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HSRP技術(shù)在校園網(wǎng)的應(yīng)用

云知道

隨著Internet的日益普及，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依靠性也越來越強(qiáng) 。這同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性提出了更高的要求，人們自然想到了基于設(shè)備的備份結(jié)構(gòu)，就像在服務(wù)器中為提高數(shù)據(jù)的安全性而采用雙硬盤結(jié)構(gòu)一樣 。路由器是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心和心臟，假如路由器發(fā)生致命性的故障，將導(dǎo)致本地網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，假如是骨干路由器，影響的范圍將更大，所造成的損失也是難以估計(jì)的 。因此，對(duì)路由器采用熱備份是提高網(wǎng)絡(luò)健壯性(robust)的必然選擇 。在一個(gè)路由器完全不能工作的情況下，它的全部功能便被系統(tǒng)中的另一個(gè)備份路由器完全接管，直至出現(xiàn)問題的路由器恢復(fù)正常，這就是Cisco公司的熱等待路由協(xié)議(Hot Standby Router Protocal，HSRP)要解決的問題 。
一、 HSRP協(xié)議概述
---- 實(shí)現(xiàn)HSRP的條件是系統(tǒng)中有多臺(tái)路由器，它們組成一個(gè)“熱等待組”，這個(gè)組形成一個(gè)虛擬路由器 。在任一時(shí)刻，一個(gè)組內(nèi)只有一個(gè)路由器是活動(dòng)的，并由它來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，假如活動(dòng)路由器發(fā)生了故障，將選擇一個(gè)等待路由器來替代活動(dòng)路由器，但是在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)看來，虛擬路由器沒有改變 。所以主機(jī)仍然保持連接，沒有受到故障的影響，這樣就較好地解決了路由器切換的問題 。
---- 為了減少網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量，在設(shè)置完活動(dòng)路由器和等待路由器之后，只有活動(dòng)路由器和等待路由器定時(shí)發(fā)送HSRP報(bào)文 。假如活動(dòng)路由器失效，等待路由器將接管成為活動(dòng)路由器 。假如等待路由器失效或者變成了活動(dòng)路由器，將由另外的路由器被選為等待路由器 。
---- 在實(shí)際的一個(gè)特定的局域網(wǎng)中，可能有多個(gè)熱等待組并存或重疊 。每個(gè)熱等待組模擬一個(gè)虛擬路由器工作，它有一個(gè)Well-known-MAC地址和一個(gè)IP地址 。該IP地址、組內(nèi)路由器的接口地址、主機(jī)在同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)，但是不能一樣 。當(dāng)在一個(gè)局域網(wǎng)上有多個(gè)熱等待組存在時(shí)，把主機(jī)分布到不同的熱等待組，可以使負(fù)載得到分擔(dān) 。
二、HSRP協(xié)議數(shù)據(jù)包格式
---- 在熱等待組內(nèi)，路由器定時(shí)以不同類型的數(shù)據(jù)報(bào)文廣播狀態(tài)信息 。該協(xié)議運(yùn)行在UDP之上，端口號(hào)為1985，目的地址為多播地址224.0.0.2，TTL標(biāo)記為1 。數(shù)據(jù)包的源地址為發(fā)送方路由器的實(shí)際IP地址，而不是虛擬地址，這樣可以用來標(biāo)記不同的路由器 。UDP的格式如圖1所示 。
三、 HSRP中路由器的狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)換
---- 在熱等待組中，每個(gè)路由器運(yùn)行著一個(gè)簡(jiǎn)單的狀態(tài)機(jī)，通過當(dāng)前的狀態(tài)和事件的觸發(fā)，而轉(zhuǎn)換成不同的狀態(tài) 。其中包括以下狀態(tài) 。
---- 1．初始狀態(tài) HSRP啟動(dòng)時(shí)的狀態(tài)，HSRP還沒有運(yùn)行，一般是在改變配置或端口剛剛啟動(dòng)時(shí)進(jìn)入該狀態(tài) 。
---- 2．學(xué)習(xí)狀態(tài) 在該狀態(tài)下，路由器還沒有決定虛擬IP地址，也沒有看到認(rèn)證的、來自活動(dòng)路由器的HELLO報(bào)文 。路由器仍在等待活動(dòng)路由器發(fā)來的HELLO報(bào)文 。
---- 3．監(jiān)聽狀態(tài) 路由器已經(jīng)得到了虛擬IP地址，但是它既不是活動(dòng)路由器也不是等待路由器 。它一直監(jiān)服從活動(dòng)路由器和等待路由器發(fā)來的HELLO報(bào)文 。
---- 4．說話狀態(tài) 在該狀態(tài)下，路由器定期發(fā)送HELLO報(bào)文，并且積極參加活動(dòng)路由器或等待路由器的競(jìng)選 。
---- 5．等待狀態(tài) 處于該狀態(tài)的路由器是下一個(gè)候選的活動(dòng)路由器，它定時(shí)發(fā)送HELLO報(bào)文 。
---- 6．活動(dòng)狀態(tài) 處于活動(dòng)狀態(tài)的路由器承擔(dān)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的任務(wù)，這些數(shù)據(jù)包是發(fā)給該組的虛擬MAC地址的 。它定時(shí)發(fā)出HELLO報(bào)文 。
---- 另外，每一個(gè)路由器都有3個(gè)計(jì)時(shí)器，即活動(dòng)計(jì)時(shí)器、等待計(jì)時(shí)器和呼叫計(jì)時(shí)器 。
---- 狀態(tài)的變化都是由事件引起的，不同的事件作用于不同的狀態(tài)在就會(huì)產(chǎn)生不同的動(dòng)作，如啟動(dòng)計(jì)時(shí)器、發(fā)報(bào)文等 。

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