Hot Standby Router Protocol（HSRP）はフォールトトレラント デフォルト ゲートウェイを確立するためのシスコ独自の冗長プロトコルです。

このプロトコルは、プライマリ ゲートウェイがアクセスできなくなった場合にデフォルト ゲートウェイのフェールオーバーを実現できるようにネットワーク デバイス間にフレームワークを確立します。複数のデバイスは、IP アドレスと MAC（レイヤ 2）アドレスを共有することで単一の仮想ルータとして機能できます。仮想ルータ グループのメンバは常にステータス メッセージを交換し、あるデバイスが予定されたまたは予定外の理由によって稼働しなくなった場合に、別のデバイスがルーティング処理を請け負うことができます。ホストは、一貫した IP および MAC アドレスに IP パケットを送信しつづけ、ルーティングを実行するデバイスは透過的に切り替えられます。

HSRP は、ホストが Router Discovery Protocol をサポートしておらず、選択されたデバイスのリロードや電源故障時に新しいデバイスに切り替えることができない場合に有効です。また、既存の TCP セッションはフェールオーバーが発生しても存続するため、このプロトコルでは IP トラフィックをルーティングするためにネクスト ホップを動的に選択するホストの回復をさらに透過的に実行できます。

HSRP をネットワーク セグメントに設定すると、HSRP が動作するデバイスのグループ間で仮想 MAC アドレスと IP アドレスを共有できるようになります。この HSRP グループのアドレスが仮想 IP アドレスと呼ばれます。このようなデバイスの 1 つが、アクティブ ルータ（AR）としてプロトコルによって選択されます。AR は、グループの MAC アドレス宛のパケットを受信してルーティングします。

HSRP では、プライオリティ メカニズムを使用して、デフォルトの AR にする HSRP 設定済みデバイスを決定します。デバイスを AR として設定するには、他のすべての HSRP 設定済みデバイスのプライオリティよりも高いプライオリティをそのデバイスに割り当てます。デフォルトのプライオリティは 100 です。したがって、100 よりも高いプライオリティを持つデバイスを 1 つだけ設定した場合、そのデバイスがデフォルトの AR になります。

HSRP を実行しているデバイスは、User Datagram Protocol（UDP）ベースのマルチキャスト hello メッセージを送信および受信して、デバイスの障害を検出したり、アクティブ デバイスとスタンバイ デバイスを割り当てたりします。AR が設定された時間内に hello メッセージを送信できなかった場合は、最高のプライオリティのスタンバイ デバイスが AR になります。このようにパケット転送機能が別のデバイスに移行しても、ネットワークのいずれのホストにもまったく影響はありません。

複数のホット スタンバイ グループをインターフェイスに設定できるので、冗長デバイスおよびロード シェアリングを余すところなく活用できるようになっています。

HSRP は IP ルートをアドバタイズせず、また、ルーティング テーブルに影響しないため、ルーティング プロトコルではありません。

HSRP には、デバイスの 1 つ以上のインターフェイスに障害が発生した場合にフェールオーバーをトリガーする機能があります。これは、ヘッドエンドに戻す 1 つのシリアル リンクをそれぞれ持つデュアル ブランチ デバイスに役立つ場合があります。プライマリ デバイスのシリアル リンクがダウンした場合、バックアップ デバイスがプライマリ機能を引き継ぎ、ヘッドエンドへの接続を保持します。

PIM（Protocol Independent Multicast）には固有の冗長性機能がなく、その動作は Hot Standby Router Protocol（HSRP）グループ ステートに依存しません。その結果、IP マルチキャスト トラフィックは、HSRP によって選択されたものと同じデバイスによって必ずしも転送されるとは限りません。HSRP 認識 PIM 機能は、イネーブルになっている仮想ルーティング グループの冗長ネットワークで一貫した IP マルチキャスト転送を実現します。

HSRP 認識 PIM は HSRPアクティブ ルータ（AR）経由でのマルチキャスト トラフィックを転送することができるため、デバイスの HSRP ステートによっては、PIM は HSRP 冗長性を活用し、潜在的なトラフィックの重複を回避し、フェールオーバーをイネーブルにすることができます。PIM 代表ルータ（DR）は HSRP AR と同じゲートウェイで実行し、mroute ステートを維持します。

マルチアクセス セグメントで（LAN など）では、PIM DR 選択は冗長構成に対応していないため、選択した DR および HSRP AR が同じルータでない場合があります。PIM DR が RP または FHR に常に PIM Join/Prune メッセージを送信するようにするために、（HSRP グループが 1 つだけの場合は）HSRP AR が PIM DR になります。PIM はグループ ステートに基づく DR プライオリティの調整を担います。フェールオーバーが発生すると、HSRP グループによって選択された新しい AR 上にマルチキャスト ステートが作成され、その AR が HSRP 仮想 IP アドレスにアドレス指定されたすべてのトラフィックをルーティングし、転送する役割を引き受けます。

HSRP 認識 PIM をイネーブルにすると、PIM はデバイスが HSRP Active になった時点で PIM Hello 追加メッセージを各アクティブ HSRP グループの送信元アドレスとして HSRP 仮想 アドレスを使用して送信します。PIM Hello は、フェールオーバーに対応するための他のルータをトリガーするため、新しい　GenID を伝送します。ダウンストリーム デバイスでこの PIM Hello を受信すると、仮想アドレスを PIM ネイバー リストに追加します。PIM Hello で伝送された新しい GenID はダウンストリームのルータをトリガーし、PIM Join メッセージを仮想アドレスに再送信します。アップストリーム ルータは、HSRP グループ ステートに基づいて PIM Join/Prunes（J/P）を処理します。

J/P の宛先が HSRP グループの仮想アドレスに一致し、宛先のデバイスが HSRP がアクティブ ステートである場合は、新しい AR が　PIM DR として機能しているため、この AR が PIM Join を処理します。これにより、すべての PIM Join/Prune が HSRP グループの仮想アドレスに到達するため、ダウンストリーム ルータ側での変更とコンフィギュレーションが最小限に抑えられます。

IP ルーティング サービスが既存の仮想ルーティング プロトコルを使用して、基本的なステートレス フェールオーバー サービスを PIM などのクライアントアプリケーションに提供します。ローカルの HSRP グループ ステートの変更とスタンバイ ルータが担うタスクは対象のクライアント アプリケーションに通知されます。クライアント アプリケーションが IRS の最上部に構築され、ステートフルまたはステートレスのフェールオーバーを構築することがあります。HSRP クライアントとして PIM は HSRP　からのステート変更通知をリッスンし、HSRP ステートに基づいて PIM DR のプライオリティを自動的に調整します。PIM クライアントも、新しい AR に mroute ステートを作成するためにフェールオーバーの時点でアップストリーム デバイスとダウンストリーム デバイス間の通信をトリガーします。