### Cisco三大网关冗余协议及报文分析
#### 一、概述
在现代网络架构中，为了确保网络服务的连续性和可靠性，采用网关冗余技术是非常关键的一环。Cisco 提供了三种主要的网关冗余协议：HSRP（Hot Standby Router Protocol）、VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）以及 GLBP（Gateway Load Balancing Protocol）。这些协议旨在提高网络的可用性，确保在网络中某个路由器发生故障时，能够快速切换到另一个备用路由器上，从而保证网络服务不受影响。
#### 二、实验目的
本次实验的主要目的是深入理解并掌握 HSRP、VRRP 和 GLBP 这三种网关冗余协议的配置方法及其工作原理，并利用 Sniffer 工具来捕获和分析这三种协议的数据包结构。
#### 三、实验环境描述
本实验使用的硬件资源包括：
- **3 台 Cisco 3640 路由器**，配备 NE-4E 模块，每个路由器配置有 4 个 Ethernet 接口。
- **1 台 Cisco 3640 路由器**，配备 NE-16ESW 模块。
- **一台 Sniffer PC**，用于捕获和分析数据包。
实验中使用的 IP 地址分配如下表所示：
| 设备名称 | 接口 | IP 地址 | 描述 |
|----------|--------|------------------|----------------|
| R1 | E0/0 | 192.168.1.1/24 | TOSW-F0/0 |
| R1 | E0/1 | 192.168.2.1/24 | TOR3-E0/1 |
| R2 | E0/0 | 192.168.1.2/24 | TOSW-F0/1 |
| R2 | E0/1 | 192.168.3.1/24 | TOR3-E0/2 |
| R3 | E0/1 | 192.168.1.3/24 | TOR1-E0/1 |
| R3 | E0/2 | 192.168.1.4/24 | TOR2-E0/1 |
| SW | F0/0 | - | TOR1-E0/0 |
| SW | F0/1 | - | TOR2-E0/0 |
| SW | F0/10 | - | TOSniffer |
| SnifferPC| NIC | 192.168.1.5/24 | TOSW-F0/10 |
#### 四、实验步骤详解
##### 1. 配置 IP 地址
根据实验环境描述中的 IP 地址分配，首先配置各个设备的 IP 地址，例如对于 R1 的配置如下所示：
```cisco
R1(config)# interface e0/0
R1(config-if)# ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)# no shutdown
R1(config)# interface e0/1
R1(config-if)# ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
R1(config-if)# no shutdown
```
##### 2. 配置路由
接下来配置 OSPF 路由协议，使各路由器之间可以互相通信。例如，R1 的配置如下：
```cisco
R1(config)# router ospf 1
R1(config-router)# network 192.168.1.1 0.0.0.0 area 10
R1(config-router)# network 192.168.2.2 0.0.0.0 area 0
```
其他路由器的配置类似，这里不再赘述。
##### 3. HSRP 配置
HSRP 协议允许路由器共享一个虚拟 IP 地址，从而实现网关的冗余。下面以 R1 的 HSRP 配置为例进行说明：
```cisco
R1(config-if)# standby 10 mac-address 0000.1111.2222
R1(config-if)# standby 10 description test
R1(config-if)# standby 10 priority 200
R1(config-if)# standby 10 preempt
R1(config-if)# standby 10 authentication md5 key-string zhaogang
R1(config-if)# standby 10 name zg
R1(config-if)# standby 10 track Ethernet 0/1 100
```
类似的，R2 也进行了相同的配置。
##### 4. VRRP 配置
VRRP 协议类似于 HSRP，但它是 IETF 定义的标准，被广泛支持。VRRP 的配置方式与 HSRP 类似，但命令略有不同。下面以 R1 的 VRRP 配置为例进行说明：
```cisco
R1(config-if)# vrrp 10 ip 192.168.1.254
R1(config-if)# vrrp 10 priority 100
R1(config-if)# vrrp 10 preempt
R1(config-if)# vrrp 10 authentication md5 key-string zhaogang
R1(config-if)# vrrp 10 name zg
```
同样的，R2 也需要进行相应的配置。
##### 5. GLBP 配置
GLBP 是一种更高级的负载均衡和冗余协议，它不仅提供了网关冗余，还支持基于策略的负载均衡。GLBP 的配置更为复杂，下面简要介绍 R1 的 GLBP 配置：
```cisco
R1(config)# group 10 ip 192.168.1.254
R1(config-group)# group 10 load-sharing method source-ip
R1(config-group)# group 10 load-sharing method destination-ip
R1(config-group)# group 10 load-sharing method source-port
R1(config-group)# group 10 load-sharing method destination-port
R1(config-group)# group 10 load-sharing method protocol
R1(config-group)# group 10 load-sharing method random
R1(config-group)# group 10 load-sharing method round-robin
R1(config-group)# group 10 load-sharing method least-connections
```
##### 6. 使用 Sniffer 分析协议包结构
在完成了上述配置之后，可以使用 Sniffer 工具捕获和分析 HSRP、VRRP 和 GLBP 数据包。通过对这些数据包的深入分析，可以更好地理解这些协议的工作机制以及它们之间的差异。
通过以上步骤，我们不仅可以详细了解 HSRP、VRRP 和 GLBP 这三种网关冗余协议的具体配置方法，还能深入探究它们各自的特点和适用场景，进一步提升网络系统的稳定性和可靠性。
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