Configuring HSRP(Hot Standby Routing Protocol)

网络冗余架构设计中，必不可少的就是网关冗余功能，而很多核心网中都会用到HSRP(Hot Standby Routing Protocol)协议来实现这个功能。

热备份路由协议（HSRP）

热备份路由协议（HSRP）是思科公司专有的协议，用于为IP网络提供高可用性和冗余性。它允许多个路由器在一个组中协同工作，提供一个虚拟IP地址，可以用作子网上主机的默认网关。如果主要路由器发生故障，其中一个备用路由器将接管虚拟IP地址，以确保不间断的连接。

HSRP(Hot Standby Routing Protocol)工作原理

从HSRP组中选出的单个路由器负责转发主机发送给虚拟路由器的数据包。这种路由器被称为活动路由器。另一个路由器被选为备用路由器。当主用路由器出现故障时，备用路由器将承担转发报文的责任。虽然可以有任意数量的路由器运行HSRP，但只有主路由器转发发送到虚拟路由器IP地址的报文。

运行HSRP协议的路由器之间通过HSRP hello报文来传递HSRP信息。这些数据包通过用户数据报协议(UDP)端口1985发送到目的IP组播地址224.0.0.2。224.0.0.2是保留的组播地址，用于与所有路由器通信。

主用路由器从配置的IP地址和HSRP虚拟MAC地址发出hello报文。备用路由器从其配置的IP地址和烧录的MAC地址(BIA)中获取hello。这种方式可以使HSRP路由器能够正确地识别彼此。

虚拟MAC地址：0000.0c07.ac** ，其中**为十六进制HSRP组号，根据接口配置。例如，HSRP组1使用HSRP虚拟MAC地址000.00 c07.ac01。相邻局域网段的主机使用正常的ARP (Address Resolution Protocol)进程来解析关联的MAC地址。

尽管HSRP组可以由多个三层设备组成，但在典型的企业环境中，通常由两台汇聚交换机配置HSRP，为所有接入层vlan提供网关冗余。

在思科路由器上配置HSRP

1. 路由器配置

您至少需要两个路由器来配置HSRP。我们称它们为路由器A和路由器B。

2. 分配IP地址

在将参与HSRP组的路由器接口上配置IP地址。

路由器A：

interface FastEthernet0/0
 ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

路由器B：

interface FastEthernet0/0
 ip address 192.168.1.2 255.255.255.0

3. 配置HSRP

在相同子网上的两个路由器上配置HSRP。HSRP在每个接口上运行。

standby 指令帮助

Router(config-if)#standby ?
  <0-255>         group number
  authentication  Authentication
  delay           HSRP initialisation delay
  follow          Name of HSRP group to follow
  ip              Enable HSRP IPv4 and set the virtual IP address
  mac-refresh     Refresh MAC cache on switch by periodically sending packet
                  from virtual mac address
  name            Redundancy name string
  preempt         Overthrow lower priority Active routers
  priority        Priority level
  redirect        Configure sending of ICMP Redirect messages with an HSRP
                  virtual IP address as the gateway IP address
  timers          Hello and hold timers
  track           Priority tracking
  version         HSRP version

路由器A：

interface FastEthernet0/0
 standby 1 ip 192.168.1.250
 standby 1 priority 110
 standby 1 preempt

路由器B：

interface FastEthernet0/0
 standby 1 ip 192.168.1.250
 standby 1 priority 100
 standby 1 preempt

4. 关键指令注释

-------啊

• standby 1 创建一个组编号为1的HSRP组。
• ip 192.168.1.254 指定组的虚拟IP地址。
• priority确定组选举过程中路由器的优先级。具有最高优先级的路由器成为活动路由器。在此示例中，路由器A的优先级较高（110），因此默认情况下它将成为活动路由器。
• preempt 允许优先级较高的路由器在故障后上线时接管活动路由器的角色。

5. 验证配置是否生效

您可以使用以下命令验证HSRP状态：

show standby
show standby brief

这些命令将显示HSRP组的当前状态以及路由器的活动/备用状态。

6.HSRP抢占配置

在RouterA故障的情况下，RouterB将承担HSRP的主动角色。但是，即使RouterA在故障恢复后，RouterB仍将充当活动路由器。这种情况可以在RouterA配置抢占来改变主备角色。在配置抢占时，可以指定抢占的延迟时间。

Router(config-if)#standby 50 preempt delay ?
  minimum  Delay at least this long
  reload   Delay after reload
  sync     Wait for IP redundancy clients

7.HSRP Group安全配置

如果需要保证该组HSRP的安全性，可以对该HSRP通信配置Authentication。

Router(config-if)#standby 50 authentication ?
  md5   Use MD5 authentication
  text  Plain text authentication

Router(config-if)#standby 50 authentication md5 ?
  key-chain   Set key chain
  key-string  Set key string

*** This is how you do it with a Key String  ****
Router(config-if)#standby 50 authentication md5 key-string 0 MRN-China

**** This is how you do it with Key-Chain ******
Router(config-if)#standby 50 authentication md5 key-chain MRN
Router(config)#key chain MRN
Router(config-keychain)#?
Key-chain configuration commands:
  default  Set a command to its defaults
  exit     Exit from key-chain configuration mode
  key      Configure a key
  no       Negate a command or set its defaults

Router(config-keychain)#key ?
  <0-2147483647>  Key identifier

Router(config-keychain)#key 1 ?
  <cr>
Router(config-keychain)#key 1 
Router(config-keychain-key)#?
Key-chain key configuration commands:
  accept-lifetime  Set accept lifetime of key
  default          Set a command to its defaults
  exit             Exit from key-chain key configuration mode
  key-string       Set key string
  no               Negate a command or set its defaults
  send-lifetime    Set send lifetime of key

Router(config-keychain-key)#key-string ?
  0     Specifies an UNENCRYPTED password will follow
  7     Specifies a HIDDEN password will follow
  LINE  The UNENCRYPTED (cleartext) user password

Router(config-keychain-key)#key-string 0 MRN

8.HSRP切换时间更改

默认的Hello Time是3秒，默认的Hold Time是10秒。如果希望使HSRP故障转移更快地发生，可以更改这些值。以秒为单位，可以转到最小15秒的Hello Time。但是如果你想让它更快，你可以在Hello Time中指定以毫秒为单位。

Router(config-if)#standby 50 timers ?
  <1-254>  Hello interval in seconds
  msec     Specify hello interval in milliseconds

*** How to set Hello Time 333 ms & Hold Time 1s (or 1000 ms) ***
Router(config-if)#standby 50 timers msec 333 msec 1000 

9.HSRP版本配置

HSRP有两个版本：版本1和版本2。默认情况下，如果不指定版本，则为版本1。您可以配置“standby 50 version 2”来更改版本。

Router(config-if)#standby 50 version 2

10.HSRP版本差异说明

HSRP version 1和version 2 主要有七点差异

1. 在HSRP版本1中，毫秒定时器值不被发布或学习。HSRP版本2发布并学习毫秒计时器值。这一变化确保了HSRP组在所有情况下的稳定性。
2. 版本1中的组号取值范围为0 ~ 255。HSRP版本2将组号范围从0扩展到4095。
3. HSRP版本2使用新的组播地址224.0.0.102发送hello报文，而不是版本1使用的组播地址224.0.0.2。
4. HSRP version 2包格式包括一个6字节的标识符字段，用于唯一标识消息的发送方。通常，该字段填充接口MAC地址。这有助于排除网络环路和配置错误。
5. HSRP版本2支持IPv6。
6. HSRP版本2的报文格式与HSRP版本1不同。报文格式采用TLV (type-length-value)格式。HSRP版本1的路由器收到的HSRP版本2的报文，type字段会被HSRP版本1映射为version字段，然后被忽略。
7. 注意，HSRP版本2不能与HSRP版本1互操作。但是，不同的版本可以在同一台路由器的不同物理接口上运行。

如您需要更加深入的了解，可以从思科的HSRP-FAQ文档中找到更多有用的信息。