Dynamische Routing-Protokolle wie OSPF, BGP o. ä. passen die Einträge in den Routing-Tabellen automatisch an, wenn z. B. eine Route nicht mehr verfügbar ist. Beim Einsatz von VRRP können Hosts im LAN eine statische Routing-Tabelle verwenden, obwohl sich die IP-Adresse des Gateways ändern kann, wenn z. B. ein Gerät durch Defekt ausfällt und ein anderes dessen Aufgaben übernimmt. Damit die Teilnehmer im Netzwerk dennoch stets das richtige Gateway finden, nutzt VRRP sogenannte "virtuelle Router" in den Routing-Tabellen. Ein solcher virtueller Router wird im Netzwerk wie ein "normaler" Router mit seiner IP-Adresse (z. B. 192.168.1.100) bekannt gemacht und übernimmt die Gateway-Funktion zu bestimmten Gegenstellen. Die eigentliche Datenübertragung erfolgt jedoch durch die physikalischen Router, die sich hinter dem virtuellen Router befinden.
- Im störungsfreien Betrieb stellt beispielsweise Router A mit der IP-Adresse 192.168.1.1 die Verbindung zum Internet her.
- Fällt Router A aus, übernimmt Router B mit der IP-Adresse 192.168.1.2 die Aufgaben von Router A. Die Clients im Netzwerk bemerken von diesem Wechsel nichts, da für sie weiterhin der "virtuelle" Router 192.168.1.100 als Gateway dient.
Aus technischer Sicht benötigt ein Router neben seiner IP-Adresse zusätzlich eine eindeutige MAC-Adresse. Daher wird bei der Einrichtung eines virtuellen Routers auch eine virtuelle MAC-Adresse festgelegt, auf die der virtuelle Router reagiert. Diese virtuelle MAC-Adresse wird im Format '00-00-54-00-01-xx' gebildet, wobei 'xx' die eindeutige Router-ID repräsentiert.
Um zu bestimmen, welcher physikalische Router auf die Kombination aus virtueller IP- und MAC-Adresse reagieren soll, verwendet VRRP Prioritäten. Jeder physikalische Router erhält dazu eine entsprechende Priorität. Der Router mit der höchsten Priorität übernimmt als Master die Aufgaben des virtuellen Routers und reagiert folglich auf dessen virtuelle IP- und MAC-Adresse. Haben zwei physikalische Router die gleiche Priorität, wird der Router mit der "höheren" physikalischen IP-Adresse zum Master bestimmt.
Alle physikalischen Router melden ihre Betriebsbereitschaft in regelmäßigen Intervallen, sodass bei einem Ausfall des aktuellen Masters spätestens nach Ablauf des Intervalls der Router mit der nächst-höheren Priorität das Routing übernimmt. Erkennt ein Router selbst, dass er seine Aufgaben nicht erfüllen kann, kann er sich auch vor Ablauf des Intervalls aktiv abmelden, sodass die Übernahme der Masterrolle durch den Router mit der nächsthöheren Priorität sofort erfolgt.
Der wesentliche Vorteil der virtuellen Router besteht darin, flexible Szenarien für Backup- und Load-Balancing einzurichten, die für das LAN praktisch unbemerkt ablaufen. Die Clients im lokalen Netzwerk wählen beispielsweise zufällig einen der verfügbaren DHCP-Server und beziehen von diesem Server die erforderlichen Adressinformationen.
Adresszuweisung über DHCP mit mehreren DHCP-Servern im LAN
In einem LAN lassen sich problemlos mehrere DHCP-Server parallel betreiben, ohne dass sie sich gegenseitig beeinträchtigen. DHCP-Clients fordern beim Aufbau einer Netzwerkverbindung eine IP-Adresse an und wählen dabei einen der verfügbaren DHCP-Server aus. Der gewählte DHCP-Server prüft vor der Vergabe, ob die angeforderte Adresse im LAN bereits vergeben oder noch frei ist. Diese Prüfung verhindert Adresskonflikte, selbst wenn mehrere DHCP-Server aktiv sind.
Für die Clients spielt es keine Rolle, welcher physikalische Router die anschließende Datenverbindung herstellt. Ebenso bemerken sie den Ausfall eines Routers oder eines WAN-Interfaces nicht, da im Bedarfsfall ein anderer Router unter derselben virtuellen Adresse wie zuvor einspringt.
