CISCO之HSRP(熱備份協議)的原理及應用

HSRP簡介:

HSRP(HOST STANDBY ROUTER PROTOCOL),又稱爲熱備份協議。是cisco平臺一種特有的技術,是cisco的私有協議。HSRP運行在UDP上,採用端口號1985

熱備份協議的原理:

該協議中含有多臺路由器,對應HSRP組。該組中只有活動路由器承擔轉發用戶流量的職責。當活動路由器失效後,備份路由器將承擔該職責,稱爲新的活動路由器。當在一個局域網上有多個熱備份組存在時,把主機分不到不同的熱備份組,可以使負載得到均衡。在該協議中制定一個虛擬的IP地址作爲網絡系統的缺省網關,當活動路由器出現故障時不會出現連接中斷的現象。在主機上使用的虛擬的網關。當鏈路中的路由出現問題時,無需改變網關。
HSRP的優點:

提拱了冗餘的網絡,提供了負載均衡,使網絡具有高可用性。
路由器承擔的角色:

活動路由器:全程爲(Active Router)負責轉發數據包的路由器被稱爲活動路由器。

備份路由器:全稱爲(Standby Router)負責對主路由器進行備份,一旦主路由器出現故障,立即轉換爲活動路由器角色。
角色的指定方案:

HSRP協議採用一個優先級方案來決定哪個配置了HSRP協議的路由器成爲主動路由器。如果一個路由器的優先級設置的比所有其他路由的優先級高,那麼該路由爲主動路由。當其中的主動路由宕機或者出現單點故障時,則在備份路由中會根據優先級的高低重新選舉主動路由。數值越大,優先級越高。

配置了HSRP協議的路由器交換以下三種多點播報消息:

HELLO——通知去他路由器發送自己的HSRP優先級和狀態信息,默認每3秒鐘發送一次。

Coup——當一個備用路由器稱爲一個主動路由器的時候會發送coup消息。

Resign——當主動路由器要宕機的時候或者是有優先級更高的路由器時,發送該消息。

配置了HSRP協議的路由器共有以下幾種狀態:

INITIAL——HSRP 啓動時的狀態,HSRP還沒有運行。一般在改變配置或者端口剛剛啓動的時候的狀態。

Listen——路由器已經得到了虛擬IP地址,等待主動路由和被動路由發送hello包,此時該路由器既不是主動路由,又不是被動路由的時候。

Speak——該狀態下,路由器定期發送hello報文。等待比對各個路由器之間的優先級來決定自己的角色。

Standby——作爲備份路由器。如果主動路由宕機,或者出現單點故障的時候,會啓動該備份路由器。

Active——作爲主動路由器。傳輸數據包。

案例:

配置信息:
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
ROUTER1

Router#conf ter【進入全局配置模式】

Router1(config)#line console 0

Router1(config-line)#logging synchronous 【信息同步】

Router1(config-line)#no exec-timeout 【取消超時】

Router1(config-line)#int f0/0【進入接口 f/0

Router1(config-if)#no shut【打開f0/0

Router1(config-if)#int f0/0.10【劃分子接口f/0.10

Router1(config-subif)#encapsulation dot1q 10【爲vlan10封裝動態dot1q協議】

Router1(config-subif)#ip add 192.168.10.1 255.255.255.0【配置IP地址】

Router1(config-subif)#int f0/0.20 【進入子接口】

Router1(config-subif)#encapsulation dot1q 20【封裝協議】

Router1(config-subif)#ip add 192.168.20.1 255.255.255.0【配置IP

Router1(config-subif)#exit

Router1(config)#int f0/0.10【進入子接口】

Router1(config-subif)#standby 20 ip 192.168.10.254【爲group20配置虛擬IP地址】

Router1(config-subif)#standby 20 priority 120【配置HSRP的優先級,其中默認的優先級爲100,爲了實現負載均衡,所以提高該子接口的優先級】

Router1(config-subif)#standby 20 preempt【啓動優先級高的搶佔】

Router1(config-subif)#exit

Router1(config)#int f0/0.20【進入子接口】

Router1(config-subif)#standby 40 ip 192.168.20.254【配置虛擬IP地址,供給主機填寫網關】

Router1(config-subif)#standby 40 preempt【組40啓動優先級搶佔】

Router1(config-subif)#exit
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

ROUTER2

Router2>EN 15

Router2#conf ter

Router2(config)#line console 0

Router2(config-line)#logging sync

Router2(config-line)#no exec-ti

Router2(config-line)#int f0/0

Router2(config-if)#no shut

Router2(config-if)#int f0/0.10

Router2(config-subif)#encapsulation dot1q 10【爲vlan10封裝dot1q協議】

Router2(config-subif)#ip add 192.168.10.2 255.255.255.0【爲子接口配置IP地址】

Router2(config-subif)#int f0/0.20

Router2(config-subif)#encapsulation dot1q 20

Router2(config-subif)#ip add 192.168.20.2 255.255.255.0

Router2(config-subif)#exit

Router2(config)#int f0/0.10【進入子接口】

Router2(config-subif)#standby 20 ip 192.168.10.254【配置虛擬IP地址】

Router2(config-subif)#standby 20 preempt【搶佔模式】

Router2(config-subif)#int f0/0.20

Router2(config-subif)#standby 40 ip 192.168.20.254

Router2(config-subif)#standby 40 priority 120【其中默認的優先級爲100,爲了實現負載均衡,所以提高該子接口的優先級】

Router2(config-subif)#standby 40  preempt

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
SWITCH-1
SW-1>en 15

SW-1(config)#no ip routing【取消三成路由器的路由功能】

SW-1#vlan database 【進入vlan數據庫】

SW-1(vlan)#vlan 10【創建vlan 10

SW-1(vlan)#vlan 20【創建vlan20

SW-1(config)#int f0/0

SW-1(config-if)#switchport mode trunk【將於路由器相連的接口通訊方式設置爲trunk,使打標籤的vlan中的主機通過】

SW-1(config-if)#int f0/1【該接口】

SW-1(config-if)#switchport mode trunk【設置trunk

SW-1(config)#inter range f 0/5 – 6【劃分56連個端口到vlan10

SW-1(config-if-range)#switchport access vlan 10【設置爲access通訊】

SW-1(config)#interface range f0/7 - 8

SW-1(config-if-range)#switchport access vlan 20

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
SWITCH-2
SW-2>en 15

SW-2(config)#no ip routing

SW-2#vlan database

SW-2(vlan)#vlan 10

SW-2(vlan)#vlan 20

SW-2(config)#int f0/0

SW-2(config-if)#switchport mode trunk

SW-2(config-if)#int f0/1

SW-2(config-if)#switchport mode trunk

SW-2(config)#inter range f 0/5 - 6

SW-2(config-if-range)#switchport access vlan 10

SW-2(config)#interface range f0/7 - 8

SW-2(config-if-range)#switchport access vlan 20

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
pc1【使用兩個路由器模擬pc主機】

Router(config)#int f 0/0【進入f0/0接口】

Router(config-if)#ip add 192.168.10.100 255.255.255.0【爲該網卡配置一個IP地址】

Router(config-if)#no shut【打開該接口】

Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.10.254【配置默認路由,下一跳爲虛擬ip

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
pc2

Router(config)#int f0/0

Router(config-if)#ip add 192.168.20.100 255.255.255.0

Router(config-if)#no shut

Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.20.254【配置默認路由,下一跳爲虛擬ip

 

 
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