第四章-管理交换网络中的冗余链路
网络冗余 双链路方案
引言随着现代企业对网络连接的需求日益增长，网络冗余成为了确保网络稳定性和可靠性的重要措施之一。
网络冗余是指在网络架构中使用多条路径或多个设备作为备份，以确保在主路径或主设备发生故障时，网络连接的持续性和可用性。
本文将介绍一种常见的网络冗余方案——双链路方案。
双链路方案的原理双链路方案是指在企业网络中使用两条独立的物理链路，将其连接到不同的网络设备上，以实现冗余和负载均衡。
这样，在主链路发生故障时，备用链路可以自动接管。
双链路方案的原理基于以下几个关键概念：1.冗余路径：双链路方案通过提供冗余路径，即在主链路故障时，备用链路可以继续提供网络连接。
这大大提高了网络的可用性和可靠性。
2.负载均衡：双链路方案还可以实现负载均衡，即在主链路正常运行时，可以根据负载情况将流量分散到备用链路上，从而最大化利用网络资源，提高网络性能。
3.自动切换：双链路方案通常具备自动切换功能，即在主链路故障后，备用链路可以自动接管网络流量，无需人工干预。
这样可以大大减少故障发生时的停机时间，提高业务连续性。
双链路方案的实施步骤步骤一：选择合适的网络设备和链路在实施双链路方案前，首先需要选择合适的网络设备和链路。
网络设备应具备冗余和负载均衡功能，并且能够支持多路径转发。
选择的链路应具备良好的线路质量和稳定性。
最好选择不同的网络运营商提供的链路，以减少单点故障的风险。
步骤二：进行网络拓扑规划根据实际需求和网络拓扑结构，进行网络拓扑规划。
确定主链路和备用链路的连接方式和路径，保证其物理分隔度和逻辑分隔度，从而提高网络冗余性。
步骤三：配置网络设备根据网络拓扑规划，对网络设备进行配置。
主要包括以下几个方面：•配置主链路和备用链路的接口•配置链路的IP地址和子网掩码•配置链路的路由协议•配置冗余和负载均衡功能步骤四：测试和验证在完成网络设备的配置后，进行测试和验证。
主要包括以下几个方面：•模拟主链路故障，验证备用链路的自动切换功能是否正常工作•测试网络的冗余性和负载均衡性，验证网络连接是否稳定和可靠•测试网络性能，评估双链路方案的效果是否满足实际需求步骤五：监控和维护实施双链路方案后，需要进行持续的监控和维护。
管理交换网络中的冗余链路与PacketTracer5.0虚拟局域网及其配置实践
网络中的单点故障可导致网络的无法访问使用备份连接，可以提高网络的健全性、稳定性。
产生环路环路问题将会导致：广播风暴、多帧复制及MAC 地址表的不稳定等问题。
冗余链路出现的问题--环路表示层的功能数据的解码和编码；数据的加密和解密；数据的压缩和解压缩表示层是各节点应用程序、文件传输的翻译官。
广播风暴•在网络中当大量广播流量同时在网络中传播时，便会发生数据包的碰撞。
而网络试图缓解这些碰撞并重传更多的数据包，结果导致全网的可用带宽减少，并归终使得网络失去连接而瘫痪。
这种现象称为广播风暴。
•二层协议没有控制环路数据帧的机制。
•路由器和三层交换机可以很好地解决这个问题。
多帧复制网络中如果存在环路，目的主机可能会收到某个数据帧的多个副本，此时会导致上层协议在处理这些数据帧时无从选择，产生迷惑。
MAC地址表不稳定•当交换机连接不同网段时，将会出现通过不同端口接收到同一个广播多个副本的情况。
这将会同时导致MAC地址表的多次刷新。
•持续的刷新会严重耗用内存资源，影响交换机的工作能力，降低整个网络的运行效率。
解决方法在设计时增加一条链路作备用，先不连接到交换机上，当连接的端口或网线出现故障时，人工将原链路拆除，换上备份链路。
临时关闭网络中冗余的链路快速生成树协议RSTP•快速生成树协议RSTP(Rapid Spannning Tree Protocol)由IEEE 802.1w 定义.•RSTP协议在STP协议基础上做了三点重要改进，使得收敛速度快得多（最快1秒以内）。
RSTP的三点改进第一点改进：为根端口和指定端口设置快速切换的替换端口Alternate Port）和备份端口（Backup Port）两种角色。
第二点改进：如果点对点链路中只连接了两个交换机的端口，那么指定端口只需与下游交换机进行握手，即可无时延地进入转发状态。
第三点改进：直接与终端相连而不是把其他交换机相连的端口定义为边缘端口（Edge Port）。
管理交换网络中的冗余链路
管理交换网络中的冗余链路————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：项目六、管理交换网络中的冗余链路任务1、锐捷设备快速生成树配置实验一、 实验目的：理解快速生成树协议RSTP 的配置及原理。
二、 背景描述：假设某企业采用两台交换机组成一个局域网, 网络管理员用2条链路将交换机互连。
由于很多数据流量是跨过交换机进行转发的,因此一方面需要提高交换机之间的传输带宽，实现链路冗余从而提高网络可靠性，另一方面需要避免产生环路。
三、 技术原理：生成树协议利用SPA 算法（生成树算法），在存在交换环路的网络中生成一个没有环路的树型网络。
运用该算法将交换网络冗余的备份链路逻辑上断开，当主要链路出现故障时能自动切换到备份链路，保证数据的正常转发。
四、 实验设备：锐捷交换机RG-S2126G 两台，主机两台，直连线4条。
五、 实验拓扑：六、实验步骤：1、 交换机switchA 的基本配置:Switch>enPassword:Switch#conf tSwitch(config)#vlan 10Switch(config-vlan)#name salesSwitch(config-vlan)#exitSwitch(config)#host switchAswitchA(config)#inter f0/5switchA(config-if)#switchport access vlan 10switchA(config-if)#exitswitchA(config)#inter range fa 0/1-2switchA(config-if-range)#switchport mode trunkswitchA(config-if-range)#exit switchB switchA PC1PC2F0F0F0F0switchA(config)#spanning-tree mode rstp switchA(config)#exitswitchA#show spanning-treeStpVersion : RSTPSysStpStatus : EnabledBaseNumPorts : 24MaxAge : 20HelloTime : 2ForwardDelay : 15BridgeMaxAge : 20BridgeHelloTime : 2BridgeForwardDelay : 15MaxHops : 20TxHoldCount : 3PathCostMethod : LongBPDUGuard : DisabledBPDUFilter : DisabledBridgeAddr : 00d0.f8db.b0c5Priority : 32768 TimeSinceTopologyChange : 0d:0h:0m:17s TopologyChanges : 0DesignatedRoot : 800000D0F8DBB0C5 RootCost : 0RootPort : 0 /*说明SwitchA是根交换机switchA#2、交换机switchB的配置：Switch>enPassword:Switch#conf tSwitch(config)#host switchBswitchB(config)#vlan 10switchB(config-vlan)#name salesswitchB(config-vlan)#exitswitchB(config)#inter fa 0/5switchB(config-if)#switchport access vlan 10 switchB(config-if)#exitswitchB(config)#inter range fa 0/1-2switchB(config-if-range)#switchport mode trunk switchB(config-if-range)#exitswitchB(config)#spanning-tree mode rstpswitchB(config)#exitswitchB#show spanning-treeStpVersion : RSTPSysStpStatus : EnabledBaseNumPorts : 24MaxAge : 20HelloTime : 2ForwardDelay : 15BridgeMaxAge : 20BridgeHelloTime : 2BridgeForwardDelay : 15MaxHops : 20TxHoldCount : 3PathCostMethod : LongBPDUGuard : DisabledBPDUFilter : DisabledBridgeAddr : 00d0.f8db.b1e1Priority : 32768TimeSinceTopologyChange : 0d:0h:1m:53sTopologyChanges : 0DesignatedRoot : 800000D0F8DBB0C5RootCost : 200000RootPort : Fa0/1 /*说明SwitchB是非根交换机，Fa0/1是根端口3、设置交换机的优先级，指定switchB为根交换机switchB>ENPassword:switchB#conf tswitchB(config)#spanning-tree priority 4096switchB(config)#endswitchB#show spanning-treeStpVersion : RSTPSysStpStatus : EnabledBaseNumPorts : 24MaxAge : 20HelloTime : 2ForwardDelay : 15BridgeMaxAge : 20BridgeHelloTime : 2BridgeForwardDelay : 15MaxHops : 20TxHoldCount : 3PathCostMethod : LongBPDUGuard : DisabledBPDUFilter : DisabledBridgeAddr : 00d0.f8db.b1e1Priority : 4096TimeSinceTopologyChange : 0d:0h:19m:25sTopologyChanges : 0DesignatedRoot : 100000D0F8DBB1E1RootCost : 0RootPort : 0 /*修改SwithB的优先级后，SwitchB是根交换机查看switchA生成树的配置信息：switchA>enPassword:switchA#show spanning-treeStpVersion : RSTPSysStpStatus : EnabledBaseNumPorts : 24MaxAge : 20HelloTime : 2ForwardDelay : 15BridgeMaxAge : 20BridgeHelloTime : 2BridgeForwardDelay : 15MaxHops : 20TxHoldCount : 3PathCostMethod : LongBPDUGuard : DisabledBPDUFilter : DisabledBridgeAddr : 00d0.f8db.b0c5Priority : 32768TimeSinceTopologyChange : 0d:0h:19m:53sTopologyChanges : 0DesignatedRoot : 100000D0F8DBB1E1RootCost : 200000RootPort : Fa0/1 /*说明SwitchA是非根交换机，根端口是Fa0/1switchA#验证switchA的端口1和端口2的状态。
交换机网络中的冗余链路技术
交换机网络中的冗余链路技术网络中的冗余链路也叫备份链路。
当主链路出现故障时，会自动启动备份链路，以保障网络的通畅。
它能够为网络带来健全性，稳定性和可靠性等好处由于备份链路会出现环路从而导致广播风暴，多帧复制及MAC地址表的不稳定等。
为此我们在交换机网络中还要采取生成树协议。
生成树协议主要是通过在交换机网络中选择一条最短短路径作为主路径，而其它的则作为备份链路。
当开启了生成树协议时，备份链路会自动关闭;而当主链路出现故障时，备份链路又会自动开启，以保证网络通信正常。
因此在使用了生成树协议后，交换机网络中就不会出现环路问题了。
生成树协议定义的几个名词：根交换：在交换机网络中，要指定某一交换机为参照物，即根交换。
根交换机的选择是通过交换机的优先级来进行的。
每个交换机都有优先级，默认的为32768。
数值越小，优先级越高!指定端口：根交换机上的所以端口根端口：除根交换机上的端口外，与根交换机相连的交换机上的端口的优先级最高的端口为根端口。
最短路径选择：1)根据本交换机到根交换机的带宽大小(路径开销)来比较：带宽小的优先2)根据中间连路中的交换机的MAC地址(桥ID)来判断：MAC地址越小的优先级越高3)比较接收者的端口号优先级：当中间交换机选择了之后，要选择本交换机到中间交换机的最短路径：在中间交换机的端口中，端口优先级高的越优先。
4)比较接收者的端口号：当接收者的端口优先级都相同时，哪个端口号最小哪个优先级最高。
生成树协议的配置：1)开启生成树协议并指定协议的类型：S(config)# spanning-treeS(config)# spanning-tree mode { stp | rstp }2)配置交换机的优先级，选择根交换机：S(config)# spanning-tree priority<0~61440>(4096的倍数)3)配置交换机端口的优先级：S(config)# int fa0/ fa-idS(config-if)# spanning-tree port-priority<0~240>(16的倍数)4)配置交换机端口路径开销：S(config)# int fa0/ fa-idS(config-if)# spanning-tree cost cost(开销花费1～200 000 000)由于生成树协议有一个等待转发和学习的过程，所以有三个时间段的延时(20秒15秒15秒)，为此又出了快速生成协议(Rstp),Rstp 的配置方式也STP的配置方法一样。
项目5 管理交换网络中的冗余链路
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5.1.3 RSTP
RSTP的端口角色 ：
RSTP将端口角色分为根端口、指定端口、替换端口、备份端口、 边缘端口，各种端口角色的含义如图所示 。 根端口和指定端口的名称与含义与STP相同。 替换端口的含义等同于STP的阻塞端口。备份端口是对指定端 口的备份。
Instance1:vlan1,vlan2 Instance2:vlan3,vlan4
swA swC
swB swD
Region:B Name:test2 Revision N:1
Instance1:vlan5,vlan6 Instance2:vlan7,vlan8
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所不同的是，PAgP是思科专有协议，而LACP是IEEE 802.3ad定义的公开标准，这就像ISL和802.1Q一样 。
无论是PAgP还是LACP，都是通过在交换机的级联接口之 间互相发送数据包来协商创建链路聚合的。交换机接口收到 对方的要求建立PAgP或者LACP数据后，如果允许，交换机 会动态将物理端口捆绑形成聚合链路。
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5.1.2 生成树协议的基本概念
桥协议数据单元（BPDU） ：BPDU是运行STP功能的交换机 之间交换的数据帧 。 配置BPDU用来进行生成树的计算和维护生成树拓扑的报文。
TCN BPDU是当拓扑结构变化时，用来通知相关设备网络拓扑 结构发生变化的报文。
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管理交换网络中的冗余链路PPT(45张)
RSTP相对于STP的改进
第一点改进：为根端口和指定端口设置了快速切换用的替 换端口（Alternate Port）和备份端口（Backup Port）两 种角色，当根端口/指定端口失效的情况下，替换端口/备份பைடு நூலகம்端口就会无时延地进入转发状态。
生成树协议
生成树协议（spanning-tree protocol）由 IEEE 802.1d标准定义
生成树协议的作用是为了提供冗余链路，解 决网络环路问题
生成树协议实现了在交换网络中通过SPA（生 成树算法）生成一个没有环路的网络，当主 要链路出现故障时，能够自动切换到备份链 路，保证网络的正常通信。
BPDU(网桥协议数据单元）
Protocol ID Version
Message Type Flags
Root ID Cost of Path
Bridge ID Port ID
Message Age Maximum Time
Hello Time Forward Delay
Root ID:由2字节优先级和6字节MAC组成。
4.每个LAN都有了指定交换机（Designated Bridge），位于 该LAN与根交换机之间的最短路径中。指定交换机和LAN相连 的端口称为指定端口（Designated port）；
5.根口（Root port）和指定端口（Designated port）进入转 发Forwarding状态；
Forwarding
生成树经过一段时间（默认值是50秒左右）稳定之后，所 有端口要么进入转发状态，要么进入阻塞状态。
课程议题
交换网络中的冗余链路 生成树协议STP 快速生成树协议RSTP 配置STP、RSTP 以太网链路聚合
网络设备冗余和链路冗余常用技术(图文)
网络设备及链路冗余部署——基于锐捷设备8.1 冗余技术简介随着Internet的发展，大型园区网络从简单的信息承载平台转变成一个公共服务提供平台。
作为终端用户，希望能时时刻刻保持与网络的联系，因此健壮，高效和可靠成为园区网发展的重要目标，而要保证网络的可靠性，就需要使用到冗余技术。
高冗余网络要给我们带来的体验，就是在网络设备、链路发生中断或者变化的时候，用户几乎感觉不到。
为了达成这一目标，需要在园区网的各个环节上实施冗余，包括网络设备，链路和广域网出口，用户侧等等。
大型园区网的冗余部署也包含了全部的三个环节，分别是：设备级冗余，链路级冗余和网关级冗余。
本章将对这三种冗余技术的基本原理和实现进行详细的说明。
8.2设备级冗余技术设备级的冗余技术分为电源冗余和管理板卡冗余，由于设备成本上的限制，这两种技术都被应用在中高端产品上。
在锐捷网络系列产品中，S49系列，S65系列和S68系列产品能够实现电源冗余，管理板卡冗余能够在S65系列和S68系列产品上实现。
下面将以S68系列产品为例为大家介绍设备级冗余技术的应用。
8.2.1S6806E交换机的电源冗余技术图8-1 S6806E的电源冗余如图8-1所示，锐捷S6806E内置了两个电源插槽，通过插入不同模块，可以实现两路AC电源或者两路DC电源的接入，实现设备电源的1＋1备份。
工程中最常见配置情况是同时插入两块P6800-AC模块来实现220v交流电源的1＋1备份。
电源模块的冗余备份实施后，在主电源供电中断时，备用电源将继续为设备供电，不会造成业务的中断。
注意：在实施电源的1＋1冗余时，请使用两块相同型号的电源模块来实现。
如果一块是交流电源模块P6800-AC，另一块是直流电源模块P6800-DC的话，将有可能造成交换机损坏。
8.2.2 S6806E交换机的管理板卡冗余技术图8-2 S6806E的管理卡冗余如图8-2所示，锐捷S6806E提供了两个管理卡插槽，M6806-CM为RG-S6806E的主管理模块。
RCNA00--课程介绍(dzh)
网络支持认证体系
网络调试认证体系
锐捷认证网络 工程师RCNA 锐捷认证资深网络 工程师RCNP 锐捷认证网络专家 RCIE 锐捷认证资深网络调试 工程师RCCP
RCNA教学内容
第一章:OSI网络模型和TCP/IP协议栈
第二章:交换机的原理和基本配置
第三章:控制交换网络中的广播流量 第四章:管理交换网络中的冗余链路 第五章:路由器的原理和基本配置 第六章:子网划分 第七章:子网间路由选择 第八章:IP网络流量管理
产 品安 装 / 调试 /操作
专 项 服 务 项 目 实施
实施方式
技术资料提供/ 集中培训面授/ 专业导师辅导
新 产 品 功能/特 性
服务管理/运 营
服务技巧 /规范
10
锐捷网络认证体系
锐捷网络认证体系
销售认证体系
技术认证体系
网络设计认证体系 锐捷认证销售 工程师RCSE 锐捷认证资深销售 工程师RCSP 锐捷认证网络设计 工程师RCDA 锐捷认证资深网络设计 工程师RCDP
逻辑图标
服务器
集线器(Hub)
个人计算机(PC)
数据通讯设备(DCE)
交换机
路由器
本次培训遵守制度
• • • • • • •
严禁在教室内吸烟 严禁在教室内吃东西 严禁随处扔纸张及垃圾 上课时手机开震动或静音 上课时接听电话请自觉到室外 爱护设备 下课时请关闭计算机
感谢您的合作 谢谢！
锐捷认证网络工程师 RCNA
1
锐捷认证网络工程师RCNA培训
尊敬的各位同学： 欢迎您参加锐捷认证网络工程师RCNA培训，为了 能够更好地为您服务，请您抓紧时间靠前面的位置就 座，就座后请准备好笔和记录本，用来记录讲课的要 点、重点以及难点等内容，为考试前的复习做好充分 的准备。培训过程采取边讲边练互动交流的方式，希 望大家积极配合。 感谢您的支持与合作！ 锐捷网络大学广西职业技术学院分院
管理交换网络中的冗余链路
项目结束
3. 相关实践知识 □ 在于2台交换机上分别启动快速生成树协议， 使2条链路1条处于工作状态；另1条处于备份状态。 当处于工作链路出现问题时，备份链路在最短时间 内投入使用，保证网络畅通。为了保证光纤链路优 先于双绞线工作，需设置光纤口优先级高于双绞线 端口，保证正常情况下，优先使用光纤线路，如图 5.6所示。
图5.6 快速生成树协议配置拓朴图
第1步：启用交换机快速生成树协议 Switch (config)#spanning-tree 第2步：生成树模式设置为802.1W Switch (config)#spanning-tree mode rstp 其它同前面生成树协议设置
4. 相关理论知识 □ RSTP概念 概念 快速生成树协议RSTP由IEEE802.1w定义，在STP 的基础上做了很多改进，主要是加快了网络拓扑变化 时的收敛速度。RSTP的端口角色相对于STP而言也有 了一些变化，主要是为根端口和指定端口各增加了一 个备份端口，分别为替换端口（Alternate port）和备 份端口（Backup port）。 □ 配置RSTP Switch(config)#Spanning-tree Switch(config)#Spanning-tree mode stp □查看生成树信息 Switch#show spanning-tree
□ 配置端口聚合功能 Switch#configure terminal Switch(config)#interface range fastethernet 1/1-2 Switch(config-if-range)#port-group 5 聚合端口AP5包含fa 1/1、 fa 1/2。 □ 显示aggregate port Switch# show aggregateport [port-number]{loadbalance | summary}
链路冗余（PortChannel）原理与配置
链路冗余（PortChannel）原理与配置⽆论交换机、端⼝还是链路，都不可避免地会发⽣故障。
为了保证⽹络的畅通和稳定，提⾼⽹络的可⽤性，各种形式的冗余链接就成为必要。
使⽤PAgP或LACP协议，可以很容易地在有EtherChannel能⼒的端⼝间，⾃动建⽴Fast EtherChannel和Gigabit EtherChannel连接，进⾏信息的交流。
该协议具有学习相邻端⼝组动态和信息的能⼒。
PAgP是EtherChannel的增强版，⽀持在 EtherChannel上的Spanning Tree和Uplink Fast功能，并⽀持⾃动配置EtherChannel的捆绑。
Uplink Fast也是Cisco交换机技术，能够保证交换机在⼏秒钟内快速从失败中恢复。
【提⽰】只有在固定端⼝（如双绞线端⼝或光纤端⼝）之间才能创建EtherChannel，⽽由GBIC或SFP插槽所创建的链路是不能⽤于创建EtherChannel的。
⼀接⼝只能属于⼀个通道PAgP EtherChannel组可以容纳8个（4对）同⼀类型和速度的端⼝。
LACP EtherChannel组最多可以容纳16个（8对）相同类型的端⼝，其中8个（4对）活动端⼝，以及最多8个（4对）备⽤端⼝。
（1）采⽤PAgP协议时，以下⼏种模式可以构建EtherChannel：⼀个接⼝为desirable模式，另⼀个接⼝为desirable或auto模式。
⼀个接⼝为auto模式，另⼀个接⼝为desirable模式。
（2）采⽤LACP协议时，以下⼏种模式可以构建EtherChannel：⼀个接⼝为active模式，另⼀个接⼝为active或passive模式。
⼀个接⼝为passive模式，另⼀个接⼝为active模式。
（3）采⽤普通的以太⽹通道⼀个接⼝为on模式，另⼀个接⼝为on模式。
配置(⼀)：⼆层的以太⽹通道Top图步骤⼀：所有端⼝设置相同的属性，并将接⼝加⼊通道SW1，SW2:所⽤到命令:(配置⼆)三层链路冗余通道配置命令⼀览接⼝加⼊以太⽹通道： SW2(config-if-range)#channel-group 1 mode desirable配置EtherChannel负载均衡Switch(config)# port-channel load-balance { dst-mac | src-mac }从EtherChannel中移除接⼝Switch(config-if)# no channel-group移除EtherChannel Switch(config)# no interface port-channel port_channel_number。
第4章 局域网中的冗余链路
二,流量平衡 AP会根据报文的MAC地址或IP地址进行 流量平衡,把流量平均分配到AP的成员合的注意事项(p130) 2.配置二层Aggregate port Switch#configure terminal Switch(config)#interface rang {port-range} Switch(config-if-range)#port-group portgroup-number Switch(config-if-range)#end
�
4.2 生成树协议
生成树协议概述 1.生成树协议的作用与原理 STP(生成树协议)的主要任务是防止2 层的循环,STP使用生成树算法(spanningtree algorithm,STA)来创建个拓扑数据库, 然后查找出冗余连接并破坏它,维持一个无环 的拓扑结构. 当网络中存在备份链路时,只允许主链路 激活.若主链路因故障被断开后,备份链路才 会被自动启用,不需人工干预.
4.5 以太网端口聚合
一,端口聚合概述 端口聚合技术是指可以把多个物理端口捆绑在一 起形成一个简单的逻辑端口(Aggregate port或AP). 一个AP端口最多可捆绑8个连续的物理接口,并 把参与聚合的端口的带宽叠加起来使用,扩展了链路 的带宽. 当聚合端口中的一条成员链路失效,聚合端口会 自动将该连路上的流量转移到其他有效的成员链路上, 提高了连接的可靠性. 聚合端口的成员类型可为Access port或Trunk port,但必须同时为同一类型.
第4章 局域网中的冗余链路
4.1 冗余拓扑
一,冗余交换模型 1.容易与拓扑的目的 减少网络因单点故障引起的停机损耗,需 要利用冗余提高网络的可靠性. 2.冗余链路带来的问题 广播风暴 多帧复制 MAC地址表抖动
管理交换网络中的冗余链路(以太网链路聚合)
F0/24
VLAN2 VLAN3
企业内部网
FTPserver
B
S1/2
F1/1
外部网
课程议题
交换网络中的冗余链路
网络中存在的单点故障
故障
网络中的单点故障可导致网络的无法访问
交换网络中的冗余链路
故障
在网络中提供冗余链路解决单点故障问题
冗余链路出现的问题—环路
广播风暴
发送一个广播帧 冗余链路会造成网络环路,当交换网络中出现环路会产生广播风暴、多帧 复制和MAC地址表不稳定等现象。严重影响网络正常运行。
配置aggregate port的注意事项
链路聚合的注意事项：
1. 组端口的速度必须一致（10M、100M、1000M） 2. 组端口必须属于同一个VLAN 3. 组端口使用的传输介质相同 4. 组端口必须属于同一层次，并与AP也要在同一层
次
案例拓扑结构
服务器群
ISP
行政楼
总装配楼
双链路千兆光纤
信息中心 单链路千兆光纤
技术需求分析
需求：在关键区域，网络链路故障时能够 不影响网络使用。
分析：用冗余链路（备份链路）技术保证 网络稳定，提高网络的健壮性。
问题：有环路出现。
实验拓扑
S1/2
A F1/0
S3550 F0/23
F0/24
F0/23 S2126
用o port-group即可
举例
PC1
F0/5 SwitchA F0/1
F0/1 SwitchB
验证网卡
Vlan10
F0/2
F0/2
Trunk链路
F0/5
PC2 验证网卡
Vlan10
网络中的冗余链路
Switch(config)#
Switch(config)#
Switch(config)#exit
Switch#
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console
Switch#show spanning-tree
VLAN0001
Bridge ID Priority 32769 (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address 0001.64A9.A3D7
Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec
Aging Time 20
Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type
Switch#
五、项目小结
网络生成树，两个交换机相连，会产生信号冲突，
管理交换网络中的冗余链路三任务实现的相关拓扑图四完成任务的方法途径switchswitchswitchswitchswitchenableswitchconfigconfiguringfromterminalmemoryornetworkterminal
二、工作任务描述：
管理交换网络中的冗余链路
三、任务实现的相关拓扑图
四、完成任务的方法途径
Switch>
Switch>Swi来自ch>Switch>
Switch>enable
Switch#config
Configuring from terminal, memory, or network [terminal]?
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
思科提供交换网络中的冗余链路
实验一提供交换网络中的冗余链路【实验目的】理解链路聚合的配置及原理.【背景描述】假设某企业采用两台交换机组成一个局域网,由于很多数据流量是跨过交换机进行转发的,因此需要提高交换机之间的传输带宽,并实现链路冗余备份,为此网络管理员在两台交换机之间采用两根网线互连,并将相应的两个端口聚合为一个逻辑端口,现要在交换机上做适当配置来实现这一目标.【实现功能】增加交换机之间的传输带宽,并实现链路冗余备份.【实验设备】S2126G(两台).PC(两台).直连线(4条)【实验步骤】『第一步』交换机A基本配置.基本输入：SwitchA#configure terjminalswitchA(config)#vlan 10switchA(config-vlan)#name salesswitchA(config-vlan)#exitswitchA(config)#interface fastethernet 0/5switchA(cinfig-if)#switchport access vlan 10验证测试：验证已创建了vlan10,并将端口划分到vlan 10中.『第二步』在交换机swtchA上配置聚合端口.基本输入：switchA(config)#interface aggregateport 1 创建聚合接口AG1switchA(config-if)#switchport mode trunkswitchA(config-if)#exitswitchA(config)#interface range fastethernet 0/1-2switchA(config-if-range)#port-group 1 配置接口0/1和0/2属于AG1验证测试：验证接口fastethernet 0/1和0/2属于AG1s witchA#show aggregateport 1 summary『第三步』交换机B的基本配置.基本输入：SwitchB#configure terjminalswitchB(config)#vlan 10switchB(config-vlan)#name salesswitchB(config-vlan)#exitswitchB(config)#interface fastethernet 0/5switchB(cinfig-if)#switchport access vlan 10验证测试：验证已创建了vlan10,并将端口划分到vlan 10中.switchB#show vlan id 10『第二步』在交换机swtchA上配置聚合端口.基本输入：switchB(config)#interface aggregateport 1 创建聚合接口AG1switchB(config-if)#switchport mode trunkswitchB(config-if)#exitswitchB(config)#interface range fastethernet 0/1-2switchB(config-if-range)#port-group 1 配置接口0/1和0/2属于AG1 验证测试：验证接口fastethernet 0/1和0/2属于AG1switchB#show aggregateport 1 summary『第五步』验证当交换机之间的一条链路断开时,PC1与PC2仍能互相通信. 【注意事项】1.只有同类型端口才能聚合端口才能聚合为一个AG端口.2.所有物理端口必须属于同一个vlan.3.在锐捷交换机上最多支持8个物理端口聚合为一人AG.4.在锐捷交换机上最多支持6组聚合端口.。
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显示生成树状态
Switch# show spanning-tree
显示端口生成树协议的状态
Switch# show spanning-tree interface fastethernet <0-2/1-24>
将接口加入一个AP
Switch(config) # interface interface-type interface-id
网络系统集成技术
第四章 管理交换网络中的冗余链路
理论部分
生成树协议和链生成树协议原理 快速生成树协议 链路聚合技术
实践部分
配置生成树协议和快速生成树协议 配置链路聚合
网络中单链路存在的问题——单点故障
故障
网络中的单点故障可导致网络的无法访问 如何解决此类问题？在网络中提供冗余链路
注意：
锐捷交换机最多支持8个物理端口组成一个聚合 端口组 不同设备支持的最多聚合端口组不定
如S2126G支持6组
链路聚合的流量平衡：
Aggregate port(AG)可以根据报文的源MAC地址、目的MAC
地址或IP地址进行流量平衡，即把流量平均地分配到AG组 成员链路中去。
源MAC流量分配
目的MAC流量分配
Sw D
Mac:00d0f80000d1 Sw A f0/2 f0/1
Root Bridge
Mac:00d0f80000f1 Sw B
Sw C
生成树协议原理
最短路径选择
4、比较接收者的Port ID 如不同链路发送者的Bridge ID一致（即同一台交换机）， 那比较接收者的Port ID
Mac:00d0f80000d1
链路聚合的注意事项
组端口的速度必须一致 组端口必须属于同一个VLAN 组端口使用的传输介质相同 组端口必须属于同一层次，并与AP也要在同一层次
1、比较开销选择路径 比较本交换机到达根交换机路径的开销，选择开销最小 的路径
SwA 100 119 19 38 19 SwB 100 SwC
SwD
19
SwE
假设SwA为根交换机，通过比较开销，选择E->D->A为最短路径
生成树协议原理
最短路径选择
2、通过Bridge ID选择最短路径 如果路径开销相同，则比较发送BPDU交换机的Bridge ID
拓扑变化机制
ROOT
拓扑改变通知消息 5 拓扑改变应答消息 拓扑改变消息
5 3 4
6 2 1
6
在一个大中型网络中要等整个网络拓朴稳定为一个树型 结构就大约需要50 秒，这样的时间是无法忍受的！
快速生成树协议RSTP(Rapid Spannning Tree
Protocol)由 IEEE 802.1w 标准定义，快速生
网络中单链路存在的问题——数据传输的瓶颈
线路带宽不够
数据传输的瓶颈
如何解决此类问题？在网络中提供冗余链路
交换网络中的冗余链路
故障
在网络中提供冗余链路解决单点故障问题
交换网络中的冗余链路
增加线路带宽
在网络中提供冗余链路解决数据传输的瓶颈问题
冗余链路出现的问题—环路
广播风暴
发送一个广播帧
当交换网络中出现环路会产生广播风暴和MAC地址表不 稳定等现象，严重影响网络正常运行。
switchA
根端口
switchB
switchC
所有非根交换机产生一个到达根交换机的端口—根端口 （Root Port）
生成树协议如何避免环路
switchA
A为根交换机
根端口
switchB
switchC
指定端口
每个LAN都会选择一台设备为指定交换机，通过该设备的 端口连接到根，该端口为指定端口
生成树协议如何避免环路
生成树协议原理
最短路径选择
1、比较开销选择路径 比较本交换机到达根交换机路径的开销，选择开销最小 的路径
带宽
10Mbps 100Mbps 1000Mbps 10Gbps
IEEE802.1d 100 19
IEEE802.1t 2000000 200000
4
1
20000
2000
生成树协议原理
最短路径选择
Root Bridge Sw D
Mac:00d0f80000f1 Sw A Mac:00d0f80000f2 Sw B
Sw C
生成树协议原理
最短路径选择
3、比较发送者port ID选择最短路径 如果发送者Bridge ID相同，即同一台交换，则比较发 送者交换机的port ID Port ID:端口信息由1字节端口优先级和1字节端口ID组成 Port ID默认优先级为128
开启生成树协议
Switch(config)# Spanning-tree
关闭生成树协议
Switch(config)# no Spanning-tree
配置生成树协议的类型
Switch(config)# Spanning-tree mode stp/rstp 锐捷全系列交换机默认使用MSTP协议
配置交换机优先级
生成树协议如何避免环路
switchA
A为根交换机
switchB
switchC
交换网络中所有交换机共同选举一台设备为根交换机 （Root Bridge）
生成树协议如何避免环路
A为根交换机
switchA
switchB
switchC
所有非根交换机选择一条到达根交换机的最短路径
生成树协议如何避免环路
A为根交换机
Switch(config)# spanning-tree priority <0-61440> (“0”或“4096”的倍数、共16个、缺省32768)
恢复到缺省值
Switch(config)# nospanning-tree priority
配置交换机端口的优先级
Switch(config)#interface interface-type interfacenumber Switch(config-if)#spanning-tree port-priority number<0-240> (“0”或“16”的倍数、共16个、缺省128) 如果要恢复到缺省值，可用 no spanning-tree portpriority接口配置命令进行设置。
PC1在我 的F0/5口 去往PC1的帧 F0/5 Switch A F0/3
PC1在我 的F0/3口
PC1
环路问题的解决（临时关闭一条链路）
主要链路正常时，断 开备份链路
主要链路出故障时,自 动启用备份链路
生成树协议概述
生成树协议（spanning-tree protocol）由IEEE 802.1d标 准定义 生成树协议的作用是为了提供冗余链路，解决网络环路问 题 生成树协议通过SPA（生成树算法）生成一个没有环路的 网络，当主要链路出现故障时，能够自动切换到备份链路， 保证网络的正常通信
Learning
接收BPDU,学习MAC地址，不转发数据帧
Forwarding
正常转发数据帧
Block
20秒最大生存时间
Listening 15秒转发延时 learning 15秒转发延时 Forwarding
生成树经过一段时间（默认值是50秒左右）稳定之后，所
有端口要么进入转发状态，要么进入阻塞状态。
Bridge ID：交换机ID=交换机优先级+交换机MAC地址
Root ID: 根交换机 ID
Cost of Path：到达根的路径开销
Bridge ID Port ID Message Age
Maximum Time Hello Time Forward Delay
Port ID: 发送BPDU的端口ID=端口优先级+端口编号
成树具备生成树的所有功能；
RSTP协议在STP协议基础上做了改进，使得收
敛速度快得多（最快1秒以内）。
链路聚合（又称为端口聚合)，将交换机上的多个端口 在物理上连接起来，在逻辑上捆绑在一起，形成一个拥有较 大宽带的端口，可以实现负载分担，并提供冗余链路。
IEEE802.3ad定义了以太网端口聚合的标准
生成树算法原理
生成树算法利用了一个来自图论的基本结论；对于那些 由许多节点以及连接节点的边组成的连通图，存在一棵“生 成树”，它保证了图的连通性，同时又没有一个闭合环。
(a) 带环图
(b) 对应的生成树
生成树协议基本思想
交换机之间通过交换网桥协议数据单元（BPDU）理解彼 此的存在。生成树算法利用BPDU中的信息来消除冗余链路。 BPDU包含足够的信息做以下工作：
Spanning Tree 的缺省配置：
关闭STP STP Priority 是32768 STP port Priority 是128 STP port cost 根据端口速率自动判断 Hello Time 2秒 Forward-delay Time 15秒 Max-age Time 20秒 可通过spanning-tree reset 命令让spanning tree参数恢 复到缺省配置
Hello Time: 发送BPDU的周期,默认2秒 Maximum Time: 当一段时间未收到任何BPDU，生存期 达到Max Age时，网桥则认为该端口连接的链路发生故 障。 默认20秒
生成树协议避免环路--BPDU 的机制
1.网络中选择了一个交换机为根交换机（Root Bridge）； 2.除根交换机外的每个交换机都有一个根口（Root Port）， 即提供最短路径到Root Bridge的端口； 3.每个交换机都计算出了到根交换机（Root Bridge）的最 短路径； 4.每个LAN都有了指定交换机（Designated Bridge），位于 该LAN与根交换机之间的最短路径中。指定交换机和LAN相连 的端口称为指定端口（Designated port）； 5.根口（Root port）和指定端口（Designated port）进入 转发Forwarding状态；其他的冗余端口就处于阻塞状态。