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(jìn)行雙向通信，以確保網(wǎng)絡(luò)連接的可用性。它主要用于實(shí)現(xiàn)熱備份路由器，以確保網(wǎng)絡(luò)的可用性和容錯(cuò)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(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)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(jī)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(luò)中的數(shù)據(jù)流量。 HSRP可以在以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)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(luò)的可用性。此外，HSRP還可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，它可以把網(wǎng)絡(luò)流量分發(fā)到多臺路由器上，以提高網(wǎng)絡(luò)的性能。 HSRP的應(yīng)用非常廣泛，它可以用于實(shí)現(xiàn)高可用性的網(wǎng)絡(luò)，以確保網(wǎng)絡(luò)的可用性和容錯(cuò)性。它也可以用于實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，以提高網(wǎng)絡(luò)的性能。此外，HSRP還可以用于實(shí)現(xiàn)路由器的多路徑負(fù)載均衡，以改善網(wǎng)絡(luò)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(shè)計(jì)目標(biāo)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(jī)使用單路由器，以及即使在實(shí)際第一跳路由器使用失敗的情形下仍能維護(hù)路由器間的連通性。換句話說，當(dāng)源主機(jī)不能動態(tài)知道第一跳路由器的 IP 地址時(shí)，HSRP 協(xié)議能夠保護(hù)第一跳路由器不出故障。該協(xié)議中含有多種路由器，對應(yīng)一個(gè)虛擬路由器。HSRP 協(xié)議只支持一個(gè)路由器代表虛擬路由器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)過程。終端主機(jī)將它們各自的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到該虛擬路由器上。 負(fù)責(zé)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(jī)制，并指定一個(gè)虛擬的 IP 地址作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的缺省網(wǎng)關(guān)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(wù)，并且不會導(dǎo)致主機(jī)連通中斷現(xiàn)象。 HSRP 運(yùn)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(shí)際 IP 地址，而并非虛擬地址，正是基于這一點(diǎn)，HSRP 路由器間能相互識別. HSRP技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用 隨著Internet的日益普及，人們對網(wǎng)絡(luò)的依賴性也越來越強(qiáng)。這同時(shí)對網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性提出了更高的要求，人們自然想到了基于設(shè)備的備份結(jié)構(gòu)，就像在服務(wù)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(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心和心臟，如果路由器發(fā)生致命性的故障，將導(dǎo)致本地網(wǎng)絡(luò)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(jì)的。因此，對路由器采用熱備份是提高網(wǎng)絡(luò)可靠性的必然選擇。在一個(gè)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(gè)備份路由器完全接管，直至出現(xiàn)問題的路由器恢復(fù)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(shí)現(xiàn)HSRP的條件是系統(tǒng)中有多臺路由器，它們組成一個(gè)“熱備份組”，這個(gè)組形成一個(gè)虛擬路由器。在任一時(shí)刻，一個(gè)組內(nèi)只有一個(gè)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(gè)備份路由器來替代活動路由器，但是在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)看來，虛擬路由器沒有改變。所以主機(jī)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(luò)的數(shù)據(jù)流量，在設(shè)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(shí)發(fā)送HSRP報(bào)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(shí)際的一個(gè)特定的局域網(wǎng)中，可能有多個(gè)熱備份組并存或重疊。每個(gè)熱備份組模仿一個(gè)虛擬路由器工作，它有一個(gè)Well－known－MAC地址和一個(gè)IP地址。該IP地址、組內(nèi)路由器的接口地址、主機(jī)在同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)，但是不能一樣。當(dāng)在一個(gè)局域網(wǎng)上有多個(gè)熱備份組存在時(shí)，把主機(jī)分布到不同的熱備份組，可以使負(fù)載得到分擔(dān)。 二、HSRP的工作原理 HSRP協(xié)議利用一個(gè)優(yōu)先級方案來決定哪個(gè)配置了HSRP協(xié)議的路由器成為默認(rèn)的主動路由器。如果一個(gè)路由器的優(yōu)先級設(shè)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(shè)置一個(gè)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(shè)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(dāng)前的主動路由器。當(dāng)在預(yù)先設(shè)定的一段時(shí)間內(nèi)主動路由器不能發(fā)送hello消息時(shí)，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(luò)上的所有主機(jī)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(diǎn)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(rèn)為每3秒鐘發(fā)送一個(gè)hello消息； Coup———當(dāng)一個(gè)備用路由器變?yōu)橐粋�(gè)主動路由器時(shí)發(fā)送一個(gè)coup消息； Resign———當(dāng)主動路由器要宕機(jī)或者當(dāng)有優(yōu)先級更高的路由器發(fā)送hello消息時(shí)，主動路由器發(fā)送一個(gè)resign消息。在任一時(shí)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(shí)的狀態(tài)，HSRP還沒有運(yùn)行，一般是在改變配置或端口剛剛啟動時(shí)進(jìn)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(bào)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(bào)文，并且積極參加活動路由器或等待路由器的競選。 Standby———當(dāng)主動路由器失效時(shí)路由器準(zhǔn)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(diǎn)： 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(wù)，啟用撥號線路。 2.有效的實(shí)現(xiàn)了負(fù)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(rèn)使用網(wǎng)通的FR線路；郵政系統(tǒng)（辦公、報(bào)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(rèn)使用聯(lián)通的FR線路。充分利用了帶寬資源，而且實(shí)現(xiàn)了負(fù)載均衡。 3.充分利用了多以太口路由器在劃分多業(yè)務(wù)網(wǎng)段上的功能，也只有多以太口路由器在HSRP應(yīng)用中才能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)路由器間的負(fù)載分擔(dān)，這是具有四個(gè)以太口路由器的極大的優(yōu)點(diǎn)。 4.在右側(cè)路由器上啟用QoS策略，VoIP業(yè)務(wù)需要較低的延時(shí)，所以將VoIP業(yè)務(wù)設(shè)置成較高的優(yōu)先級。 5.通過在交換機(jī)上設(shè)置VLAN，有效的控制了兩個(gè)子網(wǎng)間的安全。 6.不存在單點(diǎn)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(shè)計(jì)目標(biāo)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(jī)使用單路由器，以及即使在實(shí)際第一跳路由器使用失敗的情形下仍能維護(hù)路由器間的連通性。換句話說，當(dāng)源主機(jī)不能動態(tài)知道第一跳路由器的 IP 地址時(shí)，HSRP 協(xié)議能夠保護(hù)第一跳路由器不出故障。該協(xié)議中含有多種路由器，對應(yīng)一個(gè)虛擬路由器。HSRP 協(xié)議只支持一個(gè)路由器代表虛擬路由器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)過程。終端主機(jī)將它們各自的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到該虛擬路由器上。 負(fù)責(zé)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(jī)制，并指定一個(gè)虛擬的 IP 地址作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的缺省網(wǎng)關(guān)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(wù)，并且不會導(dǎo)致主機(jī)連通中斷現(xiàn)象。 HSRP 運(yùn)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(shí)際 IP 地址，而并非虛擬地址，正是基于這一點(diǎn)，HSRP 路由器間能相互識別. HSRP技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用 隨著Internet的日益普及，人們對網(wǎng)絡(luò)的依賴性也越來越強(qiáng)。這同時(shí)對網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性提出了更高的要求，人們自然想到了基于設(shè)備的備份結(jié)構(gòu)，就像在服務(wù)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(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心和心臟，如果路由器發(fā)生致命性的故障，將導(dǎo)致本地網(wǎng)絡(luò)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(jì)的。因此，對路由器采用熱備份是提高網(wǎng)絡(luò)可靠性的必然選擇。在一個(gè)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(gè)備份路由器完全接管，直至出現(xiàn)問題的路由器恢復(fù)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(shí)現(xiàn)HSRP的條件是系統(tǒng)中有多臺路由器，它們組成一個(gè)“熱備份組”，這個(gè)組形成一個(gè)虛擬路由器。在任一時(shí)刻，一個(gè)組內(nèi)只有一個(gè)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(gè)備份路由器來替代活動路由器，但是在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)看來，虛擬路由器沒有改變。所以主機(jī)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(luò)的數(shù)據(jù)流量，在設(shè)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(shí)發(fā)送HSRP報(bào)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(shí)際的一個(gè)特定的局域網(wǎng)中，可能有多個(gè)熱備份組并存或重疊。每個(gè)熱備份組模仿一個(gè)虛擬路由器工作，它有一個(gè)Well－known－MAC地址和一個(gè)IP地址。該IP地址、組內(nèi)路由器的接口地址、主機(jī)在同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)，但是不能一樣。當(dāng)在一個(gè)局域網(wǎng)上有多個(gè)熱備份組存在時(shí)，把主機(jī)分布到不同的熱備份組，可以使負(fù)載得到分擔(dān)。 二、HSRP的工作原理 HSRP協(xié)議利用一個(gè)優(yōu)先級方案來決定哪個(gè)配置了HSRP協(xié)議的路由器成為默認(rèn)的主動路由器。如果一個(gè)路由器的優(yōu)先級設(shè)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(shè)置一個(gè)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(shè)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(dāng)前的主動路由器。當(dāng)在預(yù)先設(shè)定的一段時(shí)間內(nèi)主動路由器不能發(fā)送hello消息時(shí)，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(luò)上的所有主機(jī)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(diǎn)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(rèn)為每3秒鐘發(fā)送一個(gè)hello消息； Coup———當(dāng)一個(gè)備用路由器變?yōu)橐粋�(gè)主動路由器時(shí)發(fā)送一個(gè)coup消息； Resign———當(dāng)主動路由器要宕機(jī)或者當(dāng)有優(yōu)先級更高的路由器發(fā)送hello消息時(shí)，主動路由器發(fā)送一個(gè)resign消息。在任一時(shí)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(shí)的狀態(tài)，HSRP還沒有運(yùn)行，一般是在改變配置或端口剛剛啟動時(shí)進(jìn)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(bào)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(bào)文，并且積極參加活動路由器或等待路由器的競選。 Standby———當(dāng)主動路由器失效時(shí)路由器準(zhǔn)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(diǎn)： 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(wù)，啟用撥號線路。 2.有效的實(shí)現(xiàn)了負(fù)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(rèn)使用網(wǎng)通的FR線路；郵政系統(tǒng)（辦公、報(bào)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(rèn)使用聯(lián)通的FR線路。充分利用了帶寬資源，而且實(shí)現(xiàn)了負(fù)載均衡。 3.充分利用了多以太口路由器在劃分多業(yè)務(wù)網(wǎng)段上的功能，也只有多以太口路由器在HSRP應(yīng)用中才能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)路由器間的負(fù)載分擔(dān)，這是具有四個(gè)以太口路由器的極大的優(yōu)點(diǎn)。 4.在右側(cè)路由器上啟用QoS策略，VoIP業(yè)務(wù)需要較低的延時(shí)，所以將VoIP業(yè)務(wù)設(shè)置成較高的優(yōu)先級。 5.通過在交換機(jī)上設(shè)置VLAN，有效的控制了兩個(gè)子網(wǎng)間的安全。 6.不存在單點(diǎn)故障問題。
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