デフォルトゲートウェイ冗長化（FHRP）

この単元で学ぶこと

端末のデフォルトゲートウェイが1台のルータやL3スイッチだけに設定されていると、その機器が停止したときに別ネットワークへの通信が止まります。デフォルトゲートウェイ冗長化は、この単一障害点をなくすための仕組みです。

この単元では、FHRPの考え方と、Cisco環境で代表的なHSRPを中心に、仮想IPアドレス、仮想MACアドレス、Active/Standby、優先度、プリエンプション、インターフェーストラッキングを整理します。

デフォルトゲートウェイの単一障害点

端末は同じネットワークの外へ通信するとき、デフォルトゲートウェイへパケットを送ります。通常、端末には1つのデフォルトゲートウェイIPアドレスだけを設定します。

そのIPアドレスを持つルータが停止すると、端末は別の正常なルータがあっても自動では使えません。端末側のデフォルトゲートウェイを変更せずに、ゲートウェイを引き継げるようにする仕組みがFHRPです。

FHRPとは

FHRPは、端末から見た最初のルーティングホップ、つまりデフォルトゲートウェイを冗長化するプロトコル群です。複数のルータやL3スイッチが1つの仮想ルータとして動作し、端末は仮想IPアドレスをデフォルトゲートウェイに設定します。

代表的なFHRPには、Cisco独自のHSRP、標準プロトコルのVRRP、負荷分散もできるGLBPがあります。この単元ではCCNAで基本となるHSRPを扱います。

HSRPの仮想ルータ

HSRPでは、複数の機器を1つのHSRPグループとして構成します。グループには仮想IPアドレスと仮想MACアドレスを設定し、端末は仮想IPアドレスをデフォルトゲートウェイに使います。

端末は物理ルータのIPアドレスではなく仮想IPアドレスへ送るため、実際に通信を転送する機器が切り替わっても、端末側の設定変更は不要です。

ActiveルータとStandbyルータ

HSRPグループでは、通常1台がActiveルータとして仮想IPアドレス宛ての通信を転送します。もう1台はStandbyルータとして待機し、Activeルータの障害を検出すると役割を引き継ぎます。

ルータ間ではHelloメッセージを定期的に交換します。StandbyルータがActiveルータからのHelloを一定時間受信しないと、Activeルータの障害と判断してActiveへ移行します。

優先度とプリエンプション

HSRPでは優先度を使って、どの機器をActiveルータにするかを決めます。初期選出では優先度が高い機器がActiveになります。

ただし、優先度が高い機器が復旧しても、プリエンプションを有効にしなければ自動的にActiveへ戻りません。プリエンプションを設定すると、優先度が高い機器が復旧後にActiveルータへ復帰できます。

インターフェーストラッキング

HSRP機器自体が起動していても、上流回線が切れている場合があります。この状態でActiveルータのままだと、端末からの通信が上流へ届かないことがあります。

インターフェーストラッキングは、特定のインターフェースの状態を監視し、障害時にHSRP優先度を下げる機能です。これにより、上流へ到達できるStandbyルータへ役割を移しやすくなります。

基本設定の例

R1とR2でHSRPグループ10を作り、仮想IPアドレス192.168.10.1を端末のデフォルトゲートウェイにする例です。

! R1
interface GigabitEthernet0/0
 ip address 192.168.10.2 255.255.255.0
 standby 10 ip 192.168.10.1
 standby 10 priority 110
 standby 10 preempt
 standby 10 track GigabitEthernet0/1 20

! R2
interface GigabitEthernet0/0
 ip address 192.168.10.3 255.255.255.0
 standby 10 ip 192.168.10.1
 standby 10 priority 100
 standby 10 preempt

R1は優先度110なので、初期選出ではActiveルータになりやすくなります。GigabitEthernet0/1がダウンしたときは、トラッキングにより優先度を20下げ、R2へActiveの役割を引き継がせる設計にできます。

確認コマンド

設定後は、HSRPの状態、Active/Standbyの役割、仮想IPアドレス、優先度、トラッキング状態を確認します。

show standby brief
show standby
show running-config interface GigabitEthernet0/0

期待する機器がActiveにならない場合は、グループ番号、仮想IPアドレス、優先度、プリエンプション、トラッキング設定、Helloメッセージが流れるL2接続を順に確認します。

まず覚えたいポイント

FHRPはデフォルトゲートウェイを冗長化する仕組みです。HSRPでは端末が仮想IPアドレスをゲートウェイに使い、Activeルータが通信を転送します。障害時はStandbyルータが仮想IPアドレスと仮想MACアドレスを引き継ぎます。優先度、プリエンプション、インターフェーストラッキングを組み合わせると、より意図した切り替えを実現できます。