VRRP3协议（RFC 5798）

待我称王封你为后i 2021-10-31 16:40 376阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  Status of this Memo
 *  摘要
 *  目录
 *  1.介绍
 *   *  1.1.贡献者
     *  1.2.范围
     *  1.3.定义
 *  2.所需的功能特性
 *   *  2.1.IP地址备份
     *  2.2.首选路径指示
     *  2.3.尽量减少不必要的服务中断
     *  2.4.在扩展的局域网上进行有效的操作
 *  3.VRRP概述
 *  4.配置样本
 *   *  4.1.配置样本1
     *  4.2.配置样本2
 *  5.协议
 *   *  5.1.VRRP包格式
     *   *  5.1.1.IPv4报文描述
         *   *  5.1.1.1.源地址
             *  5.1.1.2.目的地址
             *  5.1.1.3.TTL
             *  5.1.1.4.协议
         *  5.1.2.IPv6报文描述
         *   *  5.1.2.1.源地址
             *  5.1.2.2.目的地址
             *  5.1.2.3.跳数限制
             *  5.1.2.4.下一个头部
     *  5.2.VRRP字段描述
     *   *  5.2.1.版本
         *  5.2.2.类型
         *  5.2.3.虚拟路由ID (VRID)
         *  5.2.4.优先级
         *  5.2.5.IPvX的个数
         *  5.2.6.Rsvd
         *  5.2.7.最大通告间隔(max Adver Int)
         *  5.2.8.校验和
         *  5.2.9.IPvX地址
 *  6.协议状态机
 *   *  6.1.每个虚拟路由器的参数
     *  6.2.定时器
     *  6.3.状态转换图
     *  6.4.状态描述
     *  6.4.1.Initialize（初始化）
     *  6.4.2.Backup（备份状态）
     *  6.4.3.Master（主机状态）
 *  7.发送和接收VRRP数据包
 *   *  7.1.接收VRRP数据包
     *  7.2.发送VRRP数据包
     *  7.3.虚拟路由器MAC地址
     *  7.4.IPv6接口标识符
 *  8. 操作问题
 *   *  8.1.IPv4
     *   *  8.1.1.ICMP重定向
         *  8.1.2.主机的ARP请求
         *  8.1.3.代理ARP
     *  8.2.IPv6
     *   *  8.2.1.IPv6重定向
         *  8.2.2.ND请求
         *  8.2.3.路由通告
     *  8.3.IPvX
     *   *  8.3.1.潜在的转发环路
         *  8.3.2.关于设置优先级值的建议
     *  8.4.VRRPv2和VRRPv3配合使用
     *   *  8.4.1.假设
         *  8.4.2.VRRPv3支持VRRPv2
         *  8.4.3.支持VRRPv2考虑
         *   *  8.4.3.1.慢,高优先级的Master
             *  8.4.3.2.压倒性的VRRPv2备份
 *  9.安全考虑

# Status of this Memo #

*  本文档为Internet社区指定了一个Internet标准跟踪协议，并要求讨论和改进建议。  
    有关本协议的标准化状态和状态，请参阅当前版本的《互联网官方协议标准》(STD 1)。  
    这份备忘录的分发是无限制的。

# 摘要 #

*  本文定义了虚拟路由器冗余协议(VRRP)。VRRP指定一个选举协议，动态地将虚拟路由器的责任分配给LAN上的一个VRRP路由器。控制与虚拟路由器相关联的IP地址们的VRRP路由器称为主机，并转发发送到这些IP地址的数据包。如果主服务器不可用，则选择过程在转发责任中提供动态故障转移。这允许终端主机将LAN上的任何虚拟路由器IP地址用作默认的第一跳路由器。使用VRRP的优点是无需在每个终端主机上配置动态路由或路由器发现协议，就可以获得更高的可用性默认路径。

# 目录 #

*  介绍
    
     *  贡献者
     *  范围
     *  定义
 *  要求特点
    
     *  ip地址备份
     *  首选路径指示
     *  尽量减少不必要的服务中断
     *  在扩展的局域网上进行有效的操作
 *  VRRP概述
 *  样例配置
    
     *  配置样本1
     *  配置样本2
 *  协议
    
     *  VRRP包格式
     *  ip包字段描述
     *  VRRP包字段描述
 *  协议状态机
    
     *  每个虚拟路由器的参数
     *  定时器
     *  状态转换图
     *  状态描述
 *  操作问题
    
     *  icmp重定向
     *  主机arp请求
     *  代理arp
     *  潜在的转发循环
 *  通过FDDI、令牌环和ATM通道进行操作
    
     *  通过FDDI操作
     *  通过令牌环操作
     *  通过ATM通道操作
 *  安全注意事项
 *  确认
 *  参考文献
    
     *  引用标准
     *  有益的参考
 *  来自RFC2338的变化

# 1.介绍 #

*  终端主机可以使用许多方法来确定其指向特定IP目的地的第一个跃点路由器。这些包括运行(或监视)动态路由协议，如路由信息协议\[RIP\]或OSPF version 2 \[OSPF\]，运行ICMP路由器发现客户机\[DISC\]或使用静态配置的默认路由。
 *  在每个终端主机上运行动态路由协议可能不可行，原因有很多，包括管理开销、处理开销、安全问题，或者某些平台缺乏协议实现。邻居或路由器发现协议可能需要网络上所有主机的积极参与，从而导致较大的定时器值，从而在面对大量主机时减少协议开销。这可能导致在检测丢失(即这可能会引入长得让人无法接受的“黑洞”周期。
 *  使用静态配置的默认路由非常流行;它最小化了终端主机上的配置和处理开销，并且几乎每个IP实现都支持它。当部署了动态主机配置协议(DHCP)时，这种操作模式可能会持续存在，该协议通常为终端主机IP地址和默认网关提供配置。然而，这将创建一个单点故障。丢失缺省路由器将导致灾难性事件，隔离所有无法检测任何可用替代路径的终端主机。
 *  虚拟路由器冗余协议(VRRP)旨在消除静态缺省路由环境中固有的单点故障。VRRP指定一个选举协议，动态地将虚拟路由器的责任分配给LAN上的一个VRRP路由器。控制与虚拟路由器相关联的IP地址们的VRRP路由器称为主机，并转发发送到这些IP地址的数据包。如果主服务器不可用，则选择过程在转发责任中提供动态故障转移。然后，终端主机可以使用LAN上虚拟路由器的任何IP地址作为默认的第一跳路由器。使用VRRP的优点是无需在每个终端主机上配置动态路由或路由器发现协议，就可以获得更高的可用性默认路径。
 *  VRRP提供了一个类似于专有协议“热备用路由器协议(HSRP)”的功能。\[HSRP\]和《IP备用协议》\[IPSTB\]。
 *  本文件中“必须”、“必须”、“必须”、“必须”、“不应该”、“应该”、“不应该”、“建议”、“可能”和“可选”等关键字的解释见\[RFC2119\]。

## 1.1.贡献者 ##

*  以下人员是本文档基于并替换的RFC 2338的作者，他们为本文档中的文本做出了贡献。他们是P.希金森，R.欣登，P.亨特，S.奈特，A。林登、米泽尔、尚德、韦弗和惠普尔。由于当前的RFC-Editor策略，它们没有被列为文档的作者。

## 1.2.范围 ##

*  本文档的其余部分描述了VRRP的特性、设计目标和操作理论。给出了保证收敛到单个虚拟路由器主机的消息格式、协议处理规则和状态机。最后，讨论了与MAC地址映射、处理ARP请求、生成ICMP重定向消息和安全问题相关的操作问题。
 *  此协议仅适用于IPv4路由器。如果确定在IPv6环境中需要类似的功能，将生成一个单独的规范。

## 1.3.定义 ##

*  VRRP路由器：运行虚拟路由器冗余协议的路由器。它可以参与一个或多个虚拟路由器。
 *  虚拟路由器：由VRRP管理的抽象对象，用作共享LAN上主机的默认路由器。它由一个虚拟路由器标识符和一组跨公共LAN的相关IP地址组成。一个VRRP路由器可以备份一个或多个虚拟路由器。
 *  IP地址的主人：将虚拟路由器的IP地址作为实际接口地址的VRRP路由器。这些路由器当up时，它将响应到这些IP地址之一的数据包，用于ICMP ping、TCP连接等。
 *  主IP地址:从一组实际接口地址中选择的IP地址。一种可能的选择算法是始终选择第一个地址。VRRP广告总是使用主IP地址作为IP包的源来发送。
 *  虚拟路由器主:VRRP路由器负责转发发送到与虚拟路由器相关联的IP地址的数据包，并响应这些IP地址的ARP请求。注意，如果IP地址所有者可用，那么它将始终成为主人。
 *  虚拟路由器备份：一组VRRP路由器，可用来承担虚拟路由器的转发责任，如果当前主机发生故障。

# 2.所需的功能特性 #

*  本节概述了一组被认为是强制性的特性，这些特性指导了VRRP的设计。

## 2.1.IP地址备份 ##

*  IP地址备份是虚拟路由器冗余协议的主要功能。在提供虚拟路由器主机的选择和下面描述的附加功能时，协议应该努力做到这一点
    
     *  尽量缩短黑洞的持续时间。
     *  最小化稳态带宽开销和处理复杂度。
     *  功能超过多种多样的多址局域网技术，能够支持IP流量。
     *  提供在网络上选择多个虚拟路由器以实现负载平衡。
     *  在一个局域网段上支持多个逻辑IP子网。

## 2.2.首选路径指示 ##

*  在一组冗余路由器之间进行主机选择的一个简单模型是对每台路由器都以同等的优先级来对待，并在汇聚到任意一台路由器作为主机后宣告胜利。然而，在许多环境中，冗余路由器集合之间可能存在明显的首选项(或首选项范围)。例如，此首选项可能基于访问链路成本或速度、路由器性能或可靠性或其他策略考虑。协议应该允许以一种直观的方式表达这种相对路径首选项，并保证主节点收敛到当前可用的最优路由器。

## 2.3.尽量减少不必要的服务中断 ##

*  一旦执行了主选择，那么在主路由器和备份路由器之间的任何不必要的转换都可能导致服务中断。该协议应确保在主程序具有相同或较低的优先级后，只要主程序继续正常运行。有些环境可能会发现，避免在路由器可用时触发的状态转换是有益的，而路由器是当前主机的首选。支持对立即收敛到首选路径的覆盖可能是有用的。

## 2.4.在扩展的局域网上进行有效的操作 ##

*  在多址LAN上发送IP数据包需要从IP地址映射到MAC地址。在使用学习桥接的扩展LAN中使用虚拟路由器MAC地址会对发送到虚拟路由器的数据包的带宽开销产生显著影响。如果虚拟路由器MAC地址在链路级帧中从来没有用作源地址，那么站点位置就永远不会知道，从而导致发送到虚拟路由器的所有数据包泛滥。为了提高这种环境下的效率，协议应该:1)使用虚拟路由器MAC作为主机发送数据包的源，触发学习;2)切换到Master后立即触发消息，更新学习情况;3)从主站定时触发消息，维护学习缓存。

# 3.VRRP概述 #

*  VRRP指定一个选举协议来提供前面描述的虚拟路由器功能。所有协议消息都使用IP组播数据报执行，因此协议可以在支持IP组播的多种多址LAN技术上运行。每个VRRP虚拟路由器都有一个众所周知的MAC地址分配给它。本文档目前只详细介绍了使用IEEE 802 48位MAC地址到网络的映射。虚拟路由器MAC地址被用作所有由主路由器发送的周期性VRRP消息的源，以便在扩展局域网中启用桥接学习。
 *  虚拟路由器由它的虚拟路由器标识符(VRID)和一组IP地址定义。VRRP路由器可以将虚拟路由器与其在接口上的真实地址相关联，还可以配置附加的虚拟路由器映射和它愿意备份的虚拟路由器的优先级。VRID和地址之间的映射必须在LAN上的所有VRRP路由器之间协调。但是，在不同的lan上重用具有不同地址映射的VRID没有限制。每个虚拟路由器的范围被限制在一个局域网内。
 *  为了最小化网络流量，每个虚拟路由器只有主路由器定期发送VRRP广告消息。备份路由器不会试图抢占主路由器，除非它有更高的优先级。这就消除了服务中断，除非有更理想的路径可用。还可以通过管理禁止所有抢占尝试。唯一的例外是VRRP路由器将始终成为与其拥有的地址相关联的任何虚拟路由器的主路由器。如果主路由器不可用，那么在短暂的延迟之后，最高优先级的备份路由器将转移为主路由器，以最小的服务中断提供虚拟路由器职责的受控转移。
 *  VRRP协议设计提供了从备份到主服务器的快速转换，以最小化服务中断，并包含了一些优化，这些优化在保证典型操作场景的受控主转换的同时降低了协议的复杂性。优化的结果是产生一个具有最小运行时状态要求、最小活动协议状态和单个消息类型和发送方的选举协议。典型的操作场景定义为两个冗余路由器和/或每个路由器之间不同的路径首选项。如果违反了这些假设(两个以上的冗余路径都具有相同的优先级)，那么在主选择期间，重复的包可能会被转发一小段时间。然而，典型的场景假设很可能涵盖绝大多数部署，主路由器的丢失并不频繁，并且主路由器选举收敛的预期持续时间非常短(<< 1秒)。因此，VRRP优化代表了协议设计中的重要简化，同时不会导致短暂的网络退化。

# 4.配置样本 #

## 4.1.配置样本1 ##

*  下图显示了一个简单的网络，其中两个VRRP路由器实现了一个虚拟路由器。请注意，提供此示例是为了帮助理解协议，但在实际操作中不希望出现这种情况。

+-----------+      +-----------+
                |   Rtr1    |      |   Rtr2    |
                |(MR VRID=1)|      |(BR VRID=1)|
                |           |      |           |
        VRID=1  +-----------+      +-----------+
        IP A ---------->*            *<--------- IP B
                        |            |
                        |            |
      ------------------+------------+-----+--------+--------+--------+--
                                           ^        ^        ^        ^
                                           |        |        |        |
                                         (IP A)   (IP A)   (IP A)   (IP A)
                                           |        |        |        |
                                        +--+--+  +--+--+  +--+--+  +--+--+
                                        |  H1 |  |  H2 |  |  H3 |  |  H4 |
                                        +-----+  +-----+  +--+--+  +--+--+
         Legend:
                  ---+---+---+--  =  Ethernet, Token Ring, or FDDI
                               H  =  主机电脑
                              MR  =  主路由器
                              BR  =  备份路由器
                               *  =  IP地址
                            (IP)  =  主机电脑的默认路由

*  从上面的图中去掉对VRRP (VRID=1)的所有提及，使其成为典型的IP部署。
 *  在IPv4的情况下(即IPvX IPv4的图),每个路由器都是永久局域网接口分配一个IPv4地址分配(分配Rtr1的IPv4地址为A和Rtr2的IPv4地址为B),和每个主机安装一个静态默认路由通过一个路由器(在本例中都使用Rtr1的IPv4地址)。
 *  在IPv6的情况下(即IPvX IPv6的图),每个路由器在链接Lan接口上分配一个链路本地IPv6地址(Rtr1的IPv6链路本地地址A和Rtr2的IPv6链路本地地址B),每个主机通过其中一个路由器的路由通告中学到默认路由(在这个例子中,他们都使用Rtr1 IPv6的链路本地地址)。
 *  在IPv4 VRRP环境中，每个路由器都有永久分配的IPv4地址。Rtr1是IPv4 A地址的所有者，Rtr2是IPv4 B地址的所有者。然后，通过将唯一标识符(虚拟路由器ID，vrid)与路由器拥有的地址关联来定义虚拟路由器。
 *  在IPv6 VRRP环境中，每个路由器都有链接本地IPv6地址。Rtr1是IPv6 A地址的所有者, Rtr2是IPv6 B地址的所有者。然后，通过将唯一标识符(虚拟路由器ID，vrid)与路由器拥有的地址关联来定义虚拟路由器。
 *  最后，在IPv4和IPv6情况下，VRRP协议管理虚拟路由器的故障，转移到备份路由器。
 *  上面的IPv4示例显示了一个虚拟路由器，它被配置为覆盖Rtr1拥有的IPv4地址(VRID=1, IPv4\_Address= A)。当VRRP在Rtr1上为VRID=1启用时，它将把自己声明为Master，优先级为255，因为它是虚拟路由器IP地址的IP地址所有者。当Rtr2上为VRID=1启用VRRP时，它将转换到Backup，优先级为100(默认优先级为100)，因为它不是IPv4地址所有者。如果Rtr1故障，那么VRRP协议将把Rtr2转移为Master，暂时接管IPv4 A的转发责任，为主机提供不间断的服务。当Rtr1恢复正常时，它将重新声明自己为Master。
 *  上面的IPv6示例显示了一个虚拟路由器，它被配置为覆盖Rtr1拥有的IPv6地址(VRID=1, IPv6\_Address= A)。当VRRP在Rtr1上为VRID=1启用时，它将把自己声明为Master，优先级为255，因为它是虚拟路由器IPv6地址的IPv6地址所有者。当VRRP在Rtr2上为VRID=1启用时，它将转换到Backup，优先级为100(默认优先级为100)，因为它不是IPv6地址所有者。如果Rtr1失败，那么VRRP协议将把Rtr2转移到Master，暂时接管IPv6 A的转发责任，为主机提供不间断的服务。
 *  注意，在这两种情况下，在本例中IPvX B都没有备份;它只被Rtr2用作它的接口地址。为了备份IPvX B，必须配置第二个虚拟路由器。这将在下一节中显示。

## 4.2.配置样本2 ##

*  下图显示了两个虚拟路由器的配置，其中主机分散它们之间的流量。这个例子在实际操作中很常见

+-----------+      +-----------+
            |   Rtr1    |      |   Rtr2    |
            |(MR VRID=1)|      |(BR VRID=1)|
            |(BR VRID=2)|      |(MR VRID=2)|
    VRID=1  +-----------+      +-----------+  VRID=2
    IPvX A -------->*            *<---------- IPvX B
                    |            |
                    |            |
    ----------------+------------+-----+----------+----------+----------+--
                                       ^          ^          ^          ^
                                       |          |          |          |
         默认网关 -----> (IPvX A)   (IPvX A)   (IPvX B)   (IPvX B)
                                       |          |          |          |
                              IPvX H1->* IpvX H2->* IPvX H3->* IpvX H4->*
                                    +--+--+    +--+--+    +--+--+    +--+--+
                                    |  H1 |    |  H2 |    |  H3 |    |  H4 |
                                    +-----+    +-----+    +--+--+    +--+--+
       Legend:
            ---+---+---+--  =  以太网, 令牌环, 或 FDDI
                         H  =  主机pc
                        MR  =  主路由器（Master Router）
                        BR  =  备份路由器（Backup Router）
                         *  =  IPvX地址; IPv4的场景X为4，IPv6的场景X为6
                    (IPvX)  =  主机的默认路由

*  在上面的IPv4的例子(即IPvX IPv4的图),一半的主机配置了一个通过Rtr1的IPv4的A的静态路由，一半使用Rtr2的IPv4地址B作为静态路由。虚拟路由器的配置VRID = 1是一模一样的例子(见4.1节),第二个虚拟路由器已经添加的IPv4地址属于Rtr2 (VRID = 2, IPv4\_Address = B)。在本例中，Rtr2将自己声明为VRID=2的Master，而Rtr1将充当备份。这个场景演示了一个部署，当两个路由器都可用时提供负载分割，同时为健壮性提供完全冗余。
 *  在上面的IPv6的例子(即IPvX IPv6的图),一半的主机通过Rtr1的IPv6地址A的作为静态路由，一半使用Rtr2的IPv6地址B作为静态路由，虚拟路由器的配置VRID = 1是一模一样的例子(见4.1节),和第二个虚拟路由器已经添加的IPv6地址属于Rtr2 (VRID = 2, IPv6\_Address = B)。在本例中，Rtr2将自己声明为VRID=2的Master，而Rtr1将充当备份。这个场景演示了一个部署，当两个路由器都可用时提供负载分割，同时为健壮性提供完全冗余。
 *  注意，负载平衡的细节不在本文档的讨论范围内。然而，在服务器需要不同权重的情况下，仅依靠路由器通告来平衡路由器之间的主机负载可能是没有意义的。

# 5.协议 #

*  VRRP包的目的是和所有VRRP路由器通告与虚拟路由器ID相关联的主路由器的优先级和状态。、
 *  当VRRP保护IPv4地址时，VRRP包被封装在IPv4包中发送。它们被发送到分配给VRRP的IPv4组播地址。
 *  当VRRP保护IPv6地址时，VRRP包被封装在IPv6包中发送。它们被发送到分配给VRRP的IPv6组播地址。

## 5.1.VRRP包格式 ##

*  本节定义了VRRP包的格式和IP头中的相关字段。

0                   1                   2                   3
        0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
       |Version| Type  | Virtual Rtr ID|   Priority    | Count IP Addrs|
       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
       |   Auth Type   |   Adver Int   |          Checksum             |
       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
       |                         IPvX Address (1)                        |
       |                            .                                  |
       |                            .                                  |
       |                            .                                  |
       |                         IPvX Address (n)                        |
       +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

### 5.1.1.IPv4报文描述 ###

#### 5.1.1.1.源地址 ####

*  使用接口的主IPv4地址发送数据包。

#### 5.1.1.2.目的地址 ####

*  IANA为VRRP分配的IPv4组播地址为: 224.0.0.18
 *  这是一个链接本地范围组播地址。无论其TTL是多少，路由器都不能转发具有此目标地址的数据报。

#### 5.1.1.3.TTL ####

*  TTL必须设置为255。接收TTL不等于255的数据包的VRRP路由器必须丢弃该数据包。

#### 5.1.1.4.协议 ####

*  IANA为VRRP分配的IPv4协议号是112(十进制)。

### 5.1.2.IPv6报文描述 ###

#### 5.1.2.1.源地址 ####

*  这是正在发送数据包的接口的IPv6链路本地地址。

#### 5.1.2.2.目的地址 ####

*  IANA为VRRP分配的IPv6组播地址为: FF02:0:0:0:0:0:0:12
 *  这是一个链接本地范围的多播地址。路由器不能转发具有此目标地址的数据报，无论其跳数限制如何。

#### 5.1.2.3.跳数限制 ####

*  跳数限制必须设置为255。一个VRRP路由器收到一个跳数限制不等于255的包，必须丢弃这个包。

#### 5.1.2.4.下一个头部 ####

*  IANA为VRRP分配的IPv6的报头协议是112(decimal)。

## 5.2.VRRP字段描述 ##

### 5.2.1.版本 ###

*  version字段指定此包的VRRP协议版本。这个文档定义了版3。

### 5.2.2.类型 ###

*  type字段指定此VRRP包的类型。本协议版本中唯一定义的数据包类型为: 1 ADVERTISEMENT
 *  必须丢弃类型未知的包。

### 5.2.3.虚拟路由ID (VRID) ###

*  虚拟路由器标识符(VRID)字段标识此包报告状态的虚拟路由器。范围为1-255(十进制)的可配置项。没有默认值。

### 5.2.4.优先级 ###

*  priority字段指定发送VRRP路由器对于虚拟路由器的优先级。更高的值等于更高的优先级。该字段是一个8位无符号整数字段。
 *  拥有与虚拟路由器关联的IPvX地址的VRRP路由器的优先级值必须是255(十进制)。
 *  备份虚拟路由器的VRRP路由器必须使用1-254(十进制)之间的优先级值。备份虚拟路由器的VRRP路由器的默认优先级值是100(十进制)。
 *  优先级值0有特殊意义，表示当主路由器已经停止参与VRRP。这用于触发备份路由器快速转换到主路由器，而不必等待当前主路由器超时。

### 5.2.5.IPvX的个数 ###

*  这是这个VRRP广告中包含的IPv4地址或IPv6地址（VIP）的数量。最小值是1。

### 5.2.6.Rsvd ###

*  此字段在传输时必须设置为零，在接收时必须忽略。

### 5.2.7.最大通告间隔(max Adver Int) ###

*  最大通告间隔是一个12位字段，表示通告之间的时间间隔(以厘米秒为单位)。默认值是100厘秒(1秒)。
 *  注意，高优先级主路由器的迁移速率比它们的备份路由器慢，这是不稳定的。这是因为配置为更快速率的低优先级节点可以联机，并在它们从具有较慢速率的高优先级主节点收到任何消息之前决定它们应该成为主节点。当这种情况发生时，它是暂时的:一旦低优先级节点确实从高优先级主节点收到消息，它将放弃主控权。

### 5.2.8.校验和 ###

*  checksum字段用于检测VRRP消息中的数据损坏。

### 5.2.9.IPvX地址 ###

*  这指的是一个或多个与虚拟路由器关联的IPvX地址。包含的地址数在“Count IP Addr”字段中指定。这些字段用于排除配置错误的路由器。如果发送多个地址，建议将所有路由器配置为以相同的顺序发送这些地址，以便更容易地进行比较。
 *  对于IPv4地址，这指一个或多个由虚拟路由器备份的IPv4地址。
 *  对于IPv6，第一个地址必须是与虚拟路由器关联的IPv6链路本地地址。
 *  该字段包含一个或多个IPv4地址，或者一个或多个IPv6地址，即IPv4和IPv6不能同时在一个IPvX地址字段中携带。

# 6.协议状态机 #

## 6.1.每个虚拟路由器的参数 ##

*  VRID（虚拟路由ID）:虚拟路由器标识符。范围为1-255(十进制)的可配置项。没有默认值
 *  Priority（优先级)：此VRRP路由器在此虚拟路由器的主选择中使用的优先级值。255 (decimal)的值保留给拥有与虚拟路由器关联的IP地址的路由器。值0保留给主路由器，表示它正在释放对虚拟路由器的责任。范围1-254(十进制)可用于支持虚拟路由器的VRRP路由器。默认值是100(十进制)。
 *  IPv4\_Addresses:与此虚拟路由器关联的一个或多个IPv4地址。配置项没有默认值。
 *  IPv6\_Addresses:与此虚拟路由器关联的一个或多个IPv6地址。配置项没有默认值。第一个地址必须是与虚拟路由器相关联的链路本地地址。
 *  Advertisement\_Interval:通告之间的时间间隔(厘米秒)。默认值为100厘秒(1秒)。
 *  Master\_Adver\_Interval：从主路由器接收的通告中包含的通告间隔(厘米秒)。该值由处于备份状态的虚拟路由器保存，用于计算Skew\_Time和Master\_Down\_Interval。初始值与Advertisement\_Interval相同。
 *  Skew\_Time(偏离时间): 偏离Master\_Down\_Interval的时间(以秒为单位)。((256 - Priority) \* Master\_Adver\_Interval / 256)
 *  Master\_Down\_Interval：备份声明主路由器宕机的时间间隔(秒)。计算公式为:(3 \* Master\_Down\_Interval) + Skew\_time
 *  Preempt\_Mode(抢占模式）：控制高优先级备份路由器是否抢占低优先级主路由器。值为True以允许抢占，值为False以禁止抢占。默认是True。
 *  Accept\_Mode：控制处于主状态的虚拟路由器，如果不是IPvX地址所有者，是否接收发送到地址所有者的IPvX地址的数据包（目的地址是IPvX的数据包）。默认值为False。例如，依赖于ping地址所有者的IPvX地址的部署可能希望将Accept\_Mode配置为True。（注意:当Accept\_Mode为False时，不能删除IPv6邻居请求和邻居广告。）

## 6.2.定时器 ##

*  Master\_Down\_Timer：当Master\_Down\_Interval时没有听到广告时触发的定时器。
 *  Adver\_Timer：触发基于Advertisement\_Interval发送广告的定时器。

## 6.3.状态转换图 ##

+---------------+
               +--------->|               |<-------------+
               |          |  Initialize   |              |
               |   +------|               |----------+   |
               |   |      +---------------+          |   |
               |   |                                 |   |
               |   V                                 V   |
       +---------------+                       +---------------+
       |               |---------------------->|               |
       |    Master     |                       |    Backup     |
       |               |<----------------------|               |
       +---------------+                       +---------------+

## 6.4.状态描述 ##

*  在下面的状态描述中，状态名由\{state-name\}标识，数据包由所有大写字母标识。
 *  VRRP路由器为它所参与的每个虚拟路由器的选举实现状态机的实例。

## 6.4.1.Initialize（初始化） ##

*  此状态的目的是等待启动事件。如果收到启动事件，则:

if (优先级==255(路由器拥有与虚拟路由器相关联的IP地址)) {
        
        1.发送一个VRRP通告（ADVERTISEMENT）
    	if (虚Ip是IPv4地址) {
        
    		1.发送虚IP的免费arp
    	} else {
         // IPv6
    		1.发送虚IP的NA通告（设置路由标记、重写标记，不设置请求标记）
    	}
    	2.将Adver_Timer设置为Advertisement_Interval
        3.转换到主机状态（Master）
    } else {
        
        1.将Master_Adver_Interval设置为Advertisement_Interval
    	2.将Master_Down_Timer 设置为Master_Down_Interval
        3.转换到备份路由器状态
    }

## 6.4.2.Backup（备份状态） ##

*  备份状态的目的是监视主路由器的可用性和状态。
 *  在这种状态下，VRRP路由器必须完成以下操作:

if (IPvX虚IP是IPv4地址) {
        
            1.不能响应与虚拟路由器关联的IPv4地址的ARP请求。
        } else {
         // IPv6
            1.不能响应与虚拟路由器关联的IPv6地址的ND请求。
    		2.不能为此虚拟路由器发送IPv6地址的ND路由通告信息
    	}
    	1.必须丢弃目标链路层MAC地址等于虚拟路由器MAC地址的数据包。
    	2.不能接受发送到与虚拟路由器关联的IPvX地址的数据包。
        if (收到shutdown事件) {
        
            1.取消Master_Down_Timer
            2.转换到初始化状态（Initialize）
        }
        if (Master_Down_Timer触发) {
        
            1.发送一个ADVERTISEMENT通告
    		if (IPvX地址是一个IPv4地址) {
        
    			1.广播一个免费的ARP请求，其中包含与虚拟路由器关联的每个IP地址的虚拟路由器MAC地址
    		} else {
        
    			1.计算并加入与虚拟路由器关联的IPv6地址的关注节点组播地址[RFC4291]。
    			2.对于虚拟路由器上关联的每一个IPv6地址,发送ND通告（设置路由器标记，取消请求标记，设置替代标记）
    		}
            2.将Adver_Timer设置为Advertisement_Interval
            3.转换到主机路由器状态（Master）
        }
        if (如果收到VRRP ADVERTISEMENT通告) {
        
            if(VRRP通告中的priority（优先级）==0) {
        
                1.将Master_Down_Timer设置为Skew_Time
            } else {
        
                if (Preempt_Mode为False || VRRP通告中的priority（优先级）>= 本地priority(优先级)) {
        
    			    1.把Master_Adver_Interval设置成报文中的Adver Interval（通告间隔）
    				2.重新计算Master_Adver_Interval
                    3.将Master_Down_Timer重置为Master_Down_Interval
                } else {
        
                    1.丢弃VRRP通告
                }
            }
        }

## 6.4.3.Master（主机状态） ##

*  当处于主机状态（Master）时，路由器作为与虚拟路由器相关联的IPvX地址的转发路由器。
 *  注意，在主（Master）状态下，不考虑Preempt\_Mode标志。
 *  在这种状态下，VRRP路由器必须完成以下操作:
    
     *  场景:

if (IPvX虚IP是IPv4地址) {
        
            1.必须响应与虚拟路由器关联的IPv4地址的ARP请求。。
        } else {
         // IPv6
    		1.必须成为与虚拟路由器关联的IPv6地址（VIP）的关注节点（Solicited-Node）组播地址的成员。
    		2.必须响应IPv6地址（VIP）的ND请求
    		3.必须发送IPv6地址（VIP）的ND路由通告
    		if (Accept_Mode == False) {
        
    			1.必须丢弃IPv6的NS和NA报文
    		}
    	}
    	1.必须转发目标链路层MAC地址等于虚拟路由器MAC地址的数据包。
    	if (IPvX地址是路由器的IP（即IPv4地址所有者） || Accept_Mode==True) {
        
    		1.必须接受发送到与虚拟路由器关联的IPvX地址的数据包。
    	} else {
        
    		1.丢弃目的IP是IPvX的数据包
    	}
        if (收到shutdown事件) {
        
            1.取消Adver_Timer
            2.发送priority（优先级）为0的VRRP通告
            3.转换到初始化（Initialize）状态
        }
        if (Adver_Timer定时器触发) {
        
            1.发送一个VRRP通告。
    		2.将Adver_Timer定时器重置为Advertisement_Interval
        }
        if (收到VRRP通告) {
        
            if (VRRP报文中通告的priority（优先级） == 0) {
        
                1.发送一个VRRP通告
                2.将Adver_Timer重置为Advertisement_Interval
            } else {
        
                if (VRRP通告中的priority（优先级） > 本地priority（优先级) || VRRP通告中的priority（优先级）==本地priority（优先级)，发送方的主IPvX地址 > 本地主IPvX地址) 
                    1.取消Adver_Timer
                    2.将Master_Down_Timer设置为Master_Down_Interval
    				3.重新计算Skew_Time、Master_Down_Interval。
    				4.把Master_Down_Timer设置为Master_Down_Interval
                    5.转换到备份路由器状态
                } else {
        
                    1.丢弃VRRP通告报文（ADVERTISEMENT）
                }
            }
        }

# 7.发送和接收VRRP数据包 #

## 7.1.接收VRRP数据包 ##

*  在接收到VRRP包时执行以下功能:

if (VRRP报文是IPv4) {
        
    		1.必须验证IPv4包TTL是否为255
    	} else {
         // IPv6 vrrp报文
    		1.必须验证IPv6包Hop Limit是否为255
    	}

- 必须验证VRRP版本为3。
    - 必须校验完整的VRRP包(包括固定字段、IPvX地址)。
    - 必须校验VRRP的校验和
    - 必须验证VRID是否为在接收接口上配置的VRID，本地路由器不是IPvX地址所有者(优先级等于255)。
    - 如果上述任何一个检查失败，接收方必须丢弃数据包，应该记录事件，并可能通过网络管理（snmp）指出发生了错误。
    - 如果上述任何一个检查失败，接收方必须丢弃数据包，应该记录事件，并可能通过网络管理指出发生了错误。
    - 可以验证VRRP报文中的IPvX地址个数（Count IP Addr）和IP地址列表是否匹配为本地VRID配置的IPvX地址

*  如果上述检查失败，接收方必须丢弃数据包，应该记录事件，并可能通过网络管理指示检测到错误配置

## 7.2.发送VRRP数据包 ##

*  发送VRRP包时必须执行以下操作。
    
     *  用适当的虚拟路由器配置状态填充VRRP包字段
     *  计算VRRP校验和
     *  将源MAC地址设置为虚拟路由器MAC地址
     *  如果是IPv4的虚IP，则将源IP地址设置为接口主IPv4地址；如果是IPv6的虚IP，则将源IP地址设置为链路本地IPv6地址
     *  将IPvX协议中的协议字段设置为VRRP
     *  将VRRP包发送到VRRP IPvX组播组
 *  注意:VRRP数据包以虚拟路由器MAC地址作为源MAC地址进行传输，以确保学习桥接器正确地确定虚拟路由器所连接的LAN段。

## 7.3.虚拟路由器MAC地址 ##

*  与虚拟路由器关联的虚拟路由器MAC地址是IEEE 802 MAC地址，格式如下:
    
     *  IPv4：00-00-5E-00-01- (VRID) (十六进制互联网标准位命令)
 *  前三个八位元来自IANA的OUI。接下来的两个八位(00-01)表示分配给IPv4的VRRP协议的地址块。\{VRID\}是VRRP虚拟路由器标识符。该映射提供了网络上最多255个VRRP路由器。
    
     *  IPv6：00-00-5E-00-02- (VRID) (十六进制互联网标准位命令)
 *  前三个八位元来自IANA的OUI。接下来的两个八位(00-01)表示分配给IPv6的VRRP协议的地址块。\{VRID\}是VRRP虚拟路由器标识符。该映射提供了网络上最多255个VRRP路由器。

## 7.4.IPv6接口标识符 ##

*  运行VRRP的IPv6路由器必须以正常的方式创建它们的接口标识符(例如，“通过以太网传输IPv6数据包”\[RFC2464\])。它们不能使用虚拟路由器MAC地址来创建修改过的扩展唯一标识符(EUI)-64标识符。

# 8. 操作问题 #

## 8.1.IPv4 ##

### 8.1.1.ICMP重定向 ###

*  当VRRP在一组路由器之间运行时，ICMP重定向可以正常使用。这允许在拓扑不对称的环境中使用VRRP。
 *  ICMP重定向的IP源地址应该是做出下一个跃点路由决策时使用的终端主机地址。如果VRRP路由器充当包含它不拥有的地址的主路由器，则在选择重定向源地址时，它必须确定数据包发送到哪个虚拟路由器。一种方法推断虚拟路由器是检查触发重定向的数据包中的目标MAC地址。
 *  对于特定的VRRP情况，如当VRRP用于在对称拓扑中加载多个路由器之间的共享通信。，禁用重定向可能是有用的

### 8.1.2.主机的ARP请求 ###

*  当主机向一个虚拟路由器IP地址发送ARP请求时，主虚拟路由器必须使用虚拟路由器的虚拟MAC地址响应ARP请求。主虚拟路由器不能用它的物理MAC地址响应。这允许客户端始终使用相同的MAC地址，而不管当前的主路由器是什么。
 *  当一个VRRP路由器重新启动或引导时，它不应该为它所拥有的IP地址发送任何带有它的物理MAC地址的ARP消息，它应该只发送包含虚拟MAC地址的ARP消息
    
     *  当配置一个接口时，VRRP路由器应该广播一个包含该接口上每个IP地址的虚拟路由器MAC地址的ARP请求。
     *  在系统启动时，为VRRP操作初始化接口;推迟不必要的ARP请求和ARP响应，直到配置好IP地址和虚拟路由器MAC地址。

### 8.1.3.代理ARP ###

*  如果要在VRRP路由器上使用代理ARP，那么VRRP路由器必须在代理ARP消息中声明虚拟路由器MAC地址。否则，主机可能会知道VRRP路由器的真实MAC地址。

## 8.2.IPv6 ##

### 8.2.1.IPv6重定向 ###

*  当VRRP在一组路由器之间运行时，ICMPv6重定向可以正常使用\[RFC4443\]。这允许在拓扑不对称的环境中使用VRRP(例如，VRRP路由器不连接到相同的目的地)。
 *  ICMPv6重定向的IPv6源地址应该是终端主机在做出下一跳路由决策时使用的地址。如果VRRP路由器充当包含它不拥有的地址的虚拟路由器的主人，那么它必须在选择重定向源地址时确定包被发送到哪个虚拟路由器。推断所使用的虚拟路由器的方法是检查触发重定向的包中的目标MAC地址

### 8.2.2.ND请求 ###

*  当主机发送虚拟路由器IPv6地址的ND邻居征求消息时，虚拟路由器主机必须使用虚拟路由器的虚拟MAC地址响应ND邻居征求消息。虚拟路由器主机不能用它的物理MAC地址响应。这允许客户端始终使用相同的MAC地址，而不管当前的主路由器是什么。
 *  当虚拟路由器主机发送一个ND邻居征求消息请求主机的IPv6地址时，如果它在邻居征求消息中发送源链路层地址选项，那么虚拟路由器主机必须包含虚拟路由器的虚拟MAC地址。它不能在源链路层地址选项中使用它的物理MAC地址。
 *  当一个VRRP路由器重新启动或引导时，它不应该使用它所拥有的IPv6地址的物理MAC地址发送任何ND消息;它应该只发送包含虚拟MAC地址的ND消息。
 *  这可能包括下列各点:
    
     *  在配置一个接口时，虚拟路由器主路由器应该主动发送一个包含该接口上IPv6地址的虚拟路由器MAC地址的邻居通告消息。
     *  在系统启动时，为VRRP操作初始化接口时，所有ND路由器和邻居广告和征求消息都必须延迟，直到IPv6地址和虚拟路由器MAC地址都配置好。
 *  注意，在重新启动的主路由器上，VRRP保护的地址是接口地址，(即优先级255)重复地址检测(DAD)可能会失败，因为备份路由器可能会回答它拥有该地址。在这种情况下，一个解决方案是不运行DAD。

### 8.2.3.路由通告 ###

*  当备份VRRP路由器成为虚拟路由器的主路由器时，它负责发送6.4.3节中指定的虚拟路由器的路由器广告。备份路由器必须配置为发送与地址所有者相同的路由器广告选项。
 *  为地址所有者提供的特殊服务做广告的路由器广告选项(家庭代理信息选项)不应由地址所有者发送，除非备份路由器准备好完全接受这些服务，并为该服务拥有完整的同步数据库。

## 8.3.IPvX ##

### 8.3.1.潜在的转发环路 ###

*  如果一个VRRP主路由器不是目的ip地址的拥有者，则不应该转发数据包。转发这些数据包会导致不必要的流量。同样，对于接收它们传输的数据包的lan(例如令牌环)，这可能导致转发循环，只有当TTL过期时才终止。
 *  VRRP路由器的一种这样的机制是，当从主状态转换到或离开主状态时，会为每个使用的IPvX地址，添加/删除一个主机路由。

### 8.3.2.关于设置优先级值的建议 ###

*  优先级值255指定一个特定的路由器为“IPvX地址所有者”。必须注意不要以这种方式为单个VRID在链路上配置多个路由器。
 *  优先级255的路由器一旦启动，就会抢占所有优先级较低的路由器。链路上的路由器的优先级不能超过255，特别是设置了优先级的时候。如果没有路由器具有这个优先级，并且禁用了优先级，那么就不会发生优先级。
 *  当有多个备份路由器时，它们的优先级值应该是均匀分布的。例如，如果一个备份路由器的默认优先级为100，并且添加了另一个备份路由器，那么优先级为50将比99或100更好，以便更快地收敛。

## 8.4.VRRPv2和VRRPv3配合使用 ##

### 8.4.1.假设 ###

*  VRRPv2和VRRPv3互操作是可选的
 *  只有在从VRRPv2过渡到VRRPv3时，才能混合VRRPv2和VRRPv3。混合这两种版本不应该被认为是永久的解决方案。

### 8.4.2.VRRPv3支持VRRPv2 ###

*  如上所述，这种支持用于升级场景，不建议用于永久部署。
 *  实现可以实现一个配置标志，该标志告诉它侦听并发送VRRPv2和VRRPv3广告。
 *  当虚拟路由器以这种方式配置并且是主路由器时，它必须以配置的速率发送这两种类型的路由器，即使低于秒级。
 *  当一个虚拟路由器以这种方式配置并且是备份时，它应该根据主机所公布的速率超时;对于VRRPv2主服务器，这意味着它必须将接收到的超时值(以秒为单位)转换为厘米秒。此外，如果备份也从当前主服务器接收VRRPv3包，那么它应该忽略来自当前主服务器的VRRPv2广告。当一个VRRPv3主机不发送VRRPv2包时，它可能会报告:这表明它们在是否支持VRRPv2路由器上没有达成一致。

### 8.4.3.支持VRRPv2考虑 ###

#### 8.4.3.1.慢,高优先级的Master ####

*  参见5.2.7节，“最大广告间隔(最大Adver Int)”。
 *  与次秒级VRRPv3备份路由器交互的VRRPv2主路由器就是最重要的例子。、
 *  如果VRRPv2/VRRPv3速率低于秒级，则VRRPv2/VRRPv3实现与其交互的VRRPv2/VRRPv3实现不应该具有比VRRPv2/VRRPv3实现更高的优先级。

#### 8.4.3.2.压倒性的VRRPv2备份 ####

*  以每秒几厘米的速度发送的VRRPv3主路由器可能会压倒VRRPv2备份路由器，导致潜在的不清楚结果。
 *  在这种升级情况下，部署应该首先运行频率较低的VRRPv3主路由器(例如，100厘秒)，直到VRRPv2路由器升级为止。然后，一旦部署确信VRRPv3工作正常，就可以不配置VRRPv2支持，然后配置所需的亚秒速率。

# 9.安全考虑 #

*  IPvX的VRRP目前不包含任何类型的身份验证。