Cisco私有协议—热备份路由协议HSRP详解 _Cisco

HSRP简介HSRP(Hot Standby Router Protocol 热备份路由器协议)是Cisco的专有协议。HSRP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Active(活动)的，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工作原理HSRP（Hot Standby Router Protocol 热备份路由器协议）把多台路由器组成一个虚拟路由器（Virtual Router）。PC上设置网关后，如果网关down了就断网了，导致网络连接不稳定。因此需要备用网关，即冗余网关，确保网络连接正常。HSRP可以提供冗余网关的解决方案。
VR虽然是虚拟路由器，但同样需要有三层IP地址和二层mac地址。三层IP地址是手动配的，但不能乱配，需要配置成和真实路由器处于同一网段的IP地址。VR的二层地址是自动生成的。例如0000.0c07.ac01，前6位0000.0c是Cisco买来的。中间4位07.ac是HSRP号。最后2位01是HSRP Group组号。每个HSRP组内只能有一个路由器是Active（活动）的，一个路由器是Standby备份的，其余路由器将处于监听状态。通过Active路由器来转发数据，如果Active路由器down了，Standby备份路由器将成为Active路由器，以保证网络的正常运行。属于同一个HSRP组的路由器的虚拟三层IP地址必须一致。
例如将真实路由器A和B捆绑成虚拟路由器VR后，谁成为Active路由器，谁成为Standby备份路由器呢？HSRP用优先级来决定，优先级高的成为Active路由器。优先级默认都是100，可以修改。如果优先级相同，IP地址高的成为Active路由器。路由器间通过组播（224.0.0.2）Hello包来互相监听各自的存在。Hello包默认每3秒发一次，如果长期收不到Active路由器发出的Hello包，就认为Active路由器出故障了，Standby备份路由器就将成为Active路由器。
HSRP报文格式

文章插图

版本：指示HSRP的版本信息。
操作码：用来描述数据包中报文的类型，可能的值为0、1和2，分别表示是Hello、Coup和Resign消息。
状态：描述发出该报文的路由器的当前状态。有0、1、2、4、8、16六种状态，分别表示为Initial、Learn、Listen、Speak、Standby和Active状态。
呼叫时间(Hellotime)：只在呼叫报文中有意义，表示路由器定时发送呼叫报文的间隔时间，以秒为单位。如果该参数没有在路由器上配置，它可能要从活动路由器上学习获得。默认值为3秒。
保持时间(Holdtime)：只在呼叫报文中有意义，被接收路由器用来判断该呼叫报文是否合法，单位为秒，其值至少是呼叫时间的3倍。如果该参数没有配置，也同样可以从活动路由器上学习。活动路由器不能从等待路由器学习呼叫时间和保持时间，它只能继续使用从先前的活动路由器学习来的该值。默认值为10秒。
优先级：该参数用来选择活动和等待路由器，两个具有不同优先级的路由器，优先级高的将成为活动路由器。两个具有相同优先级的路由器，IP地址大的将成为活动路由器。默认优先级为100 。
组：用来标记路由器所在的热等待组。对令牌环类型的网络，合法的值是0、1和2，对于其它类型的网络，合法值是0-255 。
认证码：包括8个明文的字符作为密码，如果没有配置，默认值为cisco 。
虚拟IP地址：用来指定本热等待组的虚拟IP地址，它可以从活动路由器的呼叫报文中学习到。如果没有配置该地址，并且呼叫报文是需要认识的，那么只能通过活动路由器学习。

HSRP状态【Cisco私有协议—热备份路由协议HSRP详解】Initial
初始状态，Hold时间10s后进入Listen
Learn
例如路由器A上新建了VR并设置了VR的IP，B加入了该VR但没有设置VR的IP，那B会从A那里学习到VR的IP 。当然如果A和B都手动设了同样的VR的IP，就不会有这个状态
Listen
路由器加入进VR后，此时它既不是Active也不是Standby路由器，因此它监听Active和Standby发出的Hello包。如果收不到，Hold时间10s后进入Speak
Speak
路由器主动发送Hello包，包含自己的优先级，自己的IP地址，VR的IP地址等。参加竞选，竞争成为Active或Standby备份路由器。
Standby
竞选成为Standby路由器后，将定时发送Hello包。如果Standby状态下收不到Active路由器的Hello包，不经过Hold时间马上将自己置为Active 。
Active
竞选成为Active路由器后，将定时发送Hello包。并承担转发数据的责任。
（Hello时间默认3s，Hold时间默认10s，是可以修改的，你可以改小点，比如改成500ms，但时间越短，占的资源就越多，需要你权衡利弊。通常Hold时间最少应是Hello时间的3倍）。