HSRP

　◆　HSRPとは

　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のシスコ独自の
　プロトコルのことです。HSRPはデフォルトゲートウェイとなるL3デバイスにIPアドレスとMACアドレスを
　共有させることができるので、PCなどの「デフォルトゲートウェイのパスを冗長化」させることができます。

　HSRPを使用することで、物理的には2台あるルータが論理的（仮想的）には、1台のルータに見せられます。
　下図で、R1とR2でHSRPを実装しています。ホストAのデフォルトゲートウェイのIPアドレスは、R1やR2の
　物理IPアドレスではなく仮想IPアドレス（VIP）を指定する。ホストAからパケットを受信した仮想ルータは
　物理的には「アクティブルータ」と呼ばれるルータ（下図ではR1）でパケット転送などの処理が行われます。

　　

HSRP用語解説

仮想IPアドレス　アクティブルータで保持するIPアドレス。PCなどに設定するデフォルトゲートウェイのIPアドレス。

仮想MACアドレス　アクティブルータで保持するMACアドレス。PCなどのARPテーブルにキャッシュされるMACアドレス。

仮想ルータ　仮想IPアドレスと仮想MACアドレスを持つ仮想のルータ。アクティブルータとスタンバイルータで構成。

アクティブルータ　仮想IP（仮想MAC）アドレスを宛先として転送されてきたトラフィックをルーティングするルータ。

スタンバイルータ　アクティブルータがダウンした場合に仮想IPアドレス（仮想MACアドレス）の制御を引き継ぐルータ。

HSRPグループ　HSRPに参加して仮想ルータをエミュレートするルータの集合。セグメントごとに1つグループを作成。

HSRPプライオリティ　アクティブルータまたはスタンバイルータになるのかを決める値。高い値を持つルータがアクティブ。

Helloパケット　HSRPを有効にしたルータ間でHSRP情報をやり取りするマルチキャスト（ 224.0.0.2 UDP：1985 ）

　◆　HSRPの実装例

　下図ではR1とR2のルータで同じHSRPグループ「1」としており、HSRPプライオリティ値がR1のルータが
　大きいことから「R1がアクティブルータ、R2がスタンバイルータ」となっています。下図で、PCが異なる
　セグメントと通信する場合、デフォルトゲートウェイの172.16.1.254にパケットが送信されますが、その
　ARP応答はアクティブルータが行うので、PCからのパケットはR1に送信されて、R1にて転送処理されます。

　

　R1が障害でダウンした場合は、スタンバイルータのR2がHelloパケットを受信しなくなり holdtime が
　切れた時にアクティブルータの役割が引き継がれます。HSRPの収束する間は、PCは一時的に通信不可
　となりますが、HSRPの収束後は引き続きデフォルトゲートウェイがPCに提供され通信可能になります。

　◆　HSRPの仮想MACアドレス

　アクティブルータがARP応答する際に通知する「仮想MACアドレス」は以下のように構成されています。
　デフォルトでは「0000.0c07.ac」までの値は常に同じであり、最後の1バイトはHSRPのグループ番号に
　より値が変わります。

　　　

　MACアドレスは16進数で表示されるのでHSRPグループ番号により、MACアドレスは以下となります。

　・　HSRPグループが「1｣の場合は、仮想MACアドレスは「0000.0c07.ac01」
　・　HSRPグループが「5｣の場合は、仮想MACアドレスは「0000.0c07.ac05」
　・　HSRPグループが「10｣の場合は、仮想MACアドレスは「0000.0c07.ac0a」

　◆　HSRP version 1 と HSRP version 2

　HSRPにはversion 1とversion 2があります。HSRPの有効化を行うとデフォルトではversion 1が有効化
　されます。v1とv2の主な違いは以下の通りであり、HSRPグループを255以上作成したい場合には v2 を
　使用します。一般的にCatalystスイッチではv1を使用して、Nexusスイッチではv2を使用することが多い。

比較項目 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

Helloの宛先アドレス 224.0.0.2 224.0.0.102

　◆　HSRPが動作するルータ（ L3スイッチ）のステータス遷移

　HSRPが設定されているルータ（ L3スイッチ）では、以下の5つのステータス遷移が行われます。

HSRPのステータス説明

　イニシャル（Init）　初期状態。HSRPの設定直後や、インターフェースがリンクダウン時に見られるステータス。

　リスニング（Listen）　他のHSRPルータからのHelloパケットをリスンしている状態。Holdtimeの間はリスンする。

　スピーク（Speak）　HSRPのHelloパケットを送信して、アクティブルータまたはスタンバイルータの選定に参加。

　スタンバイ（Standby）　次のアクティブルータとなる待機状態のステータス。定期的にHelloパケットを送信。

　アクティブ（Active）　仮想IPと仮想MACアドレス宛のパケット転送処理を行うステータス。定期的にHelloパケットを送信。