HSRP e FHRP: Redundância de Gateway no CCNA

O que é

Quando um PC precisa enviar tráfego para fora da sua rede local, ele envia os pacotes para o gateway padrão — o primeiro roteador no caminho, o "primeiro salto". O problema clássico é simples: se esse roteador cair, os hosts não sabem que existe um roteador de backup disponível. Eles continuam tentando alcançar o gateway original, e a comunicação para.

First Hop Redundancy Protocol (FHRP) é a categoria de protocolos que resolve exatamente esse problema. Em vez de configurar um único IP de roteador como gateway, os roteadores compartilham um endereço IP virtual — e os hosts usam esse IP virtual como gateway. Os roteadores negociam entre si quem responde pelo IP virtual a cada momento.

Existem três FHRPs cobertos no CCNA 200-301 (tópico 3.5):

Como funciona

O mecanismo comum a todos os FHRPs

1. Os roteadores recebem um IP virtual (VIP) configurado manualmente — por exemplo, 172.16.0.252. Esse IP é o gateway dos hosts.
2. Junto com o IP virtual, é gerado automaticamente um MAC virtual. Cada FHRP usa um formato diferente de MAC.
3. Os roteadores trocam mensagens hello multicast para eleger seus papéis e monitorar o estado uns dos outros.
4. O roteador ativo responde às requisições ARP dos hosts com o MAC virtual e encaminha o tráfego.
5. Se o roteador ativo cai, o standby assume e envia Gratuitous ARP — uma mensagem ARP não solicitada e broadcast — para forçar os switches a atualizarem suas tabelas de MAC. Os hosts não precisam atualizar nada: o IP virtual e o MAC virtual continuam os mesmos.
6. Por padrão, o comportamento é não preemptivo: quando o roteador original se recupera, ele não retoma o papel de ativo automaticamente. Esse comportamento pode ser alterado com a configuração de preemption.

HSRP — Hot Standby Router Protocol

O HSRP é o protocolo de redundância proprietário da Cisco, o mais cobrado no CCNA.

• Papéis: active (responde pelo gateway) e standby (aguarda o failover)
• Existe em duas versões:

O XX ou XXX no MAC virtual é o número do grupo HSRP em hexadecimal. Por exemplo, grupo 1 em HSRP v1 gera o MAC 0000.0C07.AC01.

Eleição do roteador ativo:

1. Vence quem tiver a maior priority (padrão: 100, máximo: 255)
2. Em caso de empate, vence quem tiver o maior endereço IP

Load balancing com HSRP: não é possível dentro de uma única subnet. Porém, em redes com múltiplas VLANs, é possível configurar grupos HSRP diferentes por VLAN, com um roteador diferente como ativo em cada VLAN — distribuindo a carga entre os roteadores de forma indireta.

VRRP — Virtual Router Redundancy Protocol

O VRRP é um padrão aberto (não pertence à Cisco), podendo rodar em equipamentos de qualquer fabricante.

• Papéis: master e backup
• Multicast: 224.0.0.18
• MAC virtual: 0000.5E00.01XX (XX = grupo em hex)
• Funcionalmente muito similar ao HSRP, com diferenças apenas nos nomes, endereços e compatibilidade

Assim como o HSRP, o VRRP não faz load balancing dentro de uma única subnet — apenas entre subnets diferentes.

GLBP — Gateway Load Balancing Protocol

O GLBP é o diferencial da Cisco frente ao VRRP. Ele resolve o problema que o HSRP e o VRRP não resolvem: load balancing dentro de uma única subnet.

• Proprietário da Cisco
• Multicast: 224.0.0.102 (igual ao HSRP v2)
• MAC virtual: 0007.B400.XXYY (XX = grupo, YY = número do AVF)

Como o GLBP distribui a carga:

• Um roteador é eleito AVG (Active Virtual Gateway) — ele gerencia o grupo e atribui os papéis
• Até 4 roteadores operam como AVF (Active Virtual Forwarder) — cada um com um MAC virtual diferente
• O AVG responde às requisições ARP dos hosts com MACs virtuais diferentes, distribuindo os hosts entre os AVFs

Exemplo: PC1 recebe o MAC virtual do AVF1 (R1) e PC2 recebe o MAC virtual do AVF2 (R2). Ambos usam o mesmo IP virtual como gateway, mas enviam o tráfego por roteadores físicos diferentes.

Tabela comparativa completa

Preemption

Por padrão, quando o roteador ativo se recupera de uma falha, ele não retoma automaticamente o papel ativo — o roteador que assumiu durante a falha permanece como ativo. Esse comportamento é idêntico ao do DR/BDR no OSPF.

Com preemption habilitado, o roteador que retorna ao ar assume de volta o papel ativo (desde que tenha priority ou IP mais alto). No HSRP, a configuração é feita apenas no roteador que deve preemptar — não é necessário no standby.

Na prática

Configurando HSRP v2 no roteador ativo (R1)

R1(config)# interface GigabitEthernet0/0
R1(config-if)# standby version 2
R1(config-if)# standby 1 ip 172.16.0.254
R1(config-if)# standby 1 priority 200
R1(config-if)# standby 1 preempt

Configurando HSRP v2 no roteador standby (R2)

R2(config)# interface GigabitEthernet0/0
R2(config-if)# standby version 2
R2(config-if)# standby 1 ip 172.16.0.254
R2(config-if)# standby 1 priority 100
R2(config-if)# standby 1 preempt

> O número do grupo HSRP (1 nos exemplos) deve ser igual nos dois roteadores. A convenção comum é usar o número da VLAN.

Verificando o estado do HSRP

R1# show standby
GigabitEthernet0/0 - Group 1 (version 2)
  State is Active
  Virtual IP address is 172.16.0.254
  Active virtual MAC address is 0000.0C9F.F001
  Standby router is 172.16.0.252 (R2)
  Priority 200 (configured 200)
  Preemption enabled

O campo State mostra Active no R1 e Standby no R2. O MAC virtual confirma o grupo e a versão em uso.

Por que cai no exame

O tópico 3.5 do CCNA 200-301 pede apenas que o candidato descreva o propósito dos FHRPs — configuração não é exigida na prova. Ainda assim, questões de múltipla escolha exploram fortemente:

• Terminologia: confundir active/standby (HSRP) com master/backup (VRRP) ou AVG/AVF (GLBP) é a armadilha mais comum
• Endereços multicast: cada protocolo usa um endereço diferente (exceto HSRP v2 e GLBP, que compartilham 224.0.0.102)
• Formato do MAC virtual: memorizar o prefixo de cada protocolo é essencial
• Gratuitous ARP: é o mecanismo pelo qual o novo roteador ativo avisa os switches — não os hosts
• Preemption: comportamento padrão é não preemptivo; preemption precisa ser explicitamente habilitado
• Load balancing intra-subnet: somente o GLBP consegue; HSRP e VRRP só equilibram entre subnets diferentes

Uma pegadinha clássica: a questão descreve "master router" e "backup router" — isso é VRRP, não HSRP. Outra: "todos os roteadores do grupo encaminham tráfego simultaneamente" — isso é GLBP.

Resumo em uma linha

FHRPs como HSRP, VRRP e GLBP eliminam o ponto único de falha do gateway padrão ao fazer dois ou mais roteadores compartilharem um IP e MAC virtual — quando o ativo cai, o standby assume em segundos, de forma transparente para os hosts.