP通告报文的时候,Backup设备并不能立即知道其工作状况,要等到Master_Down_Interval定时器超时后,才会认为Master设备无法正常工作,从而将状态切换为Master(同样,当有多台Backup设备时也要进行Master选举),其中,Master_Down_Interval定时器取值为:(3×Advertisement_Interval)+ Skew_time,单位为秒。

在性能不稳定的网络中,网络堵塞可能导致Backup设备在Master_Down_Interval定时器超时后仍没有收到Master设备的报文后,使得Backup设备主动切换为Master。如果此时原Master设备的报文又到达了,新Master设备将再次切换回Backup。如此会出现VRRP设备组成员状态频繁切换的现象。为缓解这种现象,可以配置抢占时延,使得Backup设备在等待了Master_Down_Interval定时器后再等待抢占时延时间。

五、VRRP的两种主备模式

在VRRP的主备应用中,根据不同的应用需求,可配置为主备备份和负载分担两种模式。

1、VRRP主备备份模式

主备备份模式是VRRP提供备份功能的基本模式,就是同一时间仅由Master设备负责业务数据的处理,所有Backup设备均仅处于待命备份状态,不进行业务数据的处理,仅当Master设备出现故障时,在从Backup设备中选举一台设备成为新的Master设备,接替原来的Master设备的业务处理工作。


2、VRRP负载分担模式

主备备份模式显然浪费资源了。负载分担模式可以充分发挥每台VRRP设备的业务处理能力,要注意的是,负载分档模式需要建立多个指派不同设备为Master设备的VRRP备份组,同一台VRRP设备可以加入多个备份组,在不同的备份组中具有不同的优先级。但每个备份组与VRRP主备备份模式的基本原理和报文协商过程都是相同的,对于每一个VRRP备份组,也都包含一个Master设备和若干Backup设备。

负载分担的实现方式有以下两种:

①多网关负载负担

通过创建多个带虚拟IP地址的VRRP备份组,为不同的用户指定不同的VRRP备份组作为网关,实现负载分担。


如上图,配置了两个VRRP备份组:在VRRP备份组1中,RouterA为Master设备,RouterB为Backup设备;在VRRP备份组2中,RouterB为Master设备,RouterA为Backup设备。这样可使一部分用户将VRRP备份组1作为网关,另一部分用户将VRRP备份组2作为网关。

②单网关负载分担

这种方式是通过创建带有虚拟路由器IP地址的VRRP LBRG(Load-Balance Redundancy Group,负载分担管理组),并向该负载分担管理组中加入成员VRRP备份组(无需配置虚拟路由器IP地址),指定负载分担管理组IP地址作为所有用户的网关,来实现负载分担的。

单网关负载分担方式是多网关负载分担方式的升级版。通过创建VRRP负载分担备份组,可以在实现不同的用户共用同一个网关的同时实现负载分担,从而简化了用户侧的配置,便于维护管理。

以前面多网关负载分担示意图为例,配置两个VRRP备份组:在VRRP备份组1中,RouterA作为Master设备,RouterB作为Backup设备;VRRP备份组2中,RouterB作为Master设备,RouterA作为Backup设备。然后创建一个负载分担管理组,把VRRP备份组1和VRRP备份组2加入其中,并把VRRP备份组1作为管理组,VRRP备份组2作为成员组。这样一来,所有用户都将负载负担管理组的IP地址作为网关。在收到用户侧的ARP请求报文时,VRRP备份组1随机将自己的虚拟MAC地址或VRRP备份组2的虚拟MAC地址封装到ARP响应报文,对ARP请求报文进行应答,进而实现负载分担。

六、VRRP的两种延伸功能

VRRP平滑倒换和管理VRRP备份组。

1、VRRP平滑倒换

在一些高端路由器上往往安装有多块具有主、备性质的主控板,这时就涉及VRRP备份组在多块主控板间的倒换问题。因为在Master设备进行主控板的主、备倒换期间,Master设备可能无法正常发送VRRP协议报文,所以Backup设备在Master_Down_interval定时器超时后,会由于收不到Master设备发送的VRRP通告报文而自动切换为Master。而当原Master设备完成主、备主控板的倒换后,由于原Master设备的优先级高于新Master设备,在抢占模式下会重新抢占为Master,从而引起链路两次切换,导致系统业务流量的不稳定。

为避免主备主控板倒换的影响,可在Master设备上使能VRRP平滑倒换功能。基本实现原理:

①Master设备主控板的主、备倒换启动前,首先保存当前配置的VRRP通告报文发送间隔,然后调整VRRP通告报文发送间隔(一般远大于倒换前的发送间隔),并以新的时间间隔发送通告报文。同时,在平滑倒换前必须在Backup设备上使能VRRP报文时间间隔学习功能。

②使能了VRRP报文时间间隔学习功能后,Backup设备收到Master设备发送的VRRP通告报文时,会检查报文中的发送时间间隔值,如与自己不同,Backup设备就会学习报文中的时间间隔,并调整自己的协议报文时间间隔值,使其与报文中的值保持一致。

③倒换结束后,Master设备恢复倒换前的报文发送间隔设置,并以新的时间间隔发送通告报文。Backup设备收到报文后会再一次学习时间间隔。

2、管理VRRP备份组

为提高网络可靠性,通常部署NPE(Network Premise Equipment,网络前端设备)主备双属,也就是通过配置不同的VRRP备份组来指派同一设备属于不同的VRRP设备角色。当这样一来,每个VRRP备份组都需要维护自己的状态机,NPE之间就会存在大量的VRRP报文。为减少协议报文对带宽的占用及CPU资源的消耗,可以将其中一个VRRP备份组配置为管理VRRP备份组(mVRRP),其余的业务VRRP备份组与管理VRRP备份组进行绑定。

通过这种方式,可以实现管理VRRP负责发送协议报文来协商设备的主备状态;业务VRRP不发送协议报文,其主备状态与管理VRRP的主备状态保持一致,可以大大减少协议报文对CPU与带宽资源的消耗。


管理VRRP备份组有两种角色:

①当管理VRRP备份组作为网关使用时(如图中mVRRP1),管理VRRP既负责协商设备的主备状态,又承担业务流量。在配置管理VRRP之前必须先创建普通VRRP备份组并配置虚拟IP地址,该虚拟IP地址即为用户配置的网关地址。

②当管理VRRP备份组不作为网关使用时(如图中的mVRRP2),管理VRRP只负责协商设备的主备状态,不承担业务流量。因此管理VRRP不需要具有虚拟IP地址,用户可以直接在接口上创建管理VRRP备份组。

七、支持的VRRP主要特性

基于IPv4网络中的VRRP中,AR G3路由器支持的VRRP特性包括以下所示的VRRP基本功能和VRRP联动功能。

①配置VRRP基本功能:包括VRRP主备备份方式和VRRP负载分担方式。

②配置VRRP联动功能:通过与其他技术的联动,使得VRRP在自身或上行链路故障时能够及时感知并进行主备切换。

1、VRRP主备备份

2、VRRP负载分担

3、VRRP联动功能

可以通过配置VRRP监控其他特性状态,使被监控的对象状态发生变化时通知VRRP进行主备切换,提高VRRP主备切换效率。


VRRP基本功能配置与管理

VRRP基本功能配置就两个方面:一是创建VRRP备份组,二是配置用于Master设备选举的各种VRRP备份组成员设备的优先级,另外还可配置一些可选功能。

总体讲,VRRP基本功能包括以下主要配置任务(只有前两项为必选,且需要在VRRP备份组中每台路由器上配置),但在配置VRRP基本功能前,要配置各设备VRRP接口的网络层属性,使其路由可达。

①创建VRRP备份组

②配置设备在备份组中的优先级

③(可选)配置VRRP的时间参数

④(可选)配置VRRP报文在super-vlan中的发送方式。

⑤(可选)配置禁止检测VRRP报文跳数

⑥(可选)配置VRRP报文的认证方式

⑦(可选)配置VRRP版本

⑧(可选)使能虚拟地址可达性功能。

一、创建VRRP备份组

VRRP备份组的创建方法,是在VRRP接口(即VRRP设备的下行接口,可以是物理接口、逻辑接口或子接口)视图下通过vrrpvrid virtual-router-id virtual-ipvirtual-address命令创建。其中

1)virtual-router-id:指定所创建的VRRP备份组号,取值范围1~255的整数

2)virtual-address:指定所创建的VRRP设备组的虚拟IP地址。虚拟路由器的IP地址必须和对应接口的真实IP地址在同一网段

为方便管理,并避免用户侧缺省网关地址随VRRP配置而改变,可以为同一个备份组配置多个虚拟IP地址(也都必须与对应接口IP地址在同一网段),不同的虚拟IP地址为不同用户群服务,每个备份组最多可配置16个虚拟IP地址。

如果下游设备上送至网关的报文中带有VLAN Tag,则需要进入子接口视图,并根据实际情况进行如下配置:

1)报文中带有一层Tag时,先要通过dot1q termination vid vid子接口视图命令配置对指定Tag的终结功能,然后在后面配置dot1qvrrp vid vid子接口视图命令配置用指定Tag值的Dot1q数据报文来维护VRRP状态。两命令中的参数vid用来指定终结的单层VLAN ID。

2)报文中带有两层Tag时,先要通过qinq termination pe-vid pe-vidce-vid ce-vid子接口视图命令配置子接口对指定的两层Tag报文的终结功能,然后通过qinq vrrp pe-vid pe-vid ce-vidce-vid子接口视图命令配置用指定的双层Tag的QinQ数据报文来维护VRRP。

3)在子接口上配置VRRP时,建议同时使用arp broadcast enable命令使能终结子接口的ARP广播功能,以允许对应终结子接口能转发广播报文。

在设备上同时配置VRRP和静态ARP时,需要注意以下几点:

1)保证同一备份组的两端设备上配置相同的备份组ID

2)备份组ID是基于几口,而不是基于全局的,即不同接口之间的备份组ID可以相同,但各备份组之间的虚拟IP地址不能相同。

3)在配置虚拟IP地址时,一定不要配置与用户主机相同的IP地址。

4)当在Dot1q终结子接口、在QinQ终结子接口或者在VLANIF接口下配置VRRP时,不能将与这些接口相关的静态ARP表项对应的映射IP地址作为VRRP的虚拟地址,否则会导致设备之间转发不通;同理,当在Dot1q终结子接口、在QinQ终结子接口或在VLANIF接口下配置VRRP后,再配置静态ARP表项时,不能指定VRRP的虚拟地址作为该静态ARP表项中对应的映射IP地址,否则也可能导致设备之间转发不通。

示例1:在路由器GE1/0/0接口上创建一个VRRP备份组,其中备份组号为1,虚拟IP地址为10.10.10.10

<Huawei>system-view

[Huawei]interface gigabitetnernet 1/0/0

[Huawei-GigabitEtnernet1/0/0]vrrp vrid 1 virtual-ip10.10.10.10

示例2:在路由器GE2/0/0.1子接口上终结VLAN10,并创建一个VRRP备份组,其中备份组号为1,虚拟IP为100.1.1.111。

[Huawei]interface gigabitetnernet 2/0/0.1

[Huawei-GigabitEthernet2/0/0.1]dot1q termination vid 10

[Huawei-GigabitEthernet2/0/0.1]arp broadcast enable

[Huawei-GigabitEthernet2/0/0.1]dot1q vrrp vid 10

[Huawei-GigabitEthernet2/0/0.1]vrrp vrid 1 virtual-ip100.1.1.111

示例3:在路由器GE2/0/0.1子接口上终结外层VLAN100,内层VLAN10,并创建一个VRRP备份组,其中备份组号为1,虚拟IP为100.1.1.111。

[Huawei]interface gigabitetnernet 2/0/0.1

[Huawei-GigabitEthernet2/0/0.1]qinq termination pe-vid100  ce-vid 10

[Huawei-GigabitEthernet2/0/0.1]arp broadcast enable

[Huawei-GigabitEthernet2/0/0.1]qinq vrrp pe-vid 100ce-vid 10

[Huawei-GigabitEthernet2/0/0.1]vrrp vrid 1 virtual-ip100.1.1.111

二、配置设备在备份组中的优先级

VRRP根据优先级决定设备在备份组中的地位,优先级越高,越可能成为Master设备。

VRRP备份组中设备优先级是在对应的VRRP接口视图下使用vrrp vrid virtual-router-idpriority priority-value命令进行配置的。

virtual-router-id:指定要配置当前路由器优先级的VRRP备份组号

priority-value:指定当前路由器在指定的VRRP备份组中的优先级,取值范围为1~254整数。

优先级0是系统保留作为特殊用途的,优先级255保留给IP地址拥有者(即配置了路由器的某接口IP地址为虚拟路由器IP地址的路由器设备)。IP地址拥有者的优先级不可配置,也不需要配置,直接为最高的255。

在VRR备份组中设备优先级相同情况下,先切换至Master的设备为Master设备,其余Backup设备不再进行抢占;如果同时竞争Master,则比较VRRP设备组所在VRRP接口的IP地址大小,IP较大的为Master设备。缺省情况下,优先级取值为100。

示例:配置路由器在VRRP备份组1中的优先级为150

<Huawei>system-view

[Huawei]interfacegigabitetnernet 1/0/0

[Huawei-Gigabitethernet1/0/0]vrrpvrid 1 priority 150

三、配置VRRP的时间参数

VRRP所涉及的时间参数包括VRRP通告报文的发送间隔、路由器在VRRP备份组中的抢占时延、Master设备发送免费ARP报文的超时时间和VRRP备份组的状态恢复延迟时间等。




四、配置其他可选功能

(1)VRRP版本

(2)(可选)使能虚拟地址可达性功能

路由器支持对虚拟IP地址的Ping功能,可用于检测备份组中的Master设备是否有效。

(3)(可选)配置禁止检测VRRP报文跳数

系统对收到的VRRP通告报文的TTL值进行检测,如TTL值不等于255,则丢弃这个报文。在不同设备制造商的设备配合使用的组网环境中,检测VRRP报文的TTL值可能导致错误地丢弃合法报文。

(4)(可选)配置VRRP报文的认证方式

VRRP提供了简单(Simple)认证方式和MD5认证方式

①简单字符(Simple)认证:发送VRRP通告报文的路由器将认证方式和认证字填充到通告报文中,而收到通告报文的路由器则会将报文中的认证方式和认证字符与本端配置的认证方式和认证字符进行匹配。如相同,则认为接收到的报文是合法的VRRP通告报文;否则丢弃。

②MD5认证:发送VRRP通告报文的路由器利用MD5算法对认证字符进行加密,加密后保存在Authentication Data字段中。收到通告报文的路由器会对报文中的认证方式和解密后的认证字符进行匹配,检查该报文的合法性。

(5)(可选)配置VRRP报文在super-vlan中的发送方式

当VRRP备份组配置在聚合VLAN时,用户可以通过命令行配置,使VRRP报文在指定的sub-VLAN中传输,避免VRRP通告报文在所有sub-VLAN内广播,以节约网络带宽。



五、VRRP基本功能管理

①display vrrp 【interface interface-type interface-number】【virtual-router-id】【brief】,或display vrrp 【admin-vrrp | 【interface interface-type interface-number 【virtual-router-id】 | virtual-router-id】【verbose】】:查看指定接口、指定VRRP备份组或所有VRRP备份组的状态信息和配置参数。

②display vrrp protocol-information:查看VRRP的相关信息

③display vrrp 【interface interface-type interface-number】【virtual-router-id】 statistics:查看指定接口、指定VRRP备份组或所有VRRP备份组的报文收发统计信息。

④reset vrrp 【interface interface-type interface-number】【vrid virtual-router-id】 statistics:清除指定接口、指定VRRP备份组或所有VRRP备份组的VRRP报文统计信息。

六、VRRP主备备份配置示例


正常主机以RouterA为默认网关,当RouterA故障时,RouterB接替作为网关,RouterA恢复后,可在20s内重新成为网关(即抢占延时为20s)。

1、基本配置思路

1)配置各设备接口IP地址及路由协议,使各设备间网络层连通。

2)在A和B上配置备份组,A上配置较高优先级和20S抢占延时,作为Master承担流量转发;B上配置较低优先级,作为备份路由器,实现网关冗余备份。

2、具体配置步骤

1)配置设备间的网路互联

以A为例,B和C配置与之类似。

<Huawei>system-view

[Huawei]sysname RouterA

[RouterA]interface gigabitethernet 2/0/0

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0]ip address 10.1.1.1 24

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0]quit

[RouterA]interface gigabitethernet 1/0/0

[RouterA-GigabitEthernet1/0/0]ip address 192.169.1.1 24

[RouterA-GigabitEthernet1/0/0]quit

A、B、C间采用OSPF协议进行互联。

[RouterA]ospf 1    !--创建ospf进程1

[RouterA-ospf-1]area 0 !--创建骨干区域0

[RouterA-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.1.1.0 0.0.0.255 !--宣告所有直连网段10.1.1.0/24

[RouterA-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.1.00.0.0.255 !--宣告所有直连网段192.168.1.0/24

[RouterA-ospf-1-area-0.0.0.0]quit

[RouterA-ospf-1]quit

2)配置VRRP备份组

在RouterA上创建VRRP备份组1,配置虚拟路由器IP地址(必须与对应的VRRP接口IP地址在同一网段),并设置RouterA在该备份组中的优先级为120、抢占时间为20s。

[RouterA]interface gigabitethernet 2/0/0  !--进入到VRRP接口GE2/0/0(下行接口)视图

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0]vrrp vrid 1 virtual-ip10.1.1.111 !--创建1号备份组,并配置IP为10.1.1.111,一定要与GE2/0/0接口IP地址在同一网段

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0]vrrp vrid 1 priority 120 !--配置RouterA在备份组1中的优先级为120

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0]vrrp vrid 1 preempt-modetimer delay 20 !--配置RouterA在备份组1中为抢占延时方式,延时时间为20s

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0]quit

在RouterB上创建VRRP备份组1,配置与RouterA上备份组1相同的虚拟IP。

[RouterB]interface gigabitethernet 2/0/0

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0]vrrp vrid 1 virtual-ip10.1.1.111

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0]quit

配置好后查看:


在RouterA的接口GE2/0/0上执行shutdown命令,模拟RouterA出现故障。


在RouterA的接口GE2/0/0上执行undo shutdown命令


七、VRRP多网关负载分担配置示例:


HostA以RouterA为默认网关,RouterB作为备份网关;HostC以RouterB为默认网关,RouterA作为备份网关,原Master设备故障恢复后,可在20s内重新成为网关。

1、基本配置思路

1)配置各设备接口IP地址及路由协议,使各设备间网络层连通。

2)在RouterA和RouterB上分别创建VRRP备份组1和VRRP备份组2。在备份组1中,RouterA为Master,RouterB为Backup;在备份组2中,RouterB为Master,RouterA为Backup。

2、具体配置步骤

1)配置设备间的网络互连,设备各接口的IP地址配置:

<Huawei>system-view

[Huawei]sysname RouterA

[RouterA]interface gigabitethernet 1/0/0

[RouterA-GigabitEthernet1/0/0]ip address 192.168.1.1 24

[RouterA-GigabitEthernet1/0/0]quit

[RouterA]interface gigabitethernet 2/0/0

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0]ip address 10.1.1.1 24

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0]quit

设备间采用OSPF协议进行互联:

[RouterA]ospf 1  

[RouterA-ospf-1]area 0

[RouterA-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.1.1.0 0.0.0.255

[RouterA-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.1.00.0.0.255

[RouterA-ospf-1-area-0.0.0.0]quit

[RouterA-ospf-1]quit

2)配置VRRP备份组

在RouterA和RouterB上分别创建VRRP备份组1,并配置虚拟路由器IP(必须与对应的VRRP接口IP地址在同一网段),配置RouterA的优先级为120、抢占延时为20s;RouterB的优先级为缺省值100。

[RouterA]interfacegigabitethernet 2/0/0

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0]vrrp vrid 1 virtual-ip10.1.1.111

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0]vrrp vrid 1 priority 120

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0]vrrp vrid 1 preempt-modetimer delay 20

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0]quit

 

[RouterB]interface gigabitethernet 2/0/0

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0]vrrp vrid 1 virtual-ip10.1.1.111

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0]quit

在RouterA和RouterB上分别创建VRRP备份组2,并配置虚拟路由器IP(要与备份组1的虚拟IP地址不同,但必须与对应的VRRP接口IP地址在同一网段),配置RouterB的优先级为120、抢占延时为20s;RouterA的优先级为缺省值100。

[RouterB]interface gigabitethernet 2/0/0

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0]vrrp vrid 2 virtual-ip10.1.1.112

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0]vrrp vrid 2 priority 120

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0]vrrp vrid 2 preempt-modetimer delay 20

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0]quit

[RouterA]interface gigabitethernet 2/0/0

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0]vrrp vrid 2 virtual-ip10.1.1.112

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0]quit

配置好后查看:


八、Dot1q终结子接口支持VRRP配置示例


1、基本配置思路

要封装一层VLAN标签,所以必须在路由器上配置子接口进行Dot1q终结,然后采用Dot1q终结子接口支持VRRP实现网关的冗余备份。

1)配置各设备接口IP及路由协议,使网络层路由可达。

2)在RouterA和RouterB的子接口上配置VRRP备份组,其中,RouterA上配置较高优先级和20s抢占延时。

2、具体配置步骤

1)配置设备间的网络互连

配置路由器接口IP地址

<Huawei>system-view

[Huawei]sysname RouterA

[RouterA]interface gigabitethernet 2/0/0.1

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.1]ip address 100.1.1.1 24

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.1]quit

[RouterA]interface gigabitethernet 1/0/0

[RouterA-GigabitEthernet1/0/0]ip address 192.168.2.1 24

[RouterA-GigabitEthernet1/0/0]quit

配置Switch的二层接口加入VLAN

<Huawei>system-view

[Huawei]sysname Switch

[Switch]vlan 10

[Switch-vlan10]quit

[Switch]interface gigabitethernet 1/0/0

[Switch-GigabitEthernet1/0/0]port link-type access

[Switch-GigabitEthernet1/0/0]port default vlan 10

[Switch-GigabitEthernet1/0/0]quit

[Switch]interface gigabitethernet 1/0/1

[Switch-GigabitEthernet1/0/1]port link-type trunk

[Switch-GigabitEthernet1/0/1]port trunk allow-pass vlan10

[Switch-GigabitEthernet1/0/1]quit

[Switch]interface gigabitethernet 1/0/2

[Switch-GigabitEthernet1/0/2]port link-type trunk

[Switch-GigabitEthernet1/0/2]port trunk allow-pass vlan10

[Switch-GigabitEthernet1/0/2]quit

A、B、C路由器之间采用OSPF协议进行互连。

[RouterA]ospf 1  

[RouterA-ospf-1]area 0

[RouterA-ospf-1-area-0.0.0.0]network 100.1.1.00.0.0.255

[RouterA-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.2.00.0.0.255

[RouterA-ospf-1-area-0.0.0.0]quit

[RouterA-ospf-1]quit

2)配置Dot1q终结子接口,并支持VRRP

在RouterA的子接口GE2/0/0.1上终结VLAN 10,创建VRRP备份组1,配置RouterA在该备份组中的优先级为120,抢占时间为20s。在RouterB的子接口GE2/0/0.1上终结VLAN 10,创建VRRP备份组1,优先级为缺省值100.

[RouterA]interface gigabitethernet 2/0/0.1

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.1]dot1q termination vid10 !--在GE2/0/0.1子接口上终结VLAN10

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.1]arp broadcast enable !--使能终结子接口的ARP广播功能

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.1]dot1q vrrp vid 10  !--配置子接口使用VLAN10报文维护VRRP状态,即支持VRRP协议。

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.1]vrrp vrid 1 virtual-ip100.1.1.111 !--要与GE2/0/0.1子接口IP在一网段。

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.1]vrrp vrid 1 priority120

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.1]vrrp vrid 1preempt-mode timer delay 20

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.1]quit

 

[RouterB]interface gigabitethernet 2/0/0.1

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0.1]dot1q termination vid10

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0.1]arp broadcast enable

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0.1]dot1q vrrp vid 10

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0.1]vrrp vrid 1 virtual-ip100.1.1.111

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0.1]quit

查看:


在RouterA和RouterB上执行display ip routing-table,RouterA上可以看到路由表中有一条目的地址为虚拟IP地址的直连路由,而RouterB上该路由为OSPF路由,因为此时ROuterA是担当Master设备,而RouterB为Backup设备。


九、QinQ终结子接口支持VRRP配置示例:


局域网内的主机通过SwitchA双归属到RouterA和RouterB,其中HostA属于VLAN10,HostB属于VLAN20。SwitchA上送的用户报文中带有两层Tag。正常情况下,主机以RouterA为默认网关,RouterA故障时,RouterB接替,RouterA恢复后,20s内重新成为网关。

1、基本配置思路

因为主机分属不同的VLAN,所以需要采用QinQ(双层VLAN)封装方式的终结子接口,并使其支持VRRP实现网关的冗余备份。

1)配置各设备接口IP地址及路由协议,使网络层路由可达。

2)在SwitchA配置QinQ,假设为SwitchB、C的VLAN数据封装外层VLAN100

3)在RouterA和RouterB的子接口上配置VRRP备份组,A上配置较高优先级和20s抢占延时。

2、具体配置步骤

1)配置各路由器接口的IP地址

配置各路由器接口(包括子接口,但如果创建了子接口,则对应物理接口上不要配置IP地址)的IP。

<Huawei>system-view

[Huawei]sysname RouterA

[RouterA]interface gigabitethernet 2/0/0.1

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.1]ip address 100.1.1.1 24

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.1]quit

[RouterA]interface gigabitethernet 2/0/0.2

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.2]ip address 200.1.1.1 24

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.2]quit

[RouterA]interface gigabitethernet 1/0/0

[RouterA-GigabitEthernet1/0/0]ip address 192.168.2.1 24

[RouterA-GigabitEthernet1/0/0]quit

配置RouterA、RouterB和RouterC间采用OSPF协议进行互连。

[RouterA]ospf 1  

[RouterA-ospf-1]area 0

[RouterA-ospf-1-area-0.0.0.0]network 100.1.1.00.0.0.255

[RouterA-ospf-1-area-0.0.0.0]network 200.1.1.00.0.0.255

[RouterA-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.2.00.0.0.255

[RouterA-ospf-1-area-0.0.0.0]quit

[RouterA-ospf-1]quit

配置各Switch的接口加入对应VLAN中。

SwitchB的配置:

<Huawei>system-view

[Huawei]sysname SwitchB

[SwitchB]vlan 10

[SwitchB-vlan10]quit

[SwitchB]interface gigabitethernet 1/0/0

[SwitchB-GigabitEthernet1/0/0]port link-type access

[SwitchB-GigabitEthernet1/0/0]port default vlan 10

[SwitchB-GigabitEthernet1/0/0]quit

[SwitchB]interface gigabitethernet 1/0/1

[SwitchB-GigabitEthernet1/0/1]port link-type trunk

[SwitchB-GigabitEthernet1/0/1]port trunk allow-passvlan 10

[SwitchB-GigabitEthernet1/0/1]quit

SwitchC上的配置:

<Huawei>system-view

[Huawei]sysname SwitchC

[SwitchC]vlan 20

[SwitchC-vlan20]quit

[SwitchC]interface gigabitethernet 1/0/0

[SwitchC-GigabitEthernet1/0/0]port link-type access

[SwitchC-GigabitEthernet1/0/0]port default vlan 20

[SwitchC-GigabitEthernet1/0/0]quit

[SwitchC]interface gigabitethernet 1/0/1

[SwitchC-GigabitEthernet1/0/1]port link-type trunk

[SwitchC-GigabitEthernet1/0/1]port trunk allow-passvlan 20

[SwitchC-GigabitEthernet1/0/1]quit

SwitchA上的配置:

<Huawei>system-view

[Huawei]sysname SwitchA

[SwitchA]vlan 100

[SwitchA-vlan100]quit

[SwitchA]interface gigabitethernet 1/0/0

[SwitchA-GigabitEthernet1/0/0]port vlan-stacking vlan10 stack-vlan 100 !--配置内层VLAN10,外层VLAN100的灵活QinQ功能

[SwitchA-GigabitEthernet1/0/0]quit

[SwitchA]interface gigabitethernet 1/0/1

[SwitchA-GigabitEthernet1/0/1]port vlan-stacking vlan20 stack-vlan 100

[SwitchA-GigabitEthernet1/0/1]quit

[SwitchA]interface gigabitethernet 1/0/2

[SwitchA-GigabitEthernet1/0/2]port link-type trunk

[SwitchA-GigabitEthernet1/0/2]port trunk allow-passvlan 100

[SwitchA-GigabitEthernet1/0/2]quit

[SwitchA]interface gigabitethernet 1/0/3

[SwitchA-GigabitEthernet1/0/3]port link-type trunk

[SwitchA-GigabitEthernet1/0/3]port trunk allow-passvlan 100

[SwitchA-GigabitEthernet1/0/3]quit

2)配置QinQ终结子接口支持VRRP

在RouterA的子接口GE2/0/0.1上配置对外层VLAN100、内层VLAN10的两层Tag报文的终结功能,创建VRRP备份组1;在子接口GE2/0/0.2上配置对外层VLAN100、内层VLAN20的两层Tag报文的终结功能,创建VRRP备份组2。配置RouterA在两个备份组中的优先级均为120,抢占时间均为20s。

[RouterA]interface gigabitethernet 2/0/0.1

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.1]qinq termination pe-vid100 ce-vid 10 !--配置GE2/0/0.1子接口外层VLAN为100,内层VLAN为10

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.1]arp broadcast enable

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.1]qinq vrrp pe-vid 100ce-vid 10 !--配置外层VLAN100,内层VLAN 10的双层Tag终结子接口支持VRRP协议

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.1]vrrp vrid 1 virtual-ip100.1.1.111

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.1]vrrp vrid 1 priority120

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.1]vrrp vrid 1preempt-mode timer delay 20

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.1]quit

[RouterA]interface gigabitethernet 2/0/0.2

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.2]qinq termination pe-vid100 ce-vid 20

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.2]arp broadcast enable

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.2]qinq vrrp pe-vid 100ce-vid 20

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.2]vrrp vrid 2 virtual-ip200.1.1.111

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.2]vrrp vrid 2 priority120

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.2]vrrp vrid 2preempt-mode timer delay 20

[RouterA-GigabitEthernet2/0/0.2]quit

在RouterB的子接口GE2/0/0.1上创建VRRP备份组1,在子接口GE2/0/0.2上创建VRRP备份组2,优先级都是缺省值,虚拟IP地址与RouterA上对应备份组的虚拟IP相同。

[RouterB]interface gigabitethernet 2/0/0.1

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0.1]qinq termination pe-vid100 ce-vid 10

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0.1]arp broadcast enable

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0.1]qinq vrrp pe-vid 100ce-vid 10

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0.1]vrrp vrid 1 virtual-ip100.1.1.111

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0.1]quit

[RouterB]interface gigabitethernet 2/0/0.2

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0.2]qinq termination pe-vid100 ce-vid 20

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0.2]arp broadcast enable

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0.2]qinq vrrp pe-vid 100ce-vid 20

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0.2]vrrp vrid 2 virtual-ip200.1.1.111

[RouterB-GigabitEthernet2/0/0.2]quit

完成配置后,执行查看:


分别在RouterA和RouterB上执行display ip routing-table,RouterA上可看到路由表中有一条目的地址为虚拟IP地址的直连路由,而RouterB上该路由为OSPF路由,同样是因为当前RouterA为两个备份组中的Master设备,而RouterB为两个备份组的Backup设备。


在RouterA的接口上GE2/0/0.1上执行shutdown:


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