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想象一下，你正在享受一场在线游戏的激烈对决，突然间，网络连接中断，将你从游戏世界中“瞬间传送”回现实。这种情况不仅扫兴，还可能让你失去一场即将胜利的比赛。
那么，有没有网络技术能够防止这种尴尬的发生呢？答案是肯定的——VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议）就是网络工程师们用来保障网络连接稳定性的“守护者”之一。
1、什么是VRRP？
VRRP是一种容错协议，通过将几台路由设备组成一台虚拟的路由设备，并使用一定的机制来实现：当主机的下一跳设备出现故障时，可以及时将业务切换到其他设备，从而保持通讯的连续性和可靠性。简单来说，就像是在网络世界里给主路由设备设好“备胎”，在主路由设备出现问题时迅速顶上，保障网络不中断。
2、为什么需要VRRP？
通常情况下，局域网内的主机（User）都会通过缺省网关（Gateway）与外部网络进行通信，一旦出口网关设备发生故障，局域网内的主机与外部网络的通信就会中断。
配置多个出口网关是提高系统可靠性的常见方法，但局域网内的主机设备通常不支持动态路由协议。为此，IETF（Internet Engineering Task Force，因特网工程任务组）推出了VRRP用来解决局域网主机访问外部网络的可靠性问题。
3、VRRP是如何工作的？
VRRP处理过程
VRRP将一组物理路由设备（Master和Backup）组成一台虚拟路由设备，作为一个备份组。局域网内的主机（User）只需要知道这个虚拟路由设备的IP地址（不需知道具体某台路由设备的IP地址），并将缺省网关设置为该虚拟路由设备的IP地址，就可以利用该虚拟网关与外部网络进行通信。网络正常情况下，VRRP将虚拟路由设备动态关联到Master物理路由设备上，数据流量通过Master转发。VRRP正常情况流量示意如下图所示。
当该Master路由设备或链路出现故障时，VRRP选择Backup路由设备来接替网络中的数据业务传输工作，整个过程对用户完全透明，实现了内部网络和外部网络的不间断通信。VRRP主设备或链路故障时，流量转发情况如下图所示。
VRRP状态及流量切换后，流量转发情况如下图所示。
VRRP选举机制
VRRP中路由设备的主备状态（Master和Backup）根据设备配置的优先级大小，通过VRRP报文进行选举：
- 优先级最大的为主虚拟路由设备，指定状态为Master。如果优先级相同，则比较路由设备接口的IP地址，接口IP地址大的为主虚拟路由设备，并为主机提供实际的路由转发服务。当Master路由设备出现故障时，剩下的Backup路由设备将重新进行选举并产生新的Master接替路由转发服务。如果配置了抢占机制，原来的Master路由器恢复后，将重新抢占成为Master路由设备。如果未配置抢占机制，原来的Master路由器恢复后，将成为Backup路由设备。
如果将VRRP虚拟IP地址配置为路由设备真实的接口IP地址，则该设备被称为IP地址拥有者（IP Address Owner）。如果IP地址拥有者状态是可用的，则该设备将一直为Master状态。
VRRP路由设备状态
VRRP路由设备在工作过程中会出现三种状态：Initialize、 Master和Backup，这3种状态可以相互转换。
- Initialize：设备启动VRRP功能进入此状态。Master：当路由器处于此状态时，会定期发送VRRP组播报文，并响应对虚拟IP地址的ARP请求。Backup：当路由设备处于此状态时，会接收Master发送的VRRP组播报文，并对虚拟IP地址的ARP请求不做响应。
4、VRRP有什么优势？
VRRP能够显著提升网络的稳定性和可靠性，具有以下优势：
简化配置与维护：VRRP不需要改变组网结构，不需要更改主机的默认网关设置或动态路由协议配置。这使得VRRP成为一种易于实施且维护成本低的解决方案。
实现无缝网关备份：通过将多台具有相同出口的路由设备纳入同一备份组，并将其共同呈现为一台虚拟路由器作为默认网关，VRRP确保了局域网内网关设备的高可用性。一旦主网关发生故障导致网络中断，VRRP能够迅速将数据转发任务切换至备用路由器上执行，从而在不改变主机默认网关的情况下实现网络通信的快速恢复。
局域网内主机无感知：VRRP的工作机制对终端用户和局域网内的主机是透明的。这意味着即使在网关设备之间进行切换时，主机也能继续正常工作而不会察觉到任何变化。
支持多级冗余备份：除了基本的主备切换功能外，VRRP还允许配置多台设备作为冗余备份。这种灵活性使得网络管理员可以根据实际需求和资源情况来设计更为复杂的冗余策略，进一步增强网络的健壮性和容错能力。
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