VRRP 仕様書

Virtual Router Redundancy Protocol。L3 のデフォルトゲートウェイを複数ルータで冗長化する IETF 標準プロトコル。

IETF 標準 / マルチベンダ対応 / Active-Standby

IPv4 は RFC 3768 → RFC 5798 で改訂、IPv6 も RFC 5798 で統合。v2 は IPv4 のみ、v3 は IPv4/IPv6 両対応。

v2: RFC 3768 / v3: RFC 5798

クライアントのデフォルトゲートウェイ高可用化。L3 スイッチや FW の冗長 LAN 側ゲートウェイで標準採用。

default GW 冗長 / SVI 冗長 / L3 SW・FW

VRRPv2 の Advertisement 形式。IPv4 専用で Authentication Data を含む。

RFC 3768 VRRPv2 Packet Format ASCII 図:

   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
  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  |  Ver  | Type  |     VRID      |   Priority    |   Count IP    |
  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  |   Auth Type   |   Adver Int   |           Checksum            |
  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  |                      IP Address(es) ...                       |
  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  |                      Authentication Data                      |
  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  |                      Authentication Data                      |
  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

VRRPv3 の Advertisement 形式。IPv4/IPv6 共通で認証フィールドは持たない。

RFC 5798 VRRPv3 Packet Format ASCII 図:

   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
  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  |  Ver  | Type  |     VRID      |   Priority    |   Count IP    |
  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  |  Res  |     Max Adver Int     |           Checksum            |
  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  |                     IPvX Address(es) ...                      |
  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

VRRP は IP プロトコル 112 として直接乗る。UDP/TCP ではない。

IP proto 112 / TTL 255 固定

Advertisement の宛先。IPv4 と IPv6 で別。

IPv4: 224.0.0.18 / IPv6: FF02::12

IANA OUI 00:00:5E。XX に VRID (0-255) が入る。IPv4/IPv6 で第 5 オクテットが違う。

IPv4: 00:00:5E:00:01:<VRID> / IPv6: 00:00:5E:00:02:<VRID>

Virtual Router ID。同一 L2 内でユニーク。VRRPv3 は v2 と完全に同じ範囲。

1 - 255 (VRID)

Master 選出の優先度。値が大きいほど優先度が高く Master になる。0 は「自分は退く (Master 終了)」の特別な意味。255 は IP Owner 専用。

範囲 0-255 / 値が大きいほど優先 (高=Master) / 既定 100 / 255 = IP Owner / 0 = 退避通知

仮想 IP を物理 IF にも持つ機。自動的にプライオリティ 255 が付き、常に Master となる。

物理 IF == 仮想 IP / 自動 priority 255

VRRPv3 (RFC 5798) は認証を廃止。v2 の平文/MD5 はセキュリティ上の理由で非推奨。

v3: 認証なし (廃止) / v2: 平文・MD5 (非推奨)

VRRP のメッセージは Advertisement の 1 種類のみ。type フィールド = 1。

Advertisement (type=1) のみ

起動直後 / IF Down 時。Advertisement の送受信は行わない。

起動時 / IF Down → メッセージ無し

Master からの Advertisement を待ち受ける状態。Master Down Timer が満了したら Master 化。

Master の Advertisement 待ち / Down Timer 監視

仮想 IP を ARP 応答し、Advertisement を送出する状態。実際にパケット転送を担う。

ARP 応答 / Advertisement 送出 / 転送

Master が Advertisement を送出する間隔。既定 1 秒。VRRPv3 は cs (10ms) 単位で指定可。

既定 1s / VRRPv3 で 10ms 単位

Backup が Master Down と判定するまでの時間。3 × Advertisement Interval + Skew Time。

3 × Adv + Skew ≈ 3.x 秒

Backup ごとに少しずつ Down 判定タイミングをずらす。複数 Backup の同時 Master 化を防ぐ。

(256 − priority) × Adv / 256 秒

VRRP は既定で preempt が有効。高プライオリティ機が復活すると即時 Master を奪取する。

既定 ON / no preempt で停止可

track オブジェクトを VRRP に紐付け、Up/Down で priority を decrement する。上流 IF Down 時の自動切替に必須。

track <id> → decrement <value>

監視対象 IF の line-protocol を track。

track 1 interface Gi0/0 line-protocol

上流 (BGP/OSPF) の特定ルートが消えたら priority を下げて切替。

track 2 ip route 10.0.0.0/8 reachability

BFD で素早い障害検知をしてその結果を VRRP の track にフィードバック。

track 3 ip route 10.0.0.1 protocol BFD

VRRP は IETF 標準。マルチベンダ環境で第一選択。

VRRP: IETF 標準 / HSRP: Cisco 独自

VRRP は IP プロトコル直載せ、HSRP は UDP 上に乗る。

VRRP: IP proto 112 / HSRP: UDP 1985

VRRP は 1 種類、HSRP は v1/v2 でアドレスが違う点に注意。

VRRP: 224.0.0.18 / HSRPv1: 224.0.0.2 / HSRPv2: 224.0.0.102

OUI が違うため、MAC アドレステーブルから一目で見分け可能。

VRRP: 00:00:5E:00:01 / HSRP: 00:00:0C:07:AC (v1)

VRRP は既定 ON、HSRP は既定 OFF。HSRP では明示が必要。

VRRP: 既定 ON / HSRP: 既定 OFF

VRRP の方がデフォルトで反応が速い。

VRRP: 1s/3.x s / HSRP: 3s/10s

VRRPv3 は認証廃止、HSRP は MD5 サポート。要件次第で HSRP を選ぶ場面も。

VRRPv3: なし / HSRP: 平文・MD5

VRRP には IP Owner 概念があるが、HSRP には無い。

VRRP: IP Owner 自動 priority 255 / HSRP: 概念なし

modern Cisco IOS は address-family 形式 (RFC 5798 準拠)。SVI に VRID と仮想 IP を割当。

fhrp version vrrp v3
interface Vlan10
 vrrp 10 address-family ipv4
  address 10.0.10.1
  priority 110
  preempt

単位は 10 ミリ秒 (cs)。100 → 1 秒、25 → 250 ms。

vrrp 10 address-family ipv4
 advertisement-interval 100

復電後の自動切戻しを抑止したいときに。

vrrp 10 address-family ipv4
 no preempt

上流 IF が落ちたら priority を 30 下げ、対向機が Master 化するように構成。

track 1 interface Gi0/0 line-protocol
vrrp 10 address-family ipv4
 track 1 decrement 30

古い IOS / 互換性目的の構文。新規構築は v3 推奨。

interface Vlan10
 vrrp 10 ip 10.0.10.1
 vrrp 10 priority 110
 vrrp 10 preempt

Master/Backup、優先度、advertise を一覧で確認。

show vrrp brief / show vrrp all

track の Up/Down と参照元 (VRRP/HSRP/Static route) を表示。

show track / show track 1

L2 で Advertisement が届かないと両機が Master 化。VLAN / STP / MTU / 認証一致を疑う。

症状: 両機 Master / 原因: L2 経路・STP・認証差

仮想 MAC が両機から学習されると MAC が flap。切替直後の数秒は正常、継続するなら L2 ループ。

log: %MAC_MOVE / 確認: STP・ループ

Advertisement が流れているかを直接確認。

tcpdump -i eth0 ip proto 112