利用冗余實(shí)現企業(yè)局域網(wǎng)的高可用性
一、基礎知識：
隨著(zhù)Internet的迅猛發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò )的應用逐漸增多。這就對網(wǎng)絡(luò )的可靠性提出了越來(lái)越高的要求。斥資對所有網(wǎng)絡(luò )設備進(jìn)行更新當然是一種很好的可靠性解決方案；但本著(zhù)保護現有投資的角度考慮，可以采用廉價(jià)冗余的思路，在可靠性和經(jīng)濟性方面找到平衡點(diǎn)。
<1>端口匯聚：
端口匯聚是將多個(gè)端口匯聚在一起形成一個(gè)匯聚組，在匯聚組中的各個(gè)成員端口之間，實(shí)現出/入負荷的分擔，同時(shí)也提供了更高的連接可靠性。
端口匯聚分類(lèi)：端口匯聚組可以分為負載分擔匯聚組和非負載分擔匯聚組。
在一個(gè)端口匯聚組中，端口號最小的作為主端口，其他的作為成員端口。同一個(gè)匯聚組中成員端口的鏈路類(lèi)型與主端口的鏈路類(lèi)型保持一致，即如果主端口為T(mén)runk端口，則成員端口也為T(mén)runk端口；如主端口的鏈路類(lèi)型改為Access端口，則成員端口的鏈路類(lèi)型也變?yōu)锳ccess端口；
<2>虛擬路由器冗余：
VRRP是一種容錯協(xié)議，它通過(guò)把幾臺路由設備聯(lián)合組成一臺虛擬的路由設備，并通過(guò)一定的機制來(lái)保證當主機的下一跳設備出現故障時(shí)，可以及時(shí)將業(yè)務(wù)切換到其它設備，從而保持通訊的連續性和可靠性。
VRRP的優(yōu)勢：既不需要改變組網(wǎng)情況，也不需要在主機上配置任何動(dòng)態(tài)路由或者路由發(fā)現協(xié)議，就可以獲得更高可靠性的缺省路由
VRRP路由器和虛擬路由器：VRRP路由器是指運行VRRP的路由器，是物理實(shí)體，虛擬路由器是指VRRP協(xié)議創(chuàng )建的，是邏輯概念。一組VRRP路由器協(xié)同工作，共同構成一臺虛擬路由器。該虛擬路由器對外表現為一個(gè)具有唯一固定IP地址和MAC地址的邏輯路由器。
VRRP的工作原理：VRRP將局域網(wǎng)的一組路由器構成一個(gè)備份組，相當于一臺虛擬路由器。局域網(wǎng)內的主機只需要知道這個(gè)虛擬路由器的IP地址，并不需知道具體某臺設備的IP地址，將網(wǎng)絡(luò )內主機的缺省網(wǎng)關(guān)設置為該虛擬路由器的IP地址，主機就可以利用該虛擬網(wǎng)關(guān)與外部網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通信。
<3>生成樹(shù)協(xié)議：
生成樹(shù)協(xié)議是一種二層管理協(xié)議，它通過(guò)有選擇性地阻塞網(wǎng)絡(luò )冗余鏈路來(lái)達到消除網(wǎng)絡(luò )二層環(huán)路的目的，同時(shí)具備鏈路的備份功能。
生成樹(shù)協(xié)議的主要功能有兩個(gè)：一是在利用生成樹(shù)算法、在以太網(wǎng)絡(luò )中，創(chuàng )建一個(gè)以某臺交換機的某個(gè)端口為根的生成樹(shù)，避免環(huán)路。二是在以太網(wǎng)絡(luò )拓撲發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)生成樹(shù)協(xié)議達到收斂保護的目的。
<4>生成樹(shù)算法的計算過(guò)程：
1、根；首先選出算法，查找誰(shuí)的bridge-id最小，則為根；
2、在每一個(gè)非根交換機，找離根最進(jìn)的端口（并且開(kāi)銷(xiāo)最?。?，則為根端口
a) 根據cost來(lái)選取根端口；
b) 當cost相同時(shí)，通過(guò)bridge-id的優(yōu)先級或mac來(lái)選取，小得是為根；
c) 當bridge-id相同時(shí)，對比（端口id）port id【包括端口號碼 和 端口優(yōu)先級】
3、在每一個(gè)網(wǎng)段（一條線(xiàn)路連接接口）指定端口 BP，與根端口連接的端口都是指定端口。
a) 根據cost
b) 根據bridge-id
4、找到阻塞端口
<5>端口狀態(tài)：
FWD：轉發(fā)狀態(tài)；
BLK：阻塞狀態(tài)；
LRN：學(xué)習狀態(tài)；
LIS：監聽(tīng)狀態(tài)；
二、案例- 1
1、實(shí)驗說(shuō)明：
某公司使用兩種ISP運營(yíng)商提供的網(wǎng)絡(luò )，兩種網(wǎng)絡(luò )共同連接到因特網(wǎng)，為了實(shí)現公司局域網(wǎng)的高可用性，使用端口聚合和VRRP技術(shù)，并且本公司用戶(hù)可以正常訪(fǎng)Internet，正常辦理業(yè)務(wù)。
2、實(shí)驗拓撲：
3、實(shí)驗環(huán)境：
華為交換機2臺（S2000系列）
華為路由器2臺（R2621系列）
PC機4臺
4、實(shí)驗要求：
實(shí)現vlan間通信；
為實(shí)現路由器的高利用率，設置路由器在每個(gè)VRRP組中擔任的不同角色；
兩臺交換機之間使用端口組合進(jìn)行通信；
5、實(shí)驗步驟：
<1>SW 1交換機配置：
1)劃分vlan：
2)配置trunk鏈路：
3)配置端口聚合：
<2>SW2交換機配置
1)劃分vlan：
2)設置trunk鏈路：
3)配置端口聚合：
<3>R1路由器配置：
1)配置以太網(wǎng)子接口：
2)配置vrrp：
<4>R2路由器配置：
1)配置以太網(wǎng)子接口：
2)配置vrrp：
6、驗證測試：
<1>在正常情況下
1)VLAN10的PC 1主機ping VLAN20的PC 4主機：
2)查看鏈路路徑：
3)查看R1的VRRP現狀：
4)查看R2的VRRP現狀：
<2>斷開(kāi)R1的鏈路后：
1)VLAN10的PC 1主機ping VLAN20的PC 4主機：
2)查看鏈路路徑：
3)查看R2的VRRP現狀：
<3>斷開(kāi)R2的鏈路后：
1)VLAN10的PC 1主機ping VLAN20的PC 4主機：
2)查看鏈路路徑：
3)查看R1的VRRP現狀：
三、案例- 1
1、實(shí)驗說(shuō)明：
某公司使用兩種ISP運營(yíng)商提供的網(wǎng)絡(luò )，兩種網(wǎng)絡(luò )共同連接到因特網(wǎng)，為了實(shí)現公司局域網(wǎng)的高可用性，使用生成樹(shù)和VRRP技術(shù)，并且本公司用戶(hù)可以正常訪(fǎng)Internet，正常辦理業(yè)務(wù)。
2、實(shí)驗拓撲：
3、實(shí)驗環(huán)境：
小凡模擬器；
思科路由器2臺（3640）
思科交換機2臺（3640）
兩臺PC（使用兩臺路由器來(lái)模擬）
4、實(shí)驗要求：
實(shí)現vlan間通信；
為實(shí)現路由器的高利用率，設置路由器在每個(gè)VRRP組中擔任的不同角色；
兩臺交換機之間使用端口組合進(jìn)行通信；
5、實(shí)驗步驟：
1)配置R1：
Router(config)#int eth 0/0.10 ! 進(jìn)入以太網(wǎng)子接口
Router(config-subif)#encapsulation dot1Q 10 ! 封裝協(xié)議和劃分vlan
Router(config-subif)#ip add 192.168.10.1 255.255.255.0 ! 配置子接口ip
Router(config-subif)#standby 10 ip 192.168.10.254 ! 配置虛擬ip
Router(config-subif)#standby 10 priority 120 ! 配置vrrp組10的優(yōu)先級
Router(config-subif)#standby 10 preempt ! 設為搶占模式
Router(config-subif)#exit
Router(config)#int eth 0/0.20
Router(config-subif)#encapsulation dot1Q 20 ! 封裝協(xié)議和劃分vlan
Router(config-subif)#ip add 192.168.20.1 255.255.255.0 ! 配置子接口ip
Router(config-subif)#standby 20 ip 192.168.20.254 ! 配置虛擬ip
Router(config-subif)#exit
Router(config)#
2)配置R2：
Router(config)#int eth 0/0.10
Router(config-subif)#encapsulation dot1Q 10 ! 封裝協(xié)議和劃分vlan
Router(config-subif)#ip add 192.168.10.2 255.255.255.0 ! 配置子接口ip
Router(config-subif)#standby 10 ip 192.168.10.254 ! 配置虛擬ip
Router(config-subif)#exit
Router(config)#int eth 0/0.20
Router(config-subif)#encapsulation dot1Q 20 ! 封裝協(xié)議和劃分vlan
Router(config-subif)#ip add 192.168.20.2 255.255.255.0 ! 配置子接口ip
Router(config-subif)#standby 20 ip 192.168.20.254 ! 配置虛擬ip
Router(config-subif)#standby 20 priority 120 ! 配置vrrp組20的優(yōu)先級
Router(config-subif)#standby 20 preempt ! 設為搶占模式
Router(config-subif)#exit
Router(config)#
Router(config)#
3)配置SW1：
Router#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Router(config)#
Router(config)#
Router(config)#no ip routing ! 取消路由功能
Router(config)#
Router(config)#exit
Router#vlan database ! 進(jìn)入vlan數據庫
Router(vlan)#vlan 10 ! 創(chuàng )建vlan10
VLAN 10 added:
Name: VLAN0010
Router(vlan)#vlan 20 ! 創(chuàng )建vlan20
VLAN 20 added:
Name: VLAN0020
Router(vlan)#exit
APPLY completed.
Exiting....
Router#confi t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Router(config)#int range f0/6 - 10
Router(config-if-range)#switchport access vlan 10 ! 將接口劃分到vlan10中
Router(config-if-range)#exit
Router(config)#int range f0/11 - 15
Router(config-if-range)#switchport access vlan 20 ! 將接口劃分到vlan20中
Router(config-if-range)#exit
Router(config)#
Router(config)#int fa0/0
Router(config-if)#switchport mode trunk ! 設置成trunk端口
Router(config-if)#exit
Router(config)#
Router(config)#int fa0/1
Router(config-if)#switchport mode trunk ! 設置成trunk端口
Router(config-if)#channel-group 1 mode on ! 將端口添加到聚合組1中
Creating a port-channel interface Port-channel1
Router(config-if)#exit
Router(config)#int fa0/2
Router(config-if)#switchport mode trunk
Router(config-if)#channel-group 1 mode on ! 將端口添加到聚合組1中
Router(config-if)#exit
4)配置SW2：
Router#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Router(config)#no ip routing
Router(config)#
Router(config)#exit
Router#vlan database ! 進(jìn)入vlan數據庫
Router(vlan)#vlan 10 ! 創(chuàng )建vlan10
VLAN 10 added:
Name: VLAN0010
Router(vlan)#vlan 20 ! 創(chuàng )建vlan20
VLAN 20 added:
Name: VLAN0020
Router(vlan)#exit
APPLY completed.
Exiting....
Router#confi t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Router(config)#int range f0/6 - 10
Router(config-if-range)#switchport access vlan 10 ! 將接口劃分到vlan10中
Router(config-if-range)#exit
Router(config)#int range f0/11 - 15
Router(config-if-range)#switchport access vlan 20 ! 將接口劃分到vlan20中
Router(config-if-range)#exit
Router(config)#
Router(config)#int fa0/0
Router(config-if)#switchport mode trunk ! 設置成trunk端口
Router(config-if)#exit
Router(config)#
Router(config)#int fa0/1
Router(config-if)#switchport mode trunk ! 設置成trunk端口
Router(config-if)#channel-group 1 mode on ! 將端口添加到聚合組1中
Creating a port-channel interface Port-channel1
Router(config-if)#exit
Router(config)#int fa0/2
Router(config-if)#switchport mode trunk ! 將端口添加到聚合組1中
Router(config-if)#channel-group 1 mode on
Router(config-if)#
6、驗證測試：
1)PC1 與PC4之間測試連通性：
2)PC1 與PC4之間通信路徑：
3)當R1出現故障時(shí)：
4)當R2出現故障時(shí)：
四、實(shí)驗小結：
一定要將aggregatePort的switchport mode配置為trunk模式，否則其默認為access模式。
我們在數據上行時(shí)可以實(shí)現負載均衡,但是下行時(shí)卻做不到,所以我們進(jìn)行路由優(yōu)先級的配置。
本文出自 “cexpert” 博客，請務(wù)必保留此出處http://cexpert.blog.51cto.com/5251990/965287
聯(lián)系客服
