文档介绍：该【毕业设计(论文)-基于思科设备的HSRP应用模板 】是由【青山代下】上传分享，文档一共【40】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【毕业设计(论文)-基于思科设备的HSRP应用模板 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:..成都理工大学工程技术学院毕业论文基于思科设备的HSRP应用作者姓名:专业名称:电子信息科学与技术指导教师::..基于思科设备的HSRP应用摘要本文对热备份路由协议(HSRP)进行了详细说明。此协议的目的在于使主机看上去只使用了一个路由器,并且即使在它当前所使用的首跳路由器失败的情况下仍能够保持路由的连通性。此协议中所涉及到的多路由器都映射为一个虚拟的路由器。本协议保证同时有且只有一个路由器在代表虚拟路由器进行包的发送。而终端则是把数据包发向该虚拟路由器。这个转发包的路由器被称为活跃路由器。如果这个活跃路由器在某个时候由于某种原因而无法工作的话,则那个备份的路由器将被选择来代替原来的活跃路由器。本协议为活跃路由器和备份路由器的定义提供了一种机制。在协议所设计到的路由器上使用IP地址,如果这个活路由器失效的话则那个备份路由器马上代替活路由器工作而不会在对主机的连通性上产生大的中断,另外本文还对EIGRP,TCP/IP,以及互联网基础进行了讨论。关键词:HSRP活跃路由器备份路由器负载均衡-I-:..:althoughitseemsonlyonerouterbeingusedonthehost,,,wecanrealizetheeffectsthatthealternateroutercanworkatoncewhentheactiveoneisinvalidandnolargebreakwillhappentothehost’,inthisthesis,wealsotalkaboutEIGRP,TCP/:HSRP,Activerouter,Backuprouter,Loadequalization-II-:..基于思科设备的HSRP应用目录摘要............................................................................................................IAbstract..................................................................................................II目录.........................................................................................................III前言...........................................................................................................11HSRP技术应用概述........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................42互联网相关技术简介...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................163方案设计与实现.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................21-III-:...............................................(EIGRP)......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................27总结.........................................................................................................33致谢...................................................................................................34参考文献.................................................................................................35-IV-:..基于思科设备的HSRP应用前言HSRP:热备份路由器协议(HSRP:HotStandbyRouterProtocol)热备份路由器协议(HSRP)的设计目标是支持在特定情况下IP流量失败后转移不会引起数据的混乱、并允许主机使用单路由器,以及即使在实际第一跳路由器使用失败的情形下仍能维护路由器间的连通性。换句话说,当源主机不能动态的知道第一跳路由器的IP地址时,HSRP协议仍然能够保护第一跳路由器不出故障,也就是保持通讯的不中断。该协议中含有多种路由器,对应一个虚拟路由器。HSRP协议只支持一个路由器代表虚拟路由器实现数据包转发过程。终端主机将它们各自的数据包转发到该虚拟路由器上。负责转发数据包的路由器称之为主动路由器(ActiveRouter)。一旦主动路由器出现故障,HSRP协议将激活备份路由器(StandbyRouters)取代主动路由器。HSRP协议提供了一种决定使用主动路由器还是备份路由器的机制,并指定一个虚拟的IP地址作为网络系统的缺省网关地址。如果主动路由器出现故障,备份路由器(StandbyRouters)承接主动路由器的所有任务,并且不会导致主机连通中断现象。HSRP是运行在UDP协议上的,采用端口号是1985。路由器转发协议数据包的源地址使用的是实际的IP地址,而并是非虚拟地址,正是基于这一点,HSRP路由器间才能相互识别。-1-:..,21世纪的一些重要特征就是数字化,网络化和信息化,它是一个以网络为核心的信息时代。要实现信息化就必须依靠完善的网络,因为网络可以非常迅速的传递信息,因此网络现在已经成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。网络对社会生活得很多方面以及对社会经济的发展已经产生了不可估量的影响。自上个世纪90年代以后,以因特网()为代表的计算机网络得到了飞速的发展,已经从最初的教育科研网络逐步发展成为商业网络,并以成为仅次于全球电话网的世界第二大网络。不少人认为现在已经是因特网的时代,这是因为因特网正在改变着我们生活和工作的各个方面,它已经给很多国家(尤其是因特网的发源地美国)带来了巨大的好处,并加速了全球信息革命的进程。可以毫不夸大的说,因特网是人类自印刷术发明以来在通讯方面最大的变革。现在人们的生活、工作、学****和交往都已离不开因特网。的日益普及,人们对网络的依赖性也越来越强。这同时对网络的稳定性提出了更高的要求,人们自然想到了基于设备的备份结构,就像在服务器中为提高数据的安全性而采用双硬盘结构一样。路由器是整个网络的核心和心脏,其最广泛用途是把距离较远的两个局域网通过广域网连接起来,在广域网连接中线路、连接接口都是最不可靠的因素。如果路由器发生致命性的故障,将导致本地网络的瘫痪,如果是骨干路由器,影响的范围将更大,所造成的损失也是难以估计的。因此,对路由器采用热备份是提高网络可靠性的必然选择。在一个路由器完全不能工作的情况下,它的全部功能便被系统中的另一个备份路由器完全接管,直至出现问题的路由器恢复正常,这就是热备份路由协议(HSRP)。-2-:..,路由器是建立局域网与广域网连接的桥梁。对于某些企业或组织的某些关键业务数据的网络传输,要求网络设备高度的可靠性,而且需要维护方便。路由器的备份技术有多种。这里介绍一种路由器自身的备份技术及线路备份技术。路由器自身的备份技术是为了解决路由器由于自身硬件(如内存、CPU)或软件IOS的某种故障或局域网端口的故障,以及连接局域设备的端口或线路的故障所导致的网络瘫痪的问题。路由器的备份要求至少有一台与正在工作的主路由器功能相同的路由器,在主路由器瘫痪的情况下,以某种方式代替主路由器,为局域网用户提供路由服务。,它们组成一个“热备份组”,这个组形成一个虚拟路由器。在任意时刻,一个组内只有一个路由器是活动的,并由它来转发数据包,如果活动路由器发生了故障,将选择一个备份路由器来替代活动路由器,但是在本网络内的主机看来,虚拟路由器没有改变。所以主机仍然保持连接,没有受到故障的影响,这样就较好地解决了路由器切换的问题。HSRP是一种非常流行的默认网关冗余协议,被广泛用于Cisco的多层交换网络中。HSRP就是其中一种Cisco的专用协议,它通过在冗余网关之间共享协议和MAC地址,提供了不间断的IP路径冗余。该协议由在两台路由器之间共享的虚拟MAC地址和虚拟IP地址以及一个通过多播协议对LAN接口和串行接口进行监控的进程组成。HSRP协议支持将多台路由器用作备用默认网关。:一台活跃路由器——活跃路由器对前往虚拟IP地址的通讯流进行转发。-3-:..基于思科设备的HSRP应用一台备用路由器——备用路由器在活跃路由器出现故障时接管其工作。活跃路由器出现故障后,备用路由器将成为活跃路由器,并开始转发前往虚拟IP地址的通讯流。一台虚拟路由器——虚拟路由器,顾名思义,并非真正的路由器,而是这样的一个概念—在主机看来,整个HSRP组就是一台虚拟路由器,如图所示,在这个图中,与交换机相连的主机将数据包发送给虚拟路由器,而数据包转发工作是由活跃路由器完成的。——这些路由器既不是活跃路由器,也不是备用路由器,但是被配置成参与到HSRP组中。它们监控活跃路由器和备用路由器,并在活跃路由器和备用路由器都发生故障时成为活跃路由器或者备用路由器。。路-4-:..应用由器处于这6种状态之一时,将执行相应的操作。初始状态——所有路由器一开始都将处于初始状态。这是HSRP的起始状态,它表明HSRP还没有全面运转。在修改配置或接口启动后,将进入这种状态。学****状态——在这种状态下,路由器还不知道虚拟IP的地址,也没有看到活跃路由器发送HELLO消息,而是在等待活跃路由器发送HELLO消息。监听状态——路由器知道了虚拟IP地址,但还未获悉活跃路由器和备用路由器。路由器监听这些路由器发送的HELLO消息,并持续配置的保持时间。在HSRP组中,除活跃路由器和备用路由器之外,其它路由器也处于这种状态。处于监听状态的路由器将一直保持这种状态,直到不能监听到活跃路由器或者备用路由器发送的HSRPHELLO消息为止。然后,所有处于监听状态的路由器都将参与备用路由器和活跃路由器的选举。发言(speak)状态——处于发言状态的HSRP路由器定期的发送HELLO消息,并积极的参与活跃路由器或者备用路由器的选举,除非成为活跃路由器或者备用路由器,否则路由器将保持这种发言状态。备用状态——在备用状态下,HSRP路由器为下一任活跃路由器的候选者,并且定期的发送HELLO消息。HSRP组中至少有一台备用路由器。活跃状态——在活跃状态下,路由器对发送给HSRP组的虚拟MAC地址和IP地址的数据包进行转发。除此之外,活跃路由器还定期的发送HELLO消息。并非所有的HSRP路由器都能经历上述的所有状态。例如,既不是备用路由器也不是活跃路由器的路由器便不能进入备用状态和活跃状态。-5-:..应用互联网相关技术简介网际互联基础起源于美国的因特网现已发展成世界上最大的国际性计算机互联网。我们先给出关于网络、互联网、以及因特网的一些最基本的概念。work)由若干的结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。网络中结点可以是计算机、集线器、交换机或路由器等。一般的,有三台计算机通过三条链路连接到一个集线器上,就构成了一个简单的网络。在很多情况下,我们可以用一朵云来表示一个网络。网络和网络还可以通过路由器互联起来,这样就构成了一个覆盖范围更大的网络,即互联网。因此互联网就是“网络的网络”(works)。因特网()是世界上最大的互联网络****惯上,大家把连接在因特网上的计算机都称为主机(host)。网络把去多计算机连接在一起,而因特网则把许多网络连接在一起。然而,网络互连并不是把计算机仅仅简单地在物理上连接起来,因为这样做并不能达到计算机之间能够互相交换信息的目的。我们还必须在计算机上安装许多使计算机能够交换信息的软件才行。因此,当我们谈到互联网络的时候,就隐含的表示在这些计算机上已经安装了适当的软件,因而计算机之间可以通过网络交换信息。因特网的拓扑结构虽然非常复杂,并且在地理上覆盖了全球,但从工作方式上看,可以划分成以下两大块:(1)边缘部分——由所有连接在因特网上的主机组成,这部分是用户直接使用的,用来进行通信(传送数据、音频或视频)和资源共享。-6-:..应用()核心部分——由大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的(提供连通性和交换)。参考模型OSI当网络刚开始出现时,典型情况下,只能在同一制造商的计算机产品之间进行通信。为了解决这一问题,在20世纪70年代后期,anizationforStanardization,ISO)创建了开放系统互连(OpenSystemsInterconnection,OSI)参考模型,从而打破了这一壁垒。OSI模型的创建是为了帮助供应商根据协议来构建可互操作的网络设备和软件,以便不同供应商的网络能够互相协同工作。正如世界和平一样,它可能永远都不会完全实现,但是它仍然是一个伟大的目标。OSI模型是为网络而构建的最基本的层次结构模型。它描述了数据和网络信息怎样从一台计算机的应用程序,经过网络介质,传送到另一台计算机的应用程序。在OSI参考模型中,是采用分层的方法来实现的。参考模型是一种概念上的蓝图,它描述了通信是怎样进行的。它解决了实现有效通信所需要的所有过程,并将这些过程划分为逻辑上的组,称为层。当一个通信系统以这种方式进行设计时,就称为是分层的体系结构。OSI模型是层次化的,任何分层的模型都有同样的好处和优势。所有模型,尤其是OSI模型的主要意图,是允许不同供应商的网络产品能够实现互操作。尽管OSI模型不是物理意义上的模型,但是它提供了一系列的指南,应用程序开发者可以利用这些指南来创建并实现在网络中运行的应用程序,它也为创建并实现联网标准、设备和网际互联方案提供了一个框架。OSI模型有7个不同的层,分为两个组。上面3层定义了终端-7-:..应用系统中的应用程序将如何彼此进行通信。下面4层定义了怎样进行端到端的数据传输。,OSI参考模型有7层:应用层(第7层,Applicationlayer)表示层(第6层,Presentationlayer)会话层(第5层,Sessionlayer)传输层(第4层,Transportlayer)网络层(worklayer)数据链路层(第2层,DataLinklayer)-8-:..应用物理层(第1层,Physicallayer)下面我们来简单的讨论下各层的功能:应用层——OSI模型的应用层是用户与计算机进行实际通信的地方。只是当马上就要访问网络的时候,才会实际上用到这一层。应用层还负责识别并建立想要通信的计算机一方的可用性,并决定想要的通信是否存在足够的资源。表示层——表示层因它的用途而得名,它为应用层提供数据,并负责数据转换和代码的格式化。OSI模型的协议标准定义了标准的数据将如何被格式化。像数据的压缩、解压缩、加密和解密这些任务就与表示层有关。表示层的一些标准还包含了多媒体操作。会话层——会话层负责建立、管理和终止表示层实体之间的会话连接,这一层也在设备或节点之间提供会话控制。它在系统之间协调通信过程,并提供3种不同的方式来组织它们之间的通信:单工、半双工、全双工。总之,会话层基本上用来使不同的应用程序的数据与其他应用程序的数据保持隔离。传输层——传输层将数据分段并重组为数据流。传输层所提供的服务用于对来自上层应用程序的数据进行分段和重组,并将它们组合为同样的数据流形式。它们提供端到端的数据传输服务,并且可以在互联网络的发送方主机和目的方主机之间建立逻辑连接。网络层——网络层负责设备的寻址,跟踪网络中设备的位置,并决定传送数据的最佳路径,这意味着网络层必须在位于不同地区的互联设备之间传送数据流。路由器就工作在网络层,并在互联的网络中提供路由选择服务。数据链路层——数据链路层提供数据的物理传输,并处理出错通知、网络拓扑和流量控制。这意味着在使用硬件地址的LAN中数据链路层将保证信息被传送到正确的设备上去,并将来自网络层的信息转化成比特流的形式,以便物理层进行传输。物理层——物理层的功能有两个:发送和接受比特流。物理层指定了在端系统之间,用于激活、维护及断开物理链路所需的电气、机-9-:..应用械、规程和功能的要求。路由简介IP路由是使用路由器从一个网路到另一个网络传送数据包的过程。在讨论之前,必须先了解下主动路由协议和被动路由协议之间的不同。主动路由协议是路由器在互联网络上动态的寻找所有网络,并确保所有路由器都拥有相同路由表的协议。主动路由协议基本上就是决定数据包通过互联网络最优路径的协议。一旦所有的路由器都了解了所有的网络,这时,被动路由协议便可以用来发送用户数据通过互联网络。被动路由协议被分派到接口上并决定数据包的传送方式。一旦通过使用路由器将WAN网络和LAN网络连接成一个互联网络,接下来需要做的就是为此互联网络上的所有主机配置逻辑网络地址(如IP地址),这样,这些主机就可以通过互联网络进行相互通信了。路由这个术语用来说明将数据包从一台设备通过网络发往另一台处在不同网络上的设备。路由器并不关心这些主机,它们只关心网络和通向每个网络的最佳路径。目的主机的逻辑网络地址是用来保证数据包可以通过路由网络到达目的网络,接着,主机的硬件地址用来将数据包从路由器投递到目的主机。,为讨论与互联网有关的安全问题打下基础。TCP/IP协议组之所以流行,部分原因是因为它可以用在各种各样的信道和底层协议之上。确切地说,TCP/IP协议是一组包括TCP协议和IP协议,UDP(UserDatagramProtocol)协议、ICMP(ControlMessageProtocol)协议和其他一些协议的协议组。-10-:..基于思科设备的HSRP应用TCP/IP整体构架概述TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型,是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层据链路层、网路层、传输层、话路层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为:应用层:应用程序间沟通的层,如简单电子邮件传输(SMTP)、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议()等。传输层:在此层中,它提供了节点间的数据传送服务,如传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)等,TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中,这一层负责传送数据,并且确定数据已被送达并接收。互连网络层:负责提供基本的数据封包传送功能,让每一块数据包都能够到达目的主机(但不检查是否被正确接收),如网际协议(IP)。网络接口层:对实际的网络媒体的管理,定义如何使用实际网络(如、SerialLine等)来传送数据。TCP/IP中的协议以下简单介绍TCP/IP中的协议都具备什么样的功能,都是如何工作的:,也是网络层中最重要的协议。-11-:..基于思科设备的HSRP应用IP层接收由更低层(网络接口层例如以太网设备驱动程序)发来的数据包,并把该数据包发送到更高层——TCP或UDP层;相反,IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的,因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。IP数据包中含有发送它的主机的地址(源地址)和接收它的主机的地址(目的地址)。高层的TCP和UDP服务在接收数据包时,通常假设包中的源地址是有效的。也可以这样说,IP地址形成了许多服务的认证基础,这些服务相信数据包是从一个有效的主机发送来的。