一、VRRP协议简介

虚拟路由冗余协议(Virtual Router Redundancy Protocol，简称VRRP)是由IETF提出的解决局域网中配置静态网关出现单点失效现象的路由协议。VRRP是一种路由容错协议，也可以叫做备份路由协议。一个局域网络内的所有主机都设置缺省路由，当网内主机发出的目的地址不在本网段时，报文将被通过缺省路由发往外部路由器，从而实现了主机与外部网络的通信。当缺省路由器down掉（即端口关闭）之后，内部主机将无法与外部通信，如果路由器设置了VRRP时，那么这时，虚拟路由将启用备份路由器，从而实现全网通信。
在VRRP协议中，有两组重要的概念：VRRP路由器和虚拟路由器，主控路由器和备份路由器。VRRP路由器是指运行VRRP的路由器，是物理实体；虚拟路由器是指VRRP协议创建的，是逻辑概念。一组VRRP路由器协同工作，共同构成一台虚拟路由器。该虚拟路由器对外表现为一个具有唯一固定的IP地址和MAC地址的逻辑路由器。处于同一个VRRP组中的路由器具有两种互斥的角色：主控路由器和备份路由器，一个VRRP组中有且只有一台处于主控角色的路由器，可以有一个或者多个处于备份角色的路由器VRRP协议从路由器组中选出一台作为主控路由器，负责ARP解析和转发IP数据包，组中的其他路由器作为备份的角色并处于待命状态，当由于某种原因主控路由器发生故障时，其中的一台备份路由器能在瞬间的时延后升级为主控路由器，由于此切换非常迅速而且不用改变IP地址和MAC地址，故对终端使用者系统是透明的。(以上内容来自百度百科)

二、VRRP协议实践

1、实验环境说明

博文实验环境采用GNS3模拟器搭建VRRP网络实验环境，三层交换机使用3640，iso系统版本为c3640-jk9o3s-mz.124-10a.bin。

2、拓扑图

如下拓扑图所示，我们使用vpc终端wuhs-pc模拟局域网终端主机，规划IP地址为192.168.0.10。配置一台接入交换机，纯二层交换机，模拟局域网，二层交换机通过双上联到两个主备网关交换机。使用SW1、SW2模拟局域网网关交换机。使用SW3模拟互联网，通过loopback地址172.16.0.1模拟互联网终端。此实验环境使用静态路由协议，所以SW1、SW2和SW3之间也将通过VRRP协议互联。
网络实验之VRRP协议

3、网络配置

交换机一配置

SW1#conf t
SW1(config)#hostname SW1
SW1(config)#track 100 interface e0/1 line-protocol
SW1(config)#track 20 interface e0/0 line-protocol
SW1(config)#int e0/1
SW1(config-if)#ip address 192.168.0.252 255.255.255.0
SW1(config-if)#vrrp 100 ip 192.168.0.254
SW1(config-if)#vrrp 100 priority 200
SW1(config-if)#vrrp 100 preempt
SW1(config-if)#vrrp 100 track 20 decrement 100
SW1(config)#int e0/0
SW1(config-if)#ip address 10.10.10.1 255.255.255.0
SW1(config-if)#vrrp 20 ip 10.10.10.3
SW1(config-if)#vrrp 20 priority 200
SW1(config-if)#vrrp 20 preempt
SW1(config-if)#vrrp 20 track 100 decrement 100
SW1(config-if)#no shut
SW1(config-if)#exit
SW1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.10.10.4
SW1(config)#ip routing
SW1(config)#end
SW1#wr

交换机二配置

SW2#conf t
SW2(config)#hostname SW2
SW2(config)#int e0/1
SW2(config-if)#ip address 192.168.0.253 255.255.255.0
SW2(config-if)#vrrp 100 ip 192.168.0.254
SW2(config-if)#vrrp 100 priority 150
SW2(config-if)#vrrp 100 preempt
SW2(config)#int e0/0
SW2(config-if)#ip address 10.10.10.2 255.255.255.0
SW2(config-if)#vrrp 20 ip 10.10.10.3
SW2(config-if)#vrrp 20 priority 150
SW2(config-if)#vrrp 20 preempt 
SW2(config-if)#no shut
SW2(config-if)#exit
SW2(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.10.10.4
SW2(config)#ip routing
SW2(config)#end
SW2#wr

交换机三配置

SW3#conf t
SW3(config)#hostname SW3
SW3(config)#int e0/0 
SW3(config-if)#ip add 10.10.10.4 255.255.255.0
SW3(config-if)#no shut
SW3(config-if)#int loop 0
SW3(config-if)#ip add 172.16.0.1 255.255.255.0
SW3(config-if)#exit
SW3(config)#ip route 192.168.0.0 255.255.255.0 10.10.10.3
SW3(config)#ip routing
SW3(config)#end
SW3#wr

4、协议实践测试

网络通断性测试
如下图，说明整个网络拓扑我们已经打通，从192.168.0.10这个PC终端可以ping通模拟互联网的loopback地址172.16.0.1。
trace路由验证
trace 172.16.0.1地址我们可以发现当前路由走的是252地址这个交换机
VRRP状态检查
可以看到当前SW1为VRRP的master，SW2为backup角色。
模拟局域网交换机到SW1链路down
我们通过shutdown e0/1端口的方式模拟局域网到主网关252的链路down，可以发现vrrp随之发送了切换。再次通过PC终端模拟trace路径，发现路由走的253交换机，这就是VRRP的用途，冗余网关路由协议，主网关交换机故障的时候自动切换到了备网关，不需要我们人工手动进行切换。
模拟链路恢复
开启端口模拟链路恢复，可以看到252交换机主动抢占主，重新成为网关交换机。