第5編
レイヤー3

VRRPの機能説明

VRRPは、デフォルトゲートウェイを冗長化するプロトコルです。VRRPは、最大2台の装置で構成します。VRRPには、VRRPv2VRRPv3の2つのバージョンがあります。VRRPv3はIPv6をサポートしています。

VRRPを使用することで、マスターバックアップをイーサネットネットワーク内に設置できます。マスターに障害が発生した場合、即座に通信処理がバックアップに引き継がれるため、通信停止時間を低減できます。

マスターとバックアップの決定

マスターとバックアップは優先度で決定され、高い優先度を設定した装置がマスターになります。優先度は、仮想ルーターID(以後、VRID)ごとに、VRRPv2の場合はvrrp priorityコマンド、VRRPv3の場合はpriorityコマンドで設定します。

優先度によるマスターとバックアップの決定(VRRPv3の例)

なお、同じ優先度の装置がある場合は、IPアドレスの値の大きいほうがマスターになります。

IPアドレス値によるマスターとバックアップの決定(VRRPv3の例)

また、VRRPを構成する装置のVLANの実IPアドレスを仮想ルーターのIPアドレスに設定すると、その装置はIP Ownerになります。IP Ownerの装置の優先度には自動的に「255」が設定され、他の装置の優先度にかかわらず、必ずマスターになります。

IP Ownerとバックアップの決定(VRRPv3の例)

障害発生時のマスターとバックアップの切り替わり

マスターは、定期的にアドバタイズメントを送信し、正常に動作していることをバックアップに知らせます。

アドバタイズメントは、仮想ルーターを設定したIPインターフェースから送信されます。アドバタイズメントの送信間隔は、VRRPv2の場合はvrrp timers advertiseコマンド、VRRPv3の場合はtimers advertiseコマンドで変更できます。

アドバタイズメントの送信(VRRPv3の例)

マスターに障害が発生してアドバタイズメントが送信されなくなり、設定した送信間隔が過ぎてもアドバタイズメントを検知できなくなった場合、バックアップがマスターに切り替わります。これによって通信処理がバックアップに引き継がれるため、通信停止時間を低減できます。

補 足

OSPFv2またはOSPFv3機能で多量の経路を扱う環境では、経路更新のタイミングでVRRPのバックアップが一時的にマスターに切り替わることがあります。VRRPのアドバタイズメントの送信間隔を長く設定することで、この事象の発生を抑制できます。

アドバタイズメントを検知できなくなった後、バックアップに切り替えるまでの時間は、以下の計算式で求められます。

VRRPv2の切り替わりまでの時間=(vrrp timers advertiseコマンドで指定した送信間隔×3)+(256-優先度)÷256

VRRPv3の切り替わりまでの時間=(timers advertiseコマンドで指定した送信間隔×3)+(256-優先度)÷256

アドバタイズメント送信不可によるマスター障害発生検知(VRRPv3の例)

旧マスターが障害から復旧した場合、デフォルト設定では復旧した旧マスターがマスターに切り戻ります(プリエンプトモード)。

仮想ルーターのIPアドレスの設定

VRRPでは、イーサネットネットワーク内に設置した複数の装置を1台の仮想ルーターとして設定します。

VRRPv2の場合、vrrp ipコマンドで仮想ルーターのVRIDとIPアドレスを設定します。

VRRPv2の仮想ルーターのVRIDとIPアドレスの設定

VRRPv3の場合、vrrp VRID address-familyコマンドで仮想ルーターのVRIDを設定し、addressコマンドで仮想ルーターのIPアドレスを設定します。

VRRPv3の仮想ルーターのIPアドレスの設定

注 意

仮想ルーターのIPアドレスは、プライマリーIPアドレスと同じサブネットに設定する必要があります。セカンダリーIPアドレスで指定したサブネットでは設定できません。

補 足

設定可能なVRRPのグループ数は、VRRPv2とVRRPv3の合計で最大256グループです。

仮想ルーターIDと仮想MACアドレス

仮想ルーターには、規格で定められた仮想MACアドレスが割り当てられます。仮想MACアドレスは、APRリクエストやNDリクエストへの応答に使用されます。マスターは、仮想MACアドレス宛てのイーサネットフレームを受信し、ルーティングテーブルに従ってIPパケットをフォワーディングします。マスターに障害が発生した場合、バックアップが仮想MACアドレス宛てのフレームを受信し、マスターに代わってフォワーディングします。このように、仮想MACアドレス宛てに端末がフレームを送信することで、マスターに障害が発生した場合でも、通信が継続します。

仮想MACアドレスの形式を以下に示します。以下の仮想MACアドレス末尾の「XX」は、VRIDです。VRIDは、VRRPv2の場合はvrrp ipコマンド、VRRPv3の場合はvrrp VRID address-familyコマンドで設定します。

IPv4(RFC 3768規格)

00:00:5E:00:01:XX

IPv6(draft-ietf-vrrp-ipv6-spec-07規格)

00:00:5E:00:02:XX

プリエンプトモードの設定

プリエンプトモードでは、より優先度の高い装置が常にマスターとして稼働します。たとえば、装置A(マスター)に障害が発生し、装置B(バックアップ)がマスターとして稼働している場合、プリエンプトモードが有効になっていると、装置Aの復旧時に自動的に装置Aがマスターに切り戻ります。

プリエンプトモードは、デフォルト設定で有効です。プリエンプトモードが無効な状態から有効にするには、VRRPv2の場合はvrrp preemptコマンド、VRRPv3の場合はpreemptコマンドを使用します。

プリエンプトモードによるマスターの切り替わりと切り戻り(VRRPv3の例)

外部からの仮想ルーターの状態監視

通常、IP Ownerではない仮想ルーターは、仮想IPアドレス宛てのpingに応答しません。そのため、ping監視を行うことができません。VRRPv2の場合はvrrp non-owner-pingコマンド、VRRPv3の場合はnon-owner-pingコマンドを使用することにより、IP Ownerではない仮想ルーターの仮想IPアドレス宛てのpingに応答するように設定できます。これにより、仮想ルーターは外部からのICMP echo requestパケットを受信し、ICMP echo replyパケットを返信します。

クリティカルIPアドレスのトラッキング

仮想ルーターにクリティカルIPアドレスを設定することで、クリティカルIPアドレスが通信不能になったとき、仮想ルーターをアクティブにしないように設定できます。クリティカルIPアドレスは、VRRPv2の場合はvrrp track critical-ipコマンド、VRRPv3の場合はtrack critical-ipコマンドで設定します。

補 足

vrrp track critical-ipコマンドおよびtrack critical-ipコマンドを使用することで、critical-ipで指定したIPv4/IPv6アドレスのARP/ネイバーのエントリーをトラッキングするように設定できます。

図に示した装置の場合の設定例を示します。

クリティカルIPアドレスの設定

VRRPv2の場合
# configure terminal
(config)# vlan 20
(config-vlan)# exit
(config)# interface vlan 20
(config-if-vlan)# vrrp 1 track critical-ip 192.168.2.1
(config-if-vlan)# end
#
VRRPv3の場合
# configure terminal
(config)# vlan 20
(config-vlan)# exit
(config)# interface vlan 20
(config-if-vlan)# vrrp 1 address-family ipv4
(config-af-vrrp)# track critical-ip 192.168.2.1
(config-af-vrrp)# end
#

VRRP認証(VRRPv2のみ)

VRRPv2では、パスワードによるVRRP認証をインターフェースに設定できます。VRRP認証は、VRRP認証を設定したインターフェース上のすべての仮想ルーターに適用されます。また、各装置には、必ず同じパスワードを設定します。

同じパスワードを設定した装置同士は通信できますが、異なるパスワードを設定した装置間では通信ができません。

VRRP認証を設定するには、パスワード文字列を指定してvrrp authenticationコマンドを使用します。

VRRPのシャットダウン

VRRPをシャットダウンするには、VRRPv2の場合はvrrp shutdownコマンド、VRRPv3の場合はshutdownコマンドを使用します。

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