VRRP protokolli tööpõhimõte

FHRP (Esimese hüppe ülekande protokoll) — protokollide perekond, mis on mõeldud vaikimisi värava ülekande loomiseks. Üks ühine idee nende protokollide jaoks on mitme ruuteri ühendamine üheks virtuaalseks ruuteriks, millel on ühine IP-aadress. See IP-aadress määratakse hostidele vaikimisi värava aadressina. Selle idee vaba teostus on protokoll VRRP (Virtuaalne ruuteri ülekande protokoll). Selles artiklis käsitleme VRRP protokolli aluseid.

VRRP ruuterid ühenduvad üheks virtuaalseks ruuteriks. Kõik grupi ruuterid omavad ühte ja sama virtuaalset IP (VIP) aadressi ja ühte ja sama grupi numbrit ehk VRID (Virtuaalne ruuteri identifikaator). Üks ruuter võib kuuluda mitmesse gruppi, millest igaühel peab olema oma ainulaadne VIP/VRID paar.

Cisco puhul määratakse virtuaalne ruuter huvipakkuval liidese kaudu järgmise käsuga:

R1(config-if)# vrrp  ip

Kõik ruuterid jagunevad kaheks tüübiks: VRRP Master ja VRRP Backup.

VRRP Master — see on ruuter, mis tegeleb pakettide edastamisega selle virtuaalse grupi jaoks.

VRRP Backup — see on ruuter, mis ootab Master'ilt pakette. Kui Master'ilt saadetavad paketid enam ei saabu, püüab Backup minna Master'i olekusse.

Ruuterist saab Master, kui tal on kõrgeim prioriteet. Master saadab pidevalt teateid laiaulatuslikule aadressile 224.0.0.18, et teavitada Backup ruutereid, et ta töötab. Master saadab teateid vastavalt Adver Timer'i ajastusele, mille vaikimisi väärtus on 1 sekund.

Selle juures kasutatakse saatja MAC-aadressina grupi aadressi 00:00:5E:00:01:xx, kus xx on VRID kuhexandel. Käesoleval juhul kasutatakse esimest gruppi.

Kui Backup ruuterid ei saa kolme Adver Timer'i jooksul sõnumeid (Master Down Timer), siis muutub uueks Master'iks ruuter, kellel on kõrgeim prioriteet, või ruuter, millel on kõrgeim IP. Samal ajal Backup ruuter, millel on kõrgem prioriteet, haarab Master'i rolli, millel on madalam prioriteet. Kui Backup'il ei ole lubatud režiimi preempt, ei saa Backup Master'ilt rolli haarata.

R1(config-if)# no vrrp  preempt

Kui VRRP ruuter on VIP aadressi omanik, siis haarab ta alati Master'i rolli.

VRRP prioriteet on määratud väärtustes vahemikus 1 kuni 254. Väärtus 0 on reserveeritud juhtudeks, kui Master peab keelama vastutab marsruutimise eest. VIP-marsruutija omanikule määratakse väärtus 255. Vaikimisi prioriteet on 100, kuid seda saab määrata administratiivselt:

R1(config-if)#vrrp  priority

Siin saame näha marsruutija prioriteeti, kui see on määratud administratiivselt:

Ja siin on näidatud juhtum, kui marsruutija on VIP-omanik:

VRRP-marsruutijal võib olla kolm olekut: Initialize, Backup, Master. Need olekud muutuvad järjestikku.

Olekus Initialize ootab marsruutija töö algust. Kui see marsruutija on VIP-aadressi omanik (prioriteet on 255), siis saadab marsruutija sõnumeid, et saada Masteriks. Ta saadab samuti gratuitous ARP-päringu, mille allika MAC-aadress on virtuaalse marsruutija aadress. Seejärel liigub ta olekusse Master. Kui marsruutija ei ole VIP-omanik, siis läheb ta olekusse Backup.

Olekus Backup ootab marsruutija pakette Master'ilt. See marsruutija ei vasta VIP-aadressi ARP-päringutele. Samuti ei aktsepteeri ta pakette, mille sihtaadressiks on virtuaalse marsruutija MAC-aadress.

Kui Backup ei saa Master'ilt sõnumeid Master Down Timer'i jooksul, siis saadab ta VRRP-sõnumi, et kavatseb saada Masteriks. Seejärel saadab ta levitatud VRRP sõnumi, mille allika MAC-aadress on antud virtuaalse marsruutija aadress. Selles sõnumis näitab marsruutija oma prioriteeti.

Olekus Master töötleb marsruutija pakette, mis on adresseeritud virtuaalsele marsruutijale. Ta vastab samuti VIP-i ARP-päringutele. Master saadab VRRP-sõnumeid iga Adver Timer'i lõikes, et kinnitada, et ta töötab.

*May 13 19:52:18.531: %VRRP-6-STATECHANGE: Et1/0 Grp 1 state Init -> Backup
*May 13 19:52:21.751: %VRRP-6-STATECHANGE: Et1/0 Grp 1 state Backup -> Master

VRRP võimaldab ka koormuse tasakaalustamist mitme marsruutija vahel. Selleks luuakse ühel liidesel kaks VRRP-gruppi. Ühele gruppi määratakse kõrgem prioriteet kui teisele. Teisel marsruutijal määratakse prioriteet vastupidiselt. St kui ühel marsruutijal on esimese grupi prioriteet 100 ja teise grupi – 200, siis teisel marsruutijal on esimese grupi prioriteet 200 ja teise 100.

Nagu varem öeldud, peab igal grupil olema oma ainulaadne VIP. Tulemusena saame kaks IP-aadressi, mida haldab kaks marsruuterit, millest igaüht saab kasutada vaikeväravana.

Pooltele arvutitele määratakse üks vaikevärava aadress, teisele poole teine. Nii suundub pool liiklust ühte marsruuterisse ja pool teise. Kui üks marsruuteritest peaks rikki minema, võtab teine enda alla mõlema VIP-i töö.

Seega võimaldab VRRP luua vaikevärava üleliigsuse, suurendades võrgu usaldusväärsust. Mitme virtuaalse marsruuteri kasutamise korral saab ka koormust reaalsete marsruuteri vahel tasakaalustada. Rikketeavituse reaktsiooniaega saab lühendada, vähendades taimerite aega.

Allikas: habr.com