HSRP技術在網(wǎng)絡中的應用

2019-11-03 10:20:49

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供稿：網(wǎng)友

天津郵政信息技術局　于龍　　隨著Internet的日益普及，人們對網(wǎng)絡的依賴性也越來越強。這同時對網(wǎng)絡的穩(wěn)定性提出了更高的要求，人們自然想到了基于設備的備份結構，就像在服務器中為提高數(shù)據(jù)的安全性而采用雙硬盤結構一樣。路由器是整個網(wǎng)絡的核心和心臟，如果路由器發(fā)生致命性的故障，將導致本地網(wǎng)絡的癱瘓，如果是骨干路由器，影響的范圍將更大，所造成的損失也是難以估計的。因此，對路由器采用熱備份是提高網(wǎng)絡可靠性的必然選擇。在一個路由器完全不能工作的情況下，它的全部功能便被系統(tǒng)中的另一個備份路由器完全接管，直至出現(xiàn)問題的路由器恢復正常，這就是熱備份路由協(xié)議（HotStandbyRouterPRotocal），HSRPRFC2281技術要解決的問題。

一、HSRP協(xié)議概述

　　實現(xiàn)HSRP的條件是系統(tǒng)中有多臺路由器，它們組成一個“熱備份組”，這個組形成一個虛擬路由器。在任一時刻，一個組內只有一個路由器是活動的，并由它來轉發(fā)數(shù)據(jù)包，如果活動路由器發(fā)生了故障，將選擇一個備份路由器來替代活動路由器，但是在本網(wǎng)絡內的主機看來，虛擬路由器沒有改變。所以主機仍然保持連接，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)絡的數(shù)據(jù)流量，在設置完活動路由器和備份路由器之后，只有活動路由器和備份路由器定時發(fā)送HSRP報文。如果活動路由器失效，備份路由器將接管成為活動路由器。如果備份路由器失效或者變成了活動路由器，將有另外的路由器被選為備份路由器。

　　在實際的一個特定的局域網(wǎng)中，可能有多個熱備份組并存或重疊。每個熱備份組模仿一個虛擬路由器工作，它有一個Well－known－MAC地址和一個ip地址。該IP地址、組內路由器的接口地址、主機在同一個子網(wǎng)內，但是不能一樣。當在一個局域網(wǎng)上有多個熱備份組存在時，把主機分布到不同的熱備份組，可以使負載得到分擔。

二、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的主動路由器。如果一個路由器的優(yōu)先級設置的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，所以如果只設置一個路由器的優(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)議選出當前的主動路由器。當在預先設定的一段時間內主動路由器不能發(fā)送hello消息時，優(yōu)先級最高的備用路由器變?yōu)橹鲃勇酚善鳌Ｂ酚善髦g的包傳輸對網(wǎng)絡上的所有主機來說都是透明的。

　　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路由器默認為每3秒鐘發(fā)送一個hello消息；

　　Coup———當一個備用路由器變?yōu)橐粋€主動路由器時發(fā)送一個coup消息；

　　Resign———當主動路由器要宕機或者當有優(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)議的路由器都將處于以下六種狀態(tài)之一：

　　Initial———HSRP啟動時的狀態(tài)，HSRP還沒有運行，一般是在改變配置或端口剛剛啟動時進入該狀態(tài)。

　　learn———路由器已經(jīng)得到了虛擬IP地址，但是它既不是活動路由器也不是等待路由器。它一直監(jiān)聽從活動路由器和等待路由器發(fā)來的HELLO報文。

　　Listen———路由器正在監(jiān)聽hello消息。

　　Speak———在該狀態(tài)下，路由器定期發(fā)送HELLO報文，并且積極參加活動路由器或等待路由器的競選。

　　Standby———當主動路由器失效時路由器準備接管包傳輸功能。

　　Active———路由器執(zhí)行包傳輸功能。

三、本方案的特點：

　　1.高度的可靠性，兩臺路由器之間采用HSRP（熱備份冗余協(xié)議）協(xié)議，來保證兩臺路由器中的任意一臺down掉，或路由器的廣域網(wǎng)口down，都會迅速切換到另外一臺。如果兩條線路均出現(xiàn)問題，就采用路由策略停掉郵政子網(wǎng)業(yè)務，啟用撥號線路。

　　2.有效的實現(xiàn)了負載均衡，在STAR－S1924F＋上劃分出各自的VLAN，儲蓄子網(wǎng)VLAN在左側路由器上的HSRP的優(yōu)先級較高，默認使用網(wǎng)通的FR線路；郵政系統(tǒng)（辦公、報刊、EMS、VOIP等等）子網(wǎng)VLAN在右側路由器上的HSRP的優(yōu)先級較高，默認使用聯(lián)通的FR線路。充分利用了帶寬資源，而且實現(xiàn)了負載均衡。

　　3.充分利用了多以太口路由器在劃分多業(yè)務網(wǎng)段上的功能，也只有多以太口路由器在HSRP應用中才能實現(xiàn)兩個路由器間的負載分擔，這是具有四個以太口路由器的極大的優(yōu)點。

　　4.在右側路由器上啟用QoS策略，VoIP業(yè)務需要較低的延時，所以將VoIP業(yè)務設置成較高的優(yōu)先級。

　　5.通過在交換機上設置VLAN，有效的控制了兩個子網(wǎng)間的安全。

　　6.不存在單點故障問題。

節(jié)選自　人民郵電報

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