局域網(wǎng)中的冗余鏈路課件

1、局域網(wǎng)中的冗余鏈路04學習目標通過本章的學習，希望您能夠：理解局域網(wǎng)的冗余拓撲理解交換環(huán)路帶來的問題理解生成樹協(xié)議理解快速生成樹協(xié)議掌握STP與RSTP的配置理解端口聚合的概念掌握端口聚合的配置本章內(nèi)容冗余拓撲生成樹協(xié)議快速生成樹協(xié)議STP與RSTP的配置以太網(wǎng)端口聚合課程議題冗余拓撲交換網(wǎng)絡內(nèi)的冗余拓撲減少單點故障，增加網(wǎng)絡可靠性產(chǎn)生交換環(huán)路，會導致：廣播風暴多幀復制MAC地址表抖動SW1SW2SW3F0/2F0/2F0/1F0/1F0/1F0/2文件服務器廣播風暴廣播信息在網(wǎng)絡中不停地轉(zhuǎn)發(fā)，直至導致交換機出現(xiàn)超負荷運轉(zhuǎn)，最終耗盡所有帶寬資源、阻塞全網(wǎng)通信 SW1SW2F0/2F0/2F0/

2、1F0/1廣播廣播主機A主機B多幀復制單播的數(shù)據(jù)幀被多次復制傳送到目的站點 SW1SW2F0/2F0/2F0/1F0/1單播單播主機A主機BMAC地址表抖動由于相同幀的拷貝在交換機的不同端口上被接收而引起的 MAC地址表不穩(wěn)定SW1SW2F0/2F0/2F0/1F0/1單播單播主機A主機BF0/1：主機AF0/2：主機A？F0/1：主機BF0/2：主機B？課程議題生成樹協(xié)議生成樹協(xié)議概述IEEE 802.1d STP（生成樹協(xié)議，Spanning-Tree Protocol）協(xié)議：使冗余端口置于“阻塞狀態(tài)”網(wǎng)絡中的計算機在通信時，只有一條鏈路生效當這個鏈路出現(xiàn)故障時，將處于“阻塞狀態(tài)”的端口重

3、新打開，從而確保網(wǎng)絡連接穩(wěn)定可靠 SW1SW2SW3F0/2F0/2F0/1F0/1F0/1F0/2生成樹協(xié)議的BPDU交換機或者網(wǎng)橋之間周期性地發(fā)送STP的橋接協(xié)議數(shù)據(jù)單元（Bridge Protocol Data Unit ，BPDU），用于實現(xiàn)STP的功能每2秒發(fā)送一次的二層報文組播發(fā)送，組播地址為：01-80-C2-00-00-00 BPDU的傳播STP剛啟動時，每臺交換機都認為自己是根網(wǎng)橋，向外泛洪BPDU當交換機的一個端口收到高優(yōu)先級的BPDU（更小的Root BID或者更小的Root Path Cost等等）就在該端口保存這些信息，同時向所有端口更新并傳播信息如果收到比自己低優(yōu)先

4、級的BPDU，交換機就丟棄該信息 BPDU的傳播BPDU傳播的最終結果：網(wǎng)絡中選擇了一個交換機為根網(wǎng)橋（Root Bridge）每個交換機都計算到根網(wǎng)橋（Root Bridge）的最短路徑除根網(wǎng)橋外的每個交換機都有一個根端口（Root Port），即提供最短路徑到Root Bridge的端口每個LAN都有了指定交換機（Designated Bridge），位于該LAN與根交換機之間的最短路徑中指定交換機和LAN相連的端口稱為指定端口（Designated port）根端口（Roor port）和指定端口（Designated port）進入轉(zhuǎn)發(fā)Forwarding狀態(tài)其他的冗余端口就處于阻塞狀

5、態(tài)（Blocking）STP的路徑成本路徑成本的計算和鏈路的帶寬相關聯(lián) 根路徑成本就是到根網(wǎng)橋的路徑中所有鏈路的路徑成本的累計和 修訂前后的802.1d路徑成本 ：鏈路帶寬成本（修訂前）成本（修訂后）10G121000M14100M101910M100100網(wǎng)橋ID用于選舉根網(wǎng)橋：最低網(wǎng)橋ID的交換機將成為根網(wǎng)橋網(wǎng)橋優(yōu)先級取值范圍：0到65535；默認值：32768（0 x8000）首先判斷網(wǎng)橋優(yōu)先級，優(yōu)先級最低的網(wǎng)橋?qū)⒊蔀楦W(wǎng)橋如果網(wǎng)橋優(yōu)先級相同，則比較網(wǎng)橋MAC地址，具有最低MAC地址的交換機或網(wǎng)橋?qū)⒊蔀楦W(wǎng)橋 端口ID參與選舉根端口端口優(yōu)先級是從0到255的數(shù)字，默認值是128（0 x8

6、0） 端口優(yōu)先級越小，則優(yōu)先級越高如果端口優(yōu)先級相同，則編號越小，優(yōu)先級越高 STP的工作過程第一步：選舉一個根網(wǎng)橋；第二步：在每個非根網(wǎng)橋上選舉一個根端口；第三步：在每個網(wǎng)段上選舉一個指定端口；第四步：阻塞非根、非指定端口。選舉根網(wǎng)橋依據(jù)網(wǎng)橋ID選舉根網(wǎng)橋，ID值最小者當選根網(wǎng)橋每2s發(fā)送一次BPDUSW1:32768.00-d0-f8-00-11-11SW2:4096.00-d0-f8-00-22-22SW3:32768.00-d0-f8-00-33-33F0/2F0/2F0/1F0/1F0/1F0/2100M100M100MRoot Bridge選舉根端口在非根交換機上選舉根端口選舉依據(jù)

7、：根路徑成本最小發(fā)送網(wǎng)橋ID最小發(fā)送端口ID最小SW1:32768.00-d0-f8-00-11-11SW2:4096.00-d0-f8-00-22-22SW3:32768.00-d0-f8-00-33-33F0/2F0/2F0/1F0/1F0/1F0/2100M100M100MRoot Bridge根路徑成本：19根路徑成本：38選舉指定端口每個網(wǎng)段中選取一個指定端口 用于向根交換機發(fā)送流量和從根交換機接收流量選舉依據(jù)：根路徑成本最小所在交換機的網(wǎng)橋ID最小端口ID最小SW1:32768.00-d0-f8-00-11-11SW2:4096.00-d0-f8-00-22-22SW3:32768

8、.00-d0-f8-00-33-33F0/2F0/2F0/1F0/1F0/1F0/2100M100M100MRoot Bridge根路徑成本：0所在交換機網(wǎng)橋ID最小阻塞非根非指定端口阻塞非根、非指定的端口，形成邏輯上無環(huán)路的拓撲結構 SW1:32768.00-d0-f8-00-11-11SW2:4096.00-d0-f8-00-22-22SW3:32768.00-d0-f8-00-33-33F0/2F0/2F0/1F0/1F0/1F0/2100M100M100MRoot BridgeSTP的端口狀態(tài)STP的端口狀態(tài)阻塞狀態(tài)（Blocking）不能接收或者傳輸數(shù)據(jù)，不能把MAC地址加入地址表，

9、只能接收BPDU 監(jiān)聽狀態(tài)（Listening）不能接收或者傳輸數(shù)據(jù)，也不能把MAC地址加入地址表，但可以接收和發(fā)送BPDU 學習狀態(tài)（Learning）不能傳輸數(shù)據(jù)，但可以發(fā)送和接收BPDU，也可以學習MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)（Forwarding）能夠發(fā)送和接收數(shù)據(jù)、學習MAC地址、發(fā)送和接收BPDU 生成樹拓撲變更拓撲改變通知消息拓撲改變應答消息拓撲改變消息13255664ROOT生成樹拓撲變更發(fā)生變化的交換機會在根端口上每隔hello time時間就發(fā)送TCN BPDU（拓撲變化通知BPDU），直到生成樹上游的指定網(wǎng)橋鄰居確認了該TCN（拓撲變化通知）為止當網(wǎng)絡拓撲變化時，交換機必須重新計算

10、STP，端口的狀態(tài)會發(fā)生改變，重新收斂重新收斂的時間可能長達50s課程議題快速生成樹協(xié)議快速生成樹協(xié)議RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol） ：對STP的補充，在物理拓撲變化或配置參數(shù)發(fā)生變化時，能夠顯著地減少網(wǎng)絡拓撲的重新收斂時間 定義了2種新增加的端口角色，用于取代阻塞端口：替代（alternate）端口AP：為根端口到根網(wǎng)橋的連接提供了替代路徑 備份（backup）端口BP：提供了到達同段網(wǎng)絡的備份路徑 Root BridgeDPDPRPAPDPBP快速生成樹協(xié)議3種端口狀態(tài)丟棄（discarding）、學習（learning）和轉(zhuǎn)發(fā)（forwarding）

11、 運行狀態(tài)STP端口狀態(tài)RSTP端口狀態(tài)在活動的拓撲中是否包含此狀態(tài)DisabledDisabledDiscarding否EnabledBlockingDiscarding否EnabledListeningDiscarding否EnabledLearningLearning是EnabledForwardingForwarding是快速生成樹協(xié)議增加2個變量，用于主動地將端口立即轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)：邊緣端口：指連接終端的端口 連接類型：根據(jù)端口的雙工模式來確定，全雙工操作的端口為點到點鏈路，可以實現(xiàn)快速收斂 BPDU的傳播機制改變：非根網(wǎng)橋即使沒有收到根網(wǎng)橋發(fā)來的BPDU，也會每隔2s發(fā)送一次BPD

12、U如果連續(xù)3個hello time里沒有收到鄰居發(fā)來的BPDU，則認為連接故障拓撲變更的機制改變RSTP的優(yōu)點為根端口和指定端口設置了快速切換用的替換端口（Alternate Port）和備份端口（Backup Port）兩種角色 在只連接了兩個交換端口的點對點鏈路中，指定端口只需與下游網(wǎng)橋進行一次握手就可以無時延地進入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài) 邊緣端口可以直接進入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，不需要任何延時 STP與RSTP的兼容性RSTP協(xié)議與STP協(xié)議完全兼容RSTP協(xié)議根據(jù)收到的BPDU版本號來自動判斷與之相連的交換機支持STP協(xié)議還是RSTP協(xié)議 課程議題STP與RSTP的配置Spanning Tree的缺省配置項目缺

13、省值Enable StateDisable，不打開STPSTP Priority32768STP Port Priority128STP Port cost根據(jù)端口速率自動判斷，計算方法為長整型Hello Time2sForward-delay Time15sMax-age Time20sLink Type根據(jù)端口雙工狀態(tài)自動判斷Spanning Tree的配置恢復缺省配置Switch(config)# spanning-tree reset 打開、關閉STPSwitch(config)# spanning-treeSwitch(config)# no spanning-tree注意：銳捷交換

14、機默認關閉spanning tree修改生成樹協(xié)議的類型Switch(config)#spanning-tree mode mstp|stp|rstp 注意：默認為MSTPSpanning Tree的配置配置交換機的優(yōu)先級 Switch(config)#spanning-tree priority 注意：網(wǎng)橋優(yōu)先級配置只能為4096的倍數(shù)配置端口的優(yōu)先級 Switch(config-if)#spanning-tree port-priority 注意：端口優(yōu)先級配置只能為16的倍數(shù)配置端口的路徑成本 Switch(config-if)#spanning-tree cost cost Spann

15、ing Tree的配置配置端口路徑成本的默認計算方法 Switch(config)#spanning-tree path-cost method long|short 注意：默認值為長整型（long） 接口速率端口類型IEEE 802.1dIEEE 802.1t10M普通端口1002000000Aggregate Link951900000100M普通端口19200000Aggregate Link181900001000M普通端口420000Aggregate Link319000Spanning Tree的配置配置Hello Time、Forward-delay Time和Max-age

16、Time Switch(config)#spanning-tree hello-time|forward-time|max-age seconds 配置鏈路類型 Switch(config-if)#spanning-tree link-type point-to-poin|shared查看生成樹的配置 Switch#show spanning-treeSwitch#show spanning-tree interface interface-id生成樹配置實例SW1:32768.00-d0-f8-b4-e5-4bF0/3F0/2F0/2F0/1F0/1F0/4SW2:32768.00-d0-f

17、8-06-1c-91SW4:32768.00-d0-f8-21-a5-42SW3:32768.00-d0-f8-82-f4-a1將成為Root BridgeF0/4F0/3將成為Root Poot要求成為根網(wǎng)橋要求成為根端口生成樹配置實例SW1：S3760(config)#hostname SW1SW1(config)#spanning-tree SW1(config)#spanning-tree mode rstpSW1(config)#spanning-tree priority 4096SW2：S3760(config)#hostname SW2SW2(config)#spanning-

18、tree SW2(config)#spanning-tree mode rstp生成樹配置實例SW3：S3750(config)#hostname SW3 SW3(config)#spanning-tree SW3(config)#spanning-tree mode rstp SW4：S3750(config)#hostname SW4SW4(config)#spanning-tree SW4(config)#spanning-tree mode rstpSW4(config)#spanning-tree priority 24576生成樹配置實例SW1:4096.00-d0-f8-b4-e

19、5-4bF0/3F0/2F0/2F0/1F0/1F0/4SW2:32768.00-d0-f8-06-1c-91SW4:24576.00-d0-f8-21-a5-42SW3:32768.00-d0-f8-82-f4-a1F0/4F0/3Root Bridge生成樹配置實例查看生成樹的配置SW1#show spanning-treeStpVersion : RSTPSysStpStatus : ENABLEDMaxAge : 20HelloTime : 2ForwardDelay : 15BridgeMaxAge : 20BridgeHelloTime : 2BridgeForwardDelay

20、: 15MaxHops: 20TxHoldCount : 3PathCostMethod : LongBPDUGuard : DisabledBPDUFilter : DisabledBridgeAddr : 00d0.f8b4.e54bPriority: 4096TimeSinceTopologyChange : 0d:0h:2m:42sTopologyChanges : 7DesignatedRoot : 1000.00d0.f8b4.e54bRootCost : 0RootPort : 0 課程議題以太網(wǎng)端口聚合端口聚合概述個聚合端口Aggregate Port （AP）：把多個物理接口

21、捆綁在一起而形成的一個簡單邏輯接口 標準為IEEE 802.3ad 可擴展鏈路帶寬實現(xiàn)成員端口上的流量平衡 自動鏈路冗余備份1000MAggregate Link1000M1000M10/100M10/100M端口聚合的流量平衡流量平衡：把流量平均地分配到AP的成員鏈路中去 可以根據(jù)源MAC地址、目的MAC地址或源IP地址/目的IP地址應根據(jù)不同的網(wǎng)絡環(huán)境設置合適的流量分配方式 配置端口聚合的注意事項AP 成員端口的端口速率必須一致AP 成員端口必須屬于同一個VLANAP 成員端口使用的傳輸介質(zhì)應相同缺省情況下創(chuàng)建的Aggregate Port 是二層AP二層端口只能加入二層AP，三層端口只能

22、加入三層APAP 不能設置端口安全功能當把端口加入一個不存在的AP 時，AP 會被自動創(chuàng)建一個端口加入AP，端口的屬性將被AP 的屬性所取代一個端口從AP 中刪除，則端口的屬性將恢復為其加入AP 前的屬性當一個端口加入AP 后，不能在該端口上進行任何配置，直到該端口退出AP 配置端口聚合創(chuàng)建APSwtich(config)#interface aggregateport n （n為AP 號） 將端口加入APSwitch(config)#interface range port-rangeSwitch(config-if-range)# port-group port-group-number

23、注意：如果這個AP 不存在，則同時創(chuàng)建這個AP 將端口從AP中刪除Switch(config-if)# no port-group 配置端口聚合將AP設置為三層接口Switch(config)#interface aggregateport aggregate-port-number Switch(config-if)#no switchport Switch(config-if)#ip address ip-address mask 配置流量平衡Switch (config)#aggregateport load-balance dst-mac|src-mac|src-dst-mac|dst-ip|src-ip|ip 注意：以RG-S3750-