Протокол hsrp
Протокол HSRP (Hot Standby Router Protocol) разработан компанией Cisco для резервирования шлюзов без дополнительной настройки на конечных устройствах. Маршрутизаторы с включенным HSRP представляются конечным устройствам как один виртуальный шлюз по умолчанию (маршрутизатор), как показано на рисунке 1. Протокол HSRP выбирает один из маршрутизаторов в качестве активного. Активный маршрутизатор является шлюзом по умолчанию для оконечных устройств, а другой маршрутизатор становится резервным. Если в активном маршрутизаторе возникает сбой, то резервный маршрутизатор автоматически принимает на себя роль активного маршрутизатора, он становится шлюзом по умолчанию для оконечных устройств. Для этого не требуется никаких изменений конфигурации на оконечных устройствах.
Рисунок 1 — Пример топологии сети с использованием HSRP.
Оконечные устройства настроены с одним адресом шлюза по умолчанию, который распознается и активным, и резервным маршрутизатором. Адрес шлюза по умолчанию — это виртуальный адрес IPv4 вместе с виртуальным MAC-адресом, который является общим для обоих маршрутизаторов HSRP. Конечные устройства используют этот виртуальный адрес IPv4 в качестве адреса шлюза по умолчанию. Виртуальный адрес IPv4 HSRP задается сетевым администратором. Виртуальный MAC-адрес создается автоматически. Независимо от используемого физического маршрутизатора, виртуальные IPv4 и MAC-адреса обеспечивают согласованную адресацию на шлюзе по умолчанию для конечных устройств. Трафик, направляемый на шлюз по умолчанию, принимается и переадресуется только активным маршрутизатором. Если на активном маршрутизаторе возникает сбой или передача данных на активный маршрутизатор завершается сбоем, роль активного маршрутизатора принимает на себя резервный маршрутизатор.
Роль активных и резервных маршрутизаторов определяется во время процесса выбора HSRP. По умолчанию в качестве активного выбирается маршрутизатор с максимальным в численном отношении адресом IPv4.
Для определения активного маршрутизатора используется «коэффициент приоритета HSRP». Маршрутизатор с наивысшим приоритетом HSRP станет активным маршрутизатором. По умолчанию приоритет HSRP равен 100. Если приоритеты равны, то в качестве активного выбирается маршрутизатор с максимальным в численном отношении адресом IPv4. Приоритеты HSRP имеют диапазон от 0 до 255.
По умолчанию, после того как маршрутизатор становится активным, он остается таковым, даже если в сети появляется другой маршрутизатор с более высоким приоритетом HSRP. Для запуска новой процедуры выбора необходимо включить механизм приоритетного вытеснения. Приоритетное вытеснение — это способность маршрутизатора запускать процесс повторного выбора. Если приоритетное вытеснение включено, то при появлении в сети маршрутизатора с более высоким приоритетом HSRP он становится активным маршрутизатором. Приоритетное вытеснение позволяет маршрутизатору стать активным, только если у него более высокий приоритет. Если у маршрутизатора такой же приоритет, но больший адрес IPv4, он не будет вытеснять действующий активный маршрутизатор. Если приоритетное вытеснение отключено, то активным маршрутизатором становится первый загруженный маршрутизатор, если во время процесса выбора в сети нет других маршрутизаторов.
Если на интерфейсе включен HSRP или интерфейс впервые активируется в существующей конфигурации HSRP, то маршрутизатор отправляет и получает пакеты приветствия HSRP, чтобы начать процесс определения того, какое состояние в группе HSRP он примет. По умолчанию активные и резервные маршрутизаторы HSRP отправляют пакеты приветствия на групповой адрес группы HSRP каждые 3 секунды. Резервный маршрутизатор станет активным, если он не получает сообщения приветствия от активного маршрутизатора в течение 10 секунд. Эти настройки таймера можно уменьшить, чтобы ускорить переключение при отказе или приоритетное вытеснение. Однако, чтобы избежать повышения нагрузки на ЦП и ненужных изменений резервного состояния, не рекомендуется устанавливать таймер приветствия менее, чем на 1 секунду, а таймер удержания — менее, чем на 4 секунды.
Существует две версии протокола HSRP, версия 1 и версия 2. По умолчанию версия HSRP для Cisco IOS 15 является версией 1. HSRP версии 2 имеет следующие преимущества:
HSRP версии 2 имеет больше поддерживаемых групп. HSRP версии 1 поддерживает группы с номерами от 0 до 255. HSRP версии 2 поддерживает группы с номерами от 0 до 4095;
HSRP версии 1 использует групповой адрес 224.0.0.2. HSRP версии 2 для отправки пакетов приветствия использует групповой адрес (IPv4) 224.0.0.102 или групповой адрес (IPv6) FF02::66;
HSRP версии 1 использует диапазон виртуальных MAC-адресов 0000.0C07.AC00–0000.0C07.ACFF, где последние две шестнадцатеричные цифры указывают номер группы HSRP. HSRP версии 2 использует диапазон виртуальных MAC-адресов от 0000.0C9F.F000 до 0000.0C9F.FFFF для адресов IPv4, и от 0005.73A0.0000 до 0005.73A0.0FFF для адресов IPv6. И для IPv4, и для IPv6 последние три шестнадцатеричные цифры MAC-адреса указывают номер группы HSRP.
В HSRP версии 2 добавлена поддержка аутентификации MD5.