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HSRP-デフォルトゲートウェイの冗長化-
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投稿者: ntanakaさん
投稿日:2019/12/11 14:31
更新日:2019/12/12 10:18
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分類
資格 / 技術
テクノロジー
ネットワーク
キャリア
運用・保守
投稿内容

HSRP(Hot Standby Router Protocol)とは
デフォルトゲートウェイを冗長化するためにCiscoが開発したプロトコル。デフォルトゲートウェイは、クライアントPCに一つしか設定できない。
なので、物理的に複数設置しただけではデフォルトゲートウェイを切り替えることができない。HSRPは、複数のルータをグループ化し、ひとつの仮想ルータを構成することで、高速な障害対応を実現する。

<HSRPグループ>
HSRPは、同一サブネット上の複数のルータでHSRPグループを作成する(番号で識別される)。

HSRPグループは、複数の物理ルータとひとつの仮想ルータで構成される。仮想ルータは物理的には存在せず、HSRPグループの複数の物理ルータをあたかもひとつのルータかのようにみせかける。
その仮想ルータのIPアドレスには、サブネット内で使用されていないIPアドレスを割り当て、ホストはこのIPアドレスをデフォルトゲートウェイとして設定する

<アクティブルータとスタンバイルータ>
さらに、HSRP内で①アクティブルータ②スタンバイルータを選出する。
アクティブルータ…仮想ルータ宛に送信されたパケットは、物理的にはこのアクティブルータが転送する。
スタンバイルータ…アクティブルータに障害が発生した場合、スタンバイルータがアクティブルータの役割を引き継いでパケットの転送を行う。
また、アクティブルータにもスタンバイルータにも選出されなかったルータは「その他のルータとしてグループに含まれ、アクティブとスタンバイがどっちもダウンした場合のバックアップとなる。

HSRPの仮想MACアドレス
仮想ルータにはHSRPグループ番号を基にした仮想MACアドレスが自動的に割り振られている。
0000.0c07.acXX
振られるMACアドレスは、acまでの先頭5ビットは同じで、XXの部分は、HSRPグループ番号を16進数に変換した値が振られる。

<アクティブルータとスタンバイルータの選出>
HSRPグループを作成した場合、ルータの中で最もプライオリティ値が高いルータがアクティブルータになる。また、2番目に高いルータがスタンバイルータになる。
最も高いプライオリティ値が同じルータが存在する場合、HSRPを設定したインターフェイスのIPアドレスを確認し、最も数値の大きいルータがアクティブルータになる。
デフォルトのプライオリティ値は100。0~255の範囲で変更可能。すでにアクティブルータが決まっている場合、後からルータのプライオリティ値を変更したとしてもアクティブルータとしての権利を得ることはできない。
ただし、プリエント機能を設定しておけば、あとから追加した場合にも常にプライオリティ値が最大のルータをアクティブルータとして動作させることができる。


<アクティブルータとスタンバイルータの動作>
選出プロセスが終わると、アクティブルータとスタンバイルータはHelloメッセージを定期的に送信し、生存確認を行う。
アクティブルータは、仮想MACアドレスを送信元にしたHelloメッセージを送信する。それに応答して仮想MACアドレスを宛先とするパケットをルーティングする。
スタンバイルータは、Helloメッセージが届かなくなることでアクティブルータがダウンしたことを認識し、アクティブルータの役割を引き継いで、パケット送信を行う。
スタンバイルータで障害が発生するか、スタンバイルータがアクティブルータに昇格すると、その他のルータがスタンバイルータとして選出される。
アクティブルータがダウンしたとき、スタンバイルータがアクティブルータに切り替わる時間は、次の2つのHSRPタイマーによって決定される。
Helloタイマー…Helloメッセージの送信間隔 デフォルト3秒
Holdタイマー…Helloメッセージが届かなくなってからアクティブに切り替わるまでの時間(デフォルト10秒)


今回は以上となります。HSRPは実際にはFHRP(First Hop Redundancy Protocol)の一つですが、CCNAでは特にこのHSRPは頻出だと思うので、ぜひ参考にしていただければと思います。

ありがとうございました。


参考資料:https://www.infraexpert.com/study/fhrpz01.html

       高橋隆志2019『徹底攻略 Cisco CCENT/CCNA Routing & Switching 教科書 ICND2編〔200-105J〕〔200-125J〕v3.0対応』株式会社ソキウスジャパン,242‐248頁。  

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