思科ASA防火墙双机热备综合实验

一、实验背景:
Failover特性是Cisco安全产品高可用性的一个解决方案,目的是为了提供不间断的服务,当主设备down掉的时候,备用设备能够马上接管主设备的工作,进而保持通信的连通性;Failover配置要求两个进行Failover的设备通过专用的failover线缆和可选的Stateful Failover线缆互相连接;活动设备的接口被monitor,用于发现是否要进行Failover,切换Failover分为failover和Stateful Failover,即故障切换和带状态的故障切换。
不带状态的failover在进行切换的时候,所有活动的连接信息都会丢失,所有Client都需要重新建立连接信息,那么这会导致流量的间断。
带状态的failover,主设备将配置信息拷贝给备用设备的同时,也会把自己的连接状态信息拷贝给备用设备,那么当主的设备down的时候,由于备用设备上保存有连接信息,因此Client不需要重新建立连接,那么也就不会导致流量的中断。
Failover link
两个failover设备频繁的在failover link上进行通信,进而检测对等体的状态。以下信息是通过failover link通信的信息:
设备状态(active or standby);
电源状态(只用于基于线缆的failover;)
Hello messages (keep-alives);
Network link 状态;
MAC地址交换;
配置的复制和同步;
(Note :所有通过failover 和stateful failover线缆的信息都是以明文传送的,除非你使用failover key来对信息进行加密;)
Stateful link
在stateful link上,拷贝给备用设备的连接状态信息有:
NAT 转换表;
TCP连接状态;
UDP连接状态;
ARP表
2层转发表(运行在透明模式的时候)
HTTP连接状态信息(如果启用了HTTP复制)
ISAKMP和IPSec SA表
GTP PDP连接数据库
以下信息不会拷贝给备用设备:
HTTP连接状态信息(除非启用了HTTP复制)
用户认证表(uauth)
路由表

二、实验拓扑:
在这里插入图片描述
三、实验目标
1、在主墙上增加策略,配置和会话可同步到备墙,且只可以在主墙上增加策略,备墙无法增加配置和策略
2、实现双机热备的功能,关闭主防火墙,备墙切换为主状态,业务恢复
3、关闭IPS上联的e0/1口,此时主防火墙的Gi0/1状态仍为UP,实现主备墙的切换
四、实验环境
1、基于EVE-NG模拟器
2、防火墙使用ASA型号,版本为Version 9.8(1)
3、交换机使用二层交换机镜像
4、IPS为透明模式,使用交换机的镜像模拟,工作在二层
五、开始配置
1、交换机
SW1:
Vlan 2
vlan 4
interface Ethernet0/0
switchport access vlan 2
switchport mode access
interface Ethernet0/1
switchport access vlan 4
switchport mode access
interface Ethernet0/3
switchport trunk encapsulation dot1q
switchport mode trunk
interface Vlan2
ip address 12.1.1.4 255.255.255.0
vrrp 2 ip 12.1.1.6
vrrp 2 priority 120
interface Vlan4
ip address 14.1.1.1 255.255.255.0
vrrp 4 ip 14.1.1.3
vrrp 4 priority 120
!
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 12.1.1.1
SW2:
interface Ethernet0/0
switchport access vlan 2
switchport mode access
interface Ethernet0/1
switchport access vlan 4
switchport mode access
interface Ethernet0/3
switchport trunk encapsulation dot1q

<think>嗯,用户想了解防火墙双机热备实验配置和工作原理。首先,我需要回忆一下双机热备的基本概念。根据引用[1],传统单防火墙存在单点故障风险,双机热备通过部署两台设备提高可靠性。那它的核心原理应该包括冗余和故障切换。 接下来,用户可能想知道具体的工作原理。我记得VRRP协议是关键,如引用[2]提到的,VRRP提供虚拟路由器功能,主备设备通过优先级选举。主设备故障时,备设备接管。另外,双机热备可能有主备和负载分担两种模式,引用[3]提到负载分担模式,不同流量走不同防火墙。需要区分这两种模式的区别和配置方法。 然后是实验配置步骤。用户可能需要具体的操作指南。根据引用中的信息,配置步骤可能包括网络拓扑搭建、接口配置、VRRP设置、心跳线连接、状态检测和策略同步。要详细说明每一步的作用,比如心跳线用于状态检测,确保主备通信。 另外,用户可能关心协议架构,如VGMP和HRP,如引用[2]中的华为方案。VGMP统一管理VRRP组,HRP负责会话同步。这部分需要解释清楚各个协议的作用和相互关系。 还要注意配置中的关键点,比如心跳线参数、VRRP优先级、抢占模式等。可能用户在实际操作中会遇到问题,比如主备切换不成功,需要检查这些参数是否正确。 最后,生成相关问题时要覆盖原理、配置步骤、协议和优化等方面,帮助用户深入理解。比如询问主备切换条件或配置心跳线的注意事项,这些都是实验中常见的问题。</think>### 防火墙双机热备工作原理及实验配置 #### 一、双机热备技术原理 1. **核心目标** 通过部署两台防火墙形成冗余架构,避免单点故障导致网络中断。主备设备通过心跳线(Heartbeat)实时同步状态,当主设备故障时,备设备立即接管业务[^1][^2]。 2. **关键协议与机制** - **VRRP(虚拟路由冗余协议)** 提供虚拟路由器功能,主备设备通过优先级选举(如优先级100为主设备,90为备设备),对外呈现统一的虚拟IP地址。 - **VGMP(华为专有协议)** 统一管理VRRP组状态,确保防火墙接口、路由等整体切换[^2]。 - **HRP(华为冗余协议)** 负责会话表、策略等配置的实时同步,保障切换时业务连续性。 3. **工作模式** - **主备模式** 主设备处理流量,备设备仅同步状态;主故障时备接管。 - **负载分担模式** 两台设备同时处理不同业务流量(如游客区走FW3,办公区走FW1)[^3]。 #### 二、实验配置步骤(以华为防火墙为例) ```python # 示例拓扑:FW1(主)与FW3(备)部署在出口,心跳线连接 # 配置主设备FW1 sys hrp enable hrp interface GigabitEthernet1/0/1 # 指定心跳接口 hrp priority 120 # 设置优先级(默认100) hrp standby-device # 标识备设备 firewall zone trust add interface GigabitEthernet1/0/2 # 内网接口 firewall zone untrust add interface GigabitEthernet1/0/3 # 外网接口 ``` ```python # 配置虚拟IP及VRRP组 interface Vlanif10 ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.1.254 # 虚拟网关 vrrp vrid 1 priority 120 vrrp vrid 1 preempt-mode timer delay 20 # 抢占延迟 ``` #### 三、关键配置要点 1. **心跳线要求** 直连物理链路,带宽≥100M,延迟≤10ms。 2. **状态检测机制** 需同时配置链路层检测(如接口UP/DOWN)与应用层检测(如ICMP探针)。 3. **会话同步** 通过HRP协议同步NAT表、安全策略状态等,确保切换时现有连接不中断。
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