詞語解釋
HSRP（Hot Standby Router Protocol）是一種路由器可用性協(xié)議，由Cisco開發(fā)，它允許一組路由器之間進行雙向通信，以確保網(wǎng)絡連接的可用性。它主要用于實現(xiàn)熱備份路由器，以確保網(wǎng)絡的可用性和容錯性。 HSRP的工作原理是，一組路由器中的一臺路由器被定義為“活動”路由器，它負責網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)流量。另一臺路由器被定義為“備用”路由器，它處于待機狀態(tài)，如果活動路由器發(fā)生故障，備用路由器就會被激活，繼續(xù)處理網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)流量。 HSRP可以在以太網(wǎng)網(wǎng)絡中實現(xiàn)可用性，它可以檢測活動路由器的故障，并立即激活備用路由器，以確保網(wǎng)絡的可用性。此外，HSRP還可以實現(xiàn)負載均衡，它可以把網(wǎng)絡流量分發(fā)到多臺路由器上，以提高網(wǎng)絡的性能。 HSRP的應用非常廣泛，它可以用于實現(xiàn)高可用性的網(wǎng)絡，以確保網(wǎng)絡的可用性和容錯性。它也可以用于實現(xiàn)負載均衡，以提高網(wǎng)絡的性能。此外，HSRP還可以用于實現(xiàn)路由器的多路徑負載均衡，以改善網(wǎng)絡的可靠性。 HSRP：熱備份路由器協(xié)議（HSRP：Hot Standby Router Protocol） 熱備份路由器協(xié)議（HSRP）的設計目標是支持特定情況下 IP 流量失敗轉(zhuǎn)移不會引起混亂、并允許主機使用單路由器，以及即使在實際第一跳路由器使用失敗的情形下仍能維護路由器間的連通性。換句話說，當源主機不能動態(tài)知道第一跳路由器的 IP 地址時，HSRP 協(xié)議能夠保護第一跳路由器不出故障。該協(xié)議中含有多種路由器，對應一個虛擬路由器。HSRP 協(xié)議只支持一個路由器代表虛擬路由器實現(xiàn)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)過程。終端主機將它們各自的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到該虛擬路由器上。 負責轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的路由器稱之為主動路由器（Active Router）。一旦主動路由器出現(xiàn)故障，HSRP 將激活備份路由器（Standby Routers）取代主動路由器。HSRP 協(xié)議提供了一種決定使用主動路由器還是備份路由器的機制，并指定一個虛擬的 IP 地址作為網(wǎng)絡系統(tǒng)的缺省網(wǎng)關地址。如果主動路由器出現(xiàn)故障，備份路由器（Standby Routers）承接主動路由器的所有任務，并且不會導致主機連通中斷現(xiàn)象。 HSRP 運行在 UDP 上，采用端口號1985。路由器轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議數(shù)據(jù)包的源地址使用的是實際 IP 地址，而并非虛擬地址，正是基于這一點，HSRP 路由器間能相互識別. HSRP技術(shù)在網(wǎng)絡中的應用 隨著Internet的日益普及，人們對網(wǎng)絡的依賴性也越來越強。這同時對網(wǎng)絡的穩(wěn)定性提出了更高的要求，人們自然想到了基于設備的備份結(jié)構(gòu)，就像在服務器中為提高數(shù)據(jù)的安全性而采用雙硬盤結(jié)構(gòu)一樣。路由器是整個網(wǎng)絡的核心和心臟，如果路由器發(fā)生致命性的故障，將導致本地網(wǎng)絡的癱瘓，如果是骨干路由器，影響的范圍將更大，所造成的損失也是難以估計的。因此，對路由器采用熱備份是提高網(wǎng)絡可靠性的必然選擇。在一個路由器完全不能工作的情況下，它的全部功能便被系統(tǒng)中的另一個備份路由器完全接管，直至出現(xiàn)問題的路由器恢復正常，這就是熱備份路由協(xié)議（HotStandbyRouterProtocal），HSRPRFC2281技術(shù)要解決的問題。 一、HSRP協(xié)議概述 實現(xiàn)HSRP的條件是系統(tǒng)中有多臺路由器，它們組成一個“熱備份組”，這個組形成一個虛擬路由器。在任一時刻，一個組內(nèi)只有一個路由器是活動的，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，將選擇一個備份路由器來替代活動路由器，但是在本網(wǎng)絡內(nèi)的主機看來，虛擬路由器沒有改變。所以主機仍然保持連接，沒有受到故障的影響，這樣就較好地解決了路由器切換的問題。 為了減少網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)流量，在設置完活動路由器和備份路由器之后，只有活動路由器和備份路由器定時發(fā)送HSRP報文。如果活動路由器失效，備份路由器將接管成為活動路由器。如果備份路由器失效或者變成了活動路由器，將有另外的路由器被選為備份路由器。 在實際的一個特定的局域網(wǎng)中，可能有多個熱備份組并存或重疊。每個熱備份組模仿一個虛擬路由器工作，它有一個Well－known－MAC地址和一個IP地址。該IP地址、組內(nèi)路由器的接口地址、主機在同一個子網(wǎng)內(nèi)，但是不能一樣。當在一個局域網(wǎng)上有多個熱備份組存在時，把主機分布到不同的熱備份組，可以使負載得到分擔。 二、HSRP的工作原理 HSRP協(xié)議利用一個優(yōu)先級方案來決定哪個配置了HSRP協(xié)議的路由器成為默認的主動路由器。如果一個路由器的優(yōu)先級設置的比所有其他路由器的優(yōu)先級高，則該路由器成為主動路由器。路由器的缺省優(yōu)先級是100，所以如果只設置一個路由器的優(yōu)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(xié)議的路由器之間廣播HSRP優(yōu)先級，HSRP協(xié)議選出當前的主動路由器。當在預先設定的一段時間內(nèi)主動路由器不能發(fā)送hello消息時，優(yōu)先級最高的備用路由器變?yōu)橹鲃勇酚善�。路由器之間的包傳輸對網(wǎng)絡上的所有主機來說都是透明的。 配置了HSRP協(xié)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(fā)送路由器的HSRP優(yōu)先級和狀態(tài)信息，HSRP路由器默認為每3秒鐘發(fā)送一個hello消息； Coup———當一個備用路由器變?yōu)橐粋�主動路由器時發(fā)送一個coup消息； Resign———當主動路由器要宕機或者當有優(yōu)先級更高的路由器發(fā)送hello消息時，主動路由器發(fā)送一個resign消息。在任一時刻，配置了HSRP協(xié)議的路由器都將處于以下六種狀態(tài)之一： Initial———HSRP啟動時的狀態(tài)，HSRP還沒有運行，一般是在改變配置或端口剛剛啟動時進入該狀態(tài)。 learn———路由器已經(jīng)得到了虛擬IP地址，但是它既不是活動路由器也不是等待路由器。它一直監(jiān)聽從活動路由器和等待路由器發(fā)來的HELLO報文。 Listen———路由器正在監(jiān)聽hello消息。 Speak———在該狀態(tài)下，路由器定期發(fā)送HELLO報文，并且積極參加活動路由器或等待路由器的競選。 Standby———當主動路由器失效時路由器準備接管包傳輸功能。 Active———路由器執(zhí)行包傳輸功能。 三、本方案的特點： 1.高度的可靠性，兩臺路由器之間采用HSRP（熱備份冗余協(xié)議）協(xié)議，來保證兩臺路由器中的任意一臺down掉，或路由器的廣域網(wǎng)口down，都會迅速切換到另外一臺。如果兩條線路均出現(xiàn)問題，就采用路由策略停掉郵政子網(wǎng)業(yè)務，啟用撥號線路。 2.有效的實現(xiàn)了負載均衡，在STAR－S1924F＋上劃分出各自的VLAN，儲蓄子網(wǎng)VLAN在左側(cè)路由器上的HSRP的優(yōu)先級較高，默認使用網(wǎng)通的FR線路；郵政系統(tǒng)（辦公、報刊、EMS、VOIP等等）子網(wǎng)VLAN在右側(cè)路由器上的HSRP的優(yōu)先級較高，默認使用聯(lián)通的FR線路。充分利用了帶寬資源，而且實現(xiàn)了負載均衡。 3.充分利用了多以太口路由器在劃分多業(yè)務網(wǎng)段上的功能，也只有多以太口路由器在HSRP應用中才能實現(xiàn)兩個路由器間的負載分擔，這是具有四個以太口路由器的極大的優(yōu)點。 4.在右側(cè)路由器上啟用QoS策略，VoIP業(yè)務需要較低的延時，所以將VoIP業(yè)務設置成較高的優(yōu)先級。 5.通過在交換機上設置VLAN，有效的控制了兩個子網(wǎng)間的安全。 6.不存在單點故障問題。
HSRP：熱備份路由器協(xié)議（HSRP：Hot Standby Router Protocol） 熱備份路由器協(xié)議（HSRP）的設計目標是支持特定情況下 IP 流量失敗轉(zhuǎn)移不會引起混亂、并允許主機使用單路由器，以及即使在實際第一跳路由器使用失敗的情形下仍能維護路由器間的連通性。換句話說，當源主機不能動態(tài)知道第一跳路由器的 IP 地址時，HSRP 協(xié)議能夠保護第一跳路由器不出故障。該協(xié)議中含有多種路由器，對應一個虛擬路由器。HSRP 協(xié)議只支持一個路由器代表虛擬路由器實現(xiàn)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)過程。終端主機將它們各自的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到該虛擬路由器上。 負責轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的路由器稱之為主動路由器（Active Router）。一旦主動路由器出現(xiàn)故障，HSRP 將激活備份路由器（Standby Routers）取代主動路由器。HSRP 協(xié)議提供了一種決定使用主動路由器還是備份路由器的機制，并指定一個虛擬的 IP 地址作為網(wǎng)絡系統(tǒng)的缺省網(wǎng)關地址。如果主動路由器出現(xiàn)故障，備份路由器（Standby Routers）承接主動路由器的所有任務，并且不會導致主機連通中斷現(xiàn)象。 HSRP 運行在 UDP 上，采用端口號1985。路由器轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議數(shù)據(jù)包的源地址使用的是實際 IP 地址，而并非虛擬地址，正是基于這一點，HSRP 路由器間能相互識別. HSRP技術(shù)在網(wǎng)絡中的應用 隨著Internet的日益普及，人們對網(wǎng)絡的依賴性也越來越強。這同時對網(wǎng)絡的穩(wěn)定性提出了更高的要求，人們自然想到了基于設備的備份結(jié)構(gòu)，就像在服務器中為提高數(shù)據(jù)的安全性而采用雙硬盤結(jié)構(gòu)一樣。路由器是整個網(wǎng)絡的核心和心臟，如果路由器發(fā)生致命性的故障，將導致本地網(wǎng)絡的癱瘓，如果是骨干路由器，影響的范圍將更大，所造成的損失也是難以估計的。因此，對路由器采用熱備份是提高網(wǎng)絡可靠性的必然選擇。在一個路由器完全不能工作的情況下，它的全部功能便被系統(tǒng)中的另一個備份路由器完全接管，直至出現(xiàn)問題的路由器恢復正常，這就是熱備份路由協(xié)議（HotStandbyRouterProtocal），HSRPRFC2281技術(shù)要解決的問題。 一、HSRP協(xié)議概述 實現(xiàn)HSRP的條件是系統(tǒng)中有多臺路由器，它們組成一個“熱備份組”，這個組形成一個虛擬路由器。在任一時刻，一個組內(nèi)只有一個路由器是活動的，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，將選擇一個備份路由器來替代活動路由器，但是在本網(wǎng)絡內(nèi)的主機看來，虛擬路由器沒有改變。所以主機仍然保持連接，沒有受到故障的影響，這樣就較好地解決了路由器切換的問題。 為了減少網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)流量，在設置完活動路由器和備份路由器之后，只有活動路由器和備份路由器定時發(fā)送HSRP報文。如果活動路由器失效，備份路由器將接管成為活動路由器。如果備份路由器失效或者變成了活動路由器，將有另外的路由器被選為備份路由器。 在實際的一個特定的局域網(wǎng)中，可能有多個熱備份組并存或重疊。每個熱備份組模仿一個虛擬路由器工作，它有一個Well－known－MAC地址和一個IP地址。該IP地址、組內(nèi)路由器的接口地址、主機在同一個子網(wǎng)內(nèi)，但是不能一樣。當在一個局域網(wǎng)上有多個熱備份組存在時，把主機分布到不同的熱備份組，可以使負載得到分擔。 二、HSRP的工作原理 HSRP協(xié)議利用一個優(yōu)先級方案來決定哪個配置了HSRP協(xié)議的路由器成為默認的主動路由器。如果一個路由器的優(yōu)先級設置的比所有其他路由器的優(yōu)先級高，則該路由器成為主動路由器。路由器的缺省優(yōu)先級是100，所以如果只設置一個路由器的優(yōu)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(xié)議的路由器之間廣播HSRP優(yōu)先級，HSRP協(xié)議選出當前的主動路由器。當在預先設定的一段時間內(nèi)主動路由器不能發(fā)送hello消息時，優(yōu)先級最高的備用路由器變?yōu)橹鲃勇酚善�。路由器之間的包傳輸對網(wǎng)絡上的所有主機來說都是透明的。 配置了HSRP協(xié)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(fā)送路由器的HSRP優(yōu)先級和狀態(tài)信息，HSRP路由器默認為每3秒鐘發(fā)送一個hello消息； Coup———當一個備用路由器變?yōu)橐粋�主動路由器時發(fā)送一個coup消息； Resign———當主動路由器要宕機或者當有優(yōu)先級更高的路由器發(fā)送hello消息時，主動路由器發(fā)送一個resign消息。在任一時刻，配置了HSRP協(xié)議的路由器都將處于以下六種狀態(tài)之一： Initial———HSRP啟動時的狀態(tài)，HSRP還沒有運行，一般是在改變配置或端口剛剛啟動時進入該狀態(tài)。 learn———路由器已經(jīng)得到了虛擬IP地址，但是它既不是活動路由器也不是等待路由器。它一直監(jiān)聽從活動路由器和等待路由器發(fā)來的HELLO報文。 Listen———路由器正在監(jiān)聽hello消息。 Speak———在該狀態(tài)下，路由器定期發(fā)送HELLO報文，并且積極參加活動路由器或等待路由器的競選。 Standby———當主動路由器失效時路由器準備接管包傳輸功能。 Active———路由器執(zhí)行包傳輸功能。 三、本方案的特點： 1.高度的可靠性，兩臺路由器之間采用HSRP（熱備份冗余協(xié)議）協(xié)議，來保證兩臺路由器中的任意一臺down掉，或路由器的廣域網(wǎng)口down，都會迅速切換到另外一臺。如果兩條線路均出現(xiàn)問題，就采用路由策略停掉郵政子網(wǎng)業(yè)務，啟用撥號線路。 2.有效的實現(xiàn)了負載均衡，在STAR－S1924F＋上劃分出各自的VLAN，儲蓄子網(wǎng)VLAN在左側(cè)路由器上的HSRP的優(yōu)先級較高，默認使用網(wǎng)通的FR線路；郵政系統(tǒng)（辦公、報刊、EMS、VOIP等等）子網(wǎng)VLAN在右側(cè)路由器上的HSRP的優(yōu)先級較高，默認使用聯(lián)通的FR線路。充分利用了帶寬資源，而且實現(xiàn)了負載均衡。 3.充分利用了多以太口路由器在劃分多業(yè)務網(wǎng)段上的功能，也只有多以太口路由器在HSRP應用中才能實現(xiàn)兩個路由器間的負載分擔，這是具有四個以太口路由器的極大的優(yōu)點。 4.在右側(cè)路由器上啟用QoS策略，VoIP業(yè)務需要較低的延時，所以將VoIP業(yè)務設置成較高的優(yōu)先級。 5.通過在交換機上設置VLAN，有效的控制了兩個子網(wǎng)間的安全。 6.不存在單點故障問題。
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