HSRP热备份路由选择协议

Posted 2020-10-29

热备份路由选择协议HSRP
HSRP:热备份路由器协议(Hot Standby Router Protocol)，是cisco平台一种特有的技术，是cisco的私有协议。
原理
网络工程师设计方案对网络进行构架时必须考虑到如果其中有设备出现故障时，网络任然能够正常使用。HSRP热备份路由选择协议就是解决其中防止因路由器故障而导致网络瘫痪的解决方法。
通过应用HSRP，可解决因突发路由器故障导致的网络瘫痪，网络的正常运行时间接近100%，用户使用网络时几乎没有感知。
HSRP为IP网络提供了容错和增强的路由选择功能。同时用同一个虚拟IP地址和虚拟MAC地址，LAN网段上的两台或多台路由器可以作为一台虚拟路由器对外提供服务。HSRP使组内的Cisco路由器能互相监视对方的运行状态。
虚拟路由器组的成员通过HSRP消息不断地交换状态信息。如果其中一台出现故障，另一台可以接替它继续完成路由功能。
今天我们就利用GNS3这个模拟软件做个实验共同学习探讨一下HSRP

在这张网络模拟结构中简单的表现力网络运行的基础结构。
C为用户主机，Server为服务器，SW3为普通交换机，R3为普通路由器，R1、R2为HSRP组中的两台路由器，我们设置R1优先级为200，R2优先级为150，虚拟网关为192.168.1.3/24。（以下简称为R1、R2）在设置完成后，由于R1的优先级高于R2，自动会抢占为活跃路由，R2会为备份路由。
此实验为证明在为R1、R2两台路由器配置HSRP之后，活跃路由R1发生故障，备份路由R2是否会自动顶替R1的地位转变为活跃路由开始转发数据包，从而保证网络运行畅通。
在这里使用GNS3模拟器作为实验平台
首先我们从简单的设备开始配置
交换机 SW3
打开调试

路由器R3

进入此实验重点
配置路由器R1（活跃路由）

进入全局模式后配置默认路由

首先配置0/0接口配置IP并开启端口

进入0/1接口配置IP、速率、双工模式，并开启

在0/1接口配置我们设置的虚拟IP，设为组1

设置优先级为200，这个数值0-255之间任意，默认是100

打开抢占功能

设置追踪端口0/1，当0/1端口发生故障或者被断开优先级自动减去100（也就是200减去100，得到100，这个数值0-255之间任意，但是要保证减去后得到的数值要小于备份路由的优先级数值）
当故障被解除后自动恢复优先级，再抢占活跃路由

设置询问HSRP组内成员时间间隔为2S以及最长等待时间6S,当不设置时默认为3S和10S,最长等待时间一般为3-4倍的询问间隔时间

查看HSRP状态，可以看到追踪端口为0/1，属于组‘1’，优先级为200，状态（state）为活跃，活跃（Active）为本机（local），另一台备份路由还没有设置所以备份为未知（unknow），虚拟IP为192.168.1.3
设置R2（备份路由）

进入全局模式后配置默认路由

配置0/0接口IP并开启端口

进入0/1接口配置IP、速率、双工模式，并开启

在0/1接口配置我们设置的虚拟IP，设为组1

设置优先级为150

打开抢占功能

设置询问HSRP组内成员时间间隔为2S以及最长等待时间6S
同组之内保持一致

查看HSRP状态，可以看到追踪端口为0/1，属于组‘1’，优先级为150，状态（state）为备用（standby），活跃（Active）为192.168.1.1也就是R1，备用路由为本机（local），虚拟IP为192.168.1.3

现在再查看一遍R1的HSRP现在另一台备份路由为192.168.1.2，也就是R2
现在我们给服务器server和用户主机C配上IP、子网掩码以及网关


在VPCS 1这个虚拟网卡我们连接的是用户主机C
配置它的IP、子网掩码，要注意它的网关地址是我们设置的虚拟IP 192.168.1.3
在VPCS 2这个虚拟网卡我们连接的是服务器server
配置它的IP、子网掩码，它的网关地址是它的直连路由器接口地址
进入用户主机C开始ping 服务器server

在ping通服务器server之后我们关闭R1被追踪的0/1端口看看数据包是否能够继续被转发

进入R1的0/1接口并关闭它

再查看它的HSRP状态，可以看到追踪端口为0/1，属于组‘1’，优先级变为为100，状态（state）为初始（Init），活跃（Active）为未知，因为端口被切断，无法和外界联系，备份路由为未知（unknow），虚拟IP为192.168.1.3
这是因为0/1端口被关闭，优先级自动减100
我们再进R2查看HSRP状态

可以看到追踪端口为0/1，属于组‘1’，优先级为150，状态（state）变为为活跃，活跃（Active）为本机（local），备份路为未知（unknow），虚拟IP为192.168.1.3
这是因为R1的优先级由于被追踪的0/1端口被关闭而减低100低于R2的优先级150；R2每2S向R1询问是否正常，R1超过我们设定的最大回应时间6S，或者询问时发现R1的优先级低于自己，R2自动抢占为活跃路由
当重新开启R1的0/1端口后，R1发现追踪的0/1端口正常又会恢复优先级为200，再将活跃路由抢占，原理与以上相同不再赘述。
至此，我们的整个实验验证成功！！！
感谢大家的阅读观看，不正之处敬请指正