介紹：
一般在網絡中，都會考慮網絡的健壯性，之前我給web服務器做負載均衡的時候，也會給調度器做一個冗余，用到的也是常用的VRRP虛擬路由冗余協議。做冗余是為了保障單個節點出現故障時，有另一個backup頂替上去使得服務不會出現癱瘓，給用戶帶來不好的體驗。
這里說的主要是網路設備的冗余，但其實原理都相似的：
鏈路的冗余 STP 的靈活使用 交換冗余
在交換網絡中，主要兩大類冗余：
為了防止核心層斷電導致網絡的大規模癱瘓，通常情況下會采取雙電源的冗余，由芯片來控制電源進行負載均衡。
引擎的冗余：交換引擎是交換機的核心，所以在核心層通常也會擴展引擎。
設備的堆疊：常見的交換機擴展，分清級聯和堆疊的區別：
路由的冗余
靜態路由的冗余：前面說過靜態路由，配置過浮動路由。就是地址一條權重更低的路由，當主路由出問題的時候換到設置好的權重低的路由，這就是靜態路由的冗余。
動態路由因為本身會根據網絡自動學習調整，所有無需冗余，只需要設計一條備用線路就行。
網關的冗余
網關是一個網段到另一個網段的大門，通常有兩種方式配置：
這里我們說一下網關的冗余，如果網關的設備出問題了，那么這個網段所有的主機都不能和外界通信了。
通常我們會創建一個虛擬的網關（IP），而在這個虛擬的網關背后，有兩個真正的網關（ip），外界看到是虛擬的ip，而真正工作的其實還是背后的其中一個。
實現這個功能的協議有：
VRRP工作流程
：
在 VRRP 中有三種狀態：
他們的簡單工作過程是這樣的：
對終端有一個虛擬網關，終端設置網關時便設置為虛擬網關的 IP 地址，而在虛擬網關后有多臺設備，Master 設備作為主要工作者，他會告訴所有設備此時他是領導者，他的 IP 地址、Mac 地址是多少，只要發到虛擬網關的數據包都發送給他，由他轉發。一旦 Master 故障了，Backup 馬上接替工作告知其他設備，今天它是領導，所有發往虛擬網關的數據包都給他。
具體的工作流程是這樣的：
1.開啟功能
在設備啟動了 VRRP 功能之后，設備進入初始化的狀態。當連接其他設備的接口處于 UP 的狀態之后，設備會先查看自己的優先級值，若是小于 255 則首先將自己切換到 Backup 的備份狀態。
2.切換第一個狀態
在啟動了 VRRP 之后有一個 計時器也隨之啟動開始計時（因為主路由一旦啟動便會主動的為備用路由發送消息，告知它還是正常的，若是備用路由有一段時間沒有收到這樣的消息了，他就會發包去詢問主路由的情況如何，而這個計時器便是計算這個時間間隔所用的），在 VRRP 中該時間的默認值為 3 秒，計時器一旦超時了便會認為網絡中的 Master 的失效了、不工作了、偷懶了或者是故障了。
3.選舉 Master
同一個工作組的其他設備收到 VRRP 的通告之后就會獲取報文中的信息由此來做這樣的判斷（假設其他設備處于 Backup 的狀態，下文討論 Master 的狀態）：
收到的報文中設備的優先級高于自己的優先級，并且自己此時本就是 Backup 的狀態，便保持狀態不變
收到的報文中設備的優先級低于自己的優先級，便去檢查自己是否開啟了搶占模式：
若是自己開啟了搶占模式，那么將自己切換成 Master 的狀態
若是自己沒有開啟搶占模式，并且此時自己又是 Backup 的狀態，那么則保持狀態
一般在配置時有先后順序，首先配置的設備按照這樣的過程便成為了 Master。但是若是同一個工作組中有多臺設備，而設置又是同時配置，那么此時會出現這樣的特殊情況，一開始大家都沒有收到 Master 的通過（因為大家都處于 Backup 的狀態），所以大家都切換成 Master 的狀態，然后相互發送通告。
通告中 Master 設備的優先級高于自身設備的優先級，則將自己修改為 Backup 的狀態；
通告中 Master 設備的優先級低于自身設備的優先級，保持狀態，不做任何的改變；
通告中 Master 設備的優先級與自身設備的優先級相同，那么便對比 Master 的 IP 地址：
若是對方 IP 地址大于自己的 IP 地址那么將自己切換成 Backup 的狀態
若是對方 IP 地址小于自己的 IP 地址那么將保持自己的 Master 狀態
當然這里還有這樣的一種特殊情況就是虛擬網關的 IP 地址就是他自身的 IP 地址，那么經過初始化狀態狀態之后直接將自己切換為 Master 狀態。
4.發送通告
作為 Master 的設備會非常的繁忙，他們會做這樣的人一些事情：
只要發送向虛擬 IP 地址的 ARP 請求都會轉發給他，由他做出響應。
如果發送向虛擬 IP 地址的 IP 數據報文請求，他會直接丟包，因為是虛擬 IP 地址，是邏輯意義上的一臺設備，但是若是這個虛擬 IP 地址就是其本身的 IP 地址，他會以自己的身份去響應。
在局域網中是通過數據幀傳遞消息，通過 MAC 地址找到這臺虛擬網關設備，需要通過他轉發數據與其他網絡通信，Master 負責轉發數據
最后 Master 還有最重要的事情需要做，就是定時的向其他設備發送通告，在通告中富含有設備的優先級情況以及自己的工作狀態，其他的備用設備收到通告之后由此來判斷設備能否勝任工作。
其中這個定時的時間間隔叫做 a 通告區間。有個 Timer 來計時，一旦超時就發送通告然后重置 Timer，如此反復。其默認值是一秒。
5.Master 的變化
當 Master 因為負載過高或者其他等等的情況會主動放棄 Master 的狀態，此時 Master 發送的通告中會將自己的優先級設置為 0。這樣備份設備收到數據包之后就會將自己切換成 Master。而通過這樣情況來切換成 Master 的時間叫做 Skew time。這個時間的值：Skew time=(256-備份設備的優先級值)/256
還有一種情況也就是 Master 設備真的出故障了，沒辦法工作了。Backup 設備中的 計時器超時了，便知道主設備無法工作了，因為他都沒有辦法給我發送報文了肯定是出事了，所以會將自己切換成 Master。而上文中說它的默認值是 3s。
VRRP配置網關冗余：
按拓撲圖配置端口ip和路由：
r1
r1(config)#inter e0/1
r1(config-if)#ip address 202.205.1.1 255.255.255.0
r1(config-if)#no shutdown
r1(config-if)#exit
r1(config)#inter lo 0
r1(config-if)#ip address 202.203.1.1 255.255.255.0
r1(config-if)#no shutdown
r1(config-if)#exit
r1(config)#inter e0/0
r1(config-if)#ip address 202.204.1.1 255.255.255.0
r1(config-if)#no shutdown
r1(config-if)#exit
配置ospf路由：
r1(config)#router ospf 10
r1(config-router)#network 202.203.1.0 0.0.0.255 area 0
r1(config-router)#network 202.204.1.0 0.0.0.255 area 0
r1(config-router)#network 202.205.1.0 0.0.0.255 area 0
r2
r2(config)#inter e0/0
r2(config-if)#ip address 202.204.1.2 255.255.255.0
r2(config-if)#no shutdown
r2(config-if)#inter e0/1
r2(config-if)#ip address 192.168.1.2 255.255.255.0
r2(config-if)#no shutdown
r2(config-if)#exit
r2(config)#router ospf 10
r2(config-router)#network 202.204.1.0 0.0.0.255 area 0
r2(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0
r3
r3(config)#inter e0/0
r3(config-if)#ip address 202.205.1.2 255.255.255.0
r3(config-if)#no shutdown
r3(config-if)#exit
r3(config)#inter e0/1
r3(config-if)#ip address 192.168.1.3 255.255.255.0
r3(config-if)#no shutdown
r3(config-if)#exit
r3(config)#router ospf 10
r3(config-router)#network 202.205.1.0 0.0.0.255 area 0
r3(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0
pc1
pc1(config)#inter e0/0
pc1(config-if)#no switch
pc1(config-if)#ip address 192.168.1.4 255.255.255.0
pc1(config-if)#no shutdown
pc1(config-if)#exit
pc1(config)#no ip routing
pc1(config)#ip default-gateway 192.168.1.2
配置之后，此時是可以ping通r1的環回地址，但是當r2出問題之后，pc便ping不通了，這就是單點故障。
配置 VRRP
r2
r2(config)#inter e0/1
r2(config-if)#vrrp 1 ip 192.168.1.1
r2(config-if)#vrrp 1 priority 100
r2(config-if)#vrrp 1 preempt
r2(config-if)#no shutdown
r2(config-if)#exit
r3
r3(config)#int e0/1
r3(config-if)#vrrp 1 ip 192.168.1.1
r3(config-if)#vrrp 1 priority 80
r3(config-if)#vrrp 1 preempt //開啟搶占模式
r3(config-if)#no shutdown
r3(config-if)#exit
在pc上重新設置網關：
pc1(config)#inter e0/0
pc1(config-if)#ip default-gateway 192.168.1.1
開啟了搶占模式之后，一旦原 Master 設備回復正常能在第一時間將自己修改為 Master，把當前替補的設備踢回 Backup 的狀態。
查看vrrp：
r3#show vrrp