VRRP负载均衡技术

一、 前言

在VRRP（虚拟路由器冗余协议）标准协议模式中，只有Master路由器可以转发报文，Backup路由器处于监听状态，无法转发报文。虽然创建多个备份组可以实现多个路由器之间的负载分担，但是局域网内的主机需要设置不同的网关，增加了配置的复杂性。

VRRP负载均衡模式(下面简称在VRRPE)提供的虚拟网关冗余备份功能基础上，增加了负载均衡功能.实现同一个备份组里的Master和Backup路由器都转发报文。

图 1 VRRPE实现的负载均衡功能

二、 VRRPE技术介绍

2.1 VRRPE的基本工作原理

在一个备份组里将一个虚拟IP地址与多个虚拟MAC地址对应，VRRP备份组中的每个路由器都对应一个虚拟MAC地址，使得每个路由器都能转发流量。避免了VRRP备份组中Backup设备始终处于空闲状态、网络资源利用率不高的问题。如下图中，在下面以10.1.1.1为网关的PC，其获得的网关的arp表项都对应不同的虚MAC.：host A对应route A的虚mac、host B对应route B的虚mac，host C对应route C的虚mac。

图 2 VRRPE的工作原理

2.2 VRRPE中的基本概念

l AVF：虚拟转发器(Active Virtual Forwarder)，作为AVF负责转发目的MAC地址为虚拟MAC地址的流量；

l LVF：备用虚拟转发器(Listening Virtual Forwarder)，LVF监视AVF的状态，当AVF出现故障时，LVF将选举出优先级最高的虚拟转发器作为AVF；

l VMAC：虚Mac地址(Virtual MAC Address)；

l VF Owner：虚拟转发器的拥有者（Virtual Forwarder Owner）。

如图中：Router A是000f-e2ff-0041的AVF，Router B、Router C是000f-e2ff-0041的LVF；

图 3 VRRPE基本概念相关

2.3 VRRPE的实现机制

流程一：同一备份组中的路由器之间选举Master（选举方式和VRRP的标准模式相同）

流程二：Backup设备发送Request报文向Master设备请求虚拟MAC，Master设备通过Replay报文给Backup设备分配虚拟MAC地址。

流程三：Master根据负载均衡算法为来自主机的ARP/ND请求，应答不同的虚拟MAC地址，从而实现流量在多个路由器之间分担。备份组中的Backup路由器不会应答主机的

ARP/ND请求。

三、 小结

本文介绍了VRRP负载均衡模式的特点，以及其的工作原理和实现机制，我司的v5平台的三层交换机S12500、S9500E、S5800均支持该特性，因其能实现同一个vrrp组的负载均衡，在数据中心的接入侧有着广泛的应用场景。