第 29卷 第 3期(下)
2013年 3月
赤 峰 学 院 学 报 (自 然 科 学 版 )
Journal of Chifeng University(Natural Science Edition)
V0l_29No．3
Mar．2013
VRRP路由协议介绍及配置
王轶群
(赤峰学院 网路与信息管理处，内蒙古 赤峰 024000)
摘 要：作为信息化应用的载体——计算机网络的可靠性受到越来越多的重视．VRRP(虚拟路由器冗
余协议)是一种选择协议 ，它的优势在于不需要在终端进行动态路由和路由发现协议的配置，即可获得一
个高可靠性的缺省路由通道．通过以$9300系列交换机为载体，分析和研究VRRP虚拟路由器冗余性协议
的原理和配置，实现园区网络的路由冗余．
关键词：VRRP；IP Address Owner；VRRP跟踪；虚拟路由器；动态路由协议 ；路由发现协议 ；协议交
互 ；Virtual Router M aster；
中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1673—260X(2013)03—0020—03
1 VRRP介绍
VRRP(Virtual Router Redundancy Protoco1)是
虚拟路由器冗余协议的简称，是一个重要的三层可
靠性协议，用于缺省网关的冗余备份，它可以把一
个虚拟路由器的责任动态分配到局域网上的 VR—
RP路由器中的一台．控制虚拟路由器 IP地址的
VRRP路由器称为主路由器，它负责转发数据包到
这些虚拟 IP地址．一旦主路由器不可用，这种选择
过程就提供了动态的故障转移机制，这就允许虚拟
路由器的IP地址可以作为终端主机的默认第一跳
路由器．使用 VRRP的好处是有更高的默认路径的
可用性而无需在每个终端主机上配置动态路由或
路由发现协议．
2 VRRP概述
举一个典型的内部网组网方案的例子．交换机
的一个接口与外部网络相连，一个接口与内部网络
相连，与内部网相连的接口的 IP地址是 1O．5．10．1，
主 机 1，2，3都 配 置 了 IP地 址 ，都 在 网 段
10．5．10．0／24内．主机 1，2，3上都配置了一个默认网
关 ，下一跳指 向交换机 ，下一跳 的 IP地址是
10．5．10．1．这样，主机发送一个 目的IP地址不在本
网段内的报文会匹配缺省路由而发送到交换机，交
换机再把报文转发出去，交换机也把外部网络发来
的报文转发给相应的主机，这样主机就实现了与外
部网络的通信．
在上面这种组网方案中，主机与外部网络之间
的通信只能通过这个唯一的交换机，当交换机出现
故障时，所有的主机都与外部中断．为了解决这个
问题，有一种解决方案就是把一台交换机扩展为两
台或多台交换机，在主机和交换机之间都运行动态
路由协议 OSPF或 RIP．
当主机运行了动态路由协议后，主机上能够学
习到外部网络所有的路由，主机在与外部网络的通
信时，根据报文的目的 IP地址查找路由得到下一
跳来决定报文是发送给switchl还是switch2．当其
中的一台交换机出现故障时，主机中的路由在很短
的时间内能够重新学习，路由的下一跳会指向没有
故障的路由器，这样，主机与外部网络的通信不会
中断．
但是，在主机上实现动态路由协议是不现实
的．对于主机来说 ，运行动态路由协议负载太大，对
于网络来说，主机上运行动态路由协议会造成网络
上过多的不必要的数据流量，况且有些主机根本就
不支持动态路由协议．
为了根本解决这个单点故障的问题，VRRP协
议是最好的选择．VRRP协议是专门针对这个问题
而提出来的．使用 VRRP协议，主机只需要设置默
认网关 ，而不需要在主机上运行别的协议，主机的
负载小，而网络上只需要增加很少的 VRRP协议
流．
3 VRRP术语
下面介绍几个经常要用到的术语：
3．1 Virtual Router
虚拟路由器，一个抽象对象，基于子网接口，包
括一个虚拟路由器标识符(VRID)和一个或多个 IP
地址 ，这个(些)IP地址又称为虚拟 IP地址 ，虚拟
IP地址作为主机的默认网关．
3．2 VRRP Router
VRRP路由器，即运行 VRRP协议的路由器，
一 个 VRRP路由器可以加入到一个或多个虚拟路
由器中．
3．3 IP Address Owner
IP地址拥有者，虚拟路由器的虚拟 IP地址与
接口的真实 IP地址相同的VRRP路由器．
3．4 Virtual Router Master
虚拟主路由器，负责转发通过虚拟路由器的三
层数据包，对虚拟路由器的IP地址的ARP请求进
行回应．如果某个 VRRP路由器是 IP地址拥有者，
则它总是虚拟主路由器．
3．5 Virtual Router Backup
虚拟备份路由器，不转发三层数据包，不应答
虚拟 IP地址的ARP请求 ，当虚拟主路由器出现故
障时接替虚拟主路由器的工作．
4 虚拟主路 由器的选举
在一个虚拟路由器中虚拟主路由器的选择由
以下因素来决定：
4．1 VRRP优先级
一 个虚拟路由器中的每一个 VRRP路由器都
需要配置一个优先级 priority．优先级的范围从 0到
255，其中 0和255有特殊的用途，可配置的优先级
范围从 1到 254，缺省为 100．
优先级的值越大，优先级越高，越有可能成为
虚拟主路由器【”．
在一个虚拟路由器中当某个 VRRP路由器是
IP地址拥有者时，它的优先级是 255．
当虚拟主路由器需要通告给其它备份路由器
它不再是主时，发送优先级为 0的VRRP包给其它
备份路由器，这样可以快速触发其它备份路由器成
为虚拟主路由器．
4．2 VRRP包交互
VRRP协议只有一种类型的包，ADVERTISE—
MENT通告包．在一个虚拟路由器中，虚拟主路由器
每隔 Advertisement Interval时间 (缺省为 1秒)发
送一个通告包．虚拟备份路由器根据收到的VRRP
通告包来决定是否需要状态迁移．
5 VRRP跟踪
VRRP协议本身只能检测虚拟路由器内部的
故障，如虚拟路由器所在的接口 LINKDOWN或
VRRP路由器死机等，而检测不到虚拟路由器外部
的故障．当虚拟路由器外部出现故障时，虚拟路由
器不能根据这些故障进行虚拟主路由器的选择，这
样会造成网络数据的中断闭．VRRP跟踪可以解决此
问题，VRRP路由器对指定的外部事件进行跟踪 ，
当出现外部故障时 VRRP路由器改变 自己的运行
优先级，重新选择虚拟主路由器，保证网络数据不
中断．
当虚拟主路 由器 Switchl的外部接 口 LINK
DOWN时，如果没有启用 VRRP跟踪功能，Switch1
不能检测到此外部故障，Swithl继续是虚拟主路由
器，主机不能访问外部网络．如果启用了 VRRP跟
踪功能，Switchl能够发现外部故障，并且修改自己
的运行优先级，重新进行虚拟主路由器的选择，
Switchl改变为虚拟备份路由器，Switch2改变为虚
拟主路由器，这样主机可以继续访问外部网络．
6 VRRP配置
6．1 创建和删除虚拟路由器
虚拟路由器是建立在子网接口上的，并且需要
指定一个 VRID．在同一个接口下，不能有两个相同
VRID的虚拟路由器存在，而不同的接口下可以存
在两个相同的VRID的虚拟路由器．理论上一个接
口下最多可以创建 255个虚拟路由器，而 目前交换
机只实现了一个接口下最多创建4个虚拟路由器l 31．
系统缺省情况下没有创建虚拟路由器．
当一个虚拟路由器不再需要使用时，可以删除
此虚拟路由器，如果虚拟路由器已经启动了，则会
先关闭虚拟路由器，再把虚拟路由器删除．
在创建虚拟路由器之前，必须先保证接口已经
存在并且在接口上已经配置了IP地址．
在删除 VLAN接 口、删除VLAN接口上的IP
地址或修改 VLAN接口的IP地址时，该接口上的
所有虚拟路由器都会被删除．
6．2 配置虚拟路由器的虚拟 IP地址
虚拟路由器上必须配置虚拟 IP地址，理论上
一 个虚拟路由器可以存在一个或多个虚拟IP地
址，但交换机在实现时一个虚拟路由器只支持一个
虚拟 IP地址．在配置时，一个虚拟路由器中的多个
VRRP路由器必须配置相同的虚拟 IP地址．缺眢情
况下交换机没有配置虚拟 IP地址．
配置虚拟路由器的虚拟 IP地址必须在虚拟路
由器已经关闭的情况下才能成功，当虚拟路由器启
动时不能配置成功． 一
设置的虚拟 IP地址必须与接口的主 IP地址
在同一个网段 ，否则配置不成功．
主机 PING不通虚拟 IP地址，当对交换机进行
网管时，使用交换机的真实的 IP地址，不要用虚拟
IP地址．
6．3 配置虚拟路由器的参数
虚拟路由器的参数包括优先级，抢占模式，通
告时间间隔，认证方法和认证数据．
在配置时，对于虚拟路由器的多个 VRRP路由
一 2l一
器，通告时间间隔，认证方法和认证数据必须配置
一 样，而优先级和抢占模式参数可以配置一样，也
可以配置不一样．
对于优先级，分为配置优先级和运行优先级，
大部分情况下，运行优先级使用的是配置优先级，
但当VRRP路由器是 IP地址拥有者时，运行优先
级为 255，不使用配置优先级．对于认证方法，交换
机目前只实现了不做认证和简单口令认证两种方
式，而对于IP认证头方式没有实现．
6．4 配置 VRRP跟踪
目前交换机只实现了 VRRP接 口跟踪功能．
VRRP路由器可以同时跟踪一个或多个接口，接口
可以是三层 VLAN 接口，也可以是二层接 口．交换
机缺省没有配置被跟踪的接口．
如果 VRRP路由器是 IP地址拥有者时[41，管理
员可以配置 VRRP跟踪，但实际上 VRRP跟踪不会
生效，也就是说即使虚拟路由器出现了外部故障，
也不会重新选择虚拟主路由器．
如果要使用 VRRP跟踪功能，就不要把虚拟路
由器配置成 IP地址拥有者．
当管理员配置了VRRP跟踪，指定了要跟踪的
一 个或多个接口并且启动了虚拟路由器时，VRRP
跟踪就开始生效．当VRRP路由器发现被跟踪的一
个接口LINK DOWN时，认为出现了外部故障，把
虚拟路由器的运行优先级设置为 1，通过 VRRP协
议包的交互，可重新选择虚拟主路由器．当被跟踪
的接口都是LINK UP时，故障恢复，虚拟路由器的
运行优先级重新设置为配置优先级．
6．5 启动和关闭虚拟路由器
当创建了虚拟路由器并且设置了虚拟 IP地址
和参数后，虚拟路由器并没有真正运行，还处于
Initialize状态．启动虚拟路由器会启动协议的运行，
给协议发送一个 Startup事件，状态机迁移到 Mas—
ter状态或者 Backup状态．关闭虚拟路由器会关闭
协议的运行，给协议发送一个 Shutdown事件，状态
迁回到 Initialize状态_5_．
在启动虚拟路由器前必须保证已经配置了虚
拟 IP地址．在虚拟路由器启动的情况下，如果需要
修改虚拟 IP地址或者参数，必须先关闭虚拟路由
器再进行配置，配置完成后再启动虚拟路由器．
7 VRRP配置示例
7．1 配置
在两台交换机上启用 VRRP功能，为局域网中
的用户提供三层路由冗余功能，消除网络中的路由
故障，设置交换机 1为主用交换机 Master，交换机
2为备份交换机 Backup．
交换机 1上的配置：
Switch#configure terminal
Switch(config)#vlan database
Switch(c0nfig—vlan)#vlan 2
Switch(config—vlan)#exit
Switch(config)#interface gel／1
Switch(config—ge1／1)#switchp0rt access vlan 2
Switch(config—ge1／1)#exit
Switch(config)#interface vlan2
Switch(config—vlan2)#ip address 192．168．1．1／24
Switch(config-vlan2)#exit
Switch(config)#router vrrp vlan2 1
Switch(config-vrrp)#vrrp ip-address192．168．1．1
Switch(config——vrrp)#enable vrrp
交换机 2上的配置：
Switch#configure terminal
Switch(c0nfi #vlan database
Switch(config-vlan)#vlan 2
Switch(config——vlan)#exit
Switch(config)#interface gel／1
Switch(config—gel／1)#switchp0rt access vlan 2
Switch(config-gel／1)#exit
Switch(config)#interface vlan2
Switch(c0nfig—vlan2)#ip address 192．168．1．2／24
Switch(config—vlan2)#exit
Switch(config)#router vrrp vlan2 1
Switch(config—vrrp)#vrrp ip—address 192．168．1．1
Switch(config——vrrp)#enable vrrp
7．2 验证
通过以下命令查看 VRRP的信息：
show running——config
show vrrp
show vrrp vlan2
参考文献 ：
[1]陈显毅．VRRP技术在局域网中的应用U]．中国
科技信息．2009(101．
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[5]张卫东．虚拟路由器的设计与实现卟西南科技
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