HSRP(热备份路由协议)是Cisco的一种私有技术,它能够确保当网络边缘设备或接入链路出现故障时,用户通信能迅速并透明的恢复,以此为IP网络提供冗余性。
热备份路由协议(HSRP)
HSRP为IP网路提供了容错和增强的路由选择功能。通过使用同一个虚拟的IP地址和虚拟的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路由器都能互相见识对方的运行状态:
1.虚拟路由器组的成员通过使用HSRP消息不断地交换状态信息;
2.如果其中一台出现故障,另一台立马接替它完成路由功能。
HSRP备份组由一台活跃路由器、一台备份路由器、一台虚拟路由器和其他路由器组成。
各路由的功能
活跃路由器:(有且只有一个)转发发送到虚拟路由器的数据包。活跃路由器通过发送HEIIO消息来承担和保持它活跃的角色。
备份路由器:(有且只有一个,也可以没有)监视HSRP组的运行状态,并且当活跃路由器不能运行时,迅速承担起转发数据包的责任。
虚拟路由器:(充当客户机的网关)向客户端提供可以连续工作的路由器。但是它并不转发数据包。
HSRP组中剩下的路由器就是其他路由器:这些路由器监视Heiio消息,但不并做应答。这些路由器只转发经由他们的数据包,但并不转发经由虚拟路由器的数据包。
热备份路由协议(HSRP)
当活跃路由器故障时,备份路由器自动承担起活跃路由器的工作,备份路由器通过其他路由器选举产生。客户机根本感觉不出来。
选举活跃路由器:比较网关接口的优先级(优先级如果相同,再比较IP地址,IP地址大的成为活跃路由器);
热备份路由协议(HSRP)
活跃路由器替代虚拟路由器对数据流进行响应。如果客户机对虚拟路由器的IP地址进行ARP请求,那么,活跃路由器将使用虚拟路由器的MAC地址进行应答。
在HSRP的实现过程中,使用虚拟地址是实现其功能的关键!
虚拟路由器的虚拟MAC地址
热备份路由协议(HSRP)
HSRP配置的路由器有六种状态
1.初始状态;
2.学习状态;
3.监听状态;
4.发言状态;
5.备份状态;
6.活跃状态。
HSRP的计时器:
默认的HeIIo包间隔时间默认是3s,默认的保持时间10s。
HSRP是Cisco的私有协议,下面简单介绍一下VRRP
VRRP是公有协议(任何设备都可以使用,包括Cisco设备),VRRP和HSRP的不同在于:HSRP有六种协议,而VRRP只有三种协议:初始状态、主状态、备份状态。
接下来我们根据一个小型的实验拓补来了解一下如何配置HSRP
配置建议:
1.在除活跃路由器上都设置优先级;
2.在任何设备都设置占先权;
3.在活跃路由器上配置端口跟踪;
我们接下来结合一个小型的拓补图来验证一下
热备份路由协议(HSRP)
这张实验图需要配置的主要有:
以太网通道(MLS 1 和MLS 2 之间 );
trunk链路(MLS 1 的F0/2-4、MLS 2 上的F0/2-4、SW 3 的F0/1-2);
三台交换机上配置vtp,并在vtp服务器上创建相应的VLAN;
配置相应的路由和接口ip地址;

①:R 1 路由器配置如下:

R1>en #进入特权模式
R1#conf t #进入全局配置模式
R1(config)#in f0/0 #进入F0/0接口
R1(config-if)#ip add 20.0.0.1 255.0.0.0 #配置接口IP地址
R1(config-if)#no sh #打开接口
其他接口与此类似,配置下相应的接口IP地址即可。

R1(config)#ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 192.168.1.1 
R1(config)#ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 192.168.2.1 配置相应的静态路由,可根据实际情况配置动态路由

至此,R 1路由器的配置已完成;

②:接下来配置MLS 1:

MLS1>en #进入特权模式
MLS1#conf t #进入全局配置模式
MLS1(config)#ip routing #开启路由功能
MLS1(config)#ip route 20.0.0.0 255.0.0.0 192.168.1.2 #配置路由条目
MLS1(config)#vlan 10 #创建VLAN 10
MLS1(config-vlan)#vlan 20 #创建VLAN20
MLS1(config-vlan)#vtp do lv #定义vtp的域名
MLS1(config)#vtp mo ser #定义vtp的工作模式
MLS1(config)#in f0/1 #进入与路由器相连的接口
MLS1(config-if)#no sw #关闭接口的交换功能
MLS1(config-if)#ip add 192.168.1.1 255.255.255.0 #配置接口IP
MLS1(config-if-range)#in ra f0/2-4 #进入F0/2-4接口
MLS1(config-if-range)#sw tr en do #定义封装协议
MLS1(config-if-range)#sw mo tr #并且改为trunk链路
MLS1(config-if-range)#in ra f0/2-3 #进入F0/2-3,也就是两台三层交换机互连的接口
MLS1(config-if-range)#channel-group 1 mo on #配置以太网通道
MLS1(config-if-range)#in vl 10 #进入VLAN10
MLS1(config-if)#ip add 192.168.10.1 255.255.255.0 #配置该三层交换机上的VLAN 10 IP地址
MLS1(config-if)#stan 10 ip 192.168.10.254 #配置虚拟路由器IP地址(该ip地址就是VLAN10 网段中的网关地址)
MLS1(config-if)#stan 10 pri 150 #配置优先级为150
MLS1(config-if)#stan 10 pre #配置占先权(其中的“10”是备份组的编号,若要配置同一组中的备份路由器,组号必须一致)
MLS1(config-if)#standby 10 track f 0/1 100 #配置接口跟踪(若与外网通信接口出现故障,优先级会降低100,从而优先级比它低的备份路由器才可以成为活跃路由器)
MLS1(config-if)#standby 10 track f 0/4 100 #同上,所有有流量通过的接口最好都配置接口跟踪,若不然,可能接口无法与外界通信,它依然是活跃路由器,从而无法实现冗余。

经过上述配置,该三层交换机就会成为VLAN10的活跃路由器。

接下来把它配置为VLAN20 的备份路由器:

MLS1(config-if)#in vl 20            #进入VLAN 20`
`MLS1(config-if)#ip add 192.168.20.1 255.255.255.0           #配置该VLAN的IP地址`
`MLS1(config-if)#stan 20 ip 192.168.20.254            #配置备份组20的虚拟路由器IP`
`MLS1(config-if)#stan 20 pre     #配置占先权`

注意:备份组20 使用默认的优先级100即可,当组中出现优先级比它高的路由器,它就会成为备份路由器。

至此,该交换机就配置完成了。

③:配置MLS2交换机:

MLS2>en            #进入特权模式 `
MLS2#conf t #进入全局配置模式 
MLS2(config)#ip routing #开启路由功能
MLS2(config)#ip route 20.0.0.0 255.0.0.0 192.168.2.2 #配置路由条目
MLS2(config)#in f0/1 #进入F0/1
MLS2(config-if)#no sw #关闭该端口的交换功能
MLS2(config-if)#ip add 192.168.2.1 255.255.255.0 #配置相应IP地址
MLS2(config-if)#in ra f0/2-4 #进入这三个接口
MLS2(config-if-range)#sw tr en do #定义封装协议
MLS2(config-if-range)#sw mo tr #并改为trunk链路
MLS2(config)#in ra f0/2-3 #进入F0/2-3接口
MLS2(config-if-range)#channel-group 1 mo on #配置以太网通道(组号与MLS1交换机上配置的要一致)
MLS2(config)#vtp do lv #定义vtp域名,要与之前的一致
MLS2(config)#vtp mo cli #定义该vtp为客户机模式
MLS2(config-if-range)#in vl 10 #等待VLAN信息同步过来后,进入VLAN10
MLS2(config-if)#ip add 192.168.10.2 255.255.255.0 #配置该交换机上VLAN10 的IP地址
MLS2(config-if)#stan 10 ip 192.168.10.254 #配置该交换机备份组10的虚拟路由器IP(要与MLS1交换机上备份组10的虚拟路由器IP一致)
MLS2(config-if)#stan 10 pre #配置占先权

(因为此三层交换机为备份组中的备份路由器,所以使用默认的优先级100即可)

MLS2(config-if)#in vl 20 #进入VLAN 20
MLS2(config-if)#ip add 192.168.20.2 255.255.255.0 #配置此交换机VLAN20的IP地址
MLS2(config-if)#stan 20 ip 192.168.20.254 #配置备份组20的虚拟路由器IP(与MLS1交换机配置的备份组20虚拟路由器IP一致)
MLS2(config-if)#stan 20 pri 150 #此交换机要配置为活跃路由器,所以要配置它的优先级比默认的高
MLS2(config-if)#stan 20 pre #配置占先权
MLS2(config-if)#stan 20 track f 0/1 100 #配置接口跟踪
MLS2(config-if)#stan 20 track f 0/4 100 #配置接口跟踪

至此热备份路由器就配置完成了,可以通过show Stan br 命令来两个三层交换机查看备份路由器的信息如下:

MLS1:
HSRP(热备份路由选择协议)配置详解
热备份路由协议(HSRP)
MLS2:
HSRP(热备份路由选择协议)配置详解
热备份路由协议(HSRP)
若要实现全网通,则要继续配置sw3,如下所示:

④:配置SW3:

sw3>en
sw3#conf t
sw3(config)#in ra f0/1 -2 #进入F0/1-2
sw3(config-if-range)#sw mo tr #配置为trunk链路
sw3(config-if-range)#vtp do lv #配置vtp
sw3(config)#vtp mo cli #定义vtp模式为客户机模式
sw3(config)#in f0/3 #把接口添加到相应的VLAN中
sw3(config-if)#sw ac vl 20
sw3(config-if)#in f0/4
sw3(config-if)#sw ac vl 10

接下来给各个客户机配置正确的ip及网关,即可实现全网通。
实验完成,愿我们在学习的道路上共同进步!