CCNP之HSRP的工作原理

2019-11-04 23:59:21

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　　在整個電力局企業網內，虛網之間的交換（三層交換）是通過7609路由交換機（多層交換特征卡MSFC2）和5500交換機（路由交換模塊RSM）來實現的。兩臺交換機通過Cisco的熱備路由器協議（HSRP）可以實現路由設備之間的冗余，即三層交換的冗余。HSRP協議是針對于ip協議，參與HSRP協議的路由設備為IP終端提供一個虛擬IP地址，且IPX等其它網絡協議與HSRP兼容。
　　

　　圖：熱備路由協議（HSRP）示意圖
　　HSRP的工作原理
　　HSRP協議利用一個優先級方案來決定哪個配置了HSRP協議的路由器成為默認的主動路由器。假如一個路由器的優先級設置得比所有其他路由器的優先級高，則該路由器成為主動路由器。路由器的缺省優先級是100，所以假如只設置一個路由器的優先級高于100，則該路由器將成為主動路由器。
　　通過在設置了HSRP協議的路由器之間廣播HSRP優先級，HSRP協議選出當前的主動路由器。當在預先設定的一段（Hold Time 缺省為10秒）時間內主動路由器不能發送hello消息，或者說HSRP檢測不到主動路由器的hello消息時，將認為主動路由器有故障，這時HSRP會選擇優先級最高的備用路由器變為主動路由器，同時將按HSRP優先級在配置了HSRP的路由器中再選擇一臺路由器作為新的備用路由器。
　　所有參與HSRP的路由器共享一個虛的IP地址，網絡中的工作站將缺省網關指向該虛地址，被選出的主動路由器負責轉發由工作站發到虛地址的數據包。
　　Hello消息是基于UDP的信息包，配置了HSRP的路由器將會周期性的廣播Hello消息包，并利用Hello消息包來選擇主動路由器和備用路由器及判定路由器是否失效。
　　如圖所示，PC將數據包發送到設置的缺省網關（配置HSRP路由器所共享的虛擬IP地址），假設圖中的7609設置了較高的優先級，7609將被選為主動路由器，并負責轉發網絡中所有由PC發送到其網關（HSRP地址）的數據包。當7609發生故障時，7609就不會廣播Hello信息包，HSRP假如經過Hold Time還未收到來自7609的Hello信息包，將認為7609實效，這時HSRP將選擇備用的5500作為主動路由器，并由5500來負責轉發網絡中所有由PC發送到其網關（HSRP地址）的數據包。而當7609恢復后，將繼續發送Hello信息包，HSRP檢測到其發送的Hello信息包具有高的優先級，則會重新將7609選為主動路由器，5500則仍將恢復成為備用路由器。
　　配置了HSRP協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，發送路由器的HSRP優先級和狀態信息，HSRP路由器默認為每3秒鐘發送一個hello消息；
　　●Coup──當一個備用路由器變為一個主動路由器時發送一個coup消息；
　　●Resign──當主動路由器要宕機或者當有優先級更高的路由器發送hello消息時，主動路由器發送一個resign消息。
　　在任一時刻，配置了HSRP協議的路由器處于由以下六種狀態：
　　●Initial ——表示路由器的HSRP還未運行，一般在配置第一臺HSRP路由器時會顯示此狀態；
　　●Learn——表示配置HSRP的路由器還未知道虛地址，并一直監聽來自主動路由器的消息包；
　　●Listening──表示配置HSRP的路由器還已知道虛地址，路由器還在監聽hello消息；
　　●Speaking and listening──路由器正在發送和監聽hello消息；
　　●Standby──處于被用狀態，當主動路由器失效時路由器可被選為主動路由器，接管包轉發功能；
　　●Active──路由器執行包轉發功能。

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