HSRP を使用してマルチホーム BGP ネットワークを冗長構成にする方法

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Updated: 2006 年 5 月 10 日

Document ID:13768

翻訳について

シスコは世界中のユーザにそれぞれの言語でサポートコンテンツを提供するために、機械と人による翻訳を組み合わせて、本ドキュメントを翻訳しています。ただし、最高度の機械翻訳であっても、専門家による翻訳のような正確性は確保されません。シスコは、これら翻訳の正確性について法的責任を負いません。原典である英語版（リンクからアクセス可能）もあわせて参照することを推奨します。

はじめに

このドキュメントでは、2 つの個別のインターネットサービスプロバイダー（ISP）に接続されたマルチホーム Border Gateway Protocol（BGP）ネットワークに冗長性をもたらす方法を説明します。 1 つの ISP への接続で障害が発生すると、BGP set as-path {tag | prepend as-path-string} コマンドと Hot Standby Router Protocol（HSRP）を使用して、もう 1 つの ISP へトラフィックが動的に再ルーティングされます。

前提条件

要件

このドキュメントの読者は次のトピックについて理解している必要があります。

使用するコンポーネント

このドキュメントは、特定のソフトウェアやハードウェアのバージョンに限定されるものではありません。

本書の情報は、特定のラボ環境にあるデバイスに基づいて作成されたものです。このドキュメントで使用するすべてのデバイスは、初期（デフォルト）設定の状態から起動しています。稼働中のネットワークで作業を行う場合、コマンドの影響について十分に理解したうえで作業してください。

表記法

ドキュメント表記の詳細は、『シスコテクニカルティップスの表記法』を参照してください。

背景説明

このドキュメントで説明する設定の目標は、以下のネットワークポリシーを実現することです。

ネットワーク 192.168.21.0/24 上のホストから発信されてインターネットを宛先とするすべての発信トラフィックは R1 経由で ISP-A にルーティングすること。ただし、そのリンクまたは R1 で障害が発生した場合は、手動による介入なしでトラフィックを R2 経由で ISP-B に再ルーティングすること。
インターネットから発信されて自律システム（AS 100）を宛先とするすべての着信トラフィックは、R1 経由でルーティングされること。 ISP-A から R1 へのリンクで窓外が発生した場合は、着信トラフィックを自動的に ISP-B 経由で R2 に再ルーティングすること。

これらの要件を満たすためのテクノロジーは、 BGP と HSRP の 2 つです。

最初の完全冗長アウトバウンドパスの目標は、HSRP によって実現できます。通常、PC にはルーティング情報を収集して交換する機能はありません。デフォルトゲートウェイの IP アドレスは PC 上で静的に設定されており、ゲートウェイルータがダウンした場合、PC はローカルネットワークセグメントの外部にあるすべてのデバイスへの接続性を失います。これは、代替ゲートウェイが存在するとしても同じです。 HSRP は、完全冗長アウトバウンドパスの要件を満たすように設計されています。詳細については、HSRP の特徴および機能を参照してください。

第 2 の目的は、BGP set as-path prepend コマンドで実現できることであり、これは、BGP がプレフィクス 192.168.21.0/24 向けに R2 から ISP-B へのリンクを経由する長めの AS パス（それ自体の AS 番号を複数回追加することで）にデータを入力できます。したがって、AS 100 の外部から送信されて 192.168.21.0/24 を宛先とするすべてのトラフィックは、ISP-A 経由で R1 リンクに到達する短いほうの AS パスを使用します。プライマリパス（ISP-A から R1 へのパス）で障害が発生すると、すべてのトラフィックはネットワーク 192.168.21.0/24 に到達するために長いほうの AS パス（ISP-B から R2 へのパス）を使用します。 BGP set as-path prepend コマンドの詳細を学習するには、『BGP ケーススタディ』ドキュメントの AS_PATH 属性図を参照してください。

設定

この項では、このドキュメントで説明する機能の設定に必要な情報を提供します。

注: このドキュメントで使用されているコマンドの詳細を調べるには、Command Lookup Tool（登録ユーザ専用）を使用してください。

ネットワーク図

このドキュメントは、次に示すネットワーク構成を使用しています。

この図では、AS 100 内のルータ 1（R1）とルータ 2（R2）には、AS 100 の外部 BGP（eBGP）ピアリングによって、それぞれ ISP-A（AS 300）、ISP-B（AS 400）がピアとして設定されています。 AS 600 内のルータ 6（R6）には、AS 100 の eBGP ピアリングによって ISP-A と ISP-B の両方がピアとして設定されています。 R1、 R2 の iBGP ピアリングは、最適なルーティングを保証するために必要です。たとえば、AS 400 の内部ルータに到達しようとする場合、R1 は AS 300 経由の長いほうのパスを使用しません。代わりに、R1 はトラフィックを R2 に転送します。

R1 と R2 は、共通イーサネットセグメントで HSRP にも対応するように設定されています。同じイーサネットセグメント上のホストは、HSRP スタンバイ IP アドレス 192.168.21.10 を指すデフォルトルートを使用します。

設定

R1
Current configuration hostname R1 ! interface serial 0 ip address 192.168.31.1 255.255.255.0 ! interface Ethernet1 ip address 192.168.21.1 255.255.255.0 standby 1 priority 105 standby 1 preempt delay minimum 60 standby 1 ip 192.168.21.10 standby 1 track Serial0 !--- The standby track serial command tracks the state of !--- the Serial0 interface and brings down the !--- priority of standby group 1, if the interface goes down. !--- The standby preempt delay minimum 60 command makes sure that !--- R1 preempts and takes over as active router again. This command also ensures that !--- the router waits 60 seconds before doing so in order to give BGP time enough !--- to converge and populate the routing table. This avoids !--- traffic being sent to R1 before it is ready to forward it. ! ! router bgp 100 no synchronization network 192.168.21.0 neighbor 192.168.21.2 remote-as 100 neighbor 192.168.21.2 next-hop-self neighbor 192.168.31.3 remote-as 300 no auto-summary !

Current configuration

hostname R1
!
interface serial 0
ip address 192.168.31.1 255.255.255.0
!
interface Ethernet1
  ip address 192.168.21.1 255.255.255.0
  standby 1 priority 105
  standby 1 preempt delay minimum 60
  standby 1 ip 192.168.21.10
  standby 1 track Serial0

!--- The  standby track serial command tracks the state of !--- the Serial0 interface and brings down the !--- priority of standby group 1, if the interface goes down. !--- The  standby preempt delay minimum 60 command makes sure that !--- R1 preempts and takes over as active router again. This command also ensures that !--- the router waits 60 seconds before doing so in order to give BGP time enough !--- to converge and populate the routing table. This avoids !--- traffic being sent to R1 before it is ready to forward it.

!
!
router bgp 100
  no synchronization
  network 192.168.21.0
  neighbor 192.168.21.2 remote-as 100
  neighbor 192.168.21.2 next-hop-self
  neighbor 192.168.31.3 remote-as 300
  no auto-summary
!

R2
Current configuration: hostname R2 ! interface serial 0 ip address 192.168.42.2 255.255.255.0 ! interface Ethernet1 ip address 192.168.21.2 255.255.255.0 standby 1 priority 100 standby 1 preempt standby 1 ip 192.168.21.10 ! ! router bgp 100 no synchronization network 192.168.21.0 neighbor 192.168.21.1 remote-as 100 neighbor 192.168.21.1 next-hop-self neighbor 192.168.42.4 remote-as 400 neighbor 192.168.42.4 route-map foo out !--- It appends AS 100 to the BGP updates sent to AS 400 !--- in order to make it a backup for the ISP-A to R1 path. no auto-summary ! access-list 1 permit 192.168.21.0 route-map foo permit 10 match ip address 1 set as-path prepend 100 end

Current configuration:  

hostname  R2 
!
interface serial 0  
ip address 192.168.42.2 255.255.255.0  
!
interface Ethernet1  
 ip address 192.168.21.2 255.255.255.0  
 standby 1 priority 100  
 standby 1 preempt  
 standby 1 ip 192.168.21.10  
! 
!  
router bgp 100  
 no synchronization  
 network 192.168.21.0   
 neighbor 192.168.21.1 remote-as 100  
 neighbor 192.168.21.1 next-hop-self  
 neighbor 192.168.42.4 remote-as 400  
 neighbor 192.168.42.4 route-map foo out 

!--- It appends AS 100 to the BGP updates sent to AS 400 !--- in order to make it a backup for the ISP-A to R1 path.

 no auto-summary  
!  
access-list 1 permit 192.168.21.0  
route-map foo permit 10  
 match ip address 1  
 set as-path prepend 100  

end

確認

このセクションでは、設定が正常に動作しているかどうかを確認する際に役立つ情報を提供しています。

特定の show コマンドは、Output Interpreter Tool（登録ユーザ専用）によってサポートされています。このツールを使用すると、show コマンド出力の分析を表示できます。

どのネットワークでも冗長性を設定する際は、以下の 2 つの点を考慮する必要があります。

ローカルネットワークから宛先ネットワークへと向かう冗長パスの作成
宛先ネットワークからローカルネットワークへと戻る冗長パスの作成

ローカルネットワークから宛先に送信されるパケット

この例でのローカルネットワークは 192.168.21.0/24 です。ルータ R1 と R2 は、インターフェイス Ethernet1 に接続されたイーサネットセグメントで HSRP を実行しています。 R1 はスタンバイプライオリティ 105 の HSRP アクティブルータとして設定され、R2 のスタンバイプライオリティは 100 に設定されています。 R1 で standby 1 track Serial0 (s0) コマンドを使用することで、HSRP プロセスでそのインターフェイスをモニタできます。インターフェイスがダウンすると、HSRP プライオリティが引き下げられます。インターフェイス s0 の回線プロトコルがダウンすると、HSRP プライオリティが 95 に下げられます（プライオリティを減らす際のデフォルト値は 10 です）。これにより、もう一方の HSRP ルータ R2 のプライオリティ（100）のほうが高くなります。したがって、R2 が HSRP アクティブルータになり、アクティブ HSRP アドレス 192.169.21.10 を宛先とするトラフィックは R2 に取り込まれます。

R1 上でインターフェイス s0 がアップしているときに、アクティブ HSRP ルータを確認するために show standby コマンドを実行します。

R1#show standby 
   Ethernet1 - Group 1 
     Local state is Active, priority 105, may preempt 
     Hellotime 3 sec, holdtime 10 sec 
     Next hello sent in 0.338 
     Virtual IP address is 192.168.21.10 configured 
     Active router is local 
     Standby router is 192.168.21.2 expires in 8.280 
     Virtual mac address is 0000.0c07.ac01 
     13 state changes, last state change 00:46:10 
     IP redundancy name is "hsrp-Et0-1"(default) 
     Priority tracking 1 interface, 1 up: 
     Interface                    Decrement   State 
     Serial0                          10      Up 

R2#show standby 
   Ethernet1 - Group 1
     State is Standby
     56 state changes, last state change 00:05:13
     Virtual IP address is 192.168.21.10
     Active virtual MAC address is 0000.0c07.ac01
     Local virtual MAC address is 0000.0c07.ac01 (default)
     Hello time 3 sec, hold time 10 sec
     Next hello sent in 1.964 secs
     Preemption enabled
     Active router is 192.168.21.1, priority 105 (expires in 9.148 sec)
     Standby router is local
     Priority 100 (default 100)
     IP redundancy name is "hsrp-Et0-1" (default)

R1#show standby ethernet 1 brief
                     P indicates configured to preempt.
                     |
Interface   Grp Prio P State    Active addr     Standby addr    Group addr
Et1         1   105  P Active   local           192.168.21.2    192.168.21.10
R1#

R2#show standby ethernet 1 brief
                     P indicates configured to preempt.
                     |
Interface   Grp Prio P State    Active          Standby         Virtual IP
Et1         1   100  P Standby  192.168.21.1    local           192.168.21.10
R2#

show standby コマンドは、R1 が優先順位の高い 105 なので、アクティブな HSRP ルータとして R1 を示します。 R1 がアクティブなルータであるため、R1 がスタンバイ IP アドレス 192.168.21.10 を所有します。デフォルトゲートウェイが設定されたホストから 192.168.21.10 に向かうすべての IP トラフィックは R1 経由でルーティングされます。

ルータ R1 上のインターフェイス s0 をダウンさせると、HSRP アクティブルータが変更されます。R1 上の HSRP には standby track serial 0 コマンドが設定されているためです。シリアル 0 インターフェイスプロトコルがダウンすると、HSRP が R1 のプライオリティを 10（デフォルト）減らして 95 に下げます。これにより、R1 の状態は「スタンバイ」になります。 R2 がアクティブルータの役割を引き継いで、スタンバイ IP アドレス 192.168.21.10 を所有します。そのため、192.168.21.0/24 セグメント内のホストから送信されるすべてのトラフィックは R2 を経由することになります。 debug および show コマンド出力も同じことを確認します。

R1(config)# interface s0 
R1(config-if)# shut 
 %STANDBY-6-STATECHANGE: Standby: 1: Ethernet1 state Active         -> Speak 
 %LINK-5-CHANGED: Interface Serial0, changed state to administratively down 
 %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial0, changed state to down 
 %STANDBY-6-STATECHANGE: Standby: 1: Ethernet1 state Speak  -> Standby 
 %LINK-3-UPDOWN: Interface Serial0, changed state to down: 
 %STANDBY-6-STATECHANGE: Standby: 1: Ethernet1 state Active       -> Speak 
 %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial0, changed state to down 
 %STANDBY-6-STATECHANGE: Standby: 1: Ethernet1 state Speak  -> Standby

R1 がスタンバイルータになることに注意してください。

R2 がアクティブ状態になると、以下のような出力が表示されます。

R2# 
 %STANDBY-6-STATECHANGE: Standby: 1: Ethernet1 state Standby        -> Active

R1 と R2 で show standby コマンドを実行した場合、インターフェイス s0 が R1 でダウンした後にスタンバイ優先順位を確認します。

R1#show standby
Ethernet1 - Group 1
  Local state is Standby, priority 95 (confgd 105), may preempt
  Hellotime 3 sec, holdtime 10 sec
  Next hello sent in 0.808
  Virtual IP address is 192.168.21.10 configured
  Active router is 192.168.21.2, priority 100 expires in 9.008
  Standby router is local
  15 state changes, last state change 00:00:40
  IP redundancy name is "hsrp-Et0-1" (default)
  Priority tracking 1 interface, 0 up:
    Interface               Decrement   State
    Serial0                      10     Down  (administratively down)
R1#
 
R2#show standby
Ethernet1 - Group 1
  State is Active
    57 state changes, last state change 00:00:33
  Virtual IP address is 192.168.21.10
  Active virtual MAC address is 0000.0c07.ac01
    Local virtual MAC address is 0000.0c07.ac01 (bia)
  Hello time 3 sec, hold time 10 sec
    Next hello sent in 2.648 secs
  Preemption enabled
  Active router is local
  Standby router is 192.168.21.1, priority 95 (expires in 7.096 sec)
  Priority 100 (default 100)
  IP redundancy name is "hsrp-Et0-1" (default)
R2#

R2#

R1#sh standby ethernet 1 brief
                     P indicates configured to preempt.
                     |
Interface   Grp Prio P State    Active addr     Standby addr    Group addr
Et0         1   95   P Standby  192.168.21.2    local           192.168.21.10
R1# 

R2#sh standby ethernet 1 brief
                     P indicates configured to preempt.
                     |
Interface   Grp Prio P State    Active          Standby         Virtual IP
Et0         1   100  P Active   local           192.168.21.1    192.168.21.10
R2#

R1 のスタンバイプライオリティが 105 から 95 に下がると、R2 がアクティブルータになります。

要約

ISP-A と R1 間の接続障害が発生すると、HSRP は R1 上のスタンバイグループのプライオリティを低くします。 R1 はアクティブ状態からスタンバイ状態に変わります。 R2 はスタンバイ状態からアクティブ状態に変わります。スタンバイ IP アドレス 192.168.21.10 は R2 でアクティブになり、トラフィックをインターネットに送信するホストは R2 と ISP-B を使用して、発信トラフィックの代替パスを提供します。

HSRP standby track コマンドの詳細は、『standby preempt および standby track コマンドの使用法』を参照してください。

宛先からローカルネットワークに送信されるパケット

「背景説明」セクションで定義したネットワークポリシーによると、192.168.21.0/24 へやって来るトラフィックの ISP-A がプライマリパスであり、ISP-B がバックアップパスなので（ISP-A への大きめの帯域幅接続などの理由で）、R2 で ISP-B に対して通知された BGP アップデート内に自身の AS 番号を付加して、ISP-B 経由の AS パスをさらに長く見せることができます。それには、BGP ネイバー 192.168.42.4 のルートマップを設定します。そのルートマップに、自身の AS を set as-path prepend コマンドで付加します。このルートマップをネイバー 192.168.42.4 に対するアウトバンド更新に適用します。

注: 実稼働環境では、AS 番号を複数回付加して、アナウンスされたルートが選ばれにくくする必要があります。

以下に、ISP-A の R1 と ISP-B の R2 間で BGP 接続がアップしている場合にネットワーク 192.168.21.0 に適用される R6 内の BGP テーブルを示します。

R6#
show ip bgp 192.168.21.0
BGP routing table entry for 192.168.21.0/24, version 30 
Paths: (2 available, best #1) 
  Advertised to non peer-group peers: 
    192.168.64.4 
  300 100 
    192.168.63.3 from 192.168.63.3 (10.5.5.5) 
      Origin IGP, localpref 100, valid, external, best, ref 2 
  400 100 100 
    192.168.64.4 from 192.168.64.4 (192.168.64.4) 
      Origin IGP, localpref 100, valid, external

BGP は ISP-A 経由の AS パス {300 100} をベストパスとして選択します。ISP-B からの AS パス {400 100 100 } と比べると AS パス長が短いためです。 ISP-B からの AS パスのほうが長い理由は、R2 での AS パス付加設定にあります。

R1 と ISP-A 間の接続が切断された場合、R6 は AS 100 内のネットワーク 192.168.21.0/24 に到達するために ISP-B 経由の代替パスを選択する必要があります。

R1(config)#interface s0 
R1(config-if)#shut 
%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial0, changed state to down

以下に、ネットワーク 192.168.21.0/24 に対する R6 内の BGP テーブルを示します。

R6#show ip bgp 192.168.21.0 
BGP routing table entry for 192.168.21.0/24, version 31 
Paths: (1 available, best #1) 
  Advertised to non peer-group peers: 
    192.168.63.3 
  400 100 100 
    192.168.64.4 from 192.168.64.4 (192.168.64.4) 
      Origin IGP, localpref 100, valid, external, best

マルチホームネットワークでの BGP 設定の詳細については、2 つの異なるサービスプロバイダーを使用した BGP の設定例（マルチホーム）を参照してください。

トラブルシューティング

現在のところ、この設定に関する特定のトラブルシューティング情報はありません。

HSRP を使用してマルチホーム BGP ネットワークを冗長構成にする方法

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目次

はじめに

前提条件

要件

使用するコンポーネント

表記法

背景説明

設定

ネットワーク図

設定

確認

ローカルネットワークから宛先に送信されるパケット

要約

宛先からローカルネットワークに送信されるパケット

トラブルシューティング

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