Firsthop冗余协议

顾名思义，这是一种冗余协议，它能够管理多个网关路由器。也就是说，当某个网关路由器出现故障时，该协议会自动用另一个功能正常的备用网关路由器来替代它。FHRP并非单一的协议，而是一类能够实现类似功能的协议。

• HSRP——热备份路由器协议
• VRRP – 虚拟路由器冗余协议
• GLBP——网关负载均衡协议。

FHRP的工作原理：

• FHRP使用虚拟IP地址和虚拟MAC地址来为那些将被用作活动/备用路由器的路由器进行配置。
• 这些虚拟IP地址和虚拟MAC地址被用作终端主机上的默认网关IP地址和默认网关MAC地址。
• 默认情况下，当前处于活动状态的路由器负责将来自终端主机的数据转发到各个网络之中。如果当前活动的路由器出现故障，那么备用路由器就会接替其职责，成为终端主机的网关路由器。

热备份路由器协议（Hot Standby Router Protocol，HSRP）：

• 思科专有协议
• 使用端口号1985。
• 允许多个路由器（或MLS）通过虚拟IP地址来作为单一的网关存在。
• HSRP会定期向224.0.0.2发送“hello”消息（默认时间间隔为3秒）。

工作：

• 那些旨在为某个特定网关地址提供冗余功能的路由器或多层交换机（MLS），会被分配到同一个HSRP组中。
• 其中，有一个路由器被选中作为活动HSRP路由器，另一个路由器则被选中作为备用HSRP路由器。其余的路由器则仍处于监听状态。
• 路由器定期交换HSRP问候消息，这样它们就能知道彼此的存在，以及当前处于活跃状态的路由器是谁。

HSRP路由器选举标准：

1. 最高优先级（范围：1–255，默认值为100）
2. 该接口上最高的IP地址（该地址属于HSRP组的一部分）

参与 HSRP 的设备必须使其接口经历以下状态：

1. 残疾人
2. 启动/开始
3. 请听吧。
4. 说话/表达
5. 待命/备用状态
6. 法案/法律

优先购买权这是FHRP中的一个功能，它使得该组中的所有路由器都能根据最高的优先级来参与“活跃路由器”的选举过程。默认情况下，HSRP中的“抢占功能”是关闭的。因此，一旦选出“活跃路由器”，那么该路由器就不会改变其角色，直到“抢占功能”被启用为止。而其他路由器则可以根据相应的资格标准随时进行“备用路由器”的选举。

虚拟路由器冗余协议（VRRP）：

1. 开放标准协议
2. IP协议编号112
3. 使用多播地址224.0.0.18来发送其公告信息。
4. 预取功能默认是启用的。
5. 版本：
   VRRP v2仅支持IPv4协议。
   VRRP v3支持IPv4和IPv6协议。不过，这两种IP地址版本不能同时使用。

工作：

1. 那些被设计为为特定网关地址提供冗余功能的路由器或多层交换机（MLS），会被分配到同一个VRRP组中。
2. 其中，有一个路由器被选举为“主路由器”，而其余的所有路由器则被设为“备用路由器”。
3. 主路由器会定期发送广告信息（默认时间间隔为1秒），而所有其他备用路由器也会接收到这些广告信息。

VRRP路由器选举标准：

1. 最高优先级（范围：1–255，默认值为100）
2. 该接口上最高的IP地址（该地址属于VRRP组的一部分）

网关负载均衡协议（GLBP）：

1. 思科专有协议
2. 使用端口号 3222。
3. 它使用多播地址224.0.0.102来发送其“Hello消息”（默认情况下，每隔3秒发送一次）。
4. 默认情况下，优先购买功能是关闭的。
5. 它以一种能够平衡负载的方式来实现负载均衡，使得GLBP组中的所有路由器都能处理来自终端主机的流量。

GLBP的组成部分：

• 主动虚拟网关（Active Virtual Gateway, AVG）在GLBP组中，只有单一的AVG负责处理所有针对虚拟MAC地址或虚拟IP地址的ARP请求。该AVG会回复给该主机所关联的活跃虚拟转发器的虚拟MAC地址。
• 主动式虚拟运输工具（Active Virtual Forwarder，简称AVF）在一个GLBP组中，最多可以有4个AVF，它们负责转发数据。

GLBP是如何实现负载均衡的：

• 当多个路由器被分配给一个GLBP组时，会有一个路由器被选举为主AVG，另一个路由器则被选举为备用AVG。因此，在一个GLBP组中，最多可以有4个AVF。
• 由于该组中的所有路由器都拥有相同的虚拟IP地址，因此这些路由器都可以通过将部分流量转发给其他路由器来实现负载均衡。
• 这种负载均衡功能是通过使用虚拟MAC地址来实现的。这些虚拟MAC地址是由AVG分配给所有AVF的，且每个AVF都拥有唯一的虚拟MAC地址。在ARP响应中，这些虚拟MAC地址会被作为网关MAC地址发送给主机。