IP / VRRP

VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）は、複数のルーターをグループ化し、あたかも1台のルーターであるかのように見せかけることで、デフォルトゲートウェイを冗長化し、IPネットワークに冗長性を与えるプロトコルです。

プロトコル概要

VRRPの基本的な考え方は次のとおりです。

同一ネットワーク上にある複数のルーターをグループ化し、1台のように見せかける。このグループ全体をバーチャルルーター（VR = Virtual Router）と呼ぶ。
バーチャルルーターを構成する各ルーターは次のものを共有し、互いに連携して動作する。
- VRID: バーチャルルーターを識別するための番号（1～255）。
- バーチャルMACアドレス: バーチャルルーターへのARP要求に対して返されるMACアドレス。VRIDから導出される。
- バーチャルIPアドレス: バーチャルルーターのIPv4アドレス。クライアントホストには、このアドレスをデフォルトゲートウェイとして設定する。
バーチャルルーターを構成する各ルーターは、1～255の優先度を持つ。バーチャルIPアドレスとインターフェースの実アドレスが一致している場合、そのルーターの優先度は自動的に最高値の255となる（preferred master）。それ以外のルーターには、1～254の優先度を設定する（初期値は100）。
バーチャルルーターは、マスタールーター1台と、バックアップルーター1台以上から構成される。バーチャルルーター内でもっとも高い優先度を持つルーターがマスタールーターとなる。
マスタールーターは、バーチャルIPアドレスとバーチャルMACアドレスを使い、実際にルーターとしての動作を行う。また、VRRP Advertisementパケットをマルチキャストグループアドレス224.0.0.18宛てに定期的に送信し、自らの健在をバックアップルーターに知らせる。また、自分より高い優先度を持つAdvertisementパケットを受信した場合は、バックアップルーターに移行する。
バックアップルーターは、ルーターとしての動作は行わずに、Advertisementパケットを監視している。バックアップルーターは、Advertisementパケットが途絶えるとマスタールーターに障害が発生したものと見なし、新しいマスタールーターの選出プロセスに入る。

基本設定

次に、実際に2台のルーターを用いてIPv4のデフォルトゲートウェイを冗長化するための設定方法を示します。
ここでは、次のようなネットワーク構成を例に説明します。

この例では通常ルーターAが使用されますが、ルーターAが故障すると、同ルーターが定期的に送信しているVRRP AdvertisementパケットをルーターBが受信できなくなります。この場合、ルーターBはルーターAがダウンしたものと見なしてバックアップルーターからマスタールーターに移行し、両方のセグメントに対するデフォルトゲートウェイアドレスを引き継ぎます。ルーターAが復旧すると、ルーターBは元のバックアップルーターに戻ります。

なお、以下の各例では、VLANの作成とIPアドレスの設定は完了しているものとします。VLANの設定については、「L2スイッチング」の「バーチャルLAN」をご覧ください。IPアドレスの設定については、「IP」の「IPインターフェース」をご覧ください。

ルーターA

VRRPの動作に必要なVRRPサービスを有効にします。これにはservice vrrpコマンドを使います。
```
RouterA(config)# service vrrp
```
router vrrpコマンドを実行して、vlan100インターフェース上にVRID=100のバーチャルルーター（以下、VR100）を作成し、該当バーチャルルーターの設定を行うためのVRRPモードに移行します。
```
RouterA(config)# router vrrp 100 vlan100
```
virtual-ipコマンドでVR100のバーチャルIPアドレスを設定します。ここではバーチャルIPアドレス10.100.100.32がインターフェースの実アドレスではないので、キーワードbackupを指定します。
```
RouterA(config-router)# virtual-ip 10.100.100.32 backup
```
priorityコマンドでVR100における優先度を設定します。こちらをデフォルトのマスタールーターにするため、優先度を初期値の100よりも高い101に設定します。
```
RouterA(config-router)# priority 101
```
circuit-failoverコマンドを用いて、vlan200（VR200）がダウンした場合にvlan100側（VRID=100）の優先度を引き下げ、ルーターBがマスタールーターになるよう設定します。
```
RouterA(config-router)# circuit-failover vlan200 2
```
enableコマンドを実行してVR100の動作を有効化します。これでVR100の設定は完了です。exitコマンドでグローバルコンフィグモードに戻り、次にVR200の設定に移ります。
```
RouterA(config-router)# enable
RouterA(config-router)# exit
```
router vrrpコマンドを実行して、vlan200インターフェース上にVRID=200のバーチャルルーター（以下、VR200）を作成し、該当バーチャルルーターの設定を行うためのVRRPモードに移行します。
```
RouterA(config)# router vrrp 200 vlan200
```
virtual-ipコマンドでVR200のバーチャルIPアドレスを設定します。ここではバーチャルIPアドレス10.100.200.32がインターフェースの実アドレスではないので、キーワードbackupを指定します。
```
RouterA(config-router)# virtual-ip 10.100.200.32 backup
```
priorityコマンドでVR200における優先度を設定します。こちらをデフォルトのマスタールーターにするため、優先度を初期値の100よりも高い101に設定します。
```
RouterA(config-router)# priority 101
```
circuit-failoverコマンドを用いて、vlan100（VR100）がダウンした場合にvlan200側（VR200）の優先度を引き下げ、ルーターBがマスタールーターになるよう設定します。
```
RouterA(config-router)# circuit-failover vlan100 2
```
enableコマンドを実行してVR200の動作を有効化します。
```
RouterA(config-router)# enable
```

ルーターB

VRRPの動作に必要なVRRPサービスを有効にします。これにはservice vrrpコマンドを使います。
```
RouterB(config)# service vrrp
```
router vrrpコマンドを実行して、vlan100インターフェース上にVRID=100のバーチャルルーター（以下、VR100）を作成し、該当バーチャルルーターの設定を行うためのVRRPモードに移行します。
```
RouterB(config)# router vrrp 100 vlan100
```
virtual-ipコマンドでVR100のバーチャルIPアドレスを設定します。ここではバーチャルIPアドレス10.100.100.32がインターフェースの実アドレスではないので、キーワードbackupを指定します。
```
RouterB(config-router)# virtual-ip 10.100.100.32 backup
```
priorityコマンドでVR100における優先度を設定します。こちらをデフォルトのバックアップルーターにするため、優先度は初期値100のままとします。
```
RouterB(config-router)# priority 100
```
Note
優先度100は初期値なので、実際には本コマンドを入力する必要はありません。
enableコマンドを実行してVR100の動作を有効化します。これでVR100の設定は完了です。exitコマンドでグローバルコンフィグモードに戻り、次にVR200の設定に移ります。
```
RouterB(config-router)# enable
RouterB(config-router)# exit
```
router vrrpコマンドを実行して、vlan200インターフェース上にVRID=200のバーチャルルーター（以下、VR200）を作成し、該当バーチャルルーターの設定を行うためのVRRPモードに移行します。
```
RouterB(config)# router vrrp 200 vlan200
```
virtual-ipコマンドでVR200のバーチャルIPアドレスを設定します。ここではバーチャルIPアドレス10.100.200.32がインターフェースの実アドレスではないので、キーワードbackupを指定します。
```
RouterB(config-router)# virtual-ip 10.100.200.32 backup
```
priorityコマンドでVR200における優先度を設定します。こちらをデフォルトのバックアップルーターにするため、優先度は初期値100のままとします。
```
RouterB(config-router)# priority 100
```
Note
優先度100は初期値なので、実際には本コマンドを入力する必要はありません。
enableコマンドを実行してVR200の動作を有効化します。
```
RouterB(config-router)# enable
```

基本設定は以上です。

LAN上の各IPv4ホストには、デフォルトゲートウェイとして、バーチャルルーターのIPアドレス（バーチャルIPアドレス）を設定します。通常時には、ルーターAがマスタールーターとして機能し、VLAN間のトラフィックを転送します。ルーターAのインターフェースのどちらか（vlan100、vlan200）がリンクダウンした場合は、ルーターBがマスタールーターとなりバーチャルルーターとしての役割を引き継ぎます。このとき、バーチャルルーターのIPアドレスとMACアドレスは変化しないため、LAN上のホストがルーターの切り替えを意識することはありません。