冗長化プロトコル(HSRP)の仕様・設定方法を解説

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他のネットワーク機器からは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る為、ネットワークの信頼性を向上させる事が可能です。

ポイント
HSRPではデフォルトゲートウェイに障害が発生しても自動的に切り替える事ができ、ネットワークのDown時間を最小限にする事が可能です。

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!

HSRPの挙動

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をに1台に見せる為に、各デフォルトゲートウェイ間で「仮想IPアドレス(VIP:Virtual IP address)」と「仮想MACアドレス」を共用利用し、LAN側機器のデフォルトゲートウェイを仮想IPアドレスに設定する事により冗長化を実現しております。

また、仮想IPアドレス宛の通信は優先度の高いルータ(アクティブルータ)へルーティングされます。


アクティブルータの選定基準

HSRPではHSRPプライオリティ値が一番高いルータがアクティブルータに選出されます。

HSRPの各種用語は以下の通りです。

HSRPの用語

HSRPの各種用語をご紹介させて頂きます。

  • アクティブルータ(Active Router)
    仮想IPアドレスの代表としてルーティングするルータ
  • 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ルータで共用利用する仮想MACアドレス
  • 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利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 1HSRP version 2
    HSRPグループ番号0 ~ 2550 ~ 4095
    仮想MACアドレス0000.0c07.acXX0000.0c9f.fXXX
    ポイント
    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

以下の図にてHSRPの動作を見ていきましょう!

HSRPのHelloパケットの通信

上記の通り、HSRPが有効化されているデフォルトゲートウェイ機器同士でHelloパケットにて死活監視を実施しております。
(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。)

アクティブルータが正常に動作している場合は、アクティブルータ経由で通信が実施されます。

HSRPの障害時の動作

障害時の挙動ですが、スタンバイルータ側でアクティブルータからのHelloパケットがHoldタイマー(デフォルト10秒)間受信しなかった場合は、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」へ昇格する事により通信が回復します。

HSRP基本設定方法

HSRPの設定方法は以下の通りです。

仮想IPアドレスの設定

【設定コマンド】
Router(config)# interface [インターフェース名&番号]
Router(config-if)# standby [HSRPグループ番号] ip [仮想IPアドレス]

プライオリティの設定

【設定コマンド】
Router(config)# interface [インターフェース名&番号]
Router(config-if)# standby [HSRPグループ番号] priority [プライオリティ値]

プリエンプトの設定

【設定コマンド】
Router(config)# interface [インターフェース名&番号]
Router(config-if)# standby [HSRPグループ番号] preempt

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

【設定コマンド】
Router(config)# interface [インターフェース名&番号]
Router(config-if)# standby [HSRPグループ番号] track [インターフェース名&番号][減少させるプライオリティ値]

HSRPバージョンの設定

【設定コマンド】
Router(config)# interface [インターフェース名&番号]
Router(config-if)# standby version [HSRPバージョン番号]

HSRPタイマー設定方法

Helloタイマー・Holdタイマーの設定

【設定コマンド】
Router(config)# interface [インターフェース名&番号]
Router(config-if)# standby group-number timers [Helloタイマー(秒)] [holdタイマー(秒)]

HSRPの検証記事の紹介

以下の記事にて、HSRPタイマーの設定変更に関する動作検証の結果を纏めております。ご興味のある方はぜひご覧ください。

ポイント
以下の検証記事では実機の検証環境にてHSRPの設定変更コマンドや確認方法(showコマンド・debugコマンド等)を紹介しておりますので、ぜひご覧ください!

まとめ

いかがでしたでしょうか?

HSRPについて以下の点は理解しておきましょう!

HSRPのポイント

  • HSRP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
  • HSRPプライオリティ値が一番高いルータがアクティブルータに選出
  • HSRPルータ同士はHelloパケットにて死活監視を実施(デフォルトは3秒)
  • スタンバイルータ側でHoldタイマー(デフォルトは10秒)Helloパケットを受信しなかった場合は、アクティブルータへ昇格する