Giao thức HSRP, hay Hot Standby Router Protocol, là một giao thức độc quyền của Cisco được sử dụng để tạo ra một định tuyến mặc định ảo giữa các router để đảm bảo tính sẵn sàng và chịu lỗi. Trong môi trường mạng, HSRP đặt một định tuyến mặc định ảo có địa chỉ IP và địa chỉ MAC trên một nhóm các router, nhưng chỉ có một router trong nhóm làm việc để chuyển tiếp dữ liệu. Các router khác đứng dự phòng và sẵn sàng tiếp quản nếu router chính gặp sự cố.
Khi một router chính bị lỗi, router dự phòng trong nhóm sẽ nhanh chóng tiếp quản các chức năng định tuyến mặc định, đảm bảo rằng mạng vẫn hoạt động mà không có gián đoạn lớn. Điều này làm tăng tính sẵn sàng và tin cậy của mạng.
Giao thức HSRP hoạt động thế nào?
Giao thức HSRP hoạt động bằng cách tạo ra một định tuyến mặc định ảo giữa một nhóm các router, nhằm đảm bảo tính sẵn sàng và chịu lỗi trong mạng. Các router cùng tham gia vào một nhóm HSRP, được xác định bởi một số nhóm duy nhất. Các router trong cùng một nhóm HSRP sẽ tạo ra một định tuyến mặc định ảo.
Trong mỗi nhóm, một router được chọn làm router chính (active). Router chính sẽ là người chịu trách nhiệm chuyển tiếp dữ liệu trong mạng. Các router còn lại trong nhóm đóng vai trò là router dự phòng (standby). Chúng sẵn sàng tiếp quản nếu router chính gặp sự cố.
Router chính và router dự phòng sử dụng một địa chỉ IP và một địa chỉ MAC ảo để đại diện cho gateway mặc định trong mạng. Điều này giúp duy trì liên lạc liền mạch khi có sự chuyển đổi giữa các router.
Khi router chính gặp sự cố, quá trình chuyển giao đến router dự phòng diễn ra nhanh chóng. Các router trong nhóm liên tục gửi các thông điệp HSRP để theo dõi tình trạng của nhau. Những thông điệp này giúp xác định router chính và router dự phòng.
Nếu có nhiều router chính trong cùng một nhóm, HSRP có khả năng quản lý tải bằng cách phân phối công việc đều giữa chúng.
Giải thích các thuật ngữ liên quan HSRP
- Địa chỉ IP ảo: là địa chỉ IP trong mạng con cục bộ được chỉ định làm cổng mặc định cho tất cả các máy chủ trong mạng.
- Địa chỉ MAC ảo: là địa chỉ MAC được giao thức HSRP tạo tự đông. 24 Bit đầu tiên của địa chỉ MAC là địa chỉ CIsco (0000.0c) và 16 Bit tiếp theo sẽ là HSRP ID (07.ac) và 8 Bit tiếp theo là số nhóm ở dạng thập phân.
- Tin nhắn Hello Messages: là các thông điệp mà các router trong nhóm HSRP gửi đến nhau để duy trì thông tin liên lạc và xác định trạng thái của mỗi router. Chu kỳ tin nhắn này là 3 giây.
- Giữ bộ đếm thời gian: là một thời gian xác định giữa các tin nhắn Hello mà router trong nhóm HSRP sẽ gửi đến nhau. Nếu một router không nhận được tin nhắn Hello trong khoảng thời gian này từ router khác, nó có thể giả sử rằng router kia đã gặp sự cố và bắt đầu thực hiện quá trình chuyển giao nhanh chóng.
- Mức độ ưu tiên: là một giá trị được xác định để xác định router nào sẽ trở thành router chính khi cả hai đều hoạt động. Router có mức độ ưu tiên cao hơn sẽ được ưu tiên làm router chính. Nếu mức độ ưu tiên bằng nhau, router với địa chỉ IP cao hơn sẽ được chọn.
Các phiên bản HSRP
- HSRPv1: Là phiên bản ban đầu của HSRP, được mô tả trong RFC 2281. Hỗ trợ cơ bản cho tính năng chuyển giao giữa router chính và router dự phòng khi có sự cố. Trong đó các tin nhắn Multicast được phát tại 224.0.0.2 và sử dụng cổng UDP 1985. Phiên bản này cho phép phạm vi số nhóm từ 0 đến 255.
- HSRPv2: Là phiên bản đầu cải tiến được mô tả trong RFC 3768. Cung cấp nhiều tính năng mở rộng và cải tiến so với HSRPv1, bao gồm hỗ trợ cho IPv6 và các tính năng bảo mật mạnh mẽ hơn. Nó hỗ trợ số nhóm từ o đến 4095 và các tin nhắn Multicast phát tại 224.0.0.102.
Cấu hình HSRP
Giả sử ta có 2 bộ định tuyến có tên R1 và R2. Bây giờ ta muốn cấu hình HSRP để R1 làm Router chính và R2 làm Router dự phòng. Bên cạnh đó ta có các thông tin sau:
- Địa chỉ IP của R1 (f 0/0) là 10.1.1.1/24 và R2 (f 0/0) là 10.1.1.2/24
- Địa chỉ IP ảo (10.1.1.100), tên nhóm HSRP_TEST , số nhóm 1 và mức độ ưu tiên cho R1 110.
Hãy quan sát hình ảnh sơ đồ sau để dễ dàng quan sát:
Dưới đây là cách cấu hình:
Cấu hình trên Router 1:
R1(config)# interface FastEthernet0/0
R1(config-if)# standby 1 ip 10.1.1.100
R1(config-if)# standby 1 priority 110
R1(config-if)# standby 1 name HSRP_TEST
R1(config-if)# standby 1 preempt
Cấu hình trên Router 2:
R2(config)# interface FastEthernet0/0
R2(config-if)# standby 1 ip 10.1.1.100
R2(config-if)# standby 1 priority 100
R2(config-if)# standby 1 name HSRP_TEST
R2(config-if)# standby 1 preempt
Giải thích cấu hình:
- interface FastEthernet0/0: Chọn giao diện mạng cần cấu hình HSRP (trong trường hợp này là FastEthernet0/0).
- standby 1 ip 10.1.1.100: Gán địa chỉ IP ảo 10.1.1.100 cho nhóm HSRP có số nhóm là 1.
- standby 1 priority 110: Đặt mức độ ưu tiên của router R1 là 110, để nó trở thành router chính khi cả hai đều hoạt động.
- standby 1 name HSRP_TEST: Đặt tên nhóm HSRP là “HSRP_TEST”.
- standby 1 preempt: Cho phép router R1 tự động giành lại vai trò router chính nếu nó được khôi phục sau một sự cố.
Lưu ý: Khi cấu hình Router R2, ta sẽ để mức độ ưu tiên thấp hơn (ở đây là 100) để đảm bảo rằng R1 sẽ trở thành router chính khi cả hai đều hoạt động. Điều này là do router với mức độ ưu tiên cao hơn sẽ trở thành router chính trong trường hợp cả hai đều khả dụng.
Thông Tin Về Tác Giả
Nguyễn Thành Hợp là một chuyên gia về lĩnh vực thiết bị mạng, viễn thông gần 10 năm kinh nghiệm với nhiều chứng chỉ chất lượng như CCNA 200-301, CCNP, CCDA, CCDP,... do Cisco cung cấp. Sở thích cá nhân là khám phá những kiến thức mới mẻ về công nghệ nói chung và đặc biệt là liên quan đến lĩnh vực mạng!
