了解 VRRP

QFabric 系统上的 VRRP 差异

在网络上配置使用到默认网关的静态路由的服务器，可以最大限度减少配置工作量和复杂性，并降低处理开销。但是，默认网关故障通常会导致灾难性事件，从而隔离服务器。使用虚拟路由器冗余协议 （VRRP），您可以在主网关发生故障时为服务器动态提供备用网关。

配置了 VRRP 的交换机会共享一个虚拟 IP （VIP） 地址，该地址是您在服务器上配置为默认路由的地址。在正常的 VRRP 操作中，其中一台交换机是 VRRP 主交换机，这意味着它拥有 VIP，并且是活动的默认网关。其他设备是备份。交换机会根据您配置的优先级动态分配主角色和备份角色。如果主交换机发生故障，则优先级最高的备份交换机将成为主交换机，并在几秒钟内接管 VIP。这是在不与服务器进行任何交互的情况下完成的。

您可以将两个 QFabric 系统配置为参与 VRRP 配置，就好像它们是两个独立的交换机一样。但是，在正常的 VRRP 操作中，任何时候都只能有一个系统是给定 VRRP 组的主系统，这意味着只有一个系统可以使用为该组配置的 VIP 充当默认网关。在两个 QFabric 系统上运行 VRRP 时，您可能希望两个系统同时使用 VIP 充当网关和转发流量。为此，您可以配置防火墙过滤器，以在两个网络节点组之间的链路上阻止 QFabric 系统之间的 VRRP 通告数据包。执行此操作时，两个 QFabric 系统都充当 VIP（在连接到两个 QFabric 系统的服务器上配置的默认网关地址）接收的主流量和前向流量。如果您使用 VMware 的 vMotion，此配置允许虚拟机在连接到 QFabric 系统的服务器之间转换，而无需更新其默认网关信息。例如，在连接到数据中心 A 的 QFabric 系统的服务器上运行的虚拟机可以转换为连接到数据中心 B 中连接到 QFabric 系统的服务器，而无需解析新的网关 IP 地址和 MAC 地址，因为两个 QFabric 系统使用相同的 VIP。

配置详细信息

跨两个 QFabric 系统配置 VRRP 组类似于在两台交换机上配置 VRRP。下面列出了主要区别：

• 两个 QFabric 系统中参与 VRRP 的所有接口都必须是同一 VLAN 的成员。

• 您必须在两个 QFabric 系统上的该 VLAN 中创建路由 VLAN 接口 （RVI）。

• 分配给两个 RVI 的 IP 地址必须位于同一子网中。

• 您必须在 RVI 上配置 VRRP。

• 两个 RVI 必须是同一 VRRP 组的成员。这就是允许两个 QFabric 系统共享虚拟 IP 地址的原因。

下表列出了在两个 QFabric 系统（QFabric 系统 A 和 QFabric 系统 B）上运行的示例 VRRP 配置的元素。此示例的配置使两个 QFabric 系统都充当 VIP 10.1.1.50/24 的 VRRP 主系统，并假定防火墙过滤器阻止了系统之间的 VRRP 播发。 表 1 列出了示例配置中 RVI 所需的特性。

您必须在两个 QFabric 系统上的 RVI 上配置 VRRP。表 2 列出了每个 RVI 上示例 VRRP 配置的元素。请注意，除优先级外，两个系统上的参数 必须 相同。

表 3 列出了示例配置中 QFabric 系统 A 上的所有接口，并标明了它们连接到哪些接口。

表 4 列出了示例配置中 QFabric 系统 B 上的所有接口，并标明了它们连接到哪些接口。

Junos OS VRRP 支持

在早于 12.2 版的版本中，Junos OS 支持 RFC 3768， 虚拟路由器冗余协议 （VRRP）（ 用于 IPv4）和互联网草案 draft-ietf-vrrp-ipv6-spec-08， 适用于 IPv6 的虚拟路由器冗余协议。

使用早于 Junos OS 12.2 版的路由器不支持 VRRPv3，并且 QFX10000 交换机上的 IPv6 也不支持。

从 12.2 版开始，Junos OS 支持：

• RFC 3768， 虚拟路由器冗余协议 （VRRP）

• RFC 5798， 用于 IPv4 和 IPv6 的虚拟路由器冗余协议 （VRRP） 版本 3

• RFC 6527， 虚拟路由器冗余协议版本 3 的托管对象定义 （VRRPv3）

IPv6 VRRP 校验和行为差异

启用 IPv6 VRRP 网络时，必须考虑以下校验和差异：

• 在早于 Junos OS 12.2 版的版本中，当配置了适用于 IPv6 的 VRRP 时，将根据 RFC 3768 的第 5.3.8 节“ 虚拟路由器冗余协议 （VRRP）”计算 VRRP 校验和。

• 从 Junos OS 12.2 版开始，在配置 IPv6 的 VRRP 时，无论是否启用了 VRRPv3，VRRP 校验和都是根据 RFC 5798 第 5.2.8 节“ IPv4 和 IPv6 的虚拟路由器冗余协议 （VRRP） 版本 3”计算的。

  此外，仅在计算 IPv6 VRRP 校验和时才包含伪报头。计算 IPv4 VRRP 校验和时，不包括伪报头。

  要使运行 Junos OS 12.2 版（或更高版本的 Junos OS 版本）的路由器能够与运行早于 12.2 版的 Junos OS 版本的路由器互操作，请在运行 Junos OS 12.2 或更高版本的路由器中包含 checksum-without-pseudoheader 层次结构级别的配置语句 [edit protocols vrrp] 。

• tcpdump Junos OS 12.2 及更高版本中的实用程序根据 RFC 5798，用于 IPv4 和 IPv6 的虚拟路由器冗余协议 （VRRP） 版本 3 来计算 VRRP 校验和。因此，当解析从较旧的 Junos OS 版本（早于 Junos OS 12.2 版）接收的 IPv6 VRRP 数据包时tcpdump，bad vrrp cksum将显示以下消息：

  您可以忽略此消息，因为它并不表示 VRRP 失败。

VRRP 互操作性

在早于 Junos OS 12.2 版的版本中，VRRP （IPv6） 遵循互联网草案 draft-ietf-vrrp-ipv6-spec-08，但校验和是根据 RFC 3768 第 5.3.8 节计算的。从版本 12.2 开始，VRRP （IPv6） 遵循 RFC 5798，校验和根据 RFC 5798 第 5.2.8 节计算。由于 VRRP 校验和计算存在差异，使用 Junos OS 12.2 及更高版本的路由器上配置的 IPv6 VRRP 无法与 Junos OS 12.2 之前版本中配置的 IPv6 VRRP 互操作。

要使运行 Junos OS 12.2 版（或更高版本的 Junos OS）的路由器能够与运行早于 12.2 版的 Junos OS 版本的路由器互操作，请在 Junos OS 12.2 或更高版本的路由器中在层次结构级别包含 checksum-without-pseudoheader 配置语句 [edit protocols vrrp] 。

以下是有关 VRRP 互操作性的一些一般要点：

• 如果在使用 Junos OS 12.2 或更高版本的路由器上配置了 VRRPv3（IPv4 或 IPv6），则它将不适用于使用 Junos OS 12.1 或更低版本的路由器。这是因为只有 Junos OS 12.2 及更高版本支持 VRRPv3。

• 使用 Junos OS 12.2 及更高版本的路由器上配置的 VRRP（IPv4 或 IPv6）与使用早于 Junos OS 12.2 版的路由器上配置的 VRRP（IPv4 或 IPv6）互操作。

• 适用于 IPv4 的 VRRPv3 不能与以前版本的 VRRP 互操作。如果启用了 VRRPv3 的路由器接收到 VRRPv2 IPv4 通告数据包，则路由器会将自身转换为备份状态，以避免在网络中创建多个主节点。由于此行为，在现有 VRRPv2 网络上启用 VRRPv3 时必须小心。有关详细信息，请参阅 从 VRRPv2 升级到 VRRPv3 。

  注意：

  配置了早期版本的 VRRP 的路由器会忽略 VRRPv3 通告数据包。

从 VRRPv2 升级到 VRRPv3

仅当网络中的所有 VRRP 路由器上均可启用 VRRPv3 时，才能在网络中启用 VRRPv3。

仅当从 VRRPv2 升级到 VRRPv3 时，才在 VRRPv2 网络上启用 VRRPv3。 混合使用两个版本的 VRRP 并不是一个永久的解决方案。

出于以下考虑，必须非常小心地从 VRRPv2 升级到 VRRPv3，以避免流量丢失：

• 不可能同时在所有路由器上配置 VRRPv3。

• 在过渡期间，VRRPv2 和 VRRPv3 都在网络中运行。

• 更改 VRRP 版本将重新启动所有 VRRP 组的状态机。

• VRRPv3（对于 IPv4）路由器在收到 VRRPv2（对于 IPv4）播发数据包时默认为备份状态。

• VRRPv2（用于 IPv4）数据包始终被赋予最高优先级。

• VRRPv2 和 VRRPv3（适用于 IPv6）之间的校验和差异可以创建多个主路由器。

  升级时禁用备份路由器上的 VRRPv3（用于 IPv6），以避免创建多个主路由器。

表 5 说明了在 VRRPv2 到 VRRPv3 转换期间发生的步骤和事件。在 表 5 中，两个 VRRPv2 路由器 R1 和 R2 配置在两组 G1 和 G2 中。路由器 R1 是 G1 的主路由器，路由器 R2 是 G2 的主路由器。

启用 VRRPv3 时，请确保在网络中的所有 VRRP 路由器上启用 VRRPv3，因为 VRRPv3 （IPv4） 无法与以前版本的 VRRP 互操作。例如，如果启用了 VRRPv3 的路由器接收到 VRRPv2 IPv4 通告数据包，则路由器会将自身转换为备份状态，以避免在网络中创建多个主节点。

您可以通过在[edit protocols vrrp]层次结构级别配置version-3语句来启用 VRRPv3（对于 IPv4 或 IPv6 网络）。在 LAN 上的所有 VRRP 路由器上配置相同的协议版本。

VRRPv3 功能的功能

VRRPv3 中的某些 Junos OS 功能与以前的 VRRP 版本不同。

• VRRPv3 身份验证
• VRRPv3 播发时间间隔
• VRRPv3 的统一 ISSU

未配置故障切换延迟时

如果未配置故障切换延迟，则从路由引擎操作的 VRRP 会话的事件顺序如下：

1. 当路由引擎检测到的第一个 VRRP 组更改状态，并且新状态为主要状态时，路由引擎将生成相应的 VRRP 通告消息。数据包转发引擎会获知状态变化，从而无延迟地对该组的硬件过滤器进行重新编程。然后，新的主节点会向 VRRP 组发送免费的 ARP 消息。

2. 故障转移计时器延迟启动。默认情况下，故障转移延迟计时器为：

   • 500 毫秒 — 当配置的 VRRP 公告间隔小于 1 秒时。

   • 2 秒 — 当配置的 VRRP 通告间隔为 1 秒或更长时间，且路由器上的 VRRP 组总数为 255 时。

   • 10 秒 — 当配置的 VRRP 公告间隔为 1 秒或更长时间，且路由器上的 VRRP 组数超过 255 时。

3. 路由引擎对后续 VRRP 组执行逐一状态更改。每次发生状态更改且特定 VRRP 组的新状态为主要状态时，路由引擎都会生成相应的 VRRP 通告消息。但是，在故障转移延迟计时器过期之前，与数据包转发引擎的通信将被禁止。

4. 故障转移延迟计时器过期后，路由引擎会向数据包转发引擎发送有关设法更改状态的所有 VRRP 组的消息。因此，这些组的硬件过滤器将被重新编程，并且对于新状态为主要的组，将发送免费的 ARP 消息。

重复此过程，直到完成所有 VRRP 组的状态转换。

因此，在不配置故障切换延迟的情况下，第一个 VRRP 组的完整状态转换（包括路由引擎和数据包转发引擎上的状态）将立即执行，而其余 VRRP 组在数据包转发引擎上的状态转换至少延迟 0.5-10 秒，具体取决于配置的 VRRP 公告计时器和 VRRP 组的数量。在此中间状态下，由于硬件过滤器的延迟重新配置，在数据包转发引擎级别丢弃尚未在数据包转发引擎上完成的状态更改的 VRRP 组的接收流量。

配置故障切换延迟时

配置故障切换延迟后，从路由引擎操作的 VRRP 会话的事件顺序将按如下方式修改：

1. 路由引擎检测到某些 VRRP 组需要更改状态。

2. 故障转移延迟在配置的时间段内开始。允许的故障切换延迟计时器范围为 50 到 100000 毫秒。

3. 路由引擎对 VRRP 组执行逐一状态更改。每次发生状态更改且特定 VRRP 组的新状态为主要状态时，路由引擎都会生成相应的 VRRP 通告消息。但是，在故障转移延迟计时器过期之前，与数据包转发引擎的通信将被禁止。

4. 故障转移延迟计时器过期后，路由引擎会向数据包转发引擎发送有关设法更改状态的所有 VRRP 组的消息。因此，这些组的硬件过滤器将被重新编程，并且对于新状态为主要的组，将发送免费的 ARP 消息。

重复此过程，直到完成所有 VRRP 组的状态转换。

因此，在配置故障切换延迟时，甚至第一个 VRRP 组的数据包转发引擎状态也会延迟。但是，网络运营商的优势在于可以配置最适合网络部署需求的故障切换延迟值，从而确保在 VRRP 状态更改期间将中断次数降至最低。

故障切换延迟仅影响由路由引擎上运行的 VRRP 进程 （VRRPD） 操作的 VRRP 会话。对于分发给数据包转发引擎的 VRRP 会话，故障转移延迟配置无效。