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利用HSRP實現(xiàn)IP路由容錯

云知道


對于IP網(wǎng)絡(luò)來說，Cisco的熱備份路由協(xié)議(HSRP, Hot Standby Routing Protocol)答應(yīng)網(wǎng)絡(luò)在一個路由器失效不能工作時，網(wǎng)絡(luò)中的另一個路由器自動接管失效路由器，從而實現(xiàn)IP路由容錯 。HSRP協(xié)議還答應(yīng)兩個或多個配置HSRP協(xié)議的路由器使用一個虛擬路由器的MAC地址和IP地址 。

虛擬路由器物理上并不存在，它表示一個能為它們提供備份容錯的公共路由器對象 。圖1顯示了配置HSRP協(xié)議的廣域網(wǎng)中的北京網(wǎng)段 。其中，每個物理路由器都配置了虛擬路由器的MAC地址和IP地址 。
在圖1中，虛擬路由器的MAC地址是0000.0c07.ac01 。當(dāng)配置HSRP協(xié)議時，路由器自動地在Cisco IOS軟件的地址池中選擇一個虛擬MAC地址，該虛擬MAC地址在Cisco 公司的MAC地址塊范圍內(nèi) 。以太網(wǎng)和FDDI局域網(wǎng)使用預(yù)先指定的MAC地址作為虛擬MAC地址，令牌環(huán)局域網(wǎng)使用一個功能地址作為虛擬MAC地址 。
在圖1中，網(wǎng)絡(luò)192.1.1.0中的主機(jī)的缺省路由器沒有設(shè)置為路由器A，而設(shè)置為虛擬路由器的IP地址 。當(dāng)用戶A的工作站給位于廣州網(wǎng)段的用戶B的工作站發(fā)送數(shù)據(jù)包時，它將數(shù)據(jù)包發(fā)送到虛擬路由器的MAC地址 。
在圖1中，路由器A設(shè)置為主動路由器 。它被配置為虛擬路由器的IP地址和MAC地址，所有發(fā)往虛擬路由器的數(shù)據(jù)包都經(jīng)由接口發(fā)送到廣州網(wǎng)段 。作為備份路由器，路由器B也被配置為虛擬路由器的IP地址和MAC地址 。假如由于某種原因路由器A停止轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，路由協(xié)議發(fā)生收斂，路由器B接管路由器A變?yōu)橹鲃勇酚善?。也就是說，路由器B對虛擬MAC地址和虛擬IP地址進(jìn)行反應(yīng) 。用戶A的工作站繼續(xù)使用虛擬路由器的IP地址將數(shù)據(jù)包發(fā)往用戶B的工作站，路由器B接受這些數(shù)據(jù)包，并通過上海網(wǎng)段將其發(fā)送到廣州網(wǎng)段 。直到路由器A重新工作，HSRP答應(yīng)路由器B為北京網(wǎng)段的用戶提供不間斷的與廣州網(wǎng)段的用戶進(jìn)行通信服務(wù) 。當(dāng)路由器B是主動路由器時，路由器B執(zhí)行正常功能：轉(zhuǎn)發(fā)北京網(wǎng)段和上海網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)包 。

HSRP的工作原理

HSRP協(xié)議利用一個優(yōu)先級方案來決定哪個配置了HSRP協(xié)議的路由器成為默認(rèn)的主動路由器 。假如一個路由器的優(yōu)先級設(shè)置得比所有其他路由器的優(yōu)先級高，則該路由器成為主動路由器 。路由器的缺省優(yōu)先級是100，所以假如只設(shè)置一個路由器的優(yōu)先級高于100，則該路由器將成為主動路由器 。
通過在設(shè)置了HSRP協(xié)議的路由器之間廣播HSRP優(yōu)先級，HSRP協(xié)議選出當(dāng)前的主動路由器 。當(dāng)在預(yù)先設(shè)定的一段時間內(nèi)主動路由器不能發(fā)送hello消息時，優(yōu)先級最高的備用路由器變?yōu)橹鲃勇酚善?。路由器之間的包傳輸對網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)來說都是透明的 。
配置了HSRP協(xié)議的路由器交換以下三種多點廣播消息：
● Hello──hello消息通知其他路由器發(fā)送路由器的HSRP優(yōu)先級和狀態(tài)信息，HSRP路由器默認(rèn)為每3秒鐘發(fā)送一個hello消息；
● Coup──當(dāng)一個備用路由器變?yōu)橐粋€主動路由器時發(fā)送一個coup消息；
● Resign──當(dāng)主動路由器要宕機(jī)或者當(dāng)有優(yōu)先級更高的路由器發(fā)送hello消息時，主動路由器發(fā)送一個resign消息 。
在任一時刻，配置了HSRP協(xié)議的路由器處于以下四種狀態(tài)之一：
● Active──路由器執(zhí)行包傳輸功能；
● Standby──當(dāng)主動路由器失效時路由器預(yù)備接管包傳輸功能；
● Speaking and listening──路由器正在發(fā)送和監(jiān)聽hello消息；
● Listening──路由器正在監(jiān)聽hello消息 。

配置HSRP

圖2給出了一個IP網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，其中兩個路由器配置了HSRP協(xié)議 。
　
網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)都將虛擬路由器的IP地址（本文中為1.0.0.3）配置為缺省的網(wǎng)關(guān) 。配置缺省網(wǎng)關(guān)的命令與主機(jī)的操作系統(tǒng)、TCP/IP實現(xiàn)和配置有關(guān) 。

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