案例 3 企业总部本地网解决方案

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路路路路路 路路路路路 Routing and Switching 路路 3 路路路路路路路路路路路

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案例 3 企业总部本地网解决方案. 中小型企业网典型组网架构. 交换网络. 企业总部本地网解决方案. 案例背景一. 移动新建本地支撑网,公司总部部署有数据中心,总部局域网及各个分公司需要大量访问数据中心的服务器群,要求总部网络具备高转发速率及高可靠性,以实移动运营业务 24 小时不间断。. 链路中断. 流量太大. 需求分析. 业务类型: 生产业务:缴费系统 办公业务: OA 系统 网管业务: NM 系统 其他业务: Internet 访问 流量访问模型: 本地访问 远程访问 用户接入需求: 用户接入数量庞大,上百个信息点 组网原则 高可靠性 - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 案例 3  企业总部本地网解决方案

路由与交换路由与交换路由与交换路由与交换Routing and Switching

案例 3 企业总部本地网解决方案

Page 2: 案例 3  企业总部本地网解决方案

中小型企业网典型组网架构

交换网络

企业总部本地网解决方案

Page 3: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

3

路由与交换路由与交换 案例背景一

移动新建本地支撑网,公司总部部署有数据中心,总部局域网及各个分公司需要大量访问数据中心的服务器群,要求总部网络具备高转发速率及高可靠性,以实移动运营业务 24小时不间断。

链路中断

流量太大

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Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 需求分析

业务类型:▪ 生产业务:缴费系统▪ 办公业务: OA 系统▪ 网管业务: NM 系统▪ 其他业务: Internet 访问

流量访问模型:▪ 本地访问▪ 远程访问

用户接入需求:▪ 用户接入数量庞大,上百个信息点

组网原则▪ 高可靠性▪ 高转发速率▪ 高性价比

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Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 解决方案

▪ 网络拓扑:核心层与接入层的两层结构。双核心,每个接入交换 机双上行到两个核心交换机。

▪ 设备及链路- 核心交换机: Cisco6500/4500 、 H3C S5500SI

- 接入交换机: Cisco2960/3560 、 H3C S2126-EI

- 路由器: Cisco 7200/3800 、 H3C MSR50-60

- 双绞线、光纤▪ 关键技术:- 双核心设备解决核心单点故障- 部署 STP 解决组网环路问题- 部署 HSRP/VRRP 解决网关备份问题- 部署以太网通道提高带宽和组网弹性- 部署 DHCP 解决 IP 地址分配管理问题

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Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 案例目标

通过本案例,您应该能够:▪ 掌握总部大楼局域网组网技术▪ 掌握链路聚合(以太通道)原理和配置▪ 掌握链路聚合(以太通道)负载均衡配置▪ 掌握 STP 、 HSRP 原理和配置▪ 掌握交换网络 STP 、 HSRP 部署▪ 了解 STP 的高级特性▪ 了解 VRRP ,了解 HSRP/VRRP 目标跟踪功能

本案例技术重点:▪ 总部大楼局域网组网需求与网络设计▪ 以太链路聚合技术及其负载均衡的配置▪ STP 工作原理▪ HSRP 工作原理▪ 总部大楼局域网 STP 、 HSRP 的部署

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Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 案例技术

主要技术▪ 1 部署以太网通道提高带宽和组网弹性▪ 2 部署 STP 解决组网环路问题▪ 3 部署 HSRP/VRRP 解决网关备份问题▪ 4 案例相关网络产品介绍

Page 8: 案例 3  企业总部本地网解决方案

路由与交换路由与交换路由与交换路由与交换Routing and Switching

1 部署以太网通道提高带宽和组网弹性

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Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 链路聚合的作用

增加可靠性▪ 弹性和快速收敛,聚合链路中的某条物理链路故障时

快速重新分配负载,不中断业务。增加带宽

▪ 聚合 N 条物理链路的逻辑链路, N 条物理链路负载均衡。

▪ Cisco 交换机支持每个聚合组 2-8 条FE 、 GE 、 10GE 链路 接入交换机通过 2 条以快速太网链

路与核心交换机互联,并将 2 条链路捆绑聚合为一条逻辑链路,带宽为 200M ,当中断其中一条链路时,业务不会中断

核心层交换机核心层交换机

接入层交换机接入层交换机

SiSiSiSiSiSi

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Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 链路聚合方法

手动聚合▪ 静态配置聚合链路

IEEE LACP▪ Link Aggregation Control Protocol ,是 IEEE 802.3ad 定义的标准的链路聚合协议。多数厂家设备都支持。▪ 聚合的双方设备通过协议交互聚合信息,根据双方的参数和状态,自动将匹配的链路聚合在一起收发数据。聚合形成后,交换设备维护聚合链路状态,当双方配置变化时,自动调整或解散聚合链路。

Cisco PAGP▪ Port Aggregation Protocol , Cisco 专有的链路聚合协议。▪ 在两个相邻的交换机之间交换 PAGP 的包,把相同的链路捆绑起来 。

链路聚合成功的条件▪ 端口均为全双工模式;▪ 端口速率相同;▪ 端口同为 access端口并且属于同一个 vlan 或同为 trunk端口;▪ 如果端口为 trunk端口,则其 allowed vlan 和 native vlan属性也应该相同。

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Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 链路聚合配置—手动聚合二层端口手动聚合

▪ Switch(config)#interface range fastethernet 1/1 - 2

▪ Switch(config-if)#channel-group port-channel-number mode on

// 将物理端口绑定到已经创建的 port-channel 中▪ Switch(config-if)#switchport mode trunk

三层端口手动聚合▪ Switch(config)#interface port-channel port-channel-number

// 创建以太通道▪ Switch(config)#interface range fastethernet 1/1 - 2

▪ Switch(config-if)#channel-group port-channel-number mode on

▪ Switch(config-if)#no switchport

▪ Switch(config-if)#ip address ip-address mask 当配置 layer 2端口作 etherchannel 时只要在成员端口配置模式下用channel-group n命令指定该端口要加入的 channel-group 组,这时 switch会自动创建 port-channel 接口,而当配置 layer 3端口作 etherchannel 时,还需要在全局配置模式下用 interface port-channel n 命令手工创建 port-channel 接口。 两个交换机的端口都配置成 mode on 的模式才能聚合成功(静态聚合)。

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Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 链路聚合配置— LACP聚合

LACP 参数说明▪ LACP 协商参数

- on 强迫端口加入聚合组而不使用 LACP (相当于手工聚合)。- Active 主动发起协商- Passive 被动协商( cisco 的缺省模式)

LACP 配置▪ Switch(config)#interface port-channel port-channel-numbe ▪ Switch(config)#interface range fastethernet 1/1 - 4▪ Switchconfig-if-range)#channel-protocol lacp▪ Switch(config-if-range)#channel-group port-channel-numbe

mode {on | passive | active}

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Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 链路聚合配置— PAGP聚合

Cisco PAGP 参数说明▪ PAGP 协商参数

- disrable 主动发起协商- auto 被动协商 (默认取值 )

Cisco PAGP 配置 (cisco 交换机缺省采用 )▪ Switch(config)#interface port-channel port-

channel-numbe ▪ Switch(config)#interface range fastethernet

1/1 - 4▪ Switch(config-if)#channel-group port-channel-

numbe mode {on | {auto | desirable}

Page 14: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 链路聚合配置实例

SwitchA(config)# interface range gigabitethernet0/1 -2

SwitchA(config-if-range)# channel-group 2 mode on

SwitchA(config-if-range)# switchport mode trunk

SwitchB(config )# interface range gigabitethernet0/1 -2

SwitchB(config-if-range)# channel-group 2 mode on

SwitchB(config-if-range)# switchport mode trunk

SwitchA(config)# interface range gigabitethernet0/1 -2

SwitchA(config-if-range)# channel-group 2 mode on

SwitchA(config-if-range)# switchport mode trunk

SwitchB(config )# interface range gigabitethernet0/1 -2

SwitchB(config-if-range)# channel-group 2 mode on

SwitchB(config-if-range)# switchport mode trunk

移动总部要求在三层核心交换机间使用双链路,以增大核心层的交换容量和转发速率,提高链路可靠性。

G0/1G0/1

G0/1G0/1

G0/2G0/2

G0/2G0/2

Page 15: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 查看链路聚合状态

查看链路聚合状态▪ show etherchannel num port-channel

{brief | detail | load-balance | port | port-channel | summary }

▪ show etherchannel num port-channel

//查看某一通道的状况▪ show etherchannel num summary

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Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 链路聚合负载均衡方式

▪基于数据包的源或目的 MAC/IP/Port随机选择 etherchannel中的一条物理 link进行数据转发的, cisco 设备选择链路的算法是 Hash ,默认根据源MAC进行负载。

▪ Cisco 交换机链路聚合负载均衡配置- switch(config)# port-channel load-balance {dst-ip | dst-mac |src-

dst-ip | src-dst-mac | src-ip | src-mac| src-port | dst-port | src-dst -port}

▪查看链路聚合负载- show etherchannel load-balance

Page 17: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 链路聚合负载均衡方式

Page 18: 案例 3  企业总部本地网解决方案

路由与交换路由与交换路由与交换路由与交换Routing and Switching

2 部署 STP 解决组网环路问题

Page 19: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 冗余的二层网络拓扑架构tru

nk

trunk

单星型拓扑

容易出现单点故障 可靠性较差

解决方案 备份设备

链路:以太通道技术

热备

冷备

双设备

双模块 双星型拓扑

可靠性较高,达到五个九的高可用性

Page 20: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换二层网络冗余拓扑(环路)带来的问题

广播风暴1. 广播帧由另外一个网段发出被交换机 A 和 B 的上部端口收到;2. 两台交换机检查目的地将该帧以广播的形式发送到下部网段;3. 两台交换机在下部端口收到帧将该帧的副本以广播的形式发送回到 上部网段;

4. 两台交换机不知道同一个帧被反复发送。

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Routing and Switching

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路由与交换路由与交换二层网络冗余拓扑(环路)带来的问题

同一个帧的多个副本▪ 很多协议不能正确地处理重复的传输特别是一些使用排序编号的协议例如 TCP/IP 会认为序列已经达到了最大值已经开始循环处理其他协议在处理重复帧时可能会导致一些不可预测的结果

Page 22: 案例 3  企业总部本地网解决方案

二层网络冗余拓扑(环路)带来的问题

MAC 地址表的不稳定性▪ 如果交换机在不同的端口上收到同一个帧它的 MAC 数据库将会变得不稳定

Page 23: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 STP 协议介绍

▪ STP - Spanning Tree Protocol (生成树协议)

▪ 逻辑上断开环路,防止广播风暴的产生▪ 当线路出现故障,断开的接口被激活,恢复通信,

起备份线路的作用▪ STP 的标准: IEEE802.1D

AA BB

CC

Page 24: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换

▪ 通过在网桥之间交换 BPDU ( Bridge Protocol Data Unit ,桥协议数据单元),来保证设备完成生成树的计算过程 。

BPDU (桥协议数据单元)

BPDU

BPDU

BPDU

CB

A

Page 25: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 BPDU 的类型

BPDU 有如下两种类型▪ 配置 BPDU----这种 BPDU 是根网桥以周期性间隔

(2s) 发出的, BPDU包括 STP 参数。配置 BPDU用于选举根网桥和保持拓扑稳定。如果没有从根接收到这些 BPDU ,那么可能发生拓扑变更。

▪ TCN(Topology Change Notification ,扑拓变更通知 )BPDU----这种 BPDU 是当交换机检测到拓扑变更时产生的。

▪ 配置 BPDU 在网络稳定时用来维护网络拓扑,在网络收敛时用于进行生成树计算;

▪ TCN BPDU 则只在拓扑发生变化的时候发出,用来通知相关的交换机网络发生变化。

Page 26: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 BPDU 数据帧结构

DMADMA ::针对于 cisco 交换网络中 native valn 的 bpdu, 其值为: 0x01-80-c2-00-00-00 ,而其他 vlan 的 bpdu 的目标mac 为 0x01-00-0c-cc-cc-cd 。对于ieee802.1d 标准的 bpdu 的目标 mac 与cisco native vlan 的 bpdu 的目标 mac是一致的。

SMASMA ::发送 bpdu 的交换机的背板mac 。

L/TL/T ::帧长

LLC HeaderLLC Header :: BPDU帧固定的链路头。值为: 0x424203

Payload Payload : : BPDU 数据

DMADMA LLC HeaderLLC HeaderSMASMA L/TL/T PayloadPayload

Page 27: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 BPDU包含的关键字段

Page 28: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 配置 BPDU 的生成和传递

▪ 配置 BPDU包含以下重要信息,完成生成树计算- 根网桥 ID ( RootID )- 根路径成本( RootPathCost )- 发送方网桥 ID ( DesignatedBridgeID )- 端口 ID ( DesignatedPortID )

▪ 各台设备的各个端口在初始时生成以自己为根桥( Root Bridge )的配置消息,向外发送自己的配置消息

▪ 网络收敛后,根桥向外发送配置 BPDU ,其他的设备对该配置 BPDU进行转发

Page 29: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 STP 的算法

STP 将一个环形网络生成无环拓朴的步骤:▪ 选择根网桥( Root Bridge )▪ 选择根端口( Root Ports )▪ 选择指定端口( Designated Ports )▪ 阻塞其他端口

网桥是交换机的前身,由于 STP是在网桥基础上开发的,因此现在在交换机的网络中仍然沿用网桥这一术语

第一步:选择根网桥

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Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 根桥的选举

▪ 网桥 ID 由网桥优先级( BridgePriority )和王桥MAC 地址( BridgeMacAddress )组成

▪ 网桥 ID 小的网桥被选举为根网桥

SWA

BridgeID: 0.0000-0000-0000

BridgeID: 16.0000-0000-0001 BridgeID: 0.0000-0000-0002

SWB SWC

Page 31: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 网桥 ID

▪ 网桥 ID 数据结构

▪ 在进行网桥 ID 比较时,先比较网桥优先级,优先级值小的为优;当优先级值相等时,再比较MAC 地址, MAC 小的为优。

网桥优先级网桥优先级 MACMAC

BIDBID -- 88 字节字节

22 字节字节取值范围:取值范围: 00 ~~ 6553565535 缺省值:缺省值: 3276832768

66 字节字节来自背板来自背板 // 监控引擎监控引擎

Page 32: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 STP使用 BPDU选择根网桥

▪ 交换机启动时,假定自己是根网桥,在向外发送的 BPDU 中,根网桥 ID字段填写自己的网桥 ID

网桥 ID : 32768.000d.2800.b101

100M100M

100M100M

A

C网桥 ID :

32768.000d.2800.b102

网桥ID : 4096.000d.2800.b100

B

100M100M

字段 值根网桥 ID 32768.000d.2800.b101

根路径成本 0

发送网桥 ID 32768.000d.2800.b101

端口 ID xxxx

Page 33: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换

字段 值根网桥 ID 4096.000d.2800.b100

根路径成本 0

发送网桥 ID 4096.000d.2800.b100

端口 ID xxxx 网桥 ID : 32768.000d.2800.b101

STP使用 BPDU选择根网桥(续)

▪ 当接收到其他交换机发出的 BPDU 后,比较网桥 ID ,选择较小的添加到根网桥 ID 中

100M100M

C

100M100M

A

100M100M

网桥 ID :

32768.000d.2800.b102

当全网所有的交换机接收到全部的 BPDU 并作比较后,就可以选择出唯一的一个根网桥

B

字段 值根网桥 ID 4096.000d.2800.b100

根路径成本 0

发送网桥 ID 32768.000d.2800.b101

端口 ID xxxx

网桥 ID : 4096.000d.2800.b100

Page 34: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 STP选择根网桥举例

▪ 根据网桥 ID选择根网桥

优先级: 4096MAC 地址: 000d.2800.b100

优先级: 32768MAC 地址: 000d.2800.b101

A

C

优先级: 32768MAC 地址: 000d.2800.b102

Root BridgeRoot Bridge

下一步:选择根端口

以本拓朴为例,介绍 STP 的计算过程

B

Page 35: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 选择根端口的依据

▪ 在非根网桥上选择一个到根网桥最近的端口作为根端口

▪ 选择根端口的依据是:- 根路径成本最低 - 发送方网桥 ID最小- 发送方端口 ID最小

Page 36: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 根路径成本

▪ 根路径成本-是网桥到根网桥的路径上所有链路的成本之和

Root BridgeRoot Bridge

路径成本: 19路径成本: 19 路径成本: 100路径成本: 100

CCBBAA Port 1Port 1

CC 的的 Port 1Port 1 根路径成本=根路径成本= 1919 ++ 100100 == 119119CC 的的 Port 1Port 1 根路径成本=根路径成本= 1919 ++ 100100 == 119119

Page 37: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 路径成本

▪ 路径成本根据链路带宽的高低规定

Page 38: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 端口 ID

▪ 端口 ID 的组成

端口优先级 端口编号

8位8位 8位8位

取值范围: 0 ~ 255

缺省值: 128

取值范围: 0 ~ 255

缺省值: 128

Page 39: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换STP使用 BPDU 计算根路径成本

▪ 根网桥发送根路径成本为 0 的 BPDU

网桥 ID : 32768.000d.2800.b101

网桥 ID : 4096.000d.2800.b100

100M100M

100M100M

A

C

A B100M100M

Root BridgeRoot Bridge

网桥 ID :32768.000d.2800.b102字段 值

根网桥 ID 4096.000d.2800.b100

根路径成本 0

发送网桥 ID 4096.000d.2800.b100

端口 ID xxxx

Page 40: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换

字段 值根网桥 ID 4096.000d.2800.b100

根路径成本 19

发送网桥 ID 32768.000d.2800.b101

端口 ID xxxx

STP使用 BPDU 计算根路径成本(续)

▪ 其他交换机接收到根网桥的 BPDU 后,在根路径成本上添加接收接口的路径成本,然后转发

Root BridgeRoot Bridge

100M100M

100M100M

A

C

100M100MB

网桥 ID : 32768.000d.2800.b101

网桥 ID :32768.000d.2800.b102

网桥 ID : 4096.000d.2800.b100

交换机保存接口的根路径成本到内存中交换机保存接口的根路径成本到内存中交换机保存接口的根路径成本到内存中交换机保存接口的根路径成本到内存中

Page 41: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 STP选择根端口举例 -1

▪ 在非根桥上, 选择一个根端口( RP )

优先级: 32768MAC 地址: 000d.2800.b101

优先级: 4096MAC 地址:

000d.2800.b100

100M100M

A B

C优先级: 32768

MAC 地址: 000d.2800.b102

Root BridgeRoot Bridge

100M100M

100M100M

Root PortRoot Port

在 B 和 C 上,到达A最近的端口是 B和 C 的根端口

Root PortRoot Port

Page 42: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 STP选择根端口举例 -2

Root

F0/1 F0/2

AP

Cost=10 Cost=10

RP

BridgeID: 0.0000-0000-0001

在根路径开销、指定桥 ID都相同的情况下,所连发送方端口 ID小的端口为根端口

下一步:选择指定端口F0/1F0/2

BridgeID: 0.0000-0000-0002

A

B

Page 43: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 选择指定端口的依据

在每个网段上,选择一个指定端口▪ 根桥上的端口全是指定端口▪ 非根桥上的指定端口:- 根路径成本最低- 发送方网桥的 ID值较小- 端口 ID值较小

Page 44: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换

▪ 在每个网段选择一个指定端口( DP )

100M100M

STP选择指定端口举例

100M100M

A B

C

优先级: 4096MAC 地址: 000d.2800.b100

优先级: 32768MAC 地址: 000d.2800.b101

优先级: 32768MAC 地址:

000d.2800.b102

Root BridgeRoot Bridge100M100M

Root PortRoot Port

这个端口既不是根端口,也不是指定端口, STP 将这个端口阻塞( Block )

在这个网段上, B 的网桥 ID较小,所以 B 上的端口为指定端口

DPDPDPDP

DPDP

根网桥上的端口都是指定端口

Root PortRoot Port

Page 45: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 STP的端口状态

Page 46: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 STP 的时间参数

1515 秒秒

2020 秒秒

1515 秒秒

转发转发

学习学习

侦听侦听

阻断阻断

转发延迟转发延迟

转发延迟转发延迟

最大寿命最大寿命‐ Hello time :BPDU 定期发送间隔。默认为 2秒。‐ max age time :BPDU 的最大老化时间。交换机间接感知网络拓扑变更的时间。默认为20秒。‐ forwarding delay : 转发延迟。接口从侦听状态进入学习状态或从学习状态进入转发状态的等待时间。默认为 15秒。

STP 的收敛:直接网络拓扑变化收敛为 30秒 间接网络拓扑变化收敛为 50秒

STP 的时间参数

Page 47: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

47

路由与交换路由与交换 STP举例

DC

A

优先级: 32768MAC : 000d.2800.b100优先级: 32768MAC : 000d.2800.b100

优先级: 32768MAC : 000d.2805.c100优先级: 32768MAC : 000d.2805.c100

优先级: 32768MAC : 000d.2810.d100优先级: 32768MAC : 000d.2810.d100

优先级: 32768MAC : 000d.2811.e100优先级: 32768MAC : 000d.2811.e100

100M100M

100M100M

100M100M

100M100M

100M100M

Root BridgeRoot Bridge

RPRP RPRP

RPRPDPDP

DPDP

DPDP

Block

B

Page 48: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

48

路由与交换路由与交换 经过 STP 计算后的逻辑拓朴

DC

A

优先级: 32768MAC : 000d.2800.b100优先级: 32768MAC : 000d.2800.b100

优先级: 32768MAC :000d.2805.c100

优先级: 32768MAC :000d.2805.c100

优先级: 32768MAC : 000d.2810.d100优先级: 32768MAC : 000d.2810.d100

优先级: 32768MAC : 000d.2811.e100优先级: 32768MAC : 000d.2811.e100

100M100M

100M100M

100M100M

Root BridgeRoot BridgeB

Page 49: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

49

路由与交换路由与交换 STP的基本工作原理总结

▪ STP启动,所有端口都处于阻塞状态。▪ 交换 BPDU ,选举根网桥

选择网桥 ID最小的:优先级和 MAC 地址▪ 在每个非根网桥上选择根端口

端口到根的路径成本最小的 发送方网桥 ID最小的 发送方端口 ID最小的

▪ 在每个物理网段上选择指定端口 网桥到根的路径成本最小的

发送方网桥 ID最小的发送方端口 ID最小的

▪ 阻塞其他端口

Page 50: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

50

路由与交换路由与交换 STP的工作模式

Page 51: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

51

路由与交换路由与交换 VLAN 与 STP

标准的生成树协议( CST )不考虑 VLAN

经过 STP 计算,会有一条链路被断开

CST

VLAN1-4

Page 52: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

52

路由与交换路由与交换 PVST (按 VLAN 生成树)

PVST 是 Cisco私有的,为每个 VLAN 构造一棵生成树

PVST

VLAN1

VLAN3

VLAN2

VLAN4

Page 53: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

53

路由与交换路由与交换 PVST+

PVST+▪ Cisco私有▪ 可以与 CST 互操作▪ 用来连接 PVST 与 CST区域

PVST+PVST+ 区域区域PVST+PVST+ 区域区域

PVSTPVST区域区域PVSTPVST区域区域 CSTCST区域区域CSTCST区域区域

Page 54: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

54

路由与交换路由与交换 网桥 ID( BID)

Sys ID扩展▪ 由于要给交换机的每一个 VLAN 建立一个生成树,因此需要给每个 VLAN 的生成树分配一个作为 BID 的 MAC 地址。交换机 MAC 地址池并不总是有 4096 个(例如只有 256个、 1024 个等),就需要通过 sys ID扩展来表示 BID.

网桥优先级 MACSys ID扩展

BID - 8字节

4bit 6byte12bit 12bit 的 system Id恰好可以标识 4096 个 vlan ,因此无需每个vlan 一个特定的 mac来标识。所有 vlan只要对应一个 mac(交换机的背板mac )即可。

Page 55: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

55

路由与交换路由与交换 PVST 的配置

Page 56: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

56

路由与交换路由与交换 PVST 在实际中的应用

▪ 配置网络中比较稳定的交换机为根网桥▪ 利用 PVST 实现网络的负载分担

VLAN 10 、 20 、的根网桥

VLAN 30 、 40的根网桥

VLAN 30 、 40的根网桥

VLAN 10 、 20的根端口

VLAN 10 、 20数据的流向

VLAN 30 、 40的根端口

VLAN 30 、 40数据的流向

接入交换机接入交换机

Page 57: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

57

路由与交换路由与交换 PVST 的配置命令

▪ 第一步:启用生成树- switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list

▪ 第二步:设置根网桥或修改网桥优先级- switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list root

primary | secondary- switch(config)#spanning-tree vlan vlan-list

priority Bridge-priority

▪ 第三步:配置端口速链路- switch(config-if)#spanning-tree portfast

把优先级降低为 24576

把优先级降低为28672

Page 58: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

58

路由与交换路由与交换 PVST 的配置命令(续)

▪ 修改端口成本 ( 可选 )- switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan-list

cost cost

▪ 修改端口优先级 ( 可选 )- switch(config-if)#spanning-tree port-priority

port-priority

▪ 配置上行速链路 ( 可选 )- switch(config)#spanning-tree uplinkfast

Page 59: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

59

路由与交换路由与交换 PVST 配置的查看

▪ 查看生成树的配置- switch#show spanning-tree

▪ 查看某个 VLAN 的生成树详细信息- switch#show spanning-tree vlan vlan-id detail

Page 60: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

60

路由与交换路由与交换

移动总部 VLAN规划如下:▪ 缴费业务: VLAN 10

▪ OA 业务: VLAN 20

▪ NM 业务: VLAN 30

▪ 运营分析系统: VLAN 40

要求三层交换机 SWA 为 VLAN 10 、 20 的根网桥,VLAN30 、 40 备份根网桥; SWB 为 VLAN 30 、40 的根网桥、 VLAN10 、 20 的备份根网桥。

PVST 配置实例

SWA

SWB

Page 61: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

61

路由与交换路由与交换

SWA(config)# spanning-tree vlan 10 priority 0SWA(config)# spanning-tree vlan 20 priority 0SWA(config)# spanning-tree vlan 30 priority 4096SWA(config)# spanning-tree vlan 40 priority 4096

SWB(config)# spanning-tree vlan 30 priority 0SWB(config)# spanning-tree vlan 40 priority 0SWB(config)# spanning-tree vlan 10 priority 4096SWB(config)# spanning-tree vlan 20 priority 4096

SWA(config)# spanning-tree vlan 10 priority 0SWA(config)# spanning-tree vlan 20 priority 0SWA(config)# spanning-tree vlan 30 priority 4096SWA(config)# spanning-tree vlan 40 priority 4096

SWB(config)# spanning-tree vlan 30 priority 0SWB(config)# spanning-tree vlan 40 priority 0SWB(config)# spanning-tree vlan 10 priority 4096SWB(config)# spanning-tree vlan 20 priority 4096

PVST 配置实例

Page 62: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

62

路由与交换路由与交换 vlan10

SWA#show spanning-tree vlan 10

VLAN0010

Spanning tree enabled protocol ieee

Root ID Priority 10

Address 000e.d75b.b200

This bridge is the root

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Bridge ID Priority 10 (priority 0 sys-id-ext 10)

Address 000e.d75b.b200

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Aging Time 300

Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type

------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------

Fa0/23 Desg FWD 19 128.23 P2p

Fa0/24 Desg FWD 19 128.24 P2p

Po2 Desg FWD 12 128.65 P2p

SWA#show spanning-tree vlan 10

VLAN0010

Spanning tree enabled protocol ieee

Root ID Priority 10

Address 000e.d75b.b200

This bridge is the root

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Bridge ID Priority 10 (priority 0 sys-id-ext 10)

Address 000e.d75b.b200

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Aging Time 300

Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type

------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------

Fa0/23 Desg FWD 19 128.23 P2p

Fa0/24 Desg FWD 19 128.24 P2p

Po2 Desg FWD 12 128.65 P2p

Page 63: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

63

路由与交换路由与交换 vlan20

SWA#show spanning-tree vlan 20

VLAN0020

Spanning tree enabled protocol ieee

Root ID Priority 20

Address 000e.d75b.b200

This bridge is the root

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Bridge ID Priority 20 (priority 0 sys-id-ext 20)

Address 000e.d75b.b200

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Aging Time 300

Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type

------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------

Fa0/23 Desg FWD 19 128.23 P2p

Fa0/24 Desg FWD 19 128.24 P2p

Po2 Desg FWD 12 128.65 P2p

SWA#show spanning-tree vlan 20

VLAN0020

Spanning tree enabled protocol ieee

Root ID Priority 20

Address 000e.d75b.b200

This bridge is the root

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Bridge ID Priority 20 (priority 0 sys-id-ext 20)

Address 000e.d75b.b200

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Aging Time 300

Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type

------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------

Fa0/23 Desg FWD 19 128.23 P2p

Fa0/24 Desg FWD 19 128.24 P2p

Po2 Desg FWD 12 128.65 P2p

Page 64: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

64

路由与交换路由与交换 vlan10

SWB#show spanning-tree vlan 10

VLAN0010

Spanning tree enabled protocol ieee

Root ID Priority 10

Address 000e.d75b.b200

Cost 12

Port 64 (Port-channel2)

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Bridge ID Priority 4106 (priority 4096 sys-id-ext 10)

Address 0015.63a7.9f00

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Aging Time 300

Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type

------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------

Fa0/23 Desg FWD 19 128.25 P2p

Fa0/24 Desg FWD 19 128.26 P2p

Po2 Root FWD 12 128.64 P2p

SWB#show spanning-tree vlan 10

VLAN0010

Spanning tree enabled protocol ieee

Root ID Priority 10

Address 000e.d75b.b200

Cost 12

Port 64 (Port-channel2)

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Bridge ID Priority 4106 (priority 4096 sys-id-ext 10)

Address 0015.63a7.9f00

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Aging Time 300

Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type

------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------

Fa0/23 Desg FWD 19 128.25 P2p

Fa0/24 Desg FWD 19 128.26 P2p

Po2 Root FWD 12 128.64 P2p

Page 65: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

65

路由与交换路由与交换 vlan20

SWB#show spanning-tree vlan 20

VLAN0020

Spanning tree enabled protocol ieee

Root ID Priority 20

Address 000e.d75b.b200

Cost 12

Port 64 (Port-channel2)

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Bridge ID Priority 4116 (priority 4096 sys-id-ext 20)

Address 0015.63a7.9f00

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Aging Time 300

Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type

------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------

Fa0/23 Desg FWD 19 128.25 P2p

Fa0/24 Desg FWD 19 128.26 P2p

Po2 Root FWD 12 128.64 P2p

SWB#show spanning-tree vlan 20

VLAN0020

Spanning tree enabled protocol ieee

Root ID Priority 20

Address 000e.d75b.b200

Cost 12

Port 64 (Port-channel2)

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Bridge ID Priority 4116 (priority 4096 sys-id-ext 20)

Address 0015.63a7.9f00

Hello Time 2 sec Max Age 20 sec Forward Delay 15 sec

Aging Time 300

Interface Role Sts Cost Prio.Nbr Type

------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------

Fa0/23 Desg FWD 19 128.25 P2p

Fa0/24 Desg FWD 19 128.26 P2p

Po2 Root FWD 12 128.64 P2p

Page 66: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

66

路由与交换路由与交换 STP 的高级特性

▪ 配置交换机上连接主机的端口为速端口- switch(config)#interface fastethernet 0/1

- switch(config-if)#spanning-tree portfast

▪ Cisco私有的 portfast 特性:- 加快 access 接口 STP 收敛速度的一种特性。- 端口直接从 Listening进入 forwarding 。- portfast端口可以接收和发送 BPDU 。- portfast端口的状态变化不会触发 TCN BPDU 。

Page 67: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

67

路由与交换路由与交换 总部大楼局域网 STP部署

▪ 根网桥(将优先级设置为 0)▪ 备份根网桥(将优先级设置为 4096)▪ 边缘端口

SW-A

SW-B

R-A

R-B

VLAN 1-2046 的根网桥VLAN 2047-4094 的备份根网桥

VLAN 1-2046 的备份根网桥VLAN 2047-4094 的根网桥

边缘端口

Page 68: 案例 3  企业总部本地网解决方案

路由与交换路由与交换路由与交换路由与交换Routing and Switching

3 部署 HSRP/VRRP 解决网关备份问题

Page 69: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

69

路由与交换路由与交换 冗余性网络中的路由问题

▪ 双核心组网,用户的网关位于核心层设备三层交换机上,可以在两台三层交换机都配置一个网关,但用户 PC只能配置一个网关。

▪ 告诉主机可用路由器的方式- 缺省网关- 代理 ARP

标准 STP

vlan2 vlan3

blocking

PC 的网关只能配置一个,哪配置为 192.168.2.1

Int vlan 2 ip add 192.168.2.2

Int vlan 2 ip add 192.168.2.1

Root Backup-root

Page 70: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

70

路由与交换路由与交换 缺省网关IPIP 地址地址172.16.1.3172.16.1.3

缺省网关的配置缺省网关的配置172 .16.1. 1172 .16.1. 10010.f6b3.d0000010.f6b3.d000

核心网络核心网络

172.16.1.10010.f6b3.d000

172.16.1.20010.0b79.5800

路由器路由器 AA 路由器路由器 BB

A A 子网子网172.16.50.0172.16.50.0

B B 子网子网172.16.51.0172.16.51.0

文件服务器文件服务器172.16.3.127172.16.3.127

Page 71: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

71

路由与交换路由与交换 代理 ARPIPIP 地址地址172.16.1.3172.16.1.3

路由器路由器 AA 路由器路由器 BB

A A 子网子网172.16.50.0172.16.50.0

B B 子网子网172.16.51.0172.16.51.0

文件服务器文件服务器172.16.3.127172.16.3.127

172.16.1.10010.f6b3.d000

172.16.1.20010.0b79.5800

我的 MAC 地址是0010.0b79.5800

我需要172.16.3.127 的MAC 地址

核心网络核心网络

我的 MAC 地址是0010.f6b3.d000

Page 72: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

72

路由与交换路由与交换 路由问题的解决方案

热备份路由协议 HSRP▪ 思科公司专有

虚拟路由冗余协议 VRRP▪ IEEE制定▪ 实现原理与过程和 HSRP基本相同▪ 在协议细节上与 HSRP 有所区别

Page 73: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

73

路由与交换路由与交换 HSRP概述

到到 ISPISP

到到 ISPISP

HSRPHSRP虚拟路由器虚拟路由器虚拟虚拟 IP:1.1.1.1/24IP:1.1.1.1/24虚拟虚拟 MAC: 0000.0c07.ac00MAC: 0000.0c07.ac00主机主机 IPIP :: 1.1.1.101.1.1.10

缺省网关:缺省网关: 1.1.1.1/241.1.1.1/24

Page 74: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

74

路由与交换路由与交换 HSRP概述(续)

▪ 实现路由器的冗余备份和负载均衡

文件服务器文件服务器

虚拟路由器

活跃路由器备份路由器

核心网络核心网络

Page 75: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

75

路由与交换路由与交换 HSRP 的组成员

路由器路由器 AA

路由器路由器 BB

HSRP HSRP 组组 11 HSRP HSRP 组组 2 2 组 1 的活跃路由器组 2 的备份路由器

组 2 的活跃路由器组 1 的备份路由器

Page 76: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

76

路由与交换路由与交换 HSRP 的工作原理

我需要到达172.16.3.127

使用 MAC 地址0000.0c07.ac2f

路由器路由器 AA优先级优先级 200200(活跃路由器)(活跃路由器)172.16.10.82172.16.10.820010.f6b3.d0000010.f6b3.d000

路由器路由器 BB优先级优先级 150150(备份路由器)(备份路由器)172.16.10.169172.16.10.1690010.0b79.58000010.0b79.5800

172.16.3.127172.16.3.127

骨干骨干

虚拟路由器虚拟路由器172.16.10.110172.16.10.110

0000.0c07.ac2f0000.0c07.ac2f

Page 77: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

77

路由与交换路由与交换

Router#show ip arpProtocol address Age ( min ) hardware add type interfaceInternet 172.16.10.82 - 0010.f6b3.d000 ARPA Fasternet0/1Internet 172.16.10.169 - 0010.0b79.5800 ARPA Fasternet0/1 internet 172.16.10.110 - 0000.0c07.ac2f ARPA Fasternet0/1

Router#show ip arpProtocol address Age ( min ) hardware add type interfaceInternet 172.16.10.82 - 0010.f6b3.d000 ARPA Fasternet0/1Internet 172.16.10.169 - 0010.0b79.5800 ARPA Fasternet0/1 internet 172.16.10.110 - 0000.0c07.ac2f ARPA Fasternet0/1

HSRP虚拟MAC 地址

路由器路由器 AA优先级优先级 200200(活跃路由器)(活跃路由器)172.16.10.82172.16.10.820010.f6b3.d0000010.f6b3.d000

路由器路由器 BB优先级优先级 150150(备份路由器)(备份路由器)172.16.10.169172.16.10.1690010.0b79.58000010.0b79.5800

虚拟路由器虚拟路由器172.16.10.110172.16.10.110

0000.0c07.ac2f0000.0c07.ac2f

HSRPHSRP 组组 4747

Page 78: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

78

路由与交换路由与交换 HSRP虚拟MAC 地址(续)

▪ 回顾: MAC 地址格式- 48位的 MAC 地址包括两部分: 24位组织唯一标志符 (OUI)

和剩下的 24位由组织单位(厂家)分配的代码。- 组织唯一标志符 (OUI) 是由电器和电子工程师协会 (IEEE) 分

配给单位组织的,它包含了 24 位 (3字节 ) 。各个单位组织依次被分配一个全局管理地址 (24位,或 3 个字节 ) 。

▪ HSRP : 00-00-0c-07-ac-VRID - 00-00-0C表示 CISCO , 07ac表示 HSRP 协议, VRIP表示

HSRP 组号(十六进制)

▪ VRRP : 00-00-5e-00-01-VRID- 00-00-5e代表 IANA (国际互联网代理成员管理局), 00-01代表 VRRP , VRIP表示 VRRP 组号(十六进制)

Page 79: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

79

路由与交换路由与交换 HSRP虚拟MAC 地址(续)

虚拟路由器的 MAC 地址结构

厂商编码 HSRP 组号众所周知的虚拟MAC 地址

0000.0c0000.0c 07.ac07.ac 2f2f

Page 80: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

80

路由与交换路由与交换 HSRP消息

▪ HSRP消息 : 用于决定和维护组内的路由器角色 ▪ 封装在 UDP 数据包中,使用 UDP端口号 1985▪ Hello 数 据包使用 的 目 的 地 址 是 多 点广播地 址

224.0.0.2 (全部路由器) ; 生存时间 ttl值为 1▪ 消息类型- Hello消息- 政变消息( coup )- 辞职消息 (resign)

Page 81: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

81

路由与交换路由与交换 HSRP消息(续)

11字节字节 11字节字节 11字节字节 11字节字节版本版本 OpOp编码编码 状态状态 HELLOHELLO 时间时间保留时间保留时间 优先级优先级 组组 保留保留

认证数据认证数据认证数据认证数据虚拟虚拟 IPIP 地址地址

HSRPHSRP消息的详细格式消息的详细格式0 – hello1 – coup 2 - resign

0 - initial, 1 - learn, 2 - listen, 4 - speak, 8 - standby, and 16 - active.

优先级用于选择活动和备份路由器。该参数通过 HSRP hello消息传递。 Cisco 路由器缺省优先级是 100 。优先级取值高的被选为活动( Active )路由器,优先级取值相同时,接口 IP 地址大的路由器选为活动路由器。

Page 82: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

82

路由与交换路由与交换 HSRP 状态

初始状态 所有路由器一开始都处于初始状态,修改配置或接口启动后,将进入这种状态。

学习状态 路由器不知道虚拟 IP 地址,也未看到活跃路由器发送的 Hello消息,而是在等待活跃路由器发送 Hello消息。

监听状态路由器知道了虚拟 IP 地址,但还未获悉活跃路由器和备份路由器。同时监听 Hello消息,在配置的保持时间内。

发言状态 定期发送 Hello消息,并积极参与活跃路由器或备份路由器选举。

备用状态 下一任活跃路由器的候选者,并定期发送 Hello消息。

活跃状态 定期发送 Hello消息,并对发送给 HSRP 组的虚拟MAC地址和 IP 地址的数据包进行转发。

Page 83: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

83

路由与交换路由与交换 HSRP 计时器

Hello 间隔( hello interval )▪ 发送 hello 数据包的时间间隔▪ 默认 3秒

保持时间( hold time )▪ HSRP 组内的 HSRP 路由器在声明活跃路由器

发生故障之前等待的时间 ▪ 默认 10秒

Page 84: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

84

路由与交换路由与交换 HSRP认证

HSRP认证▪ 明文认证▪ MD5认证▪ 防止将路由器错误地配置到其它的 HSRP 组内

Page 85: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

85

路由与交换路由与交换 HSRP 配置方法

配置一个接口参加 HSRP 备份组

配置 HSRP优先级

配置 HSRP占先权

配置 Hello消息计时器

配置 HSRP端口跟踪

显示 HSRP 的状态

Page 86: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

86

路由与交换路由与交换 HSRP 配置方法(续)

▪ 第一步:在接口模式下配置路由器为 HSRP 的成员- router(config-if)#standby group-number ip virtual-ip-

address

▪ 第二步:可指定路由器接口在组内的优先级- router(config-if)#standby group-numbery priority

priority-value- 注意:当优先级相同时,参与 HSRP 的接口 IP 地址最大的

路由器成为活动路由器▪ 第三步:配置占先权

- 原活跃路由器可从优先级较低的新活跃路由器手中重新取回转发权

- router(config-if)#standby group-number preempt

Page 87: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

87

路由与交换路由与交换 配置 HSRP 计时器

▪ 使用路由器接口命令设置 HSRP 计时器(可选)- router(config-if)#standby group-number times

hello-interval holdtime

▪ hello 时间- 缺省是 3秒- 可配置 1~255

▪ 保持时间- 最少是 hello 时间的 3倍- 缺省的保持时间是 10 秒

Page 88: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

88

路由与交换路由与交换 配置 HSRP端口跟踪

▪ 端口跟踪使 HSRP 组内路由器的优先级,可以基于路由器接口的可用性而自动进行调整

▪ 如果路由器上一个被跟踪接口变为不可用,路由器的 HSRP优先级将被降低

▪ 一般是用在双路由器双线路出口的情况

Page 89: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

89

路由与交换路由与交换 配置 HSRP端口跟踪(续)

T1 Link

T1 Link

总部 分支机构

S1

S1E0

E0

路由器 A 活跃路由器

路由器 B 备份路由器

Page 90: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

90

路由与交换路由与交换 配置 HSRP端口跟踪(续)

T1 Link

T1 Link

总部 分支机构

S1

S1

E0

E0

路由器 A 活跃路由器

路由器 B 活跃路由器

Page 91: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

91

路由与交换路由与交换 配置 HSRP端口跟踪(续)

▪ 第四步 在接口模式下配置端口跟踪- router(config-if)#standby group-number track

interface-type number interface-priority

▪ 其中- group-number : HSRP 组号 , 缺省为 0- interface-type : 被跟踪端口的类型- number : 被跟踪端口的接口号- interface-priority : 当接口失效时 , 路由器的

HSRP优先级将被降低的数值。当接口变为可用时,路由器的优先级将被增加上该数值。缺省为 10

Page 92: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

92

路由与交换路由与交换 HSRP 配置实例SWA F0/1

移动总部本地网络要求各业务 VLAN 网关规划如下:

设备 接口 IP 虚拟网关 IP

SWA

VLAN 10 192.168.10.1/24 192.168.10.254/24( 主 )

VLAN 20 192.168.20.1/24 192.168.20.254/24( 主 )

VLAN 30 192.168.30.1/24 192.168.30.254/24( 备 )

VLAN 40 192.168.40.1/24 192.168.40.254/24( 备 )

SWB

VLAN 10 192.168.10.2/24 192.168.10.254/24( 备 )

VLAN 20 192.168.20.2/24 192.168.20.254/24( 备 )

VLAN 30 192.168.30.2/24 192.168.30.254/24( 主 )

VLAN 40 192.168.40.2/24 192.168.40.254/24( 主 )

SWB F0/1

Page 93: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

93

路由与交换路由与交换 HSRP 配置实例

SWA(config)# interface vlan 10SWA(config-if)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0SWA(config-if)# standby 10 ip 192.168.10.254SWA(config-if)# standby 10 priority 200SWA(config-if)# standby 10 track f0/1 120SWA(config-if)# standby 10 preemptSWA(config)# interface vlan 20 SWA(config-if)# ip address 192.168.20.1 255.255.255.0SWA(config-if)# standby 20 ip 192.168.20.254SWA(config-if)# standby 20 priority 200SWA(config-if)# standby 20 track f0/1 120SWA(config-if)# standby 20 preemptSWA(config)# interface vlan 30 SWA(config-if)# ip address 192.168.30.1 255.255.255.0SWA(config-if)# standby 30 ip 192.168.30.254SWA(config-if)# standby 30 preemptSWA(config)# interface vlan 40 SWA(config-if)# ip address 192.168.40.1 255.255.255.0SWA(config-if)# standby 40 ip 192.168.40.254SWA(config-if)# standby 40 preempt

SWA(config)# interface vlan 10SWA(config-if)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0SWA(config-if)# standby 10 ip 192.168.10.254SWA(config-if)# standby 10 priority 200SWA(config-if)# standby 10 track f0/1 120SWA(config-if)# standby 10 preemptSWA(config)# interface vlan 20 SWA(config-if)# ip address 192.168.20.1 255.255.255.0SWA(config-if)# standby 20 ip 192.168.20.254SWA(config-if)# standby 20 priority 200SWA(config-if)# standby 20 track f0/1 120SWA(config-if)# standby 20 preemptSWA(config)# interface vlan 30 SWA(config-if)# ip address 192.168.30.1 255.255.255.0SWA(config-if)# standby 30 ip 192.168.30.254SWA(config-if)# standby 30 preemptSWA(config)# interface vlan 40 SWA(config-if)# ip address 192.168.40.1 255.255.255.0SWA(config-if)# standby 40 ip 192.168.40.254SWA(config-if)# standby 40 preempt

Page 94: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 HSRP 配置实例(续)

SWB(config)# interface vlan 10SWB(config-if)# ip address 192.168.10.2 255.255.255.0SWB(config-if)# standby 10 ip 192.168.10.254SWB(config-if)# standby 10 preemptSWB(config)# interface vlan 20 SWB(config-if)# ip address 192.168.20.2 255.255.255.0SWB(config-if)# standby 20 ip 192.168.20.254SWB(config-if)# standby 20 preemptSWB(config)# interface vlan 30 SWB(config-if)# ip address 192.168.30.2 255.255.255.0SWB(config-if)# standby 30 ip 192.168.30.254SWB(config-if)# standby 30 priority 200SWB(config-if)# standby 30 track f0/1 120SWB(config-if)# standby 30 preemptSWB(config)# interface vlan 40 SWB(config-if)# ip address 192.168.40.2 255.255.255.0SWB(config-if)# standby 40 ip 192.168.40.254SWB(config-if)# standby 40 priority 200SWB(config-if)# standby 40 track f0/1 120SWB(config-if)# standby 40 preempt

SWB(config)# interface vlan 10SWB(config-if)# ip address 192.168.10.2 255.255.255.0SWB(config-if)# standby 10 ip 192.168.10.254SWB(config-if)# standby 10 preemptSWB(config)# interface vlan 20 SWB(config-if)# ip address 192.168.20.2 255.255.255.0SWB(config-if)# standby 20 ip 192.168.20.254SWB(config-if)# standby 20 preemptSWB(config)# interface vlan 30 SWB(config-if)# ip address 192.168.30.2 255.255.255.0SWB(config-if)# standby 30 ip 192.168.30.254SWB(config-if)# standby 30 priority 200SWB(config-if)# standby 30 track f0/1 120SWB(config-if)# standby 30 preemptSWB(config)# interface vlan 40 SWB(config-if)# ip address 192.168.40.2 255.255.255.0SWB(config-if)# standby 40 ip 192.168.40.254SWB(config-if)# standby 40 priority 200SWB(config-if)# standby 40 track f0/1 120SWB(config-if)# standby 40 preempt

Page 95: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 显示 HSRP 的状态

▪ 显示 HSRP 路由器的状态 - router#show standby type-number group brief

▪ 其中- type-number : 要显示的目标接口类型和序号- group : 要显示的接口所隶属的 HSRP 组- brief : 每个备份组总结显示一行输出

SWA#show standby brief

Interface Grp Prio P State Active addr Standby addr Group addr

VLAN 10 10 200 p Active local 192.168.10.2 192.168.10.254

SWA#show standby brief

Interface Grp Prio P State Active addr Standby addr Group addr

VLAN 10 10 200 p Active local 192.168.10.2 192.168.10.254

Page 96: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换

SWA#show standby

VLAN 10 - Group 10

Local state is Active, priority 200 , may preempt.

Hellotime 3 sec, holdtime 10 sec

Next hello sent in 2.954

Hot Standby IP Address is 192.168.10.254 configured

Active router is local

Standby router is 192.168.10.2, priority 100 expires in 8.388

Standby Viirtual mac address is 0000.0c07.ac2f

Priority tracking 1 interface, 1 up:

Interface Decrement State

Fastethernet 0/1 120 up

SWA#show standby

VLAN 10 - Group 10

Local state is Active, priority 200 , may preempt.

Hellotime 3 sec, holdtime 10 sec

Next hello sent in 2.954

Hot Standby IP Address is 192.168.10.254 configured

Active router is local

Standby router is 192.168.10.2, priority 100 expires in 8.388

Standby Viirtual mac address is 0000.0c07.ac2f

Priority tracking 1 interface, 1 up:

Interface Decrement State

Fastethernet 0/1 120 up

显示 HSRP 的状态(续)

Page 97: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 VRRP 介绍▪ 考虑到要尽量减少由提供冗余功能给网络带来的额外负载, VRRP简

化了 HSRP 提供的机制,仅由担任MASTER 的路由器发送报文,而且报文也只有 ADVERTSEMENT 一种。

▪ VRRP 支持将真实接口 IP 地址设置为虚拟 IP 地址的做法,实际上也是通常的做法,这种情况下称这台路由器为 IP address owner IP 地址拥有者。

▪ VRRP 不使用 HSRP 中的政变或者一个等价消息 ,VRRP 的状态机比HSRP 的要简单 ,HSRP 有 6 个状态 (初始 (Initial) 状态,学习 (Learn)状态,监听 (Listen) 状态,对话 (Speak) 状态,备份 (Standby) 状态,活动 (Active) 状态 ) 和 8 个事件 , VRRP只有 3 个状态 (初始状态(Initialize) 、主状态 (Master) 、备份状态 (Backup)) 和 5 个事件 .

▪ HSRP 有三种报文,而且有三种状态可以发送报文呼叫 (Hello)报文告辞 (Resign)报文、 突变 (Coup)报文。 VRRP 有一种报文 VRRP广播报文:由主路由器定时发出来通告它的存在,使用这些报文可以检测虚拟路由器各种参数,还可以用于主路由器的选举。

Page 98: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换VRRP 的操作原理(原理、比较)

▪ VRRP 与 HSRP 的比较:1. HSRP 是 cisco私有协议, VRRP 是国际标准协议( RFC 2338 )。2. HSRP 主备网关切换时间为 10秒, VRRP 的切换时间为 3秒。3. HSRP 主备网关均每隔 3秒相互发送 HSRP hello报文, VRRP只

有 主网关每隔 1秒发送 VRRP hello报文。4. HSRP 需要手工开启抢占功能, VRRP缺省具有抢占功能。5. HSRP被承载于 UDP 协议,目的地址是“全部路由器( all-

routers )”组播地址 -224.0.0.2 ,端口号为 1985 ,源地址为路由器上运行了 HSRP 的接口的 IP 址。 VRRP被承载于IP 协议,其协议号为 112 ,目标地址 224.0.0.18 ,源地址为路由器上运行了 VRRP 的接口的 IP 地址。

6. HSRP 的虚拟MAC 地址: 00-00-07-AC-5E- {vrid}. VRRP 的虚拟MAC 地址: 00-00-5E-00-01-{vrid}.

Page 99: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换

RA(config)# interface FastEthernet0/1RA(config-if)# ip address 192.168.8.1 255.255.255.0RA(config-if)# vrrp 1 ip 192.168.8.254RA(config-if)# vrrp 1 preemptRA(config-if)# vrrp 1 priority 200RA(config-if)# vrrp 1 track 1 decrement 120RA(config)# track 1 interface FastEthernet0/2

line-protocol

RA(config)# interface FastEthernet0/1RA(config-if)# ip address 192.168.8.1 255.255.255.0RA(config-if)# vrrp 1 ip 192.168.8.254RA(config-if)# vrrp 1 preemptRA(config-if)# vrrp 1 priority 200RA(config-if)# vrrp 1 track 1 decrement 120RA(config)# track 1 interface FastEthernet0/2

line-protocol

VRRP 配置实例

RB(config)# interface FastEthernet0/1RB(config-if)# ip address 192.168.8.2 255.255.255.0RB(config-if)# vrrp 1 ip 192.168.8.254RB(config-if)# vrrp 1 preempt

RB(config)# interface FastEthernet0/1RB(config-if)# ip address 192.168.8.2 255.255.255.0RB(config-if)# vrrp 1 ip 192.168.8.254RB(config-if)# vrrp 1 preempt

Page 100: 案例 3  企业总部本地网解决方案

路由与交换路由与交换路由与交换路由与交换Routing and Switching

4 案例相关网络产品介绍

Page 101: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 Cisco 交换机产品线

Page 102: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换Catalyst 6500 系列多服务智能交换机

Page 103: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

103

路由与交换路由与交换Catalyst 6500 超级引擎应用定位

Page 104: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

104

路由与交换路由与交换Cat6500常用机箱和引擎配置简介

Page 105: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换Cat6500常用以太网模块配置简介

Page 106: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

106

路由与交换路由与交换 Catalyst 6500 服务模块

Page 107: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

107

路由与交换路由与交换Catalyst 6500 的网络部署考虑

Page 108: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

108

路由与交换路由与交换 Catalyst 6500 配置举例

Page 109: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

109

路由与交换路由与交换 Cisco Catalyst 4500 交换机

Page 110: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 Cisco Catalyst 4500 的发展

Page 111: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

111

路由与交换路由与交换Catalyst 4500 Supervisor overview

Page 112: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 Cat4500 模块选择

Page 113: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

113

路由与交换路由与交换Catalyst 4500 应用定位和部署考虑

Page 114: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 Catalyst 4948

Page 115: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

115

路由与交换路由与交换 Catalyst 4948-10GE

Page 116: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Catalyst 4900 应用定位和部署考虑

Page 117: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 企业总部局域网配置举例

产品订货号 产品描述 数量 单价 总价

交换机

WS-C2960-24TT-LCatalyst 2960 24 10/100 + 2 1000BT LAN Base Image 8 $1,943 $11,944

WS-C6504-E Catalyst 6500 Enhanced 4-slot chassis,5RU,no PS,no Fan Tray 2 $6,300 $12,600

WS-S32-GE-PISA= Catalyst 6500 Supervisor 32 with PISA and 8 GE uplinks 2 $58,800 $117,600

WS-X6148-GE-45AF Cat6500 48-Port PoE 802.3af & ePoE 10/100/1000 line card 2 $19,950 $39,900

路由器

CISCO 3825 2 $12,350 $24,700

总计 $206,744

Page 118: 案例 3  企业总部本地网解决方案

路由与交换路由与交换路由与交换路由与交换Routing and Switching

案例总结

Page 119: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 专题总结

企业总部本地网解决方案▪ 提高带宽和组网弹性- 链路聚合的作用及方法- 链路聚合负载均衡

▪ 解决组网环路问题- STP 的作用及工作原理- PVST/PVST+

▪ 解决网关备份问题- HSRP 工作原理- VRRP 工作原理

Page 120: 案例 3  企业总部本地网解决方案

路由与交换路由与交换路由与交换路由与交换Routing and Switching

案例相关实验

Page 121: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 企业总部局域网

Page 122: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 实验目标

▪ 实现企业总部局域网二层拓扑冗余备份( STP 部署、核心层设备间链路捆绑部署)。

▪ 实现企业总部局域网三层全网连通及主备网关备份。▪ 掌握 STP 、链路捆绑、 HSRP 的部署及配置方法。▪ 测试企业总部局域网 HSRP 主备网关倒换。▪ 分析 STP 的选举过程(根网桥、根端口、指定端口、阻塞端口)。

▪ 测试企业总部局域网二层拓扑 STP切换。▪ 分析 STP 的端口状态切换过程。▪ 分析 PC1ping PC2 的三层通信过程和二层通信过

程。

Page 123: 案例 3  企业总部本地网解决方案

路由与交换路由与交换路由与交换路由与交换Routing and Switching

课后作业

Page 124: 案例 3  企业总部本地网解决方案

Routing and Switching

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路由与交换路由与交换 课后作业

1.请体简述总部大楼局域网组网需求、拓扑和关键技术。

2.请简述 STP收敛过程,结合 BPDU加以说明。3. STP有些 BPDU类型?什么时候使用?4.请描述 HSRP工作过程。并说明跟踪与抢占

的过程。5.有哪些技术提供二层网络的可靠性和可扩展性?6.双核心组网通过什么技术从 IP层面保证接入

用户的业务的持续性?