PC に書ける出口は 1 つだけ

PC のデフォルトゲートウェイ欄には、IP を 1 つしか書けません。 そのルータが落ちたら、PC の設定を書き換えて回るか、通信が止まるかのどちらかです。

この記事は「壊れても止まらない」の塊の最後で、図 5 の続きです。 図 5 で PC-A の欄に書いた 192.168.10.1 を、ルータ 2 台で共有する番地に変えます。

この連載は、ネットワークの言葉を 3 つの層に置いて読みます。 もの（物理か論理か）、結びつき（人が設定で付ける手動か、機器が学習する自動か、製造時に決まる固定か）、通信フロー（1 本の通信がそれらを順に通る道筋）の 3 つです。

登場するもの

仮想 IP

論理のものです。 2 台で共有する番地で、PC のデフォルトゲートウェイ欄にはこれを書きます。この図では 192.168.10.1 です。 図 5 ではルータ 1 の口そのものがこの番地でした。ここでは番地を仮想 IP に譲り、ルータ 1 の実 IP を .11 にします。

仮想 MAC

論理のものです。 IPv4 では 00-00-5E-00-01-{グループ番号} と規格で決まっており、グループ 11 なら 0000.5e00.010b です。 機器に焼かれた MAC ではなく、グループ番号から作る番地です。

優先度と track と preempt

どれも論理・手動です。 優先度の既定は 100 で、大きい方が Master になります。 track は見張る対象で、その口が落ちたら決めた数だけ優先度を引きます。 preempt は優先度が高い方が Master を取り返すかどうかの設定で、既定は取り返します。

結びつき

• PC のデフォルトゲートウェイ欄 ⇄ 仮想 IP は手動です。一度書いたら、切り替わっても変えません。ここが VRRP の目的そのものです。
• 仮想 IP ⇄ どの機器が応えるかは自動です。優先度と広告で決まり、Master だけが ARP に応えます。
• 仮想 MAC ⇄ スイッチのどのポートの先にいるかも自動です。切替のときに新しい Master が出す ARP で書き換わります。

通信フロー

支店のルータをもう 1 台（ルータ 3）増やし、ルータ 1 を Master（優先度 105）、ルータ 3 を Backup（優先度 100）にします。

① PC-A は宛先が自分のネットワークの外なので、書いてあるデフォルトゲートウェイ 192.168.10.1 の MAC を ARP で聞きます。

② Master だけが応えます。返す MAC は自分の物理ポートの MAC ではなく、仮想 MAC です。Backup は応えません。

③ PC-A は宛先 MAC ＝ 仮想 MAC でフレームを出します。スイッチは ② で覚えた「仮想 MAC → ポート 1」の行を見て転送します。

④ Master は 1 秒ごとに広告を出します（あて先 224.0.0.18・IP プロトコル番号 112）。Backup は聞いているだけです。

⑤ 広告が Master Down Interval（優先度 100 なら 3.609 秒）のあいだ届かないと、Backup が Master になり、仮想 IP と仮想 MAC をそのまま引き継ぎます。

⑥ 新しい Master は、仮想 MAC を送信元にした ARP を出します。スイッチは「仮想 MAC → ポート 2」に書き換えます。

書き換わるのは、スイッチの MAC アドレステーブルの 1 行だけです。PC-A の設定も ARP テーブルも変わりません。

図 16

図の上半分が構成図とフロー、中ほどが秒数の式と track・preempt、下半分が表示の推移と通信の中身の推移です。

図 5 の ①「A はデフォルトゲートウェイへ送る」の宛先が、特定の 1 台の口ではなく仮想の番地になります。② 以降のルータの動きは図 5 のままです。

図 2 の ARP（要求は全員あて、応答は 1 対 1）もそのまま効きます。違うのは、応える機器が 2 台のうち 1 台に決まっていることと、返す MAC が自分の口の MAC ではないことです。

次の図 17 からは「入口の管理」の塊に入り、PC が IP を受け取るところから見ます。

未検証・注意

• Master Down Interval は「Master が居なくなったと判断するまでの秒数」で、通信が復旧するまでの秒数ではありません。連続 ping が何発落ちるかは実装と設定にもよります（未検証）。
• track で優先度が下がったときの切替は、広告が途絶えるのを待つ経路とは別です。下がった優先度を載せた広告を Backup が受け取って取り返します。
• WAN 側の口が落ちた場合と、LAN 側の口そのものが落ちた場合は別です。後者ではそのグループが Init になり、優先度の比較に入りません。この Init は RFC 5798 6.4 の状態遷移と勉強会のログの一致から書いています。Cisco の実装でインターフェースの down が規格の Shutdown イベントに当たるかは確認していません（未検証）。
• HSRP と GLBP は、Cisco の文書にある同じ目的の仕組みです。上の設定ガイドに proprietary の語が見当たらなかったので、Cisco 独自とは書いていません。
• 勉強会では LAN 側と WAN 側で別々のグループを持たせていました。この記事は 1 グループに絞り、仮想 IP を実際に持っている機器（優先度 255）の構成も扱っていません。
• この図のルータ 3 は、支店に増やした 2 台目のゲートウェイです。図 13 で迂回路として出てくるルータ 3 とは別の機器で、名前が同じなだけです。
• 勉強会の設定はバージョン 2 相当です。仮想 MAC の形式・式・既定値・あて先は RFC 3768 でも同じでした。

出典

• 勉強会での本人の観察（2026-09-13 実機ハンズオン。資料は非公開）
• RFC 5798: Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP) Version 3 — IPv4 case: 00-00-5E-00-01-{VRID}／Skew_Time:(((256 - priority) * Master_Adver_Interval) / 256)／Master_Down_Interval:(3 * Master_Adver_Interval) + Skew_time／広告間隔の既定は 100 centiseconds (1 second)／優先度の既定は 100／あて先 224.0.0.18・IP プロトコル番号 112／Backup は MUST NOT respond to ARP requests／preempt の既定は True
• RFC 3768: Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP) — バージョン 2。仮想 MAC の形式、(3 * Advertisement_Interval) + Skew_time、広告間隔の既定 1 秒
• RFC 1112: Host Extensions for IP Multicasting — 6.4 An IP host group address is mapped to an Ethernet multicast address by placing the low-order 23-bits of the IP address into the low-order 23 bits of the Ethernet multicast address 01-00-5E-00-00-00 (hex)
• Cisco: First Hop Redundancy Protocols Configuration Guide — Configuring HSRP — HSRP は virtual MAC address and an IP address that is shared among a group of devices を提供する

関連

• ネットワーク_INDEX — 連載の目次

• 連載の入口: ネットワーク_00_3層で言葉を置く（/notes/nw-basics-00-three-layers）

• この記事が書き換える図: ネットワーク_05_行きと帰り（/notes/nw-basics-05-static-route）

• ARP の土台: ネットワーク_02_同じネットワークの中（/notes/nw-basics-02-same-network）

• 前の記事（図 15）: ネットワーク_15_EtherChannel（/notes/nw-basics-15-etherchannel）

• 次の記事（図 17）: ネットワーク_17_DHCPとその守り（/notes/nw-basics-17-dhcp）