冗長化プロトコル(HSRP)の切り替わり時間や設定方法を解説【CCNA】

本記事ではデフォルトゲートウェイの冗長化プロトコル(HSRP)の基本動作について解説いたします。

HSRPとは

HSRPとはcisco独自のデフォルトゲートウェイの冗長化プロトコルです。


HSRPを実装する事により2台のデフォルトゲートウェイ機器を論理的に1台として見せる事ができます。
その為、ネットワークの信頼性を向上させる事が可能です。

では以下の図にて、具体的なHSRPの構成を見ていきましょう！

上記の通り、HSRPではデフォルトゲートウェイ機器を論理的に1台に見せる為に、各デフォルトゲートウェイ間で同一の「仮想IPアドレス(VIP：Virtual IP address）」と「仮想MACアドレス」を使用します。
今回の例では、192.168.10.254という仮想IPアドレスを使っておりますね。


そして、HSRPプライオリティ値を使って、デフォルトゲートウェイの優先順位を決めます。
今回の例では、R1には105、R2には100が設定されております。

HSRPプライオリティの値が大きいルータを「アクティブルータ」に選出されます。
今回の例では、R2よりR1の値の方が多いので、仮想IPアドレス宛の通信は、R1へルーティングされます。

HSRPの用語

続いて、HSRPの各種用語をご紹介させて頂きます。


細かいHSRPの動きは、次章で紹介しますので、
この段階では「こんな用語があるんだー」の理解で大丈夫です！

• アクティブルータ(Active Router)
  代表としてルーティングするルータ。代表ルータ

• スタンバイルータ(Standby Router)
  アクティブルータがダウンした時に、アクティブルータの機能を受け継ぐルータ

• 仮想IPアドレス(VIP：Virtual IP address)
  HSRPルータ同士で共用利用する仮想IPアドレス

• 仮想MACアドレス
  HSRPルータ同士で共用利用する仮想MACアドレス　※HSRPグループ番号をベースに自動生成

• HSRPグループ
  HSRPに参加する為のグループ番号

• HSRPプライオリティ
  HSRPグループ内でアクティブルータを選出する際に使用する優先度を表す値。(デフォルトは100)

• HSRPバージョン
  HSRPはバージョン1とバージョン2がございます。主な機能差分としては以下の通りです。

  	HSRP version 1	HSRP version 2
  HSRPグループ番号	0 ～ 255	0 ～ 4095
  仮想MACアドレス	0000.0c07.acXX	0000.0c9f.fXXX

デフォルトはHSRPグループ1が有効になっております！
HSRPグループを255以上作成する可能性がある場合は、HSRPバージョン2を利用しましょう！

では、具体的なHSRPの動作について解説いたします。

HSRPの動作(HSRPの切り替わり時間)

以下のネットワーク図を例にして、HSRPの動作を見ていきましょう！

HSRP Helloパケットにて、双方を認識する

まず、HSRPを有効化すると、デフォルトゲートウェイ機器同士で「Helloパケットのやりとり」が実施されます。


このHelloパケットはマルチキャスト(224.0.0.2)が使用され、ポート番号はUDP 1985ポートを使って、やりとりされます。

HSRP Helloパケットを使って、お互いのルータを認識します！

HSRPプライオリティにて、アクティブルータを選定する

お互い認識ができたら、次にアクティブルータの選出を行います。
アクティブルータの選出は、HSRPプライオリティを使用します。


HSRPプライオリティは、大きい値の方がアクティブルータになります。(デフォルトは100)


今回の例ではR2によりR1の方が、HSRPプライオリティの値が高いですね。


ですので、R1がアクティブルータになりますので、
他のネットワークへ通信する際は、R1が代表としてルーティングします。


HSRPの設定手順・検証結果は、以下の記事でまとめております。
ご興味がある方は、ご覧ください！

アクティブルータ・スタンバイルータ間は、HSRP Helloパケットにて死活監視

アクティブルータ・スタンバイルータ同士は、Helloパケットにて死活監視を実施します。


デフォルトでは3秒毎にHelloパケットのやりとりを実施しております。
正常時(Helloパケットのやりとりができている)時、アクティブルータ経由で通信が実施されます。


HSRPの設定手順・検証結果は、以下の記事でまとめております。
ご興味がある方は、ご覧ください！

HSRP Helloパケットでの死活監視に失敗したら？

続いて、障害時の挙動について、ご紹介します。


先程紹介した通り、アクティブルータ・スタンバイルータ同士は、Helloパケットにて死活監視を実施します。


その状況下において、図の通り、スタンバイルータ側でアクティブルータからのHelloパケットを受信しなかった場合、アクティブルータに障害が発生したと考え「スタンバイルータがアクティブルータへ昇格」します。


尚、デフォルトでは、Helloパケットを10秒間受信しなかった場合、アクティブルータに障害が発生したと考えます。

切り替わり時間(10秒間)はHoldタイマーとして、設定されております。
変更したい場合は、Holdタイマーを変更しましょう！（ただし、要検証です！）

HSRPのインターフェーストラッキングについて

続いて、HSRPのインターフェーストラッキングの必要性について解説いたします。


今までは、HSRPのLAN側の話をメインにご紹介してきました。
LAN側の紹介であれば、Helloパケットでの死活監視機能で、対処できます。


実は、Helloパケットだけの死活監視ですと、大きな問題が発生します・・・・
それは、HSRPが有効化されていないインターフェース(例えば、WAN側のインターフェース)に障害が発生した場合です。


その時に役立つ機能が「インターフェーストラッキング機能」です。


インターフェーストラッキング機能の詳細は、以下の記事でまとめております。
ご興味がある方は、ご覧ください！

HSRPの設定方法

最後に、HSRPの設定方法について、ご紹介します。

仮想IPアドレスの設定

プライオリティの設定

プリエンプトの設定

アクティブルータのインターフェースダウン時の切り替え設定

HSRPバージョンの設定

HSRPタイマー設定方法

Helloタイマー・Holdタイマーの設定

HSRPの検証記事の紹介

以下の記事にて、様々なHSRPに関する動作検証の結果をまとめております。
ご興味のある方はぜひご覧ください。

机上だけでなく、検証結果を見ると「よりHSRPを理解が深まる」と思います！！

まとめ

最後までお読み頂き、ありがとうございます。


HSRPについて以下の点は理解しておきましょう！