HSRP原理及实验配置

Posted 2021-01-01

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 、实验HSRP的配置

实验步骤：
二层交换机上配置
1.创vlan
sw1#conf t
sw1(config)#vlan 10,20,30
sw1(config-vlan)#exit

2.端口分配
sw1(config)#int f1/0
sw1(config-if)#switchport access vlan 10
sw1(config-if)#int f1/1
sw1(config-vlan)#exit
sw1(config-if)#switchport access vlan 20
sw1(config-if)#exit

3.打开通道
sw1(config)#int f1/2
sw1(config-if)#switchport mode trunk
sw1(config-if)#int f1/3
sw1(config-if)#switchport mode trunk
sw1(config-if)#

三层交换机上的配置
1.创vlan
sw-3L#conf t
sw-3L(config)#vlan 10,20,30
sw-3L(config-vlan)#exit

2.打开通道
sw-3L(config)#int f1/0
sw-3L(config-if)#switchport mode trunk
sw-3L(config-if)#exit

3.进VLAN接口配ip及HSRP虚拟路由ip
sw-3L(config)#int vlan 10
sw-3L(config-if)#ip add 192.168.10.100 255.255.255.0
sw-3L(config-if)#no shut

活跃路由器
sw-3L(config-if)#standby 1 ip 192.168.10.1 组号
sw-3L(config-if)#standby 1 preempt 强占
sw-3L(config-if)#standby 1 track vlan 30 上行
sw-3L(config-if)#exit

sw-3L(config)#int vlan 20
sw-3L(config-if)#ip add 192.168.20.100 255.255.255.0
sw-3L(config-if)#no shut

备份路由器
sw-3L(config-if)#standby 2 ip 192.168.20.1
sw-3L(config-if)#standby 2 priority 95
sw-3L(config-if)#end

4.配置dhcp给c1
sw-3L(config)#ip dhcp pool v10
sw-3L(dhcp-config)#network 192.168.10.0 255.255.255.0
sw-3L(dhcp-config)#default-router 192.168.10.1

5.配置ospf
sw-3L(config)#router ospf 110
sw-3L(config-router)#network 192.168.30.0 0.0.0.255 area 0
sw-3L(config-router)#network 192.168.10.0 0.0.0.255 area 0

显示HSRP的摘要信息

R3上的配置
1.配置单臂路由
R3#conf t
R3(config)#int f0/0
R3(config-if)#no shut
R3(config-if)#exit
R3(config)#int f0/0.10
R3(config-subif)#encapsulation dot1Q 10
R3(config-subif)#ip add 192.168.10.200 255.255.255.0
R3(config-subif)#no shut

R3(config-subif)#int f0/0.20
R3(config-subif)#encapsulation dot1Q 20
R3(config-subif)#ip add 192.168.20.200 255.255.255.0
R3(config-subif)#no shut
R3(config-subif)#exit

2.配置端口ip及HSRP虚拟路由ip
R3(config)#int f0/1
R3(config-if)#ip add 192.168.40.2 255.255.255.0
R3(config-if)#no shu
R3(config)#int f0/0.10
R3(config-subif)#standby 1 ip 192.168.10.1
R3(config-subif)#standby 1 priority 95
R3(config-subif)#exit

R3(config-subif)#int f0/0.20
R3(config-subif)#standby 2 ip 192.168.20.1
R3(config-subif)#standby 2 preempt
R3(config-subif)#standby 2 track f0/1
R3(config-subif)#exit

3.配置dhcp给c2
R3(config)#ip dhcp pool v20
R3(dhcp-config)#network 192.168.20.0 255.255.255.0
R3(dhcp-config)#default-router 192.168.20.1

4.配置ospf
R3(config-if)#ex
R3(config)#router ospf 110
R3(config-router)#netw
R3(config-router)#network 192.168.40.0 0.0.0.255 area 0
R3(config-router)#network 192.168.20.0 0.0.0.255 area 0

显示HSRP的摘要信息

R1上的路由配置
1.配置ip
R1#conf t
R1(config)#int f0/0
R1(config-if)#ip add 192.168.30.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no shu
R1(config-if)#ex

R1(config)#int f0/1
R1(config-if)#ip add 192.168.40.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no shu
R1(config-if)#ex

R1(config)#int f1/0
R1(config-if)#ip add 12.0.0.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no shu
R1(config-if)#ex

2.配置ospf
R1(config)#router ospf 110
R1(config-router)#network 12.0.0.0 0.0.0.255 area 0
R1(config-router)#network 192.168.40.0 0.0.0.255 area 0
R1(config-router)#network 192.168.30.0 0.0.0.255 area 0
R1(config-router)#

R5上的配置
1.配置ip
R5#conf t
R5(config)#int f0/0
R5(config-if)#ip add 12.0.0.5 255.255.255.0
R5(config-if)#no shu
R5(config-if)#ex

2.配置ospf
R5(config)#router ospf 110
R5(config-router)#network 12.0.0.0 0.0.0.255 area 0
R5(config-router)#ex
R5(config)#

PC机上自动获得ip及ping命令

用trace命令查下路径
pc1上是从SW-3L上优先级为100的走

pc2上是从R3上优先级为100的走

接下来我们把SW-3L的主路由给shutdown看下路径

此时HSRP实现了其工作原理

注意事项：完成这个实验的步骤比较多 所以思路要清晰 不能乱 一步一步来