Функции и возможности протокола HSRP (Hot Standby Router Protocol)

Функции и возможности протокола HSRP (Hot Standby Router Protocol) Содержание Введение Предварительные условия Требования Используемые компоненты Условные обозначения Теория и принцип работы HSRP Динамические механизмы обнаружения маршрутизатора Принцип работы HSRP Адресация HSRP Таблица функций HSRP и версий Cisco IOS Загрузочные образы Cisco IOS и функциональные возможности HSRP Функции HSRP Приоритетное прерывание обслуживания Отслеживание интерфейсов Использование прошитого адреса Несколько групп HSRP Настраиваемый MAC-адрес Поддержка системного журнала Отладка HSRP Расширенная отладка HSRP Аутентификация Избыточность IP Таблицы SNMP MIB Поддержка сетей MPLS VPN (Multiprotocol Label Switching Virtual Private Networks) в протоколе HSRP Поддержка перенаправлений ICMP в протоколе HSRP Поддержка интерфейсов и носителей в протоколе HSRP Ethernet Token Ring 802.1Q ISL FDDI Обновление MAC Виртуальный интерфейс группы мостов Субинтерфейсы Дополнительные сведения Введение В этом документе описываются функции и возможности протокола HSRP (Hot Standby Router Protocol).

Предварительные условия Требования Для данного документа нет особых требований. Используемые компоненты

Стр. 1

Данный документ не ограничивается отдельными версиями программного и аппаратного обеспечения. Условные обозначения Дополнительные сведения об условных обозначениях см. в документе Технические термины Cisco. Условные обозначения. Теория и принцип работы HSRP Один из способов добиться доступности сети, близкой к 100%, — использование протокола HSRP, который обеспечивает избыточность IP-сетей, предоставляя возможность немедленного прозрачного восстановления пользовательского трафика в случае отказа первого перехода в оконечных сетевых устройствах или каналах доступа.

Благодаря совместному использованию IP-адреса и MAC-адреса (уровень 2), два и более маршрутизаторов могут действовать как единый "виртуальный" маршрутизатор. Члены группы виртуальных маршрутизаторов непрерывно обмениваются сообщениями о состоянии. Это позволяет маршрутизаторам подменять другие маршрутизаторы при их запланированном или незапланированном отключении. Узлы продолжают переадресовать IP-пакеты на согласованный IP- и MAC-адрес, и аварийное переключение устройств, производящих маршрутизацию, происходит незаметно для пользователей и приложений.

Динамические механизмы обнаружения маршрутизатора Ниже приведены описания динамических механизмов обнаружения маршрутизатора, которые доступны узлам. Многие из этих механизмов не обеспечивают устойчивость сети к восстановлению, в которой нуждаются сетевые администраторы. Это может быть вызвано тем, что протокол не был изначально предназначен для обеспечения устойчивости сети, либо работа протокола поддерживается не всеми узлами в сети. Помимо сведений, которые приводятся ниже, важно учесть, что многие узлы допускают только настройку шлюза по умолчанию. ARP-прокси (Address Resolution Protocol) Некоторые IP-узлы используют для выбора маршрутизатора протокол ARP-прокси.

Если узел выполняет задачу ARP-прокси, он посылает запрос ARP на IP-адрес удаленного узла, с которым необходимо установить связь. Маршрутизатор А в сети отвечает от имени удаленного узла и сообщает свой собственный МАС-адрес. При использовании ARP-прокси, узел ведет себя так, как если бы удаленный узел был подключен к тому же сегменту сети. Если на маршрутизаторе A возникает сбой, узел продолжит пересылать пакеты удаленному узлу на MAC-адрес маршрутизатора A, несмотря на то, что эти пакеты пересылаются "в никуда" и теряются.

Можно либо дождаться запроса протоколом ARP MAC-адреса другого маршрутизатора (маршрутизатора Б) в локальном сегменте путем передачи нового ARP-запроса, либо перезагрузить узел, что вынудит его послать ARP-запрос. В обоих случаях узел будет не в состоянии обмениваться данными с удаленным узлом в течение значительного периода времени, несмотря на то, что ситуация предусмотрена протоколом, а маршрутизатор Б готов передавать пакеты, которые должны были проходить через маршрутизатор А. Протокол DRP (Dynamic Routing Protocol) Некоторые IP-узлы используют для обнаружения маршрутизаторов такие протоколы, RIP (Dynamic Routing Protocol) и OSPF (Open Shortest Path First).

Недостаток протокола RIP заключается в том, что он медленно адаптируется к изменениям топологии. Выполнение протокола DRP на всех узлах может оказаться неприемлемым по многим причинам, включая административные издержки, издержки обработки данных, проблемы безопасности или отсутствие поддержки протокола на некоторых платформах. IRDP (ICMP Router Discovery Protocol) Некоторые современные IP-узлы используют протокол IRDP (RFC 1256 ) для поиска нового маршрутизатора, когда текущий становится недоступен.

Узел, на котором запущен протокол IRDP, отслеживает мультиадресные сообщения приветствия от текущего маршрутизатора, и выбирает альтернативный маршрутизатор, когда перестает получать эти сообщения. Значения таймера по умолчанию протокола IRDP делают его для обнаружения сбоев при первом переходе. По умолчанию объявления создаются один раз в 7-10 минут, срок действия объявлений по умолчанию — 30 минут. Протокол DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

Стр. 2

Протокол DHCP (RFC 1531 ) обеспечивает механизм передачи данных конфигурации на узлы сети TCP/IP. Узел, на котором работает DHCP-клиент, запрашивает данные конфигурации с DHCP-сервера при загрузке в сеть. Обычно эти данные включают IP-адрес и шлюз по умолчанию. Механизм переключения на альтернативный маршрутизатор при сбое шлюза по умолчанию отсутствует. Принцип работы HSRP Многочисленный класс традиционных узлов не поддерживает динамическое обнаружение, но поддерживает настройку маршрутизатора по умолчанию.

Запуск механизма динамического обнаружения маршрутизатора на всех узлах может оказаться неприемлемым по многим причинам, включая административные издержки, издержки обработки данных, проблемы безопасности или отсутствие поддержки протокола на некоторых платформах. HSRP предоставляет таким узлам возможности аварийного переключения. При использовании HSRP несколько маршрутизаторов могут работать совместно, создавая иллюзию одного виртуального маршрутизатора для узлов локальной сети. Такой набор называют группой HSRP или резервной группой. Один маршрутизатор, выбранный из группы, отвечает за переадресацию пакетов, отправленных узлами на виртуальный маршрутизатор.

Этот маршрутизатор известен как активный маршрутизатор. Еще один маршрутизатор выбирается резервным маршрутизатором. В случае сбоя активного маршрутизатора резервный берет на себя обязанности активного маршрутизатора по переадресации пакетов. Хотя HSRP может работать на любом количестве маршрутизаторов, только активный маршрутизатор может переадресовать пакеты, отправленные на виртуальный маршрутизатор. Чтобы минимизировать сетевой трафик, только активные и резервные маршрутизаторы посылают периодические сообщения HSRP после того, как протокол завершает процесс выбора. При сбое активного маршрутизатора, происходит переключение на резервный маршрутизатор.

Если резервный маршрутизатор отключается или становится активным маршрутизатором, другой маршрутизатор выбирается в качестве резервного. В некоторых локальных сетях поддерживается совместная работа и даже перекрытие нескольких групп "горячего" резерва. Каждая группа эмулирует один виртуальный маршрутизатор. Отдельные маршрутизаторы могут входить в несколько групп. В этом случае в группах используются отдельные состояния и таймеры. Каждая резервная группа имеет единственный известный МАС-адрес, а также IP-адрес.

Адресация HSRP В большинстве случаев после настройки маршрутизаторов в качестве членов группы HSRP они прослушивают MAC-адрес HSRP этой группы, а также свои собственные прошитые MAC-адреса. Исключением являются маршрутизаторы, Ethernet-контроллеры которых могут распознавать только один MAC-адрес (например, контроллер Lance на маршрутизаторе Cisco 2500 и Cisco 4500). Эти маршрутизаторы используют MAC-адреса HSRP, когда играют роль активных маршрутизаторов и прошитый адрес, когда не являются активными HSRP использует следующие MAC-адреса для всех сред, кроме Token Ring:

0000.0c07.ac** (where ** is the HSRP group number) В интерфейсах Token Ring в качестве MAC-адреса HSRP используются функциональные адреса. Функциональные адреса — единственный доступный механизм мультиадресной рассылки. Доступное количество функциональных адресов Token Ring ограниченно, многие из них зарезервированы для других функций. Для протокола HSRP можно использовать следующие три адреса: c000.0001.0000 (group 0) c000.0002.0000 (group 1) c000.0004.0000 (group 2) Примечание:

Если HSRP работает в многокольцевой среде мостовой передачи с маршрутизацией SRB (source-route bridging), и маршрутизаторы HSRP находятся на разных кольцах, использование функциональных адресов может привести к конфликтам в поле RIF (Routing Information Field). Например, в среде SRB возможно размещение резервного маршрутизатора HSRP активного

Стр. 3

маршрутизатора в разных кольцах. Когда этот резервный маршрутизатор становится активным, станции на одном кольце с прежним активным маршрутизатором требуют обновления RIF для отправки пакетов на новый активный маршрутизатор. Однако, станции не знают о необходимости отправки запроса нового RIF, поскольку резервный (новый активный) маршрутизатор использует тот же функциональный адрес, что и предыдущий. Поэтому была введена команда use-bia . Таблица функций HSRP и версий Cisco IOS В этом документе показано, какие функции HSRP поддерживаются в тех или иных версиях ПО Cisco IOS®. Щелкните функцию, чтобы посмотреть подробное описание.

Номер промежуточной версии указывает версию, в которой функция появилась впервые, или версию, в которой изменились возможности этой функции.

Функция 10.0 10.2 10.3 11.0 11.1 11.2 11.3 12.0 12.0T 12.1 12.1T Приоритетное прерывание обслуживания X X X X X X X X X X X Несколько групп (MHSRP) — — X X X X X X X X X Ethernet 802.10 SDE — — — — X X X X X X X Отслеживание интерфейсов — — — — X X X X X X X Использование BIA — — — — 8.0 X X X X X X Задержка приоритетного прерывания обслуживания — — — — — X X 6.1 X X X Ethernet LANE — — — — — X X X X X X Token Ring LANE — — — — — — X X X X X ISL — — — — — — X X X X X Поддержка системного журнала — — — — — — X X X X X Интервал обновления MAC — — — — — — — 1.0 X X X

Стр. 4