網(wǎng)關(guān)冗余HSRP

1、網(wǎng)關(guān)冗余與負(fù)載均衡網(wǎng)關(guān)冗余與負(fù)載均衡概述概述 作為作為網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)的路由器的路由器故障故障了，有什么辦法？了，有什么辦法？ HSRP 和和 VRRP 是最常用的是最常用的網(wǎng)關(guān)冗余網(wǎng)關(guān)冗余技術(shù)技術(shù) HSRP 是是 Cisco 的專有協(xié)議。的專有協(xié)議。 VRRP 的工作原理和的工作原理和 HSRP 非常類似，不過非常類似，不過 VRRP 是國際上的標(biāo)準(zhǔn)，允許在不同廠商的設(shè)備之間運行。是國際上的標(biāo)準(zhǔn)，允許在不同廠商的設(shè)備之間運行。 我們希望在冗余的同時，能同時實現(xiàn)我們希望在冗余的同時，能同時實現(xiàn)負(fù)載平衡負(fù)載平衡，以充分利用設(shè)備的能力，以充分利用設(shè)備的能力，GLBP 同時提供了冗同時提供了冗余和負(fù)載平衡的

2、能力余和負(fù)載平衡的能力HSRP HSRP（Hot Standby Router Protocol，熱備，熱備份路由協(xié)議）份路由協(xié)議）把多臺路由器組成一個把多臺路由器組成一個“熱備熱備份組份組”，形成一個虛擬路由器。，形成一個虛擬路由器。 這個組內(nèi)只有一個路由器是活動的（這個組內(nèi)只有一個路由器是活動的（Active），），并由它來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，如果活動路由器發(fā)生并由它來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，如果活動路由器發(fā)生了故障，備份路由器將成為活動路由器。了故障，備份路由器將成為活動路由器。 從網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)來看，網(wǎng)關(guān)并沒有改變，從從網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)來看，網(wǎng)關(guān)并沒有改變，從而實現(xiàn)對用戶透明的切換。而實現(xiàn)對用戶透明的切換。HS

3、RPHSRP HSRP 路由器路由器利用利用 Hello 包包來互相監(jiān)聽各自的來互相監(jiān)聽各自的存在。存在。當(dāng)備份路由器當(dāng)備份路由器長時間沒有接收到長時間沒有接收到 Hello包包，就認(rèn)為活動路由器故障，備份路由器就，就認(rèn)為活動路由器故障，備份路由器就會成為活動路由器。會成為活動路由器。 HSRP 協(xié)議利用優(yōu)先級協(xié)議利用優(yōu)先級決定組內(nèi)哪個決定組內(nèi)哪個路由器路由器成為活動路由器。成為活動路由器。 如果如果一個路由器的優(yōu)先級比其它路由器的優(yōu)先級高，一個路由器的優(yōu)先級比其它路由器的優(yōu)先級高，則該則該路由器路由器成為活動路由器成為活動路由器。 路由器路由器的缺省優(yōu)先級是的缺省優(yōu)先級是 100。 一一個組

4、中，最多有一個活動個組中，最多有一個活動路由器。路由器。HSRP HSRP 路由器發(fā)送的多播消息有以下三種：路由器發(fā)送的多播消息有以下三種： Hello: Hello 消息通知其它路由器發(fā)送路由器的消息通知其它路由器發(fā)送路由器的 HSRP 優(yōu)先級和狀態(tài)信息，優(yōu)先級和狀態(tài)信息，HSRP 路由器默認(rèn)為每路由器默認(rèn)為每 3 秒鐘發(fā)送一個秒鐘發(fā)送一個 Hello 消息；消息； Coup：當(dāng)一個備用路由器變?yōu)橐粋€活動路由器時：當(dāng)一個備用路由器變?yōu)橐粋€活動路由器時發(fā)送一個發(fā)送一個 coup 消息；消息； Resign：當(dāng)活動路由器要宕機(jī)或者當(dāng)有優(yōu)先級更高：當(dāng)活動路由器要宕機(jī)或者當(dāng)有優(yōu)先級更高的路由器發(fā)送的

5、路由器發(fā)送 Hello 消息時，主動發(fā)送一個消息時，主動發(fā)送一個 resign 消息。消息。HSRP HSRP 路由器有以下六種狀態(tài)：路由器有以下六種狀態(tài)： Initial：HSRP 啟動時的狀態(tài)，啟動時的狀態(tài)，HSRP 還沒有運行，一般是還沒有運行，一般是在改變配置或接口剛剛在改變配置或接口剛剛啟動啟動時進(jìn)入該狀態(tài)；時進(jìn)入該狀態(tài)； Learn：路由器已經(jīng)得到了虛擬：路由器已經(jīng)得到了虛擬 IP 地址，但是它既不是活地址，但是它既不是活動路由器也不是備份動路由器也不是備份路由器路由器。它一直監(jiān)聽從活動路由器和。它一直監(jiān)聽從活動路由器和備份路由器發(fā)來的備份路由器發(fā)來的 HELLO 報文；報文； L

6、isten：路由器正在監(jiān)聽：路由器正在監(jiān)聽 HELLO 消息；消息； Speak：在該狀態(tài)下，路由器定期發(fā)送：在該狀態(tài)下，路由器定期發(fā)送 HELLO 報文，并且報文，并且積極參加活動路由器或積極參加活動路由器或備份路由器備份路由器的競選；的競選； Standby：當(dāng)活動路由器失效時路由器準(zhǔn)備接管數(shù)據(jù)傳輸功：當(dāng)活動路由器失效時路由器準(zhǔn)備接管數(shù)據(jù)傳輸功能；能； Active：路由器執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸功能。：路由器執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸功能。1. 指定熱備份組的組號和虛擬指定熱備份組的組號和虛擬ip 地址地址 standby 組號組號 ip ip地址地址 組號：取值為組號：取值為0-255，如果是一個備用組，可以不

7、輸入組號，默認(rèn)為，如果是一個備用組，可以不輸入組號，默認(rèn)為0 ip地址：是虛擬的地址：是虛擬的ip地址，不能為接口上的地址地址，不能為接口上的地址2. 指定備份組的優(yōu)先級別指定備份組的優(yōu)先級別 standby 組號組號 priority 優(yōu)先級別優(yōu)先級別 優(yōu)先級：取值為優(yōu)先級：取值為1-255，默認(rèn)為，默認(rèn)為100，數(shù)值越大級別越高，數(shù)值越大級別越高3. 指定搶占模式指定搶占模式當(dāng)活動路由器失效后，備份路由器馬上替換為活動路由器，不需要時間等待當(dāng)活動路由器失效后，備份路由器馬上替換為活動路由器，不需要時間等待 standby 組號組號 preempt delay 秒數(shù)秒數(shù) delay：取值為：

8、取值為0-3600（1小時）小時）4. 設(shè)置端口跟蹤（可選）設(shè)置端口跟蹤（可選） standby 組號組號 track 端口號端口號 降低的優(yōu)先級數(shù)值降低的優(yōu)先級數(shù)值 若該端口故障若該端口故障 降低的優(yōu)先級別：默認(rèn)為降低的優(yōu)先級別：默認(rèn)為10，可設(shè)置其他值，須合理設(shè)置，使得網(wǎng)絡(luò)中，可設(shè)置其他值，須合理設(shè)置，使得網(wǎng)絡(luò)中的活動路由器合理切換。端口恢復(fù)之后該優(yōu)先級會自動增加該值。的活動路由器合理切換。端口恢復(fù)之后該優(yōu)先級會自動增加該值。HSRP配置命令配置命令HSRP配置命令配置命令 R1(config)#interface g0/0 R1(config-if)#standby 1 ip 192.1

9、68.13.254/啟用啟用 HSRP 功能，功能，1 為為 standby 的組號，的組號，192.168.13.254為虛擬為虛擬 IP 地地址。相同組號的路由器屬于同一個址。相同組號的路由器屬于同一個 HSRP 組，所有屬于同一個組，所有屬于同一個 HSRP 組的路由器的虛擬地址必須一致組的路由器的虛擬地址必須一致 R1(config-if)#standby 1 priority 120/配置配置 HSRP 的優(yōu)先級，如果不設(shè)置該項，缺省優(yōu)先級為的優(yōu)先級，如果不設(shè)置該項，缺省優(yōu)先級為 100，該值越，該值越大搶占為活動路由器的優(yōu)先權(quán)越高。大搶占為活動路由器的優(yōu)先權(quán)越高。 R1(confi

10、g-if)#standby 1 preempt/該設(shè)置允許該路由器在優(yōu)先級是最高時成為活動路由器。如果不設(shè)置，該設(shè)置允許該路由器在優(yōu)先級是最高時成為活動路由器。如果不設(shè)置，即使該路由器權(quán)值再高，也可能不會成為活動路由器。即使該路由器權(quán)值再高，也可能不會成為活動路由器。 R1(config-if)#standby 1 track s0/0/0 30 /跟蹤的是跟蹤的是 s0/0/0 接口，如果該接口故障，優(yōu)先級降低接口，如果該接口故障，優(yōu)先級降低 30,，默認(rèn)降低，默認(rèn)降低10，模擬軟件，模擬軟件PT只支持只支持10。RA:(config)#int f0/0 (config-if)#ip add

11、 172.16.10.1 255.255.255.0 (config-if)#standby 1 ip 172.16.10.254(config-if)#standby 1 preempt (config-if)#standby 1 priority 110 RB:(config)#int f0/0 (config-if)#ip add 172.16.10.2 255.255.255.0 (config-if)#standby 1 ip 172.16.10.254 (config-if)#standby 1 ip preempt (config-if)#standby 1 priority 1

12、20 HSRP配置舉例配置舉例 為了方便負(fù)載均衡，同一臺路由器可以是同為了方便負(fù)載均衡，同一臺路由器可以是同一個網(wǎng)段一個網(wǎng)段或或VLAN中中多多個個HSRP備用備用組的成員。組的成員。 配置多個備用組可進(jìn)一步提高冗余性，在網(wǎng)配置多個備用組可進(jìn)一步提高冗余性，在網(wǎng)絡(luò)中均衡負(fù)載，提高冗余路由器的使用率。絡(luò)中均衡負(fù)載，提高冗余路由器的使用率。 路由器在為一路由器在為一個個HSRP組組轉(zhuǎn)發(fā)通信流的同時，轉(zhuǎn)發(fā)通信流的同時，可以在另一可以在另一個個HSRP組組中處于備用或監(jiān)聽狀態(tài)。中處于備用或監(jiān)聽狀態(tài)。 每個備用組都模擬一個虛擬路由器。每個備用組都模擬一個虛擬路由器。在在VLAN或或接口上，最多可以有接口

13、上，最多可以有255個備用組個備用組多組多組HSRPRA# config terminalRA(config)# interface f0/0RA(config-if)# ip address 172.16.10.1 255.255.255.0RA(config-if)# standby 1 ip 172.16.10.254RA(config-if)# standby 1 priority 120 RA(config-if)# standby 1 preempt RA(config-if)# standby 2 ip 172.16.10.253RA(config-if)# standby 2

14、preempt RA(config-if)# endHSRP配置舉例配置舉例RB# configure terminalRB(config)# interface f0/0RB(config-if)# ip address 172.16.10.2 255.255.255.0RB(config-if)# standby 1 ip 172.16.10.254RB(config-if)# standby 1 preempt RB(config-if)# standby 2 ip 172.16.10.253RB(config-if)# standby 2 priority 120 RB(config-

15、if)# standby 2 preempt RB(config-if)# endHSRP配置舉例配置舉例實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?、理解、理解 HSRP 的工作原理的工作原理2、掌握、掌握 HSRP 的配置的配置實驗拓?fù)鋵嶒炌負(fù)鋵嶒灢襟E實驗步驟1. 連接拓?fù)鋱D，搭建環(huán)境連接拓?fù)鋱D，搭建環(huán)境2. 配置配置 IP 地址、路由協(xié)議地址、路由協(xié)議等，使得網(wǎng)絡(luò)連通等，使得網(wǎng)絡(luò)連通 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

16、-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 gi0/0/之所以把之所以把 g0/0 接口設(shè)為被動接口，是防止從該接口發(fā)接口設(shè)為被動接口，是防止從該接口發(fā)送送 RIP 信息給信息給 R3，防止，防止RIP回環(huán)?；丨h(huán)。實驗步驟實驗步驟1.連接拓?fù)鋱D，搭建環(huán)境連接拓?fù)鋱D，搭建環(huán)境2.配置配置 IP

17、地址、路由協(xié)議地址、路由協(xié)議等，使得網(wǎng)絡(luò)連通等，使得網(wǎng)絡(luò)連通 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

18、 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 g0/0實驗步驟實驗步驟1. 連接拓?fù)鋱D，搭建環(huán)境連接拓?fù)鋱D，搭建環(huán)境2. 配置配置 IP 地址、路由協(xié)議地址、路由協(xié)議等，使得網(wǎng)絡(luò)連通等，使得網(wǎng)絡(luò)連通 R3(config)#interface gi0/0 R3(con

19、fig-if)#ip address 192.168.13.3 255.255.255.0 R3(config)#interface s0/0/1 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 gi0/0 PC0的網(wǎng)關(guān)可以選擇任一臺路由器設(shè)置的網(wǎng)關(guān)可以選擇任一臺路由器設(shè)

20、置 此時用此時用PC0去去pingPC1，可以通，可以通網(wǎng)絡(luò)全部網(wǎng)絡(luò)全部互通互通實驗步驟實驗步驟1. 連接拓?fù)鋱D，搭建環(huán)境連接拓?fù)鋱D，搭建環(huán)境2. 配置配置 IP 地址、路由協(xié)議地址、路由協(xié)議等，使得網(wǎng)絡(luò)連通等，使得網(wǎng)絡(luò)連通3. 配置配置 HSRPR1(config)#interface g0/0R1(config-if)#standby 1 ip 192.168.13.254 /啟用啟用 HSRP 功能，并設(shè)置虛擬功能，并設(shè)置虛擬 IP 地址地址R1(config-if)#standby 1 priority 110 /配置配置 HSRP 優(yōu)先級優(yōu)先級R1(config-if)#standb

21、y 1 preempt /該設(shè)置允許該路由器在優(yōu)先級是最高時成為活動該設(shè)置允許該路由器在優(yōu)先級是最高時成為活動路由器路由器實驗步驟實驗步驟1. 連接拓?fù)鋱D，搭建環(huán)境連接拓?fù)鋱D，搭建環(huán)境2. 配置配置 IP 地址、路由協(xié)議等，使得網(wǎng)絡(luò)連通地址、路由協(xié)議等，使得網(wǎng)絡(luò)連通3. 配置配置 HSRPR3(config)#int g0/0R3(config-if)#standby 1 ip 192.168.13.254R3(config-if)#standby 1 preempt /R3上沒有配置優(yōu)先級，默認(rèn)為上沒有配置優(yōu)先級，默認(rèn)為 100實驗步驟實驗步驟1. 連接拓?fù)鋱D，搭建環(huán)境連接拓?fù)鋱D，搭建環(huán)境2

22、. 配置配置 IP 地址、路由協(xié)議等，使得網(wǎng)絡(luò)連通地址、路由協(xié)議等，使得網(wǎng)絡(luò)連通3. 配置配置 HSRP4. 檢查、測試檢查、測試 HSRPR1#sh standby brief（截圖粘貼到實驗報告）（截圖粘貼到實驗報告）R1#sh standbyR3#sh standby brief（截圖粘貼到實驗報告）（截圖粘貼到實驗報告）R3#sh standby 以上表明以上表明 R1 就是活動路由器，備份路由器為就是活動路由器，備份路由器為 192.168.13.3 以上表明以上表明 R3 是備份路由器，活動路由器為是備份路由器，活動路由器為 192.168.13.1更改更改 PC0 的網(wǎng)關(guān)為的網(wǎng)關(guān)

23、為 192.168.13.254，去，去 ping PC1 （截圖粘貼到實驗報告（截圖粘貼到實驗報告）能否）能否ping通？通？ 在在 PC0 上連續(xù)上連續(xù) ping PC1 （ping -t 192.168.20.100），），然后在然后在 R1 上關(guān)閉上關(guān)閉 g0/0 接口，觀察接口，觀察 PC0 上上 ping 的的結(jié)結(jié)果果（截圖（截圖） 以上可以看到，以上可以看到，R1 故障時，故障時，R3 很快就替代了很快就替代了 R1，計算機(jī)的通信只受到計算機(jī)的通信只受到短暫短暫的影響。的影響。 此時再在此時再在R3上查看上查看HSRP配置配置 以上表明以上表明 R3 成為了活動路由器。成為了活動

24、路由器。 在在R1上查看上查看HSRP配置，配置，R1故障了（截圖）故障了（截圖）實驗步驟實驗步驟1. 連接拓?fù)鋱D，搭建環(huán)境連接拓?fù)鋱D，搭建環(huán)境2. 配置配置 IP 地址、路由協(xié)議地址、路由協(xié)議等，使得網(wǎng)絡(luò)連通等，使得網(wǎng)絡(luò)連通3. 配置配置 HSRP4. 檢查、測試檢查、測試 HSRP5. 啟用啟用R1的的g0/0端口，繼續(xù)配置端口跟蹤端口，繼續(xù)配置端口跟蹤在在R1上查看上查看HSRP配置（配置（截截圖粘貼到實驗報告圖粘貼到實驗報告）R1(config)#int g0/0R1(config-if)#standby 1 priority 100 R1(config-if)#standby 1 t

25、rack s0/0/0 /以上表明跟蹤的是以上表明跟蹤的是 s0/0/0 接口，如果該接口故障，優(yōu)接口，如果該接口故障，優(yōu)先級降低先級降低 10。 關(guān)掉關(guān)掉R1的的s0/0/0接口，可以看到，接口，可以看到，R1優(yōu)先級降優(yōu)先級降低了低了10，成為了備份路由器，成為了備份路由器 R3成為了活動路由器（成為了活動路由器（截圖粘貼到實驗報告截圖粘貼到實驗報告）【技術(shù)說明技術(shù)說明】 HSRP 實際上在局域網(wǎng)用得較多，由于局域網(wǎng)實際上在局域網(wǎng)用得較多，由于局域網(wǎng)內(nèi)大多使用三層交換機(jī)，所以這時內(nèi)大多使用三層交換機(jī)，所以這時 HSRP 是是在在三層交換機(jī)三層交換機(jī)上配置的。上配置的。 三層交換三層交換機(jī)構(gòu)成

26、虛擬網(wǎng)關(guān)組，組內(nèi)不同交換機(jī)機(jī)構(gòu)成虛擬網(wǎng)關(guān)組，組內(nèi)不同交換機(jī)為不同為不同VLAN的網(wǎng)關(guān)。的網(wǎng)關(guān)。 由于由于Packet Tracer的三層交換機(jī)不支持的三層交換機(jī)不支持HSRP所以我們只在路由器上來配置。其原理是一樣所以我們只在路由器上來配置。其原理是一樣的。的。選選做實驗部分做實驗部分-配置多個配置多個 HSRP 組組 之前之前的步驟已經(jīng)虛擬了的步驟已經(jīng)虛擬了 192.168.13.254 網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)，這個，這個HSRP只能只能有一個活動有一個活動路由器（如路由器（如R1），），該該路由器路由器將承將承擔(dān)擔(dān)全部數(shù)據(jù)全部數(shù)據(jù)流量流量?？梢栽賱?chuàng)建?？梢栽賱?chuàng)建一個一個 HSRP 組，組，虛擬另虛擬另一個一個網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)192.168.13.253， 讓讓R3 為活動為活動路由器，讓一部路由器，讓一部分計算機(jī)指向這個網(wǎng)關(guān)。這樣就能做到分計算機(jī)指向這個網(wǎng)關(guān)。這樣就能做到負(fù)載均衡。負(fù)載均衡。 以下以下是有是有 2 個個 HSRP 組組的配置的配置： R1 上：上： interface Gi0/0 standby 1 ip 192.168.13.254 sta