vrrp报文格式

用户4905581608125
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一、VRRP 报文的基本性质

首先澄清一个常见误解：

❌ VRRP 报文不是“广播”（Broadcast），而是 组播（Multicast）

  • 协议类型：网络层协议（IP 协议号 112）
  • 封装方式：直接封装在 IP 包中（不是 TCP/UDP）
  • 目的地址：组播地址 224.0.0.18
  • TTL：255（防止跨路由传播，限制在本地子网）
  • 源 IP：发送接口的真实 IP（不是 VIP）
  • 目的 IP：224.0.0.18（IANA 分配给 VRRP 的组播地址）
  • IP 协议号：112（IANA 注册）

✅ 二、VRRP 报文格式（IP 层 + VRRP 头）

1. IP 层封装

字段值
源 IP 地址发送节点的 真实接口 IP（如 192.168.1.10）
目的 IP 地址224.0.0.18（VRRP 组播地址）
协议（Protocol）112（VRRP）
TTL255（典型值，防跨网段）
DF（Don't Fragment）通常为 0

2. VRRP 报文头（RFC 3768）

深色版本
 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    |   Auth Type   |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|   Adver Int   |                                               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+                                               +
|                         Checksum                              |
|                                                               |
|                  Authentication Data (optional)               |
|                                                               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

字段解释：

字段说明
Version通常是 2（IPv4）或 3（IPv6）
Type固定为 1（Advertisement 报文）
Virtual Rtr ID (VRID)虚拟路由器 ID（1-255），用于区分同一网络中的多个 VRRP 组
Priority优先级（1-254），255 保留给拥有 VIP 的节点（IP Address Owner）
Auth Type认证类型（0=无，1=简单密码，2=IP Authentication Header）
Adver Int广告间隔（单位：秒，默认 1s，Keepalived 可设为 0.1）
Checksum校验和
Authentication Data密码（明文，不安全）

🔐 注意：VRRP 认证不安全，建议在可信网络使用。

✅ 三、主节点发送 VRRP 报文的接口

主节点通过哪个接口发送 VRRP 报文？是配置了 VIP 的接口吗？

✅ 正确答案：

是的，主节点通过 vrrp_instance 中配置的 interface 指定的接口发送 VRRP 报文，这个接口通常也是 VIP 所在的接口。

示例配置：

conf
深色版本
vrrp_instance VI_1 {
    interface eth0        # ← VRRP 报文从此接口发出
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100     # ← VIP 也绑定在此接口（或子接口）
    }
}
  • VRRP 报文从 eth0 发出
  • 源 IP 是 eth0 的真实 IP（如 192.168.1.10）
  • VIP 是逻辑 IP，绑定在 eth0 或 eth0:0 上

📌 所以：发送 VRRP 报文的接口 = 配置 VIP 的接口

✅ 四、备节点收到 VRRP 报文后的处理过程

备节点收到 VRRP 报文后，会进行一系列判断，决定是否触发主备切换。

🔄 处理流程如下：

text
深色版本
收到 VRRP 报文
   ↓
检查目的地址是否为 224.0.0.18 且协议号为 112
   ↓
验证 VRID 是否匹配本地配置（virtual_router_id）
   ↓
检查优先级（Priority）
   ├─ 如果收到的优先级 < 本地优先级 → 忽略
   ├─ 如果收到的优先级 > 本地优先级 → 重置超时计时器
   └─ 如果收到的优先级 == 本地优先级 → 比较 IP 地址（数值大的优先）
   ↓
重置 **Master_Down_Timer**（默认 = 3 × Adver_Int）
   ↓
如果在 Master_Down_Timer 超时前未收到下一个 VRRP 报文
   ↓
判定主节点失效
   ↓
本地节点发起选举：
   - 检查自己健康状态（track_script 是否通过）
   - 如果健康，提升为 MASTER
   - 执行：
        1. ip addr add VIP
        2. 发送 Gratuitous ARP
        3. 执行 notify_master 脚本

⚠️ 关键点：

  • Master_Down_Timer = 3 × Adver_Int

    • 默认 advert_int 1 → 超时 3s
    • 优化为 advert_int 0.1 → 超时 300ms

  • 备节点不会立即抢占，除非主节点失效

  • 如果配置了 preempt（默认开启），备节点在恢复后可抢回主角色

✅ 五、完整通信示例

假设：

  • 主节点：192.168.1.10/24 on eth0，VIP: 192.168.1.100
  • 备节点：192.168.1.11/24 on eth0
  • VRID: 51

主节点发送的 VRRP 报文：

字段值
源 IP192.168.1.10（真实 IP）
目的 IP224.0.0.18（组播）
协议112（VRRP）
VRID51
Priority100
Adver Int100ms

备节点行为：

  • 监听所有协议号为 112 的 IP 包
  • 收到后匹配 VRID 51
  • 更新 Master_Down_Timer = 300ms
  • 每 100ms 收到一次，计时器重置
  • 若 300ms 内未收到 → 触发切换

✅ 六、面试常见问题 & 回答

Q1：VRRP 是广播还是组播？

答：是 组播，目的地址 224.0.0.18，协议号 112。

Q2：VRRP 报文源 IP 是 VIP 吗？

答：❌ 不是。源 IP 是发送接口的 真实物理 IP，如 192.168.1.10。

Q3：备节点如何知道主节点是否存活？

答：通过连续接收 VRRP 报文。若 3 × advert_int 时间内未收到，则判定主节点失效。

Q4：VRRP 报文走的是 UDP 吗？

答：❌ 不是。VRRP 直接封装在 IP 层，协议号 112，不是 UDP/TCP。

Q5：能否跨 VLAN/VXLAN 发送 VRRP？

答：理论上可以，但需三层路由支持组播转发。生产中通常限制在 同一二层域，避免复杂性。

✅ 总结

问题答案
VRRP 报文类型IP 层组播报文（协议号 112）
源 IP发送节点的真实接口 IP（非 VIP）
目的 IP224.0.0.18（VRRP 组播地址）
发送接口interface 配置的网卡（通常也是 VIP 所在接口）
备节点处理验证 VRID → 比较优先级 → 重置超时计时器 → 超时则切换

💡 一句话总结：
“VRRP 使用 IP 协议号 112，以组播方式发送到 224.0.0.18，源 IP 是节点真实 IP。主节点通过配置的接口（如 eth0）周期性发送通告，备节点监听并维护一个超时计时器，超时未收到则接管 VIP。”

掌握这些细节，说明你不仅会配置，更懂底层原理，面试官会眼前一亮。

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