Cisco HSRP とオブジェクトトラッキング – デフォルトゲートウェイ冗長化と経路障害を連動させる

Cisco の HSRP は、端末や下位ネットワークから見えるデフォルトゲートウェイを冗長化する仕組みです。2 台のルーターで仮想 IP アドレスを共有し、通常は Active 側が通信を転送し、障害時に Standby 側が引き継ぎます。

ただし、HSRP だけでは「ルーターの LAN 側は生きているが、上流側が死んでいる」という状態をうまく扱えない場合があります。そこで重要になるのが Object Tracking です。

HSRP はデフォルトゲートウェイの冗長化である

HSRP は、サーバーやクライアントが参照するデフォルトゲートウェイを安定させるための仕組みです。端末側から見ると、個々のルーターの実 IP ではなく、HSRP の Virtual IP をゲートウェイとして指定します。

Active 側のルーターが正常な間は、そのルーターが Virtual IP を引き受けます。Active 側が停止すると、Standby 側が Virtual IP を引き継ぎ、端末側のデフォルトゲートウェイ設定を変えずに通信を継続できます。

HSRP だけでは上流障害を見落とすことがある

通常の HSRP は、同じ LAN 側にいるルーター同士で状態を確認します。そのため、LAN 側インターフェースやルーター自体の障害には反応できます。

一方で、Active ルーターの WAN 側や上流経路だけが壊れている場合、LAN 側から見ると Active ルーターはまだ生きています。この状態では、端末は壊れた上流を持つルーターをデフォルトゲートウェイとして使い続けてしまう可能性があります。

通信自体が完全に止まるとは限りません。別経路で迂回できる場合もあります。ただし、不要なルーターを経由したり、遠回りな経路になったりして、障害時の通信経路としては美しくありません。

Object Tracking で上流状態を HSRP に反映する

Object Tracking を使うと、インターフェース、IP SLA、経路到達性などの状態を監視し、その結果を HSRP の priority に反映できます。

たとえば、Active ルーターの WAN 側インターフェースが down した場合、そのルーターの HSRP priority を下げます。Standby 側の priority の方が高くなれば、Virtual IP は Standby 側へ移動します。

track 10 interface GigabitEthernet0/1 line-protocol

interface GigabitEthernet0/0
 standby 1 ip 192.0.2.1
 standby 1 priority 110
 standby 1 preempt
 standby 1 track 10 decrement 30

この例では、GigabitEthernet0/1 の line-protocol を tracking object とし、その状態が down した場合に HSRP priority を 30 下げます。結果として、対向ルーターの priority が上回れば Active が切り替わります。

preempt の扱いに注意する

preempt は、優先度の高いルーターが復旧した時に Active に戻るための設定です。Object Tracking と組み合わせる場合、上流が戻った時に元のルーターへ戻すかどうかを設計として決める必要があります。

常に元に戻したい場合は preempt が自然です。一方で、頻繁にリンクが揺れる環境では、切り替わりが多くなりすぎる可能性があります。必要に応じて delay を入れる、監視対象をインターフェースではなく IP SLA にする、といった設計も考えます。

F5 Floating IP との違い

F5 BIG-IP の Floating IP も、Active/Standby の中で Active 側へ移動する共有 IP という意味では、HSRP の Virtual IP に近いものとして理解できます。

ただし、HSRP はルーターのデフォルトゲートウェイ冗長化の文脈で使われる仕組みです。一方、F5 の Floating IP は BIG-IP の Traffic Group と連動し、ロードバランサー自身の通信やサービス提供のために使われます。似ている部分はありますが、設計対象は同じではありません。

この仕組みに気づけるかどうか

HSRP と Object Tracking の組み合わせは、知らなくても通信が動く場面があります。Active ルーターの上流が壊れても、別の経路で迂回できてしまうことがあるからです。

しかし、ネットワーク設計として見ると、障害時に不要な経路へ流し続けるのは良い状態ではありません。片系障害時でも、できるだけ自然な経路へ通信を寄せるために、Object Tracking は重要な考え方になります。

Cisco はこのような低レイヤー寄りの制御を昔から丁寧に持っている印象があります。高帯域で何となく吸収できる時代でも、障害時にどの経路へ通信を流すべきかを設計できることは、ネットワークエンジニアにとって重要です。

まとめ

HSRP はデフォルトゲートウェイを冗長化する仕組みです。ただし、通常の HSRP だけでは、上流インターフェースや上流経路の障害を十分に反映できない場合があります。

Object Tracking を組み合わせることで、WAN 側や上流経路の状態に応じて HSRP priority を下げ、より自然なルーターへ Virtual IP を移動できます。

これは派手な技術ではありませんが、障害時の通信経路をきれいに保つための重要な設計要素です。

関連する記事

関連記事

Cisco BGP の基本設定 – neighbor / network / 経路広告を整理する Cisco KRON の使い方 – IOS で定期コマンドを実行する Cisco コンフィグ変更に正規表現を使う – 既存設定から投入用コンフィグを作る Cisco 1812J のコンパクトフラッシュ交換 – IOS イメージと起動メディアを扱う Cisco IP SLA でダイナミック DNS を更新する – HTTP GET を使った DDNS 連携 Cisco のルーターでもリンクアグリゲーションが使える 10GBASE-T と 10GBASE-SR を両方使える Cisco スイッチ – 銅線と光を混在させる機器選定 Cisco ISE on Azure デプロイ後の初期確認 – 起動状態と管理画面を確認する