HSRP について
HSRP は、ルータのグループがファーストホップ ルーティングの冗長性を実現するプロトコルです。アクティブ ルータとスタンバイ ルータを選択しておくことで、アクティブ ルータで障害が発生した場合でも継続的なパケットルーティングを保証します。
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ファーストホップ IP ルータの透過的なフェールオーバーを可能にします。
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デフォルト ルータの IP アドレスを指定して設定された、イーサネット ネットワーク上の IP ホストに冗長性を提供します。
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ルータのグループを使用して、アクティブ ルータ(パケットをルーティングする)とスタンバイ ルータ(アクティブで障害が発生したときに引き継ぐ)を選択します。
大部分のホストの実装では、ダイナミックなルータ ディスカバリ メカニズムをサポートしていませんが、デフォルトのルータを設定することはできます。HSRP は、これらのホストにフェールオーバー サービスを提供します。すべてのホストでダイナミック ルータ検出を実行することに関連した管理、処理、およびセキュリティ上の懸念に対処できます。
HSRP の概要
HSRP(ホット スタンバイ ルータ プロトコル)は、ルータのグループが仮想 IP アドレスと仮想 MAC アドレス を共有できる冗長性プロトコルです。これにより、ホストは信頼性の高いネットワーク接続のために単一のデフォルト ゲートウェイを使用できます。
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HSRP グループ内のルータは、ホストへのデフォルト ゲートウェイとして仮想 IP アドレスと仮想 MAC アドレスを共有します。
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1 台のルータがパケットを転送するアクティブ ルータとして選択され、もう一方のルータがアクティブ ルータが故障したときに引き継ぐスタンバイ ルータとして選択されます。
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HSRP は、優先順位値および hello メッセージを使用して、アクティブ ロールまたはスタンバイ ロールを判別し、障害を検出します。
HSRP は、参加している各ルータ インターフェイスに仮想 IP と MAC アドレスを設定することによって動作します。アクティブ ルータが仮想アドレスのトラフィックを処理します。スタンバイ ルータはアクティブルータをモニターし、障害が発生した場合は処理を引き継ぎます。
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それぞれの HSRP 対応インターフェイスは、同じ仮想 IP および MAC アドレス、および固有の実 IP および MAC アドレスで設定されます。
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ルータでは、マルチキャスト UDP ベースの hello メッセージを送受信することにより、障害の検出とロールの移行の管理を行います。
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HSRP は、冗長性を高めるために 1 つのインターフェイスで複数のグループをサポートできます。
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すべての HSRP 対応インターフェイスで仮想 IP および MAC アドレスを設定します。
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デフォルトのアクティブ ルータにするインターフェイスには、高い優先順位を割り当てます(デフォルトの優先順位は 100)。
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HSRP は、優先順位および hello メッセージのステータスに基づいてアクティブ ルータおよびスタンバイ ルータを選択します。
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アクティブ ルータ:仮想 IP/MAC アドレスに送信されたパケットを転送します。
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アクティブ ルータで障害が発生すると、スタンバイ ルータがその役割を引き継ぎます。
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仮想ルータ:ホストの共有デフォルト ゲートウェイを表します。物理的に存在しない場合もあります。
![]() (注) |
ルーテッド ポートの HSRP 仮想 IP アドレス宛のパケットは、ローカル ルータ上で終端します。ルータの HSRP ロールには関係しません。レイヤ 2(VLAN)インターフェイスでは、このようなパケットはアクティブ ルータで終端します。 |

例:冗長ネットワークの HSRP
HSRP 用に設定された 2 台のルータがあるネットワークでは、両方のルータが仮想 IP と MAC アドレスを共有します。ホストは、仮想 IP をデフォルト ゲートウェイとして使用するように構成されます。アクティブ ルータが設定時間内に hello メッセージを送信できない場合、スタンバイ ルータが自動的に引き継ぎ、ホストの接続が中断されないようにします。
HSRP のバージョン
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デフォルトでは、 HSRPバージョン 1 がサポートされていますが、インターフェイスは、HSRP バージョン 2 を使用するように設定できます。
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HSRP バージョン 2 では、グループ番号の範囲が 0 ~ 255(バージョン 1)から 0 ~ 4095 に拡張されています。
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HSRP バージョン 2 は、異なるマルチキャスト範囲とMAC アドレス範囲を使用し、 MD5 認証をサポートし、TLV パケット形式を導入しています。
HSRP バージョン 2 では、拡張グループ番号、最新のマルチキャストおよび MAC アドレス、 MD5 認証、新しいパケットフォーマットなど、いくつかのバージョン 1 からの機能強化が導入されています。
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HSRP バージョン 2 がサポートするグループ番号は 0 ~ 4095 です。バージョン 1 は 0 ~ 255 をサポートします。
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HSRP バージョン 2 は、マルチキャスト アドレスとして、IPv4 では 224.0.0.102、IPv6 では FF02::66 を使用します。HSRP バージョン 1 は 224.0.0.2 を使用します。
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HSRP バージョン 2 は、MAC アドレス範囲として、IPv4 では 0000.0C9F.F000 ~ 0000.0C9F.FFFF、IPv6 アドレスでは 0005.73A0.0000 ~ 0005.73A0.0FFF を使用します。バージョン 1 は、0000.0C07.AC00 ~ 0000.0C07.ACFF を使用します。
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HSRP バージョン 2 では、MD5 認証のサポートが追加されています。
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HSRPバージョン 2 では、Type-Length-Value(TLV)パケット フォーマットを使用します。バージョン 1 ルータは、バージョン 2 のパケットを無視します。
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HSRP のバージョンを変更すると、 グループは再初期化されます。新しい仮想 MAC アドレスが与えられるからです。
HSRP for IPv4
HSRP for IPv4 は、ルータがホストに仮想デフォルト ゲートウェイを提供できるようにするプロトコルで、ネットワーク セグメントでの高可用性と冗長性を確保します。
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ルータは、マルチキャスト アドレスと UDP ポート 1985 を使用して HSRP hello パケットを交換します。
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ホストは、デフォルト ゲートウェイとして HSRP 仮想 IP および MAC アドレスを使用します。
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HSRP バージョン 2 は、拡張されたグループ番号範囲と新しいマルチキャスト アドレス、および MAC アドレスをサポートします。
HSRP for IPv4 の仕組み
HSRP ルータは、hello パケットを交換することによって通信し、アクティブ ルータとスタンバイ ルータのステータスを維持します。これらのパケットは、特定のマルチキャストアドレスに送信され、UDP ポート 1985 を使用します。アクティブルータは HSRP 仮想 MAC アドレスを使用し、スタンバイ ルータは自身のインターフェイス MAC アドレスを使用します。ホストは、デフォルト ゲートウェイとして HSRP 仮想 IP アドレスを使用し、関連付けられた仮想 MAC アドレスを ARP を使用して解決するように設定されています。
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HSRP hello パケットは 224.0.0.2(バージョン 1)または 224.0.0.102(バージョン 2)に送信されます。
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アクティブ ルータが、設定されている IP アドレスと HSRP 仮想 MAC アドレスによる hello パケットの送信元となります。
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スタンバイ ルータは、設定されている IP アドレスとインターフェイスの MAC アドレス(組み込みのもの、BIA)による hello パケットの送信元となります。
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ホストは、 ARP を使用して HSRP 仮想 IP を仮想 MAC アドレスに解決します。
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HSRP グループ番号によって仮想 MAC アドレスが決定されます(たとえば、バージョン 1 の場合は 0000.0C07.ACxy、バージョン 2 の場合は 0000.0C9F.F000 ~ 0000.0C9F.FFFF)。
IPv6 対応の HSRP
IPv6 対応の HSRP は、IPv6 ホストに対する仮想ファースト ホップを提供するプロトコルで、障害発生時に代替デフォルト ルータへの高速フェールオーバーを可能にします。
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標準の IPv6 ネイバー探索よりも高速なスイッチオーバーを提供します。ミリ秒タイマーを使用した場合、1 秒未満でフェールオーバーを実現します。
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ホストの仮想 IPv6 リンクローカル アドレスをデフォルト ゲートウェイとして提供します。
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グループ メッセージングと冗長性のために、仮想 MAC アドレスと特定のプロトコル パラメータを使用します。
IPv6 対応 HSRP は、仮想ファースト ホップおよび高速フェールオーバー機能を提供することで、IPv6 ホストのデフォルト ルータ冗長性を強化します。
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IPv6 対応 HSRP は、IPv6 ND プロトコルを使用した場合よりも、代替デフォルト ルータへのスイッチオーバーが大幅に高速です。
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IPv6 インターフェイスで HSRP を設定すると、ルータのライフタイムがゼロであるとの最終 RA が送信された後で、インターフェイスのリンクローカル アドレスに対する定期的なルータ アドバタイズメント(RA)が停止します。
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IPv6 ND は、 HSRP グループがアクティブになると、 HSRP リモート対応 IPv6 リンクローカルア ドレスに RA を定期的に送信します。グループがアクティブ状態を離れると、ルータタイムが 0 の最終的な RA が送信された後に、これらの RA は停止します。
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HSRP は、アクティブなグループ メッセージ(hello、coup、resign)でのみ、仮想 MAC アドレスを使用します。
IPv6 の HSRP は、次のパラメータを使用します。
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HSRP バージョン 2
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UDP ポート 2029
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0005.73A0.0000 ~ 0005.73A0.0FFF の範囲の仮想 MAC アドレス
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マルチキャスト リンクローカル IP 宛先アドレス FF02::66
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ホップ リミット 255
IPv6 アドレス対応の HSRP
HSRP IPv6 グループは、HSRP グループ番号に基づく仮想 MAC アドレスと、仮想 IPv6 リンクローカル アドレスにより定義されます。後者はデフォルトで HSRP 仮想 MAC アドレスに基づきます。仮想 IPv6 リンクローカル アドレスを形成するためにデフォルトの仮想 MAC アドレスが常に使用されます。グループによって実際に使用されている仮想 MAC アドレスは関係ありません。
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各 HSRP IPv6 グループには、グループ番号に基づく仮想 MAC アドレスがあります。
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仮想 IPv6 リンクローカル アドレスは、デフォルトの仮想 MAC アドレスから派生します。
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グループで別の MAC アドレスが使用されている場合でも、常にデフォルトの仮想 MAC アドレスがリンクローカル アドレスを形成するために使用されます。
IPv6 対応 HSRP は、ネイバー探索および HSRP パケットに特定の MAC アドレスおよび IPv6 アドレスを使用します。次の表に、さまざまなパケットタイプに使用される MAC アドレスと IP アドレスをまとめています。
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パケット |
送信元 MAC アドレス |
送信元 IPv6 アドレス |
宛先 IPv6 アドレス |
リンク層アドレス オプション |
|---|---|---|---|---|
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ネイバー送信要求(NS) |
インターフェイス MAC アドレス |
インターフェイス IPv6 アドレス |
— |
インターフェイス MAC アドレス |
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ルータ送信要求(RS) |
インターフェイス MAC アドレス |
インターフェイス IPv6 アドレス |
— |
インターフェイス MAC アドレス |
|
ネイバー アドバタイズメント(NA) |
インターフェイス MAC アドレス |
インターフェイス IPv6 アドレス |
仮想 IPv6 アドレス |
HSRP 仮想 MAC アドレス |
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ルート アドバタイズメント(RA) |
インターフェイス MAC アドレス |
仮想 IPv6 アドレス |
— |
HSRP 仮想 MAC アドレス |
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HSRP(非アクティブ) |
インターフェイス MAC アドレス |
インターフェイス IPv6 アドレス |
— |
— |
|
HSRP(アクティブ) |
仮想 MAC アドレス |
インターフェイス IPv6 アドレス |
— |
— |
HSRP は、IPv6 リンクローカル アドレスをユニキャスト ルーティング情報ベース(URIB)に追加しません。リンクローカル アドレスには、セカンダリ仮想 IP アドレスはありません。グローバル ユニキャスト アドレスの場合は、HSRP は URIB および IPv6 に仮想 IPv6 アドレスを追加します。


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