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Hot Standby Routing Pocol
目标:
了解HSRP的相关概念
理解HRSP的工作原理
会配置HSRP实现链路冗余
热备份路由协议(HSRP)是思科推出用于建立容错默认网关的专有冗余协议。虚拟路由冗余协议(VRRP)是基于标准的HSRP替代协议。两者概念相似,一个是私有一个是公有。
冗余:简单理解为备份
负载:分摊工作、带宽
热备:路由器开机运行状态,随时准备自动替换主路由器
热备份路由协议(HSRP)是Cisco私有的协议
主机的网关为虚拟路由器的IP地址,由虚拟路由器决定使用哪一台物理设备进行转发
活跃路由器:主要功能是负责转发到虚拟路由器的数据包,组中另一台路由作为备份路由器,活跃路由器通过发送Hello信息来承担和保持它的活跃角色。
备份路由器:主要功能是监视HSRP组成员的运行状态,并且在活跃路由器不能运行时,迅速承担起转发数据包的责任。备份路由器也传输hello信息,告知组中其他所有路由器,备份路由器的角色和状态变化。
虚拟路由器:主要功能是想为最终用户提供一台可以连续工作的路由器,虚拟路由器配置有它自己的IP地址,MAC地址,但并不实际转发数据包。
MAC地址格式
MAC地址是48位二进制组成,前24位厂商编码,后24位是序列号
虚拟MAC地址:前24位厂商编码 后24位:虚拟MAC地址固定值(07ac)+HSRP组号
HSRP组号使用两位十六进制表示 。
24位+4x4+8 所以是用两位十六进制标识组号 比如组号是50:07ac32
虚拟MAC地址不需要手动设置,在设置完HSRP组号后会自动生成MAC地址
HSRP组中所有路由器都发送或接收HSRP消息
采用UDP协议 端口号1985
使用组播发送HSRP消息,组播地址:224.0.0.2
生命周期TTL = 1
如图,主机需要访问外网172.16.3.17 发现不是一个网络内,会将数据交给自己的网关,主机配置的网关地址是虚拟路由器的IP地址,虚拟路由器收到数据后,根据HSRP组机制(组中路由器优先级来决定谁是活跃路由,谁是备份路由),将数据交给活跃路由器进行转发,活跃路由器实在根据自身路由表进行转发数据。
如果HSRP组中已经存在活跃路由器,需要配置其他路由器为活跃路由器可以通过配置占先,配置了后会重新协商活跃路由器
设置组号(用来决定虚拟路由器的MAC地址)
设置优先级(确定谁是活跃路由器。优先级最高的是活跃路由器)
配置占先(当网络中已经存在活跃路由器,当优先级比较高的路由器想作为活跃路由器)
占先一般是配置在优先级高的路由器上
活跃路由器是正常的,但是活跃路由器所在线路出现故障
如果端口追踪发现不存在,就代表活跃路由的端口是关闭状态,就启用备份路由器
初始状态(init):备份组内成员初始状态为init当组内成员配置属性或接口UP时,进入init状态
学习状态(learn):该组成员未设置虚拟IP地址,并等待从本组活跃路由器发出的认证hello报文,学习自己的虚拟IP地址
监听状态(listen):该组成员已经得知或者设置了虚拟IP地址,通过监听hello报文,监视活跃/备份路由器,一旦发现活跃/备份路由超时未发送hello报文,就进入发言状态,开始重新竞选
发言状态(speak):参加竞选的活跃/备份路由器的组员所处的状态,通过hello报文使竞选者之间相互比较,竞争。
备份状态(standby):组内备份路由器所处的状态·,备份组成员监视活跃路由器,随时准备在活跃路由器不工作时,替换为活跃路由器。备份路由器也周期性发送hello报文,告诉其他组员,自己的存在
活跃状态(active):组内活跃路由器负责虚拟路由器的实际路由工作的组员所处的状态,活跃路由周期性发送hello报文,告诉其他组员自己的存在
Hello报文间隔:默认3s
保持时间间隔:默认10s 超过10s 未发送hello报文,就判定该路由坏掉
这里使用三层交换机充当路由器功能,需要在虚接口vlan1配置IP 同时开启路由功能
交换机0和交换机1都需要配置IP地址,子网掩码,都需要在虚接口配置虚拟路由的组号、IP、优先级、配置为一样。
在创建SHRP组号的同时就创建IP
Switch(config-if)#standby 10 ip 192.168.10.250
设置优先级,优先级数字越大越优先
Switch(config-if)#standby 10 priority 150
设置占先:如果已经有了活跃路由,就算有优先级更高的路由器也不能自动成为活跃路由,需要设置占先。使得组中设备重新协商出新的活跃路由器,占先是设置在优先级高的设备上
Switch(config-if)#standby 10 priority 210
Switch(config-if)#standby 10 preempt
如果活跃路由坏掉后,备份路由马上自动替代活跃路由
三层交换机0配置
Switch>en
Switch#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)#ip routing
Switch(config)#int vlan 1
Switch(config-if)#ip add 192.168.10.254 255.255.255.0
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan1, changed state to up
%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan1, changed state to up
Switch(config-if)#standby 10 ip 192.168.10.250
Switch(config-if)#standby 10 priority 200
%HSRP-6-STATECHANGE: Vlan1 Grp 10 state Speak -> Standby
%HSRP-6-STATECHANGE: Vlan1 Grp 10 state Standby -> Active
Switch(config-if)#
三层交换机1配置
Switch>en
Switch#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)#int vlan 1
Switch(config-if)#ip add 192.168.10.253 255.255.255.0
Switch(config-if)#no shutdown
Switch(config-if)#
%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan1, changed state to up
%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan1, changed state to up
Switch(config-if)#standby 10 ip 192.168.10.250
Switch(config-if)#standby 10 priority 150
%HSRP-6-STATECHANGE: Vlan1 Grp 10 state Speak -> Standby
Switch(config-if)#
配置HSRP计时器
Switch(config-if)#standby group-number times hellotime holdtime
配置HSRP端口追踪
Switch(config-if)#standby group-number track type mod/num interface-priority
查看备份路由摘要信息
Switch#show standby brief
查看备份路由详细信息
Switch#show standby
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