پروتکل HSRP اختصاصی شرکت سیسکو می باشد و بطور کلی uptime بودن شبکه را تقریبا نزدیک به 100 درصد می رساند. یعنی هیچ گاه دسترسی شبکه ما به شبکه مورد نظر قطع نمی گردد و به محض از دسترس خارج شدن روتر اولیه، روتر بعدی active می گردد. در این مقاله قصد بر آن است که به تشریح پروتکل HSRP بپردازیم.
پروتکل HSRP به منظور افزایش دسترس پذیری در شبکه می باشد، به این معنی که جهت REDUNDANCY در شبکه، یک روتر فعال و یک دستگاه به صورت STANDBY و مابقی دستگاه ها به صورت Listen HSRP State در یک گروه قرار می گیرند. روتر های داخل گروه HSRP دارای یک VIRTUAL IP ADDRESS و VIRTUAL MAC ADDRESS خواهند بود که آنها به ترتیب به عنوان GATEWAY و در جدول ARP کلاینت اضافه خواهند شد. در اینصورت اگر روتر ACTIVE ما از دسترس خارج شد، دستگاه Standby به Active تبدیل می شود و یکی از دستگاه های Listener به Standby تبدیل می گردد.
در گروه HSRP برای معرفی یک دستگاه به عنوان Active می بایست از HSRP Priority استفاده نمود. مقدار Priority در بازه 0 تا 255 می باشد و پیش فرض آن 100 می باشد. بالاترین عدد معرف اکتیو بودن دستگاه می باشد. در صورتیکه مقدار Priority مقدار پیش فرض تعیین شود ویژگی که باعث اکتیو شدن یک دستگاه می شود بزرگترین آدرس IP بین دستگاه ها می باشد.
interface روتر که پروتکل HSRP روی آن فعال می گردد وضعیت یا stateهای مختلفی را دارد که به ترتیب زیر است:
1. Disable: پروتکل روی این interface روتر فعال نگردیده است.
2. Initial: در این وضعیت پروتکل به تازگی فعال شده است.
3. Learn: روتر در حال یادگیری virtual ip است اما پروسه یادگیری هنوز به اتمام نرسیده است.
4. Listen: روتر virtual ip را فرا گرفته است در زمانیکه بجای دو روتر از چندین روتر برای اجرای پروتکل HSRP استفاده کنیم بجز روتر Active و روتر standby مابقی روتر ها در این وضعیت قرار خواهند گرفت.
5. Speak: در این state روتر ها بایکدیگر جهت انتخاب روتر standby و active در حال مبادله اطلاعات می باشند. گفتگوی روترها براساس priority و فعال بودن یا نبودن preempt و غیره انجام می شود.
6. Standby: روتری که در وضعیت standby قرار دارد، بعد از کار افتادن روتر active شروع به کار می نماید. روتر در این وضعیت هر 3 ثانیه جهت اطمینان از on بودن روتر active بسته های hello را ارسال می نماید.
7. Active: وضعیتی است که روتر در آن وظیفه ی برقراری ارتباط دو شبکه را دارد.
معماری این پروتکل به این صورت عمل می نماید که زمانیکه یک Virtual IP برای گروه HSRP ایجاد می گردد، یک Virtual Mac Address برای این IP نیز ایجاد می شود روتر Active که در این گروه قرار گرفته است مدام به این MAC Address گوش می دهد و درخواست هایی که توسط کاربران به آن ارسال می شود را پاسخ می دهد. روترهای Active و standby پیام های HSRP را به صورت دوره ای ارسال می نمایند تا ترافیک شبکه به حداقل برسد این پیامها با نام Hello Packte شناخته می شوند. روتر standby با روتر active دائما از طریق بسته های hello جهت اطمینان از on بودن روتر active در شبکه باهم در حال گفتگو اند و در نهایت اگر یک روتر standby کارایی نداشته باشد یا به روتر Active تبدیل شود، سپس روتر دیگری به عنوان روتر standby انتخاب خواهد شد. چندین گروه روتر standby همزمان می توانند حضور و یا همپوشانی در شبکه داشته باشند. هر گروه standby یک روتر مجازی را شبیه سازی می کنند.
با استفاده از پروتکل HSRP سه نوع از پیام های multicast میان دستگاه ها مبادله می شود:
. Hello- پیام hello به صورت پیش فرض هر 3ثانیه میان دستگاه های Active و Standby ارسال می شود . درصورتی که دستگاه Standby پس از 10 ثانیه از سمت Active پیامی دریافت نکند، خودش نقش Active را برعهده خواهد گرفت.
. Resign- پیام resign از طرف روتر active ارسال می گردد، هنگامی که این روتر قرار است آفلاین شود یا به دلایلی از نقش Active صرف نظر کند، این پیام به روتر Standby می گوید که برای نقش Active آماده شود.
. Coup- زمانی از پیام coup استفاده می شود که روتر Standby می خواهد به عنوان روتر Active فعال شود.
1. Preemption: در پروتکل HSRP روتر با حداکثر اولویت به عنوان روتر Active خواهد شد. مقدار priority تعیین کننده اولویت روتر می باشد که توسط مدیر شبکه تنظیم شده است و سپس به واسطه آدرس IP مشخص می شود. افزایش این مقدار باعث بالا رفتن اولویت روتر خواهد شد، وقتی که یک روتر با اولویت بیشتر حق تقدم می یابد، یک پیام coup می فرستد. هنگامی که یک روتر Active با اولویتی کمتر پیام coup یا پیام hello را از یک روتر با اولویتی بالاتر دریافت کند، به وضعیت speak تغییر می کند و یک پیام resign ارسال می نماید.
2. Preempt Delay: در این حالت فرآیند preemption برای مدت زمانی منتظر می ماند و روتر با اولویت بالا اجازه خواهد یافت که پیش از دریافت نقش Active، جدول routing خود را تنظیم کند.
3. Interface Tracking: با این ویژگی قابلیتی در روتر برای نظارت بر فرآیند HSRP ایجاد می شود تا اولویت HSRP را برای گروهی خاص تغییر دهد. اگر line protocol مربوط به اینترفیس مشخص شده غیر فعال شود، اولویت HSRP برای روتر کاهش خواهد یافت. که در انتها به روتر دیگری با اولویت بالاتر اجازه Active را می دهد.
4. Multiple HSRP Group: ویژگی MHSRP در آپدیت نسخه 10.3 از طرف Cisco IOS ارائه گردید. اشتراک گذاری load و افزونگی در شبکه قابلیتی می باشد که این ویژگی فراهم آورده است، همچنین روترهای افزونه کاملاً مورد استفاده قرار می گیرند. در پروسه عملیاتی با این ویژگی روتری که در نقش Active ترافیک یک گروه HSRP را می فرستد، در همان حال در گروهی دیگر می تواند در وضعیت standby یا listen قرار داشته باشد.