linuxea: MST与HSRP


案例一:配置MST实现vlan负载均衡

环境:按图所示连接网络,链路均为100M链路,其中的交互机设备都为默认设备,要求配置mst使SW1成为VLAN1-2D 根网桥,SW2成为VLAN3-4的根网桥,实现vlan的负载均衡。

需求描述

  • 要实现 vlan负载均衡,需要更改STP的优先级,对于mST需要更改每个STP实例的优先级

推荐步骤:

  • 1.配置vlan,并更改接口为trunk模式
  • 2.配置以太网通道
  • 3.交换机启用MST模式
  • 4.配置实现vlan负载均衡
  • 5.配置SW3交换机的F0/1-F0/10端口为速端口
  • 6.验证vlan负载均衡

I. 一.RSTP

替代端口:能够到达根网桥的替代路径,在非跟网桥上,当跟端口出现故障,替代端口将成为根端口
备用端口:能够提供网段冗余连接的备份端口,当指定端口出现故障,备用端口会成为指定端口
替代端口和备用端口在生成树信息中都显示阻塞[blk] 状 态

2.RSTP端口态

丢弃,学习、转发

3.RSTP的收敛

在RSTP的网络中,每台交换机主动维护网络拓扑,即交换机所有端口都定期【HELLO】时间,发送BPDU【使用STP时交换机只是中继网桥的BPDU信息,所以使用STp的网络中基本只有跟网桥的BPDU】如果交换机连续三次没有收到邻接的BPDU信息,则认为邻接交换机出现故障,默认的HELLO时间是2S,所以使用RSTP发现故障的时间是6S,而STP最大寿命为20S
为了实现端口的快速收敛,在RSTP中定义了两种新的变量
边缘端口:边缘端口即在网络边缘与主机相连,这种端口不会形成环路,所以这种端口可以立即进入转发状态,边缘端口和STP中的PORTFAST基本相同。然而,如果边缘端口收到BPDU,他就会失去边缘端口状态,成为正常的生成树端口
边缘端口配置和STP PORTFAST的配置基本相同,都在接口模式下配置,如下所示

Sw1(ocnfig-if)#spanning-tree portfast

链路类型:CISCO交换机默认情况下,如果端口工作在全双工模式下,则认为其是点到点链路;如果端口工作在半双工模式下则不是点到点链路,而认为其工作在共享介质上!

但是有时,由于某种原因导致交换机端口工作在半双工模式,这时可以通过命令将端口配置成为点到点链路:如下

Switch(config-if)#spanning-tree link-type point-to-point

II. 二.快速PVST+

PSTP是一种底层技术,在启用MST(多生成树)或RPVST+(快速PVST+)后才会使用PSTp,CISCO交换机默认运行在PVST+模式下,使用传统的802.1D生成树,如果需要将PVST+模式更改为RPVST+,可以通过

Switch(config-if)#spanning-tree mode rapid-pvst

5.12多生成树(MST)

1.MST概述

无论是PVST+还是ROVST+,都为每一个VLAN生成一个生成树实例,而每个实例都要占用交换机的CPU和内存资源,随着VLAN的增加,实例也会增加,这导致维护生成树实例将占用较多的交换机资源
MST是对RSTP的扩展,所以MST 拥有RSTP快速的特性,并且MST可以将一个或多个vlan映射到一个STP实例中,从而减少STP实例的数量

5.2热备份路由协议原理

HSrp的相关概念
HSRP(热备份路由协议)是CISCO私有的一种技术,他确保了党网络边缘设备或接入链路出现故障时,用户通信能迅速并透明的恢复,以此为IP网络提供冗余性。通过应用HSRP,可使网络的正常运行时间接近100%,从而满足用户对网络可靠性的要求
热备份路由协议为IP网络提供了容错和增强的路由选择功能
虚拟路由组的成员通过HSRP消息不断的交换状态信息
如果其中一台出现故障,另一台就能接替他没继续完成路由功能

2.HSRP组成员

HSRP备份组由一台活跃路由器,一台备份路由器,一台虚拟路由器和其他路由器组成(在三层交换机配置HSRP时也使用HSRP定义的备份路由器等名称)

  • 活跃路由器的功能是转发发送到虚拟路由器的数据包,组中的另一台路由器被选为备份路由器,活跃路由器通过发送HELLO消息来承担和保持它活跃的角色
  • 备份路由器的功能是监视HSRP组的运行状态,并且当活跃路由器不能运行时,迅速承担起转发数据包的责任。备份路由器也传输HELLO信息,告知组中所有路由器备份路由器的角色和状态变化
  • 虚拟路由器【即该lan上的网关】的功能是向最终用户提供一台可以连续工作的路由器,虚拟路由器配有他自己的IP地址和MAC地址,但并不实际转发数据包
  • HSRP备份组可以包含其他路由器,这些路由器监视HELLO信息,但不做应答,这些路由器转发任何经由他们的数据包,但并不转发由虚拟机路由器的数据包

3.HSRP原理

HSRP组内的每个路由器都有指定的优先级(priority),由于衡量路由器在活跃路由器选择中优先程度,如图所示。默认优先级是100,他是用户配置中的可选项,可以是0-255内的任何值。组中有最高优先级的路由器将成为活跃路由器

活跃路由器替虚拟路由器对数据流进行响应。如果末端主机发送了一个数据包到虚拟路由器的MAC地址,那么,活跃路由器将接受并且处理这个数据包,如果末端主机对虚拟路由器的IP地址发送ARP解析请求,那么,活跃路由器将使用虚拟路由器MAC地址进行应答
选择活跃路由器和备份路由器是如果优先级相同,IP地址大的路由器获胜

4.虚拟MAC

地址解析协议ARP在网络地址和MAC地址之间建立了一种关联,每台三层交换机都维护着一个地址解析表。三层交换机在试图联系某个设备之前,先检查其ARP缓存,以确定这个地址是否已经被解析,虚拟路由器IP地址和相应的MAC地址维持在HSRP组中的每台三层交换机的ARP表中

虚拟路由器所用的MAC地址由三部分组成

5.HSRP消息

HSRP中的所有路由器都发送或接收HSRP消息,这些消息用来决定和维护组内的路由器角色,HSRP消息封装在用户数据报协议UDP数据包中的数据部分,使用UDP端口的1985
HSRP状态

  • 1.初始状态
  • 2.学习状态
  • 3.监听状态
  • 4.发言状态
  • 5.备份状态
  • 6.活跃状态





案例二:配置HSRP

随着公司的发展,公司对网络的要求越来越高,为此公司决定大家有两台核心交换机做热备份的公司网络,如图所示,为了充分利用网络资源,公司还要求实现vlan的负载均衡,图所示,搭建网络实现热备份和vlan的负载均衡

网络规划如下

  • 交换机直接的接口全部为trunk模式
  • 在SW1和SW2上配置hsrp,活跃交换机优先级为150,备份交换机优先级为100,在SW1交换机上配置vlan接口IP地址
Vlan2接口IP地址:192.168.2.1/24
Vlan3接口IP地址:192.168.3.1/24
Vlan4接口IP地址:192.168.4.1/24

在SW2交换机上配置vlan接口IP地址:

Vlan2接口的IP地址:192.168.2.2/24
Vlan3接口的ip地址:192.168.3.2/24
Vlan4接口的IP地址:192.168.4.2/24

Pc的IP地址及网关如下:

PC1的IP地址:192.168.2.10/24,网关为192.168.2.254/24
PC2的IP地址:192.1683.10/24,网关192.168.3.254/24
PC3的IP地址:192.168.2.11/24,网关192.168.2.254/24
Pc4的IP地址:192.168.4.10/24,网关为192.168.4.254/24

需求描述:配置vlan负载均衡时,使用PVST+平且要求vlan2和vlan3,4实现负载均衡
推荐步骤:

1.配置交换机的基本信息
2.Hsrp的基本配置
3.配置HSRP的优先级
4.配置HSRP的占先权
5.配置STP(PVST+),实现vlan负载均衡
6.验证HSRPP
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日期: 2014-02-07分类: Network

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