HSRP : Hot Standby Router Protocol

Sur un PC on configure généralement une seule passerelle par défaut… Mais que se passe-t-il si celle-ci est hors service ? … La réponse est simple … plus moyen de communiquer en dehors de son domaine de diffusion.
Pour remédier à cela, il existe plusieurs méthodes pour gérer la redondance de passerelle dont les protocoles HSRP, VRRP et GLBP.

Voici un exemple simple de mise en place de redondance de passerelle à l’aide de HSRP. Il est toutefois important de noter qu’il s’agit d’un protocole propriétaire Cisco.

La topologie

Afin d’aller directement à l’essentiel, la configuration de base de la topologie est considérée comme terminée. Pour ma part j’ai simplement activé EIGRP entre R1, R2 et R3.
R3 dispose d’une interface Loopback (1.1.1.1/32) que j’utiliserai pour tester la communication depuis le PC.
Le PC (C1) est configuré avec l’adresse 192.168.0.10/24 avec une passerelle par défaut 192.168.0.254. Notez qu’il ne s’agit pas de l’adresse configurée sur R1 ou R2 … Mais ce sera celle dont le rôle sera assumé soit par R1 soit par R2 en fonction de l’état du réseau.

Principe général

HSRP est un protocole qui fourni une solution de continuité de service principalement pour la redondance de passerelles par défaut.
Pour chaque réseau, on associe les interfaces des routeurs à un groupe HSRP (le même n° de groupe pour toutes les interfaces qui doivent assurer le même rôle). A ce groupe on associe une adresse IP virtuelle (dans le cas présent ce sera 192.168.0.254).
La redondance est mise en place par le biais du protocole ARP. Lorsque le PC doit envoyer une trame à sa passerelle, il émet une requête ARP et celle-ci répond en fournissant son adresse MAC.
Avec HSRP, les routeurs vont associer une adresse MAC particulière à l’adresse IP virtuelle sous la forme 00:00:0c:07:ac:XX (où XX est le n° du groupe HSRP).
Dés lors, pour le PC, quoi qu’il arrive, ce sera cette adresse MAC qui identifiera sa passerelle.   De leur côté les routeurs dialoguent par multicast afin de négocier et de savoir qui devra se charger de traiter la trame destinée à l’adresse MAC HSRP.

Configuration de R1

R1(config)# interface FastEthernet0/0
R1(config-if)# standby 1 ip 192.168.0.254
R1(config-if)# standby 1 priority 200
R1(config-if)# standby 1 preempt

On a donc configuré ici l’interface Fa0/0 de R1 pour fonctionner dans le groupe HSRP n°1 auquel on a associé l’adresse IP virtuelle 192.168.0.254. En plus on a défini une priorité de 200 (la plus grande priorité sera la passerelle effective) et on active le droit de préemption (si R1 tombe en panne, R2 prend le relai… mais is R1 revient, il reprendra sa place, sans préemption, R2 resterait la passerelle).

Configuration de R2

R2(config)# interface FastEthernet0/0
R2(config-if)# standby 1 ip 192.168.0.254
R2(config-if)# standby 1 priority 100

La configuration de R2 est similaire à celle de R1, étant donné que R2 est configuré avec une priorité plus faible, il n’est pas nécessaire d’activer la préemption.

Vérification

Sur le PC, un test de communication démontre le bon fonctionnement de la configuration…
La configuration de C1:

NAME  IP/MASK         GATEWAY       MAC
VPCS1 192.168.0.10/24 192.168.0.254 00:50:79:66:68:00

Test de communication vers 1.1.1.1

VPCS[1]> ping 1.1.1.1
1.1.1.1 icmp_seq=1 timeout
1.1.1.1 icmp_seq=2 ttl=254 time=50.000 ms
1.1.1.1 icmp_seq=3 ttl=254 time=50.000 ms
1.1.1.1 icmp_seq=4 ttl=254 time=39.000 ms
1.1.1.1 icmp_seq=5 ttl=254 time=48.000 ms

Il est intéressant d’analyser la table ARP de C1…

VPCS[1]> arp
00:00:0c:07:ac:01 192.168.0.254 expires in 114 seconds

On constate donc bien que 192.168.0.254 est la passerelle de C1 et que l’adresse MAC associée est bien celle d’un groupe HSRP (ici le groupe 1, indiqué par le dernier octet de l’adresse MAC … 01). Un traceroute prouvera que R1 est bien le routeur faisant office de passerelle…

VPCS[1]> trace 1.1.1.1
trace to 1.1.1.1, 8 hops max, press Ctrl+C to stop
 1 192.168.0.1  20.000 ms 10.000 ms 10.000 ms
 2 172.30.0.1   30.000 ms 10.000 ms 10.000 ms
 3 1.1.1.1      30.000 ms 10.000 ms 10.000 ms

Vérification de la configuration

Sur R1 et R2 il est possible de vérifier le fonctionnement de HSRP d’une simple commande:

R1#show standby
FastEthernet0/0 - Group 1
 State is Active
 2 state changes, last state change 00:14:40
 Virtual IP address is 192.168.0.254
 Active virtual MAC address is 0000.0c07.ac01
 Local virtual MAC address is 0000.0c07.ac01 (v1 default)
 Hello time 3 sec, hold time 10 sec
 Next hello sent in 1.064 secs
 Preemption enabled
 Active router is local
 Standby router is 192.168.0.2, priority 100 (expires in 8.320 sec)
 Priority 200 (configured 200)
 Group name is "hsrp-Fa0/0-1" (default)
R1#

On y voit que « State is Active » qui signifie que R1 est la passerelle active (et donc R2 est en standby). Le reste des informations sont explicites.

Que se passe-t-il si R1 tombe en panne …

Pour simuler une panne, je mets simplement l’interface Fa0/0 de R1 en shutdown…

R1(config-if)# shutdown
*Mar 1 00:44:02.331: %HSRP-5-STATECHANGE: FastEthernet0/0 Grp 1 state Active -> Init
*Mar 1 00:44:04.343: %LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to administratively down
*Mar 1 00:44:05.343: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthern et0/0, changed state to down

Réaction immédiate de R2 …

R2#
*Mar 1 00:44:11.071: %HSRP-5-STATECHANGE: FastEthernet0/0 Grp 1 state Standby -> Active

R2 est bien devenu la passerelle active, vérifions sur C1…

VPCS[1]> ping 1.1.1.1
1.1.1.1 icmp_seq=1 ttl=254 time=32.000 ms
1.1.1.1 icmp_seq=2 ttl=254 time=41.000 ms
1.1.1.1 icmp_seq=3 ttl=254 time=31.000 ms
1.1.1.1 icmp_seq=4 ttl=254 time=31.000 ms
1.1.1.1 icmp_seq=5 ttl=254 time=40.000 ms

VPCS[1]> arp
00:00:0c:07:ac:01 192.168.0.254 expires in 15 seconds

Rien n’a changé de son côté, normal … puisque R1 et R2 utilisent la même adresse IP virtuelle associée à la même adresse MAC pour HSRP. Par contre le paquet ICMP passe bien par R2…

VPCS[1]> trace 1.1.1.1
trace to 1.1.1.1, 8 hops max, press Ctrl+C to stop
 1 192.168.0.2  21.000 ms 11.000 ms 11.000 ms
 2 172.30.0.5   31.000 ms 12.000 ms 12.000 ms
 3 1.1.1.1      32.000 ms 12.000 ms 12.000 ms

Voilà de quoi gérer très simplement la redondance de passerelle par défaut (à condition de disposer de matériel Cisco).