HSRP的工作原理及简单配置

            一、HSRP简介
            HSRP（Hot Standby Router Protocol   热备份路由协议）是思科（cisco）私有协议，HSRP就是把多台路由器组成一个热备份组，形成一个虚拟路由器。这个组内只有一个路由器是Active(活动)的，并由它来转发数据包，如果活动路由器发生了故障，备份路由器将成为活动路由器。从网络内的主机来看，网关并没有改变。我们并不会因为其中一个路由器发生故障而造成网络瘫痪，影响网络传输。
 
            二、HSRP的组成
 
            活跃路由器：热备份组内实际转发数据包的路由器
            备份路由器：在活跃路由器发生故障不能转发数据包或者优先级发生改变时，由备份路由器转变为活跃路由器，并进行数据转发。
            虚拟路由器：在热备份组内虚拟出来的路由器
            其他路由器：其他
 
            三、HSRP的工作原理
            HSRP 运行在UDP上，端口号为1985。HSRP中的所有路由器都会发送或者接收HSRP消息，发送或接收的方式为组播，组播地址：224.0.0.2，TTL（保活时间）为1s。
            HSRP的组播消息共有三种类型：
            hello：HSRP中一台路由器向其他路由器发送本路由器的优先级和状态信息。发送间隔3s。
            coup：当一个备份路由器成为活跃路由器时，会发送一个coup消息。
            resign：在活动路由器发生故障或者关闭，又或者接收到一个具有更高优先级的路由器发来的Hello或者coup消息时，活动路由器将发送resign消息。
            HSRP路由器利用Hello包来互相监听各自的存在。当路由器长时间没有接收到Hello包时，就认为活动路由器故障，备份路由器就会成为活动路由器。HSRP中hello包的发送间隔为3s，每3s发送一个hello包来确认对方状态。如果超过10s没有收到回包，则备份路由器变为活跃路由器并进行数据转发。
            HSRP协议利用优先级决定哪个路由器成为活动路由器。如果一个路由器的优先级比其它路由器的优先级高，则该路由器成为活动路由器。
            主设备的选择原则：
                         1、参与网关虚拟化的设备，首先比较优先级，越大越好；默认值为100；
                         2、如果优先级相同，则比较IP地址， 越大越好 ；
 
            四、HSRP状态
            在任一时刻，配置了HSRP协议的路由器都将处于以下六种状态之一：
            Initial———初始状态，HSRP启动时的状态，HSRP还没有运行，一般是在改变配置或端口刚刚启动时进入该状态。
            Learn——— 学习状态，不知道虚拟IP，未看到活跃路由器发hello。等待活跃路由器发hello。
            Listen———监听状态，路由器已经得到了虚拟IP地址，但是它既不是活动路由器也不是等待路由器。它一直监听从活动路由器和等待路由器发来的HELLO报文。
            Speak———发言状态，在该状态下，路由器定期发送HELLO报文，并且积极参加活动路由器或等待路由器的竞选。
            Standby———备份状态，当活跃路由器故障时准备代替进行数据转发。
            Active———活跃状态，路由器执行包传输功能。
 
            五、HSRP的配置

          （1）    在route 1 上进行设置
            1、在网关（端口）上启用HSRP，并配置虚拟网关地址。                 
                  Router(config)#interface g0/0
                        Router(config-if)#ip address 192.168.1.254 255.255.255.0     //为端口设置IP地址
                        Router(config-if)#no shutdown    //激活端口
                        Router(config-if)#standby 10 ip 192.168.1.250    //启用HSRP并配置虚拟网关IP地址
                        Router(config-if)#standby 10 priority 105    //设置HSRP优先级，将route 1 设置为活跃路由。
                        Router(config-if)#standby 10 preempt     //开启HSRP的抢占功能
 
                        （2）在route 2 上进行设置
                        Router(config)#interfa g0/0
                        Router(config-if)#ip address 192.168.1.253 255.255.255.0
                        Router(config-if)#no shutdown
                        Router(config-if)#standby 10 ip 192.168.1.250    //启用HSRP
 
                六、验证与测试
                ping命令：ping 192.168.1.250 
                查看HSRP相关信息 show standby
                route 2
                Router#show standby    
                GigabitEthernet0/0 - Group 10 (version 2)
                State is Standby     //状态为备份状态
                6 state changes, last state change 00:09:00
                Virtual IP address is 192.168.1.250    //虚拟网关地址为192.168.1.250
                Active virtual MAC address is unknown
                Local virtual MAC address is 0000.0C9F.F00A (v2 default)
                Hello time 3 sec, hold time 10 sec        //hello包发送间隔为3s，保持时间为10s
                Next hello sent in 1.861 secs
                Preemption disabled
                Active router is 192.168.1.254   //活跃路由器网关地址为192.168.1.254
                Standby router is local
                Priority 100 (default 100)         //优先级为默认的100
                Group name is hsrp-Gig0/0-10 (default)
 
                route 2
                Router#show standby 
                GigabitEthernet0/0 - Group 10 (version 2)
                State is Active       // 状态为活跃状态
                8 state changes, last state change 00:08:42
                Virtual IP address is 192.168.1.250       //虚拟网关地址为192.168.1.250
                Active virtual MAC address is 0000.0C9F.0000
                Local virtual MAC address is 0000.0C9F.F00A (v2 default)
                Hello time 3 sec, hold time 10 sec        //hello包发送间隔为3s，保持时间为10s
                Next hello sent in 0.276 secs
                Preemption enabled
                Active router is local
                Standby router is 192.168.1.253       //备份路由器网关地址为192.168.1.254
                Priority 105 (configured 105)          //优先级为105
                Group name is hsrp-Gig0/0-10 (default)