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热备份路由选择协议（HSRP）

分类: 文章 • 2023-12-27 14:17:33

一、热备份路由选择协议（HSRP）

  1. 作用：Cisco私有协议 ，确保了当网络边缘设备或接入链路出现故障时，用户通信能迅速并透明地恢复，以此为IP网络提供冗余性。通过使用同一个虚拟IP地址和虚拟MAC地址，LAN网段上的两台或者多台路由器可以作为一台虚拟路由器对外提供服务。HSRP使组内的cisco路由器能互相监视对方的运行状态。（Cisco私有协议）

2、HSRP组成员 

活跃路由器、备份路由器、虚拟路由器（即该lan上的网关）、其他路由器

3、HSRP虚拟MAC地址格式

0000.0c07.ac2f

厂商编码

HSRP虚拟MAC 地址，HSRP编码07.ac

HSRP组号

 

4、HSRP消息

HSRP中的所有路由器都发送或接收HSRP消息

使用用户数据报协议（UDP）端口号1985

使用组播发送HSRP消息，组播地址224.0.0.2

生存时间TTL=1

5、HSRP状态

1）初始状态

2）学习状态：

3)监听状态

4）发言状态：

5）备份状态：

6）活跃状态：

6、HSRP计时器 

Hello间隔（默认3s） 

保持时间（默认10s）

五、HSRP的配置

1、配置为HSRP的成员 

进入路由器的网关接口

standby  2   ip   虚拟网关IP

2、配置HSRP的优先级

 standby  2   priority  优先级

优先级范围0-255，默认为100

3、查看HSRP摘要信息 

特权： show  standby  brief

4、HSRP端口跟踪 

standby  2  track  f0/1

5、HSRP占先权

standby   2  preempt

二、STP(生成树协议)

1、STP简介

STP － Spanning Tree Protocol(生成树协议)

逻辑上断开环路，防止广播风暴的产生

当线路故障，阻塞接口被**，恢复通信，起备份线路的作用

2、、生成树的算法

每个广播域一个根网桥（root bridge）

每个非根网桥一个根端口(root ports)

每个网段上一个指定端口(designated ports)

非指定端口，非根端口被阻塞

3、生成树算法分为3个步骤：

1）、选择根网桥

选择交换网络中网桥ID最小的交换机成为根网桥，网桥ID是一个八字的字段，前两个字节十进制数为网桥优先级，后六个字是网桥的MAC地址，优先级小的被选择为根网桥，如优先级相同则MAC地址小的为根网桥。

网桥优先级的取值范围0-65535默认值为32768

 

2）、选择根端口(root  ports)

在非根网桥上选择根端口，每个非根桥只能选择一个根端口。

依据：

  1. 到根网桥最低的根路径成本。

带宽越大，传输数据的成本也就越低。

带宽与路径成本的关系：

链路带宽（Mbps）

路径成本

10

100

16 

62 

45 

39 

100

19

155 

14 

622 

6 

1000 

4 

10000 

2 

b）直连的网桥ID最小

当路径成本相同时候，比较连接的交换机的网桥ID值，选择网桥ID值小的作为根端口

c）端口ID最小

当网桥ID相同的时候，比较端口ID值（比较的是对端的端口ID值）选择较小的作为根端口。

3)、选择指定端口(Designated  ports)

根桥上的端口全是指定端口

在每个网段上，选择1个指定端口

非根桥上的指定端口，选择顺序： 

    1. 根路径成本较低
    2. 所在的交换机的网桥ID的值较小
    3. 端口ID的值较小（与选择根端口不同的是在比较端口ID值时，比较的是自身的端口ID值）

 

4、BPDU（桥协议数据单元）

1）使用组播发送BPDU

2）2种类型：配置BPDU

拓扑变更通告BPDU

3）BPDU报文字段

主要关键字段：根网桥ID：

根路径成本：

发送网桥ID：

端口ID：

 

5、STP的收敛

交换机端口的5种STP状态 ：

状　　态

用　　途

转发（Forwarding）

发送/接收用户数据

学习（Learning）

构建网桥表

侦听（Listening）

构建“活动”拓扑

阻塞（Blocking）

只接收BPDU

禁用（Disabled）

强制关闭

 

6、STP的3种计时器 

Hello时间：网桥发送配置BPDU报文之间的时间间隔，默认2秒 。

转发延迟 ：一个端口在侦听到学习状态所花费的时间间隔，默认15秒

最大老化时间：交换机在丢弃BPDU报文之前储存它的最大时间，默认20秒。

每一个交换端口都保存一份它所侦听到的最好的BPDU备份，如果源BPDU失去了与交换机端口的联系，交换机则在最大老化时间之后通知网络已经发生了拓扑结构方面的变化。

 

三、VLAN与STP（生成树）之间的关系：

PVST+（增强的每vlan生成树）

PVST+配置的意义 

配置网络中比较稳定的交换机为根网桥 

利用PVST+实现网络的负载分担

四、PVST+的配置命令

1、启用生成树命令 

全局：spanning-tree  vlan  2

2、指定根网桥 

1）改优先级

全局：spanning-tree  vlan  1  priority  优先级的值

注意： 优先级的值是4096的倍数；

3、查看生成树的配置

特权：show  spanning-tree  vlan  1

4、直接指定

全局：spanning-tree  vlan  2  root  primary

secondary

注：如果优先级的值都为默认值，配置primary，优先级是24576

配置secondary，优先级是28672 ，如果已手动修改优先级的值则配置primary优先级会根据整体环境调整。

4、速端口

使连接终端的端口快速进入到转达发状态

，该端口不经过侦听和学习状态，直接进入转发状态，节省30秒的转发延迟。速端口只能配置在连接终端的接口上。

配置速端口

接口模式：spanning-tree  portfast

6、查看某个VLAN的生成树详细信息 

特权：show  spanning-tree  vlan  2  detail

CISCO第三天

一.关键问题（理论）

  1. 什么是HSRP,作用
  2. 什么是STP，作用【参见 课后作业】
  3. 交换机端口的5种STP状态
  4. 如下图判断哪个交换机会成为根网桥，哪些端口是根端口，哪些端口是指定端口，最后指出哪些端口会被阻塞：

热备份路由选择协议（HSRP）

二、关键代码（操作）

1.配置热备份路由协议，在出口设备上配置热备份路由协议（HSRP），组成一个HSRP组，组内两个出口设备共享一个虚拟IP地址，该IP地址作为内网主机的网关，网络拓扑图如图－1所示：

热备份路由选择协议（HSRP）

图－1

蓝色区域表示内网，上面模拟到外网的连接。

2．PVST+的配置，配置Switch1为vlan1的主根，Switch2为vlan1的次根网络拓扑如图－2所示：

热备份路由选择协议（HSRP）

图－2

3．PVST+的配置，配置ms1为vlan1的主根、vlan2的次根，ms2为vlan2的主根vlan1的次根,ms1为vlan1的活跃路由、vlan2的备份路由，ms2为vlan2的活跃路由、vlan1的备份路由，网络拓扑如图－3所示：

热备份路由选择协议（HSRP）

图－3

 

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