11-网关冗余HSRP协议
网关冗余
一、网关冗余（一）网关冗余的基本知识：路由器冗余技术可分为：动态冗余和静态冗余两种。
动态冗余不太合适，所以只讲静态冗余1、静态路由冗余：(1)HSRP 热备份路由协议(cisco专有协议）(2) VRRP 虚拟路冗余协议(3)GLBP网关负载均衡(二) HSRP 详解1、HSRP特征：(1)一组路由器组成一个虚拟路由器，虚拟路由器有自已的IP和MAC地址。
组号取值范围0--255。
建议将vlan id作为hsrp组的标识符。
(2)一个HSRP路由组需两台以上路由器，一个为活跃路由器，一个为备用路由器，其他的为成员路由器。
优先级高的为活跃路由器。
默认优先级为100，取值范围0--255。
优先级相同，IP地址值最大的获胜。
(3)HSRP路由器组中，活跃路由器和备用路由器之间互传HELLO消息以示存在。
且活跃路由器和备用路由器把hello消息传给所有的HSRP组中的路由器。
但成员路由器只接收活跃路由器和备用路由器的HELLO消息，但不响应。
(4)成员路由器只接转发发给自已的数据包，但不转发发送给虚拟路由器的数据包(5)所有客户端把数据包发给虚拟路由器。
虚拟路由器收到数据包后由活跃路由器转发数据包。
当活跃路由器出现故障后，备份路由器接替活跃路由器的工作。
备份路由器也出错时，成员路由器争当活跃路由器,以转发数据包。
2、HSRP虚MAC地址00 00 0c 07 ac 2f //这个虚拟MAC地址的组成为：00 00 0c 为厂商编码；07 ac 为hsrp周知标记；2f 为hsrp组标识符，用十六进制表示方法,此处则表示组号为47（十六进制2f转为十进制后的值）show ip arp可显示虚拟ip对应的虚拟mac地址。
show standby也可显示。
3、HSRP负载均衡（1）一个网段或一个VLAN可以有多个HSRP 组, 最多可有255个组（2）一个路由器可以是一个hsrp组中的活跃路由器，同时可为另一个HSRP组中的备用路由器或成员路由器。
冗余
2)HSRP（Hot Standby Routing Protocol）(私有协议）（在三层交换机与路由器上可以做）·HSRP是一种网关冗余协议，它通过在冗余网关之间共享协议和MAC，提供不间断的IP路径冗余。
·HSRP在2个或多个路由器间创建虚拟MAC和虚拟IP，其实就是将多台物理的路由器组合成一台虚拟路由器。
主机的网关设为此虚拟IP就可以了。
·HSRP的hello包包含priority(默认100)，hello间隔（默认3S），holdtime(默认10S),虚拟网关IP·HSRP的hello包发向组播地址224.0.0.2(所有路由器)·HSRP路由器的默认优先级是100，优先级相同的情况下比较IP地址，越大越优。
·一个HSRP组可以包含多台路由器，在一个稳定的组里面只有两台路由器发送hello 包，一台是active路由器，一台是备份路由器，其它路由器不发送hello包，但都处于监听状态。
·HSRP可以配置多个组，配多个组的目地是为了做负载分担·虚拟MAC地址：前40位固定(0000.0c)，将HSRP的组标识符换成十六进制，接到最后就可以了例如：HSRP组为47，换成十六进制是2fMAC地址前40位为0000.0c07.ac最后得到：0000.0c07.ac2f·HSRP状态：1、Initial All routers begin in the initial state, when HSRP is not running (初始状态,如果手动配置虚拟IP，直接跳到Listen状态）2、learn (没有收到hello包，没有虚拟ip地址,等待收到hello包)3、listen（收到hello包，有了虚拟ip地址,除了active和standby，其它路由器都是这个状态）4、speak (周期发送hello包，开始选active和standby router)5、Standby （没选到active的，除了active外优先级最高的router，会继续发hello包，只有一个）6、active （选到的转发的router，会继续发hello包，只有一个）例：R1、R2、R3运行路由协议，宣告所有接口。
网关冗余
HSRP的基本配置
配置一个接口参加HSRP备份组
配置HSRP优先级
配置HSRP占先权 配置Hello消息计时器 配置HSRP端口跟踪 显示HSRP的状态
HSRP的基本配置
1.配置一个接口以参与HSRP备份组，成为HSRP的成员 Router (config –if)#standby group-number ip virtual-ip-address 2.配置路由器接口在组内的优先级(缺省为100) Rou(config –if) Standby group-number priority priority-number 3.配置同一个HSRP组中所有设备的抢占 Router (config –if) standby group-number preempt 4.配置HELLO消息计时器：前面讲过活跃路由器和备份路由器通过发送 HELLO消息来说明它现在的身份。 Router (config)#standby group-number timers hellotime holdtime ①. Hellotime:是以秒来计算的，来定义HELLO消息之间的间隔;默认是3秒 ②. Holdtime:是以秒来计算的，来定义活跃或是备份路由器在宣布失效之前 的时间，从1～255，缺省为10秒。也就是是说：路由器在 3个HELLO消息的 间隔内如果还是没有收到 HELLO 包，宣告现在这台路由器已经失效了。 要 恢复到缺省的备份计时器值：no standby group timers命令。
跟踪对象
• Standby命令可以跟踪接口或对象。 • 跟踪对象使用track命令定义。 – Track 编号 interface检查线路协议。 – Track 编号 ip route检查网络可达性(即是否存在该路由)。 – Track 编号 list定义更复杂的条件。 – Track 编号 rtr检查诸如IP SLA的参数等。
hsrp工作原理概念
hsrp工作原理概念HSRP（Hot Standby Router Protocol）是一种网络协议，它为路由器提供了一种机制，以确保在主路由器发生故障时，备份路由器能够快速接管网络连接，从而保持网络的连通性和可靠性。
一、HSRP工作原理HSRP协议在路由器之间建立了一个虚拟IP地址，这个虚拟IP地址充当网络中所有主机之间的默认网关。
当主路由器正常运行时，它负责处理所有到达虚拟IP 地址的数据包。
如果主路由器发生故障，备份路由器将接管虚拟IP地址，从而接管数据包的传输。
HSRP协议使用UDP协议进行通信，主路由器和备份路由器之间通过定期发送Hello消息来保持通信。
当备份路由器没有收到Hello消息时，它会认为主路由器已经发生故障，然后接管虚拟IP地址。
二、HSRP的优点HSRP的优点包括：1. 提高网络可靠性：HSRP确保在网络中主路由器发生故障时，备份路由器能够快速接管，从而保持网络的连通性。
2. 简化网络设计：HSRP使得网络设计者无需为每个主机配置多个默认网关，只需配置一个虚拟IP地址即可。
3. 负载均衡：HSRP支持多个备份路由器，当主路由器发生故障时，备份路由器可以分担数据传输负载，从而提高网络性能。
4. 自动切换：HSRP能够自动检测主路由器和备份路由器的状态，无需人工干预。
三、HSRP的配置要配置HSRP，需要执行以下步骤：1. 为主路由器和备份路由器分配IP地址和其他必要的配置。
2. 在主路由器和备份路由器上启用HSRP。
通常可以通过路由器的管理界面或命令行界面进行配置。
3. 配置虚拟IP地址。
这个虚拟IP地址应该是在网络中未被使用的IP地址，它将成为主机之间的默认网关。
4. 配置优先级。
可以为每个路由器设置优先级，以便在发生故障时确定哪个路由器应该成为主路由器。
5. 配置认证。
为了防止非法路由器接管虚拟IP地址，可以配置认证来确保只有合法的路由器能够参与HSRP。
6. 确认配置是否正确。
hsrp的工作原理
hsrp的工作原理
HSRP（Hot Standby Router Protocol）是一种冗余路由器协议，用于在网关设备出现故障时实现快速切换和高可用性。
其工作原理如下：
1. 一个HSRP组中有一个主路由器和多个备用路由器。
主路由器负责正常转发网络流量，而备用路由器则处于待命状态，监测主路由器的状态并准备接管流量转发。
2. HSRP组中的所有路由器必须使用相同的组号，并配置为相
同的虚拟IP地址，该IP地址用作默认网关。
主路由器会发送
虚拟IP地址的ARP请求，从而将它与其物理MAC地址绑定。
3. 主路由器周期性地发送Hello消息，以通知备用路由器自己
的存在。
备用路由器在一定时间内没有收到主路由器的Hello
消息时，会认为主路由器故障，进而发起备用路由器之间的选举过程。
4. 当一个备用路由器发现主路由器故障后，它会发送一个通知消息，建议自己成为新的主路由器。
其他备用路由器接收到通知消息后，会比较自己的优先级并选择具有最高优先级的路由器作为新的主路由器。
5. 新的主路由器将更新虚拟IP地址与物理MAC地址的映射，并通过发送Gratuitous ARP消息更新网络中所有设备的ARP
缓存。
6. 一旦备用路由器成为新的主路由器，它将立即开始接管流量，并继续周期性地发送Hello消息以保持网络中的存活状态。
通过使用HSRP，网络管理员可以实现对网络流量的快速切换，从而实现高可用性和故障恢复。
HSRP
这部分的讲解要结合幻灯片高可用性：1.HSRP（Hot Standby Routing Protocol）：热备份路由协议2.VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）：虚拟路由器冗余协议3.GLBP（Gateway load Balancing Protocol）：网关负载均衡协议这3个协议都是用来保证网关的备份的HSRP1.思科私有的2.一个虚拟IP地址，一个虚拟MAC地址虚拟IP地址不能和真实IP地址相同虚拟MAC地址：0000.0c07.acXX，其中XX是组号3.一主一辅4.HSRP默认优先级是100，被跟踪的接口不可用后优先级默认降低105.HSRP的6种状态（1）Initial：初始状态，修改配置或接口刚启动时处于这个状态（2）Learn：学习状态，等待活跃路由器发送Hello 消息，收到后就进入监听状态（3）Listen：监听状态，在HSRP组中，除活跃路由器和备用路由器外，其他路由器都处于这种状态。
说白了，这个状态就是用来选举的，如果被选举是备用状态或者是活跃状态，就进入speak状态（4）speak：发言状态，处于发言状态的路由器定期地发送Hello消息，如果在speak状态发现了更优秀的Hello包，此时就转化成listen状态（5）Standby：备用状态，定期发送Hello消息（6）Active：活跃状态，定期发送Hello消息HSRP使用的包：hello，辞职和政变6.配置的时候一定要禁用定向广播命令是：no ip redirects7.关于HSRP的实验（1）路由器上基本配置（2）交换机上基本配置（3）跟踪（4）负载均衡8配置主设备配置3句话standby 1 ip 虚拟IP地址standby 1 preempt //让设备支持抢占功能standby 1 priority 优先级备份设备配置2句话standby 1 ip 虚拟IP地址standby 1 preemptVRRP1.公有的2.一个虚拟IP地址，一个虚拟MAC地址虚拟IP地址可以和真实IP地址相同虚拟MAC地址：0000.5e00.01XX，其中XX是组号3.一主多辅4.VRRP默认优先级是100，不支持跟踪5.协议号112，组播地址224.0.0.18，默认通告间隔1s6.VRRP默认有抢占机制7.关于VRRP的实验（1）路由器上基本配置（2）交换机上基本配置（3）负载均衡HSRP与VRRP之间的区别：1.HSRP是私有的，VRRP是共有的2.HSRP是一主一辅，VRRP是一主多辅3.HSRP支持跟踪，VRRP没有跟踪机制4.HSRP的虚拟IP地址不能和真实IP地址相同，VRRP的虚拟IP地址和真实的IP地址相同5.HSRP中主、辅设备都发送Hello包，VRRP中只有主设备发送Hello包GLBP1.思科私有的2.一个虚拟IP地址，多个虚拟MAC地址3.GLBP和HSRP，VRRP的最大不同在于：可以提供负载均衡4.两个术语：（1）AVF：active virtual forwarder（2）AVG：active virtual gateway5.GLBP的工作原理：（1）GLBP组选举一个AVG,所有组成员都叫做AVF （2）AVG给整个组分配虚拟MAC地址，即每个AVF分配到一个虚拟MAC地址（3）AVG负责回复用户的ARP请求，每次给的虚拟MAC 地址不同，以这种方式实现负载均衡（4）每个AVF负责转发自己负责的那个虚拟MAC的数据6.GLBP支持3种负载均衡的模式（1）host-dependent：确保主机始终使用同一个虚拟MAC地址（2）round-robin：每次轮流地分配AVF的虚拟MAC地址（3）weighted：前往AVF的流量取决于AVF的权重7.关于GLBP的实验（1）路由器上基本配置（2）交换机上基本配置。
HSRP协议热备份路由协议的故障切换机制
HSRP协议热备份路由协议的故障切换机制HSRP（Hot Standby Router Protocol）热备份路由协议是一种用于提高网络可靠性和冗余性的协议，常用于企业和组织的网络架构中。
本文将介绍HSRP协议以及其故障切换机制，以帮助读者更好地理解和应用这一协议。
1. HSRP协议概述HSRP协议是一种第一层和第三层中的路由协议，通过将多台路由器组合为一个虚拟路由器来提供高可用性。
在这个虚拟路由器中，一个路由器被选为主路由器，其他路由器作为备份路由器提供冗余。
主路由器接收并转发进入虚拟路由器的数据流量，备份路由器则处于监听状态。
2. HSRP协议的工作原理在HSRP协议中，虚拟路由器被赋予一个虚拟IP地址，用于将数据流量转发到虚拟路由器的设备。
主路由器负责处理虚拟IP地址，备份路由器处于备份状态以便在主路由器故障时接管。
3. HSRP协议的故障切换机制在正常情况下，主路由器会周期性地发送HSRP Hello消息以维持虚拟路由器的正常工作。
当备份路由器连续一段时间没有收到主路由器的Hello消息时，将会宣布自己为新的主路由器，并更新虚拟路由器的MAC地址。
这个过程叫做故障切换。
故障切换过程如下：- 备份路由器宣布自己为新的主路由器。
- 新的主路由器将立即发送 Gratuitous ARP 报文，以更新其他设备的 ARP 缓存并告知它们虚拟IP地址的变化。
- 虚拟路由器的状态和虚拟IP地址更新为新的主路由器。
- 备份路由器继续监听，等待主路由器的故障恢复。
4. HSRP协议的配置方法在实际应用中，配置HSRP协议需要以下几个步骤：- 配置虚拟IP地址和组号。
- 配置路由器的优先级，优先级高的被选定为主路由器。
- 配置HSRP Hello时间间隔，即主路由器发送Hello消息的频率。
- 配置HSRP延迟时间，即故障切换发生时的等待时间。
5. HSRP协议的优势和应用场景HSRP协议具有以下优势：- 提供高可用性和冗余性，当主路由器发生故障时，备份路由器可以快速接管。
HSRP实验指导书
HSRP实验实验6-1HSRP实验学习目标•了解网关冗余技术。
•配置HSRP实现对业务网关的冗余原理HSRP 是Cisco 的专有协议。
HSRP（Hot Standby Router Protocol）把多台路由器组成一个“热备份组”，形成一个虚拟路由器。
这个组内只有一个路由器是活动的（Active），并由它来转发数据包，如果活动路由器发生了故障，备份路由器将成为活动路由器。
从网络内的主机来看，网关并没有改变。
HSRP 路由器利用HELLO 包来互相监听各自的存在。
当路由器长时间没有接收到HELLO包，就认为活动路由器故障，备份路由器就会成为活动路由器。
HSRP 协议利用优先级决定哪个路由器成为活动路由器。
如果一个路由器的优先级比其它路由器的优先级高，则该路由器成为活动路由器。
路由器的缺省优先级是100。
一个组中，最多有一个活动路由器和一个备份路由器。
拓扑图图1拓扑操作步骤步骤一配置汇聚交换机HSRP1、将《VLAN间路由实验》中保存的拓扑打开，要求服务器区设备访问网络主走SW1，图书馆区设备访问网络主走SW2，交换机管理网段主走SW1。
步骤二配置服务器区域VLAN101 HSRP。
1、VLAN101 standby 10.X.0.13、在SW1上关闭F0/1接口验证HSRP切换过程4、在SW1上开启F0/1接口验证HSRP回切过程步骤三配置图书馆区域VLAN103 HSRP 1、VLAN103 standby 10.X.2.12、查看HSRP状态步骤四配置管理VLAN2 HSRP 1、VLAN2 standby 10.X.129.254步骤五设置二层交换机缺省网关及PC机IP参数1、设置SW3-SW6缺省网关（由于模拟器只支持HSRP配置，不支持具体功能，所以接入交换机网关配置为10.0.129.1，本应为standby IP）2、设置PC1 和PC3的IP地址等参数（由于模拟器只支持HSRP配置，不支持具体功能，所以PC1网关配置为10.0.0.251，所以PC3网关配置为10.0.2.252，本应为standby IP）步骤六保存配置1、全网设备保存配置，防止掉电配置丢失。
HSRP协议介绍
介绍HSRP：热备份路由器协议（HSRP：Hot Standby Router Protocol）关于HSRP该协议中含有多种路由器，对应一个虚拟路由器。
HSRP 协议只支持一个路由器代表虚拟路由器实现数据包转发过程。
终端主机将它们各自的数据包转发到该虚拟路由器上。
工作原理负责转发数据包的路由器称之为主动路由器（Active Router）。
一旦主动路由器出现故障，HSRP 将激活备份路由器（Standby Routers）取代主动路由器。
HSRP 协议提供了一种决定使用主动路由器还是备份路由器的机制，并指定一个虚拟的 IP 地址作为网络系统的缺省网关地址。
如果主动路由器出现故障，备份路由器（Standby Routers）承接主动路由器的所有任务，并且不会导致主机连通中断现象。
HSRP 运行在 UDP 上，采用端口号1985。
路由器转发协议数据包的源地址使用的是实际 IP 地址，而并非虚拟地址，正是基于这一点，HSRP 路由器间能相互识别.HSRP技术在网络中的应用随着Internet的日益普及，人们对网络的依赖性也越来越强。
这同时对网络的稳定性提出了更高的要求，人们自然想到了基于设备的备份结构，就像在服务器中为提高数据的安全性而采用双硬盘结构一样。
路由器是整个网络的核心和心脏，如果路由器发生致命性的故障，将导致本地网络的瘫痪，如果是骨干路由器，影响的范围将更大，所造成的损失也是难以估计的。
因此，对路由器采用热备份是提高网络可靠性的必然选择。
在一个路由器完全不能工作的情况下，它的全部功能便被系统中的另一个备份路由器完全接管，直至出现问题的路由器恢复正常，这就是热备份路由协议（HotStandbyRouterProtocal），HSR PRFC2281 技术要解决的问题。
HSRP协议概述实现HSRP的条件是系统中有多台路由器，它们组成一个“热备份组”，这个组形成一个虚拟路由器。
在任一时刻，一个组内只有一个路由器是活动的，并由它来转发数据包，如果活动路由器发生了故障，将选择一个备份路由器来替代活动路由器，但是在本网络内的主机看来，虚拟路由器没有改变。
Cisco HSRP 路由器的配置
Cisco HSRP 路由器的配置1、介绍本文档将详细说明如何配置Cisco HSRP（Hot Standby Router Protocol）路由器。
HSRP是一种用于提供冗余路由的协议，通过同时配置多个路由器来实现高可靠性和冗余性。
在本文档中，将介绍HSRP的概念、配置过程以及一些常见问题的解决方法。
2、HSRP概念及工作原理⑴ HSRP概念HSRP是一种用于提供冗余路由的协议，通过将多个路由器配置为一个虚拟路由器来实现冗余性。
在一个HSRP组中，有一个主路由器和一个或多个备用路由器。
主路由器负责转发数据流量，而备用路由器在主路由器失效时接管主路由器的功能。
⑵ HSRP工作原理每个HSRP组都有一个主要的虚拟IP地质，该地质与组中的主路由器相对应。
当主路由器失效时，备用路由器中的其中一个将成为新的主路由器，接管原先主路由器的功能，并使用相同的虚拟IP 地质。
主路由器和备用路由器通过互相发送心跳包来检测彼此的状态。
3、配置前的准备工作在开始配置HSRP之前，确保满足以下条件：⑴路由器上已运行适当的IOS版本，支持HSRP功能。
⑵彼此连接的路由器中至少有两台路由器。
⑶路由器之间配置了适当的接口，并具有可达性。
4、HSRP配置步骤以下是配置Cisco HSRP路由器的步骤：⑴创建HSRP组在每台路由器上创建HSRP组，使用相同的组号，并指定虚拟IP地质。
⑵配置接口在每台路由器的接口上配置HSRP，并将其指定为HSRP组的一部分。
⑶配置优先级为了指定主路由器，您可以配置每个路由器的HSRP优先级。
优先级越高，该路由器成为主路由器的可能性越大。
⑷配置其他参数根据需求，您还可以配置其他一些参数，如预共享密钥、追踪对象等。
5、常见问题及解决方法⑴ HSRP状态不稳定如果HSRP状态频繁切换或不稳定，可能是由于网络问题或路由器之间的通信问题引起的。
检查网络连接并确保良好的通信。
⑵主路由器失效后备用路由器无法接管如果主路由器失效后备用路由器无法接管其功能，可能是由于HSRP组配置错误或接口问题。
数据交换与路由技术第19章 网关冗余和负载平衡
HSTP 配置实例
查看和测试
R1#show standby brief
P indicates configured to preempt.
|
Interface Grp Pri P State Active Standby Virtual IP
Байду номын сангаас
Gi0/0
1 120 P Active local 192.168.13.3 192.168.13.254
• HSRP 的接口跟踪例子
Switch(config)#interface vlan 10 Switch(config-if)#standby 1 track GigabitEthernet 0/7 50 Switch(config-if)#standby 1 track GigabitEthernet 0/8 60
当计算机向虚拟网关发送ARP请求网关的MAC地址时，Active路由器负 载响应，因此Active路由器负责数据的转发。
虚拟网关的MAC地址
Standby路由器
Standby路由器：在224.0.0.2地址上监听Active路由器发送的Hello
包，判断Active路由器是否正常。
Active路由器和Standby路由器的交互
需要注意减低的优先级要合适，以保证Standby路由 器有可能成为Active路由器。
HSRP 配置实例
R1：
R1(config)#interface g0/0
R1(config-if)#standby 1 ip 192.168.13.254
R1(config-if)#standby 1 priority 120 优先级
R3#show standby brief P indicates configured to preempt. | Interface Grp Pri P State Active Standby Virtual IP
HSRP协议
HSRP协议首先，让我们来了解一下HSRP协议的基本原理。
HSRP协议是通过在网络中设置一个虚拟IP地址，将多台路由器组成一个组，其中一台路由器作为活动路由器，其他路由器作为备用路由器。
活动路由器负责转发数据流量，备用路由器则处于待命状态，一旦活动路由器出现故障，备用路由器会立即接管虚拟IP地址，从而实现网络的平滑切换，保证网络的连续性和可靠性。
其次，HSRP协议的工作原理是如何实现的呢？在HSRP协议中，活动路由器和备用路由器之间会周期性地发送Hello消息，以确认对方的存活状态。
如果备用路由器在一定时间内没有收到活动路由器的Hello消息，就会认为活动路由器出现故障，从而发起选举过程，选举出新的活动路由器。
这样就保证了在活动路由器发生故障时，备用路由器可以迅速接管虚拟IP地址，实现网络的高可用性。
另外，HSRP协议还有一些重要的参数和配置，需要我们在实际应用中进行合理的设置。
比如，我们可以通过配置优先级来指定活动路由器和备用路由器的角色，优先级高的路由器将成为活动路由器。
此外，还可以通过预留虚拟IP地址、设置Hello消息的发送间隔和超时时间等参数来进行灵活的配置，以适应不同网络环境和需求。
在实际应用中，HSRP协议可以有效地提高网络的可靠性和稳定性，特别是对于一些对网络连续性要求较高的场景，比如企业的核心交换机、数据中心的网络等。
通过合理配置HSRP协议，可以实现网络的快速故障恢复，减少网络中断时间，提高用户体验，保证业务的持续性运行。
总的来说，HSRP协议作为一种网络冗余协议，在提高网络可靠性和稳定性方面发挥着重要作用。
通过对HSRP协议的原理和应用进行深入理解和合理配置，可以帮助网络工程师更好地设计和维护网络，保证网络的高可用性和可靠性。
希望本文对HSRP协议的理解和应用有所帮助，谢谢阅读！。
路由器冗余设计及高可用性配置方案
路由器冗余设计及高可用性配置方案一、引言在现代网络中，路由器是网络通信的核心设备之一，负责数据包的转发和控制。
然而，由于路由器的硬件或软件故障可能会导致网络中断，因此冗余设计和高可用性配置成为确保网络稳定运行的关键。
本文将介绍路由器冗余设计的基本概念以及高可用性配置方案。
二、路由器冗余设计1. 硬件冗余设计硬件冗余设计通过在网络中使用备用路由器来保证网络的连续运行。
常见的硬件冗余设计方法包括主备路由器和冗余路由器。
- 主备路由器：设置一个主路由器和一个备用路由器，主路由器负责正常的数据转发，备用路由器处于待命状态，当主路由器出现故障时，备用路由器会立即接管网络任务。
主备路由器之间可以通过心跳检测来实现故障的快速切换。
- 冗余路由器：使用多台路由器进行并行工作，每台路由器都具备相同的配置和路由信息。
当其中一台路由器出现故障时，其他冗余路由器可以继续正常工作，确保网络的连续性。
2. 软件冗余设计软件冗余设计通过配置路由器软件来保证网络的高可用性。
常见的软件冗余设计方法包括VRRP和HSRP。
- VRRP（虚拟路由器冗余协议）：VRRP是一种用于提供默认网关冗余服务的协议，通过将多个路由器组成VRRP组，形成一个虚拟路由器，共享一个虚拟IP地址。
当主路由器出现故障时，其他路由器可以接管虚拟IP地址，确保网络的连续性。
- HSRP（热备份路由协议）：HSRP也是一种提供默认网关冗余服务的协议，通过将多个路由器组成HSRP组，其中一台路由器作为主机，其他路由器处于待命状态。
当主机路由器出现故障时，备用路由器会立即接管主机的IP地址，确保网络的连续性。
三、高可用性配置方案1. 心跳检测机制在路由器冗余设计中，心跳检测常被用于检测主备路由器之间的通信状态，从而实现故障的快速切换。
心跳检测通过周期性地互相发送心跳包来监测路由器的存活状态。
一旦检测到主路由器的故障或不可达，备用路由器会立即接管网络任务，确保网络的高可用性。
网关冗余的基本概念及基本应用实例-双路由
⽹关冗余的基本概念及基本应⽤实例-双路由⼀、⽹络拓扑图⼆、实验⽬的通过配置多组HSRP协议，实现⽹关⾃动切换和链路负载均衡；即当⽹络正常时，PC1和PC4通过R1到达R3，PC2和PC3通过R2到达R3，当R1或R2发⽣故障时⽹关能⾃动切换，以确保VLAN2、VLAN3的主机达到R3的连通性。
三、实验步骤1.基本配置：按照拓扑所⽰配置各设备的IP地址；2.路由配置：按照拓扑所⽰配置合理的路由信息；3.HSRP配置：分别在R1和R2上配置HSRP；4.验证和测试：分别R1、R2和PC上进⾏验证和测试；5.模拟故障发⽣：在R1或R2上模拟故障的发⽣，验证⽹关能否⾃动切换；四、HSRP协议1.HSRP（热备分路由协议）含义是cisco平台⼀种特有的技术，是cisco的私有协议。
它由多台路由器对应⼀个HSRP组。
该组中只有⼀个活动路由器承担转发⽤户流量的职责。
当活动路由器失效后，备份路由器将承担转发⽤户流量的职责，成为新的活动路由器。
这就是热备份的原理。
在实际的⼀个特定的局域⽹中，可能有多个热备份组并存或重叠。
每个热备份组模仿⼀个虚拟路由器⼯作，它有⼀个Well－known－MAC地址和⼀个IP地址。
该IP地址、组内路由器的接⼝地址、主机在同⼀个⼦⽹内，但是不能⼀样。
当在⼀个局域⽹上有多个热备份组存在时，把主机分布到不同的热备份组，可以使负载得到分担。
HSRP协议利⽤优先级来决定哪个路由器成为默认的主动路由器利⽤优先级来决定哪个路由器成为默认的主动路由器。
如果⼀个路由器的优路由器的缺省优先级先级⽐所有其他路由器的优先级⾼，则该路由器成为主动路由器。
路由器的缺省优先级是100。
2.HSRP⼯作原理地址。
虚拟⽹虚拟⼀个⽹关IP地址，再虚拟⼀个⽹关MAC地址在两台路由器或三层交换机上虚拟⼀个⽹关关IP地址由管理员定义（在该⽹段内不得和主机IP冲突），MAC地址⾃动⽣成，路由器的hello组播地址：224.0.0.2；time：3s；hold time：10s，组播地址：3.HSRP的特点★使⽤hello包进⾏active standby选举，hello时间3s，hold time时间10s，更新地址224.0.0.2；★抢占默认关闭；★接⼝启⽤了HSRP，接⼝ICMP重定向失效；★切换速度快，可以使⽹关的IP⽹关和MAC地址不再变化；⽹关的切换对主机是透明的，可以实施上⾏链路追踪。
HSRP热备路由协议
HSRP热备路由协议在这种情况下，R1与R2会形成一个热冗组。
热冗组会选举一个活动路由器，只有这个活动路由器转发流量，备份路由器在活动路由器正常工作的时候是不转发流量的。
这就导致路由器利用率不充分的情况，解决方案如下：活动路由器选举规则：HSRP优先级高的为活动路由器，优先级一样的那就比较ip，IP地址大的路由器为活动路由器。
问题：热容组虚拟的IP地址所使用的MAC地址为哪个路由器的MAC地址？HSRP实验配置：按照图示配置各个接口IP地址以及rip路由协议。
R1配置：interface FastEthernet0/1ip address 192.168.2.1 255.255.255.0 standby version 2standby 100 ip 192.168.2.100 （100位热容组标号）standby 100 priority 120（设置HSRP优先级，高的为活动路由器）standby 100 preempt（设置抢占，当活动路由器由损坏变为正常状态R1还是活动路由器）standby 100 track FastEthernet0/0（跟踪f0/0线路，当线路发生故障时，及时通知备份路由器。
）R2配置：interface FastEthernet0/1ip address 192.168.2.2 255.255.255.0standby version 2standby 100 ip 192.168.2.100standby 100 priority 110standby 100 preemptstandby 100 track FastEthernet0/0测试：在PC1上tracert PC0进行路由跟踪，可以看到它走的是R1PC>tracert 192.168.5.2Tracing route to 192.168.5.2 over a maximum of 30 hops:1 0 ms 1 ms 0 ms 192.168.2.12 1 ms 0 ms 1 ms 192.168.3.23 0 ms 1 ms 0 ms 192.168.5.2Trace complete.然后down掉R1的f0/1接口,在PC1上tracert PC0进行路由跟踪，可以看到它走的是R2PC>tracert 192.168.5.1Tracing route to 192.168.5.1 over a maximum of 30 hops:1 0 ms 0 ms 0 ms 192.168.2.22 1 ms 1 ms 0 ms 192.168.5.1Trace complete.。
HSRP（热备份路由器协议）的详细介绍-电脑资料
HSRP（热备份路由器协议）的详细介绍-电脑资料HSRP：热备份路由器协议（HSRP：Hot Standby Router Protocol），是cisco平台一种特有的技术，是cisco的私有协议，。
Part I: FundamentalHSRP(Hot Standby Router Protocol):Cisco私有的第3层协议。
HSRP为IP网络提供网络冗余，确保用户流量能立即并透明地恢复网络边界设备或接入电路中的第一跳故障。
在LAN中，多个router组成一个HSRP组，其中一个router代表这个HSRP转发这个LAN中的数据流，其它所有router只发送HSRP hello来维持这种HSRP组关系。
一个HSRP组共享一个IP和一个MAC地址。
每个router可以加入多个组。
一个HSRP组由一台active router,一台standby router及other routers。
1>active router转发指向VIP的数据流，并发送HSRP hello包给所有其它HSRP组成员。
(最终处于active state)2>standby router不转发指向VIP的数据流，发送HSRP hello 包给所有其它HSRP组成员，并监控active router的状态。
(最终处于standby state)3>other routers不转发指向VIP的数据流，只监控HSRP hello 包,不发送。
它们执行普通router的工作，只转发目标为他们自己的分组，不转发目标为VIP的地址。
(最终处于listen state)Part II: HSRP Operation当standby router在一定时间内没有收到active router的hello 包时，它就认为active router出现故障了，并取代它的active router 的角色。
因为host设备使用VIP及VMAC来标识它们的网关设备，所有它们不会发现这种变更，也不会感觉到服务的中断。
三层冗余协议
HSRP的报文类型：
1、Hello报文：Active/Standby路由器周期性发送
2、Coup（政变）报文：在优先级高的路由器需要抢占Active路由器的身份时发送
3、Resign（退休）报文：在一个路由器退出备份组时发送
VRRP（Virtual Router Redundency Protocol）
1）RFC标准
2）优先级为1～254，如果配置要配置成255，必须将物理接口的IP地址配置成虚拟地址
3）缺省为抢占
4）1个备份组中存在1个Master Router，其它路由器称为Backup Router
一、三层冗余协议
1）使用缺省网关
缺点：当原先的网关故障后，必须手工更改PC的gateway设置，才能正常与外部网络通信
2）ARP
缺点：在路由器上，若一个接口开启Proxy ARP功能，则它收到ARP Request后，将查找路由表，若路由表中存在到达该IP的路由，则进行ARP Reply，但是如果断掉需要等待ARP失效。
4、Speak：路由器发送Hello报文进行选举
5、Standby：定期发送Hello报文
6、Active：定期发送Hello报文
Standby路由器的角色作用：
1、作为Active路由器的备份
2、定期发送Hello报文
3、需要学习虚拟IP地址
Active路由器的角色作用：
5）不支持端口跟踪功能（原先，目前可以）
6）Advertisement间隔为1s
VRRP配置命令：
Switch(config)#int vlan 100
什么是HSRP
什么是HSRP？如果路由器出现故障而导致企业无法接入互联网会发生什么？这就是为什么需要在网络中提供冗余的重要性。
下面我们将教你如何使用热备份路由器协议确保冗余。
如果路由器出现故障而导致企业无法接入互联网会发生什么？企业可以接受吗？或许可暂时逃脱处罚，但是你需要制定一个更好的计划，而不仅仅是简单的桌面呼叫支持。
这就是为什么需要在网络中提供冗余的重要性。
考虑为当前路由器增加一个可以立即接管的备份路由器。
企业需要的只是硬件，Cisco软件会完成其他事情。
让我们考察如何利用热备份路由器协议（HSRP）配置它。
什么是HSRP？HSRP是Cisco对冗余的私有协议。
它提供几乎100%的路由器可用性和冗余。
所以，如果某台路由器发生故障，备份路由器会接管主路由器的路由功能。
然而，Cisco还支持其他可用的行业协议。
一个行业标准是虚拟路由器冗余协议（VRRP）。
另一个HSRP的可替换选择是网关负载平衡协议（GLBP ），这是Cisco的另一个私有解决方案。
HSRP如何工作？在使用HSRP的时候，路由器既可以是主的也可以是备用的。
如果主路由器在一段时间内没有向备用路由器发送HELLO数据包，备用路由器假定主路由器已关闭，从而进行接管。
然后备用路由器假定对虚拟IP地址负责，并开始对虚拟IP地址指向的虚拟以太网MAC地址响应。
主和备用路由器交换HSRP HELLO包，所以相互知道对方在哪儿。
这些HELLO包使用多播224.0.0.2和UDP端口1985。
HSRP的最基本形式从IOS 10.0 开始可用，但是在IOS 11和12版本中有更新的特性发布。
什么决定活动路由器？首先，你可以配置一个优先数来决定它，然后它是由最高的IP地址决定。
缺省优先数是100；一个更高的优先数表示优先路由器。
当然，在建立路由器冗余的时候，并不限制于仅仅两台路由器。
实际上，可以建立一起工作的路由器组并且拥有多个“备用”路由器。
1、把路由器配置为HSRP备份组的成员，可以在接口配置模式下使用下面的命令：router(config-if)# standby group-number ip ip-address2、配置HSRP跟踪：router(config-if)# standy group-number track type-number interface-priority3、要显示HSRP路由器的状态：router# show standby type-number group brief用HSRP进行备份的一组路由器共用一个虚拟的MAC地址及虚拟IP地址，每个参与HSRP的局域端口有一个本端口的IP地址和MAC地址，每个路由器都有一个权值，权值最高的作为主路由器进行工作，其它的不工作，当主路由器瘫痪时，第二个权值最高的路由器将作为主路由器，依次类推。
hsrp协议工作原理(一)
hsrp协议工作原理(一)HSRP协议工作原理什么是HSRP协议?HSRP（Hot Standby Router Protocol）是一种网络冗余技术，用于构建可靠的网络架构。
它允许多个路由器以共享虚拟IP地址的方式工作，其中一个路由器担任主要角色，其他路由器作为备份。
当主要路由器发生故障时，备份路由器会接管主要路由器的功能，确保网络的连通性不受影响。
HSRP协议的优势•高可用性：HSRP提供了快速的故障恢复能力，当主要路由器故障时，备份路由器可以迅速接管，减少网络中断的时间。
•负载均衡：HSRP允许多个备份路由器一起工作，实现负载均衡，提高网络的性能和可靠性。
•热备援：HSRP中的备份路由器可以实时监测主要路由器的状态，一旦发现主要路由器故障，可以立即接管，无需手动干预。
HSRP协议的工作原理1.虚拟IP地址分配：在HSRP配置中，需要指定一个虚拟IP地址，该IP地址将被用作路由器的默认路由。
主路由器和备份路由器必须使用相同的虚拟IP地址。
2.选举主备角色：在HSRP中，路由器可以担任主要角色（Active）或备份角色（Standby），主要路由器负责处理实际的数据传输，备份路由器处于待命状态。
3.Hello消息交换：主要路由器和备份路由器之间周期性地发送Hello消息用于通信和选举。
通过Hello消息，路由器可以检测到其他路由器的活动状态。
4.优先级设置：每个HSRP路由器都有一个优先级值，优先级高的路由器更有可能成为主要路由器。
可以手动配置优先级，也可以通过预设值自动设置。
5.监控连接状态：备份路由器定期检测主要路由器的状态，如果没有收到主要路由器的Hello消息，则备份路由器会主动发起选举过程，争夺主要角色。
6.主备切换：当主要路由器故障或网络发生变化时，备份路由器会触发HSRP协议，接管主要角色，并通知其他路由器发生了主备切换。
总结HSRP协议通过虚拟IP地址、角色选举、Hello消息交换和优先级设置等机制，实现了高可用性和负载均衡。
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HSRP
• HSRP 路由器发送的多播消息有以下三种：
– HELLO: HELLO 消息通知其它路由器发送路由器 的 HSRP 优先级和状态信息，HSRP 路由器默认为 每 3 秒钟发送一个 HELLO 消息； – Coup：当一个备用路由器变为一个活动路由器时 发送一个 coup 消息； – Resign：当活动路由器要宕机或者当有优先级更高 的路由器发送 HELLO 消息时，主动发送一个 resign 消息。
HSRP
HSRP
• HSRP 路由器利用 HELLO 包来互相监听各 自的存在。当备份路由器长时间没有接收到 HELLO包，就认为活动路由器故障，备份路 由器就会成为活动路由器。 • HSRP 协议利用优先级决定组内哪个路由器 成为活动路由器。
– 如果一个路由器的优先级比其它路由器的优先级高， 则该路由器成为活动路由器。 – 路由器的缺省优先级是 100。 – 一个组中，最多有一个活动路由器。
HSRP配置命令
1. 指定热备份组的组号和虚拟ip 地址
standby 组号 ip ip地址
– – 组号：取值为0-255，如果是一个备用组，可以不输入组号，默认为0 ip地址：是虚拟的ip地址，不能为接口上的地址
2. 指定备份组的优先级别
standby 组号 priority 优先级别
– 优先级：取值为1-255，默认为100，数值越大级别越高
• R1(config-if)#standby 1 track s0/0/0 30
//跟踪的是 s0/0/0 接口，如果该接口故障，优先级降低 30,，默认降低 10，模拟软件PT只支持10。
HSRP配置举例
RA:
(config)#int f0/0 (config-if)#ip add 172.16.10.1 255.255.255.0 (config-if)#standby 1 ip 172.16.10.254 (config-if)#standby 1 preempt (config-if)#standb# config terminal RA(config)# interface f0/0 RA(config-if)# ip address 172.16.10.1 255.255.255.0 RA(config-if)# standby 1 ip 172.16.10.254 RA(config-if)# standby 1 priority 120 RA(config-if)# standby 1 preempt RA(config-if)# standby 2 ip 172.16.10.253 RA(config-if)# standby 2 preempt RA(config-if)# end
HSRP配置举例
RB# configure terminal RB(config)# interface f0/0 RB(config-if)# ip address 172.16.10.2 255.255.255.0 RB(config-if)# standby 1 ip 172.16.10.254 RB(config-if)# standby 1 preempt RB(config-if)# standby 2 ip 172.16.10.253 RB(config-if)# standby 2 priority 120 RB(config-if)# standby 2 preempt RB(config-if)# end
实验步骤
1. 连接拓扑图，搭建环境 2. 配置 IP 地址、路由协议等，使得网络连通
– – – – – – – – R3(config)#interface GigabitEthernet0/0 R3(config-if)#ip address 192.168.13.3 255.255.255.0 R3(config)#interface Serial0/0/1 R3(config-if)#ip address 192.168.23.3 255.255.255.0 R3(config)#router rip R3(config-router)#network 192.168.23.0 R3(config-router)#network 192.168.13.0 R3(config-router)#passive-interface GigabitEthernet0/0
• PC0的网关可以选择任一台路由器设置
• 此时用PC0去pingPC1，可以通~~~网络全部 互通
实验步骤
1. 连接拓扑图，搭建环境 2. 配置 IP 地址、路由协议等，使得网络连通 3. 配置 HSRP
– R1(config)#interface g0/0 – R1(config-if)#standby 1 ip 192.168.13.254
网关冗余与负载均衡
概述
• 作为网关的路由器故障了，有什么办法？ • HSRP 和 VRRP 是最常用的网关冗余技术
– HSRP 是 Cisco 的专有协议。 – VRRP 的工作原理和 HSRP 非常类似，不过 VRRP 是国际上的标准，允许在不同厂商的设备之间运行。
• 我们希望在冗余的同时，能同时实现负载平衡， 以充分利用设备的能力，GLBP 同时提供了冗 余和负载平衡的能力
• R1(config-if)#standby 1 priority 120
//配置 HSRP 的优先级，如果不设置该项，缺省优先级为 100，该值越 大抢占为活动路由器的优先权越高。
• R1(config-if)#standby 1 preempt
//该设置允许该路由器在优先级是最高时成为活动路由器。如果不设置， 即使该路由器权值再高，也可能不会成为活动路由器。
HSRP配置命令
• R1(config)#interface g0/0 • R1(config-if)#standby 1 ip 192.168.13.254
//启用 HSRP 功能，1 为 standby 的组号，192.168.13.254为虚拟 IP 地 址。相同组号的路由器属于同一个 HSRP 组，所有属于同一个 HSRP 组的路由器的虚拟地址必须一致
3. 指定抢占模式
当活动路由器失效后，备份路由器马上替换为活动路由器，不需要时间等待
standby 组号 preempt [delay 秒数]
– delay：取值为0-3600（1小时）
4. 设置端口跟踪（可选）
standby 组号 track 端口号 降低的优先级数值
– 若该端口故障 降低的优先级别：默认为10，可设置其他值，须合理设置，使得网络中 的活动路由器合理切换。端口恢复之后该优先级会自动增加该值。
多组HSRP
• 为了方便负载均衡，同一台路由器可以是同 一个网段或vlan中多个hsrp备用组的成员。 • 配置多个备用组可进一步提高冗余性，在网 络中均衡负载，提高冗余路由器的使用率。 • 路由器在为一个hsrp组转发通信流的同时，可 以在另一个hsrp组中处于备用或监听状态。 • 每个备用组都模拟一个虚拟路由器。在vlan或 接口上，最多可以有255个备用组
实验步骤
1. 连接拓扑图，搭建环境 2. 配置 IP 地址、路由协议等，使得网络连通
– – – – – – – – – – – – – R2(config)#int g0/0 R2(config-if)#ip address 192.168.20.2 255.255.255.0 R2(config)#int s0/0/0 R2(config-if)#clock rate 128000 R2(config-if)#ip address 192.168.12.2 255.255.255.0 R2(config)#int s0/0/1 R2(config-if)#clock rate 128000 R2(config-if)#ip address 192.168.23.2 255.255.255.0 R2(config)#router rip R2(config-router)#network 192.168.12.0 R2(config-router)#network 192.168.23.0 R2(config-router)#network 192.168.20.0 R2(config-router)#passive-interface GigabitEthernet0/0
//启用 HSRP 功能，并设置虚拟 IP 地址
– R1(config-if)#standby 1 priority 110
//配置 HSRP 优先级
– R1(config-if)#standby 1 preempt
//该设置允许该路由器在优先级是最高时成为活动路由器
实验步骤
1. 连接拓扑图，搭建环境 2. 配置 IP 地址、路由协议等，使得网络连通 3. 配置 HSRP
实验目的
1、理解 HSRP 的工作原理 2、掌握 HSRP 的配置
实验拓扑
实验步骤
1. 连接拓扑图，搭建环境 2. 配置 IP 地址、路由协议等，使得网络连通
– – – – – – – – R1(config)#interface Gi0/0 R1(config-if)#ip address 192.168.13.1 255.255.255.0 R1(config)#interface S0/0/0 R1(config-if)#ip add 192.168.12.1 255.255.255.0 R1(config)#router rip R1(config-router)#network 192.168.12.0 R1(config-router)#network 192.168.13.0 R1(config-router)#passive-interface GigabitEthernet0/0 //之所以把 g0/0 接口设为被动接口，是防止从该接口 发送 RIP 信息给 R3，防止RIP回环。