VRRPの基本動作

VRRP起動時の動作

VRRPを設定した2台のルータを起動させると、
まず「イニシャライズ」という状態になります。

マスタールータとバックアップルータがお互いに、
「VRRP Advertisement」と呼ばれる制御パケットを
宛先MACアドレス「01:00:5e:00:00:12」、
宛先IPアドレス「224.0.0.18」というVRRP用に
割り当てられたマルチキャストアドレス宛に送信します。

「VRRP Advertisement」には、VRID、優先度、仮想IPアドレス、
VRRP Advertisementの送信間隔などの情報が入っています。

「VRRP Advertisement」パケットのキャプチャ結果は以下の通り。

VRRPのパケットキャプチャ

VRRPの動作

VRIDが自身に設定した値と同じ「VRRP Advertisement」を
受信すると、「VRRP Advertisement」に設定されている優先度と、
自身に設定してある優先度を比較します。

自身の優先度が大きければ、マスタールータになり、
「イニシャライズ」から「マスター」という状態に移ります。

自身の優先度が小さければ、バックアップルータになり、
「イニシャライズ」から「バックアップ」という状態に移ります。

マスタールータになったルータは、「VRRP Advertisement」を
一定間隔で送信し続けます(デフォルトは1秒間隔)。
バックアップルータになったルータは「VRRP Advertisement」の送信を 停止します。

 

VRRPを使った通信

マスタールータとバックアップルータが決定されると、
実際に通信が可能になります。

仮想IPアドレスをデフォルトゲートウェイに設定したPCが通信を
行う場合を見てみます。

VRRPを使った通信

まずPCは、仮想IPアドレスに対するMACアドレスを調べるために、
「ARPリクエスト」をブロードキャストします。

「ARPリクエスト」はブロードキャストパケットですので、
当然マスタールータとバックアップルータの両方にパケットが
届きます。

その「ARPリクエスト」に対する「ARPリプライ」は、
マスタールータだけが仮想MACアドレスを返信します。

このような動作をすることで、PCはマスタールータ宛に
パケットが送信されるようになっています。

VRRPの切り替え動作

マスタールータがダウンしたり、リンクがダウンすると、
マスタールータから「VRRP Advertisement」パケットの送信が止まります。

バックアップルータでは、一定時間「VRRP Advertisement」パケットの
受信がないとマスター状態に移行します。

この一定時間のことを「マスターダウンインターバル」と呼びます。

マスターダウンインターバルの算出式は、

「VRRP Advertisementの送信間隔 × 3 + (256 - 優先度) ÷ 256」

という式で計算されます。

例えば、送信間隔がデフォルトの1秒で、優先度が100の場合、
「マスターダウンインターバル」は、3.6秒になります。

バックアップからマスターに切り替わると、旧バックアップルータが
新マスタールータとなり、「VRRP Advertisement」パケットを
一定間隔で送信したり、「ARPリクエスト」に応答します。

 

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