《5管理交换网络中的冗余链路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《5管理交换网络中的冗余链路（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、管理交换网络中的冗余链路管理交换网络中的冗余链路第 5 章教学目标教学目标通过本章学习，要求学员能够：1、掌握解决交换网络环路问题并提供冗余链路的方法；2、熟悉生成树协议的基本原理；3、熟悉生成树协议和快速生成树协议的区别；4、掌握以太网端口聚合的原理和工作特点；5、精通生成树协议与链路聚合的配置。本章内容本章内容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 课程议题课程议题交换网络中的冗余链路交换网络中的冗余链路网络中存在的单点故障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如何解决此类问题？在网络中提供冗余链路网络中的单链
2、路会成为数据传输的瓶颈网络中的单链路会成为数据传输的瓶颈在网络中提供冗余链路解决瓶颈问题线路带宽不够线路带宽不够数据传输的瓶颈数据传输的瓶颈交换网络中的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冗余链路出现的问题冗余链路出现的问题环路环路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。发送一个广播帧发送一个广播帧广播风暴广播风暴多帧复制和多帧复制和MAC地址表不稳定地址表不稳定SwitchAPC1F0/3F0/5PC1在我在我的的F0/3口口PC1在我在我的的F0/5口口去往去往PC1的帧的帧去往去
3、往PC1的帧的帧环路问题的解决（临时关闭一条链路）环路问题的解决（临时关闭一条链路）1、主要链路正常时，断开备份链路2、主要链路出故障时,自动启用备份链路课程议题课程议题生成树协议生成树协议STPSTP生成树协议生成树协议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（主要思想就是当网络中存在备份链路时，只允许主链路激活，如果主链路因故障而被断开后，备用链路才会被打
4、开。 ）BPDU(网桥协议数据单元）网桥协议数据单元） Root ID:由2字节优先级和6字节MAC组成Cost of Path：路径开销是从Switch到Root Bridge的方向叠加的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Hello Time:发送BPDU的周期,默认2秒Port ID:端口信息由1字节端口优先级和1字节端口 ID组成Forward Delay：BPDU全网传输延迟,默认15秒BPDU(网桥协议数据单元）网桥协议数据单元）交换机之间交换BPDU(网桥协议数据单元)数据帧源地址:交换
5、机MAC;目的地址:0180.C200.0000(多播:桥组)BPDU的组成:1.版本号:00(IEEE 802.1D) ;02(IEEE 802.1W)2.Bridge ID(交换机ID=交换机优先级+交换机MAC地址)3.Root ID(根交换机 ID)4.Root Path Cost(到达根的路径开销) 5.Port ID(发送BPDU的端口ID=端口优先级+端口编号)6.Hello Time(定期发送BPDU的时间间隔)7.Max-Age Time(保留对方BPDU消息的最长时间)8.Forward-Delay Time(发送延迟:端口状态改变的时间间隔)9.其他一些诸如表示发现网络拓
6、扑变化、本端口状态的标志位。BPDU 的机制的机制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；6.其他的
7、冗余端口就处于阻塞状态（Forwarding或Discarding）。 生成树协议避免环路生成树协议避免环路switchAswitchCswitchBA为根交换机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）生成树协议避免环路（续）生成树协议避免环路（续）switchAswitchCswitchBA为根交换机所有非根交换机选择一条到达根交换机的最短路径此为最短路径此为最短路径生成树协议避免环路（续）生成树协议避免环路（续）switchAswitchCswitchBA为根交换机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）根端口根端口根端口根端口生
8、成树协议避免环路（续）生成树协议避免环路（续）switchAswitchCswitchB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（ Designated port ）指定端口指定端口指定端口指定端口A为根交换机根端口根端口根端口根端口生成树协议避免环路（续）生成树协议避免环路（续）switchAswitchCswitchBA为根交换机 将交换网络中所有设备的根端口(RP)和指定端口（DP）设为转发状态（Forwarding），将其他端口设为阻塞状态（Blocking）RPRPDPDP根交换机的选择根交换机的选择根交换机的选择原则：所有交换机首先认为自己
9、是根全网选举Bridge ID最小的交换机为根交换机Bridge ID：每个交换机唯一的桥ID，由交换机优先级和Mac地址组合而成交换机优先级和Mac地址越小则Bridge ID就越小默认优先级为32768最短路径的选择最短路径的选择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带宽IEEE802.IEEE802.1d1dIEEE802.IEEE802.1t1t10Mbps100100Mbps192000001000Mbps42000010Gbps12000 最短路径的选择最短路径的选择1001919SwBSwASwCSwDSwE1001938100假设假设Sw
10、ASwA为根交换机，通过比较开销，选择为根交换机，通过比较开销，选择E-D-AE-D-A为为最短路径最短路径最短路径的选择最短路径的选择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 IDMac:00d0f80000f1Sw CSw BSw DSw ARoot BridgeMac:00d0f80000f2最短路径的选择最短路径的选择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 IDPort 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
11、Mac:00d0f80000f1Sw CSw BSw DSw AMac:00d0f80000d1f0/1f0/2Root Bridge最短路径的选择最短路径的选择7 Mac:00d0f80000f16 1 2Sw CSw BSw DSw AHUBMac:00d0f80000d184、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 IDRoot Bridge生成树协议端口的状态生成树协议端口的状态BlockListeninglearningForwarding20秒最大生存时间秒最大生存时间15秒转发延时秒转发延时15秒转发延时秒转发
12、延时 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。 端口状态端口状态生成树端口的四种状态Blocking 接收BPDU，不学习MAC地址，不转发数据帧Listening 接收BPDU,不学习MAC地址，不转发数据帧，但交换机向其他交换机通告该端口，参与选举根端口或指定端口Learning接收BPDU,学习MAC地址，不转发数据帧Forwarding正常转发数据帧拓扑变化机制拓扑变化机制拓扑改变通知消息拓扑改变通知消息拓扑改变通知消息拓扑改变通知消息拓扑改变应答消息拓扑改变应答消息拓扑改变应答消息拓扑改变应答消息拓扑改变消息拓扑改变消息拓扑改变消
13、息拓扑改变消息1 13 32 25 55 56 66 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结构就大约需要50 50 秒，这样的时间是无法忍受的！秒，这样的时间是无法忍受的！4 4ROOT课程议题课程议题配置配置STP生成树协议的配置生成树协议的配置开启生成树协议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锐捷全系列交换机默认使用MSTP协议
14、生成树协议的配置生成树协议的配置配置交换机优先级Switch(config)#spanning-tree priority (“0”或“4096”的倍数、共16个、缺省32768)恢复到缺省值Switch(config)# nospanning-tree priority生成树协议的配置生成树协议的配置配置交换机端口的优先级Switch(config)#interface interface-type interface-numberSwitch(config-if)#spanning-tree port-priority number (“0”或“16”的倍数、共16个、缺省128) 如果要
15、恢复到缺省值，可用 no spanning-tree port-priority接口配置命令进行设置。 Spanning Tree 的缺省配置：关闭STPSTP Priority 是32768STP port Priority 是128STP 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配置配置STP查看生成树协议配置查看生成树协议配置显示生成树状态Switch#show spanning-tree显示
16、端口生成树协议的状态Switch#show spanning-tree interface fastethernet 课程议题课程议题快速生成树协议快速生成树协议RSTPRSTP快速生成树协议概述快速生成树协议RSTP(Rapid Spannning Tree Protocol) IEEE 802.1w 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）IEEE 802.1w快速生成树协议快速生成树协议RSTP端口角色和端口状态端口角色和端口状态几种不同的端口角色Root port具有到根交换机的最短路径的端口Designated port每个LAN的通过该口连接到根交
17、换机Alternate port根端口的替换口，一旦根端口失效，该口就立刻变为根端口Backup portDesignated port的备份口，当一个交换机有两个端口都连接在一个LAN上，那么高优先级的端口为Designated port，低优先级的端口为Backup portUndesignated port当前不处于活动状态的口，即OperState为down的端口都被分配了这个角色拓扑变化机制拓扑变化机制拓扑改变消息拓扑改变消息拓扑改变消息拓扑改变消息3 31 12 22 2 整个网络拓朴稳定为一个树型结构大约需要1秒网络拓扑树的生成网络拓扑树的生成 假设Switch A、B、C的br
18、idge ID是递增的，即Switch A的优先级最高。A与B间是千兆链路，B和C间为百兆链路，A和C间为十兆链路。 网络拓扑树的生成网络拓扑树的生成网络拓扑树的生成网络拓扑树的生成网络拓扑树的生成网络拓扑树的生成网络拓扑树的生成网络拓扑树的生成RSTP 与与STP的兼容性的兼容性RSTP协议提供了protocol-migration功来强制发RSTP BPDU MSTP技术简介技术简介MSTP协议概述instance：一台交换机的一个或多个vlan 的集合MST region：有着相同instance 配置的交换机组成的域，运行独立的生成树（IST，internal spanning-tre
19、e）CST（common spanning tree）多个MST region 组合 既避免了环路的产生，也能让相同vlan 间的通讯不受影响 VLAN1VLAN2VLAN2ABCDMst region 1Mst region 2CSTVLAN1课程议题课程议题配置配置RSTP生成树协议的配置生成树协议的配置开启生成树协议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 rstp锐捷全系列交换机默认使用MSTP协议生成树协议的
20、配置生成树协议的配置配置交换机优先级Switch(config)#spanning-tree priority (“0”或“4096”的倍数、共16个、缺省32768)恢复到缺省值Switch(config)# nospanning-tree priority生成树协议的配置生成树协议的配置配置交换机端口的优先级Switch(config)#interface interface-type interface-numberSwitch(config-if)#spanning-tree port-priority number (“0”或“16”的倍数、共16个、缺省128) 如果要恢复到缺省值
21、，可用 no spanning-tree port-priority接口配置命令进行设置。 Spanning Tree 的缺省配置：关闭STPSTP Priority 是32768STP port Priority 是128STP 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配置配置RSTP 查看生成树协议配置查看生成树协议配置显示生成树状态Switch#show spanning-tree显示端口生成
22、树协议的状态Switch#show spanning-tree interface fastethernet 课程议题课程议题以太网链路聚合以太网链路聚合交换网络问题交换网络问题交换网络中的问题对于局域网交换机之间以及从交换机到高需求服务的许多网络连接来说，100M甚至1000M的带宽无法满足用户应用需求。瓶颈瓶颈100M链路100M/1000M链路链路聚合链路聚合定义：端口聚合（又称为链路聚合)，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注意：锐捷交换机最多支持8个物
23、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 流量平衡流量平衡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。源源MAC流量分配流量分配目的目的MAC流量分配流量分配配置配置aggregate port的注意事项的注意事项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也要在同一层次配置配置aggregate port 配置二层aggregate port 配置三层aggre
24、gate port 配置二层配置二层aggregate portSwitch#configure terminal Switch(config) # interfaceinterface-id Switch(config-if-range)#port-group port- group-number 将该接口加入一个AP(如果这个AP 不存在，则同时创建这个AP)。 配置三层配置三层aggregateSwitch#configure terminal Switch(config) #interface aggregate-port aggregate-port-number Switch(co
25、nfig-if)#no switchport Switch(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 配置一个配置一个AP 的流量平衡算法：的流量平衡算法： Switch(config) # aggregateport load-balance dst-mac |src-mac |ip 要将AP 的流量平衡设置恢复到缺省值，可以在全局配置模式下使用： no aggregateport loag-balance 命令。 查看端口聚合的配置查看端口聚合的配置查看聚合端口的汇总信息Switch#show aggregateport summary查看聚合端口的流量平衡方式Switch#show aggregateport load-balance本章内容本章内容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 The End
