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1、第9章 管理交换网络中的冗余链路,2,本章内容,交换网络中的冗余链路 生成树协议STP 配置STP PVST 以太网链路聚合,3,课程议题,交换网络中的冗余链路 生成树协议STP 配置STP PVST 以太网链路聚合,4,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,5,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,6,冗余链路出现的问题-环路,发送一个广播帧,广播风暴,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。,7,环路问题的解决,主要链路正常时，断开备份链路,主要链路出故障时
2、,自动启用备份链路,8,课程议题,交换网络中的冗余链路 生成树协议STP 配置STP PVST 以太网链路聚合,9,生成树协议,生成树协议（spanning-tree protocol）由IEEE 802.1d标准定义,生成树协议实现了在交换网络中通过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。,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,10,STP术语（STP Terms）,1.桥协议数据单元（BPDU） 2.桥ID (Bridge ID) 3. 开销（Cost）,生成树协议是利用BPDU(bridge proto
3、col data unit)和其他交换机进行通信的。默认，BPDU 2秒发送一次,11,BPDU(网桥协议数据单元）,Forward Delay,Hello Time,Maximum Time,Message Age,Port ID,Bridge ID,Cost of Path,Root ID,Flags,Message Type,Version,Protocol ID,12,桥ID (Bridge ID),1.BID用来识别每一个交换机/网桥。 2.BID用来确定网络的中心，在STP中称为根桥。 3.优先级默认为32768,13,根交换机的选择,Bridge ID最小的交换机为根交换机； B
4、ridge 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。,14,开销（Cost）,最短路径是cost累加，而cost是基于链路的速率的。,15,生成树工作机制,1.网络中选择一台交换机为根桥（Root Bridge）；根桥上的所有端口为指定口,2.每台非根桥要选举一条到根桥的的最佳路径作为根路径。,3.所有非根交换机都有一个根口（Root Port）， 即提供最佳路径到根交换机（Root Bridge）的端口；,4.确定指定端口（Designated port）； 每个段只有一个指定端口,6.其他的冗余端口就处于阻
5、塞状态（Blocking或Discarding）。,5.根口（Root port）和指定端口（Designated port）进入转 发Forwarding状态；,16,生成树协议的工作过程,switchA,switchC,switchB,1、选举根桥（RootBridge）,BPDU,BPDU,BPDU,A为根交换机,2、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,3、所有非根交换机产生一个根端口,根端口,4 、每个段确定指定端口,指定端口,5、将所有根端口和指定端口设为转发状态,6、将其他端口设为阻塞状态,17,端口角色和端口状态,Root port根口 具有
6、到根交换机的最短路径的端口。 Designated port指定口 每个LAN的通过该口连接到根交换机。 Alternate port替换口 根口的替换口，一旦根口失效，该口就立 刻变为根端口。,18,指定口取决于以下因素（按顺序）,最低的根桥ID 最低的根路径开销 最低发送者桥ID 最低发送者端口ID,19,案例1,假设SwA为根交换机,指定口,指定口,根口,根口,根口,指定口,根口,屏蔽,指定口,指定口,20,案例2,Mac:00d0f80000f1,Sw C,Sw B,Sw D,Sw A,Mac:00d0f80000d1,Mac:00d0f80000f2,Mac:00d0f80000f3
7、,根交换机,指定口,指定口,根口,根口,屏蔽,指定口,根口,指定口,21,生成树端口状态,阻塞blocking状态，端口仅能接收BPDU,需要20秒改变这种状态 侦听listening状态，该状态持续15秒，在该状态，可以收发BPDU，但数据帧不能收发，也不能学习MAC地址。 学习learning状态，可以收发BPDU，可以学习MAC地址，但数据帧不能收发，该状态持续15秒。 转发状态，用户数据被转发，MAC地址继续学习，BPDU仍然工作。,22,生成树协议端口的状态,23,课程议题,交换网络中的冗余链路 生成树协议STP 配置STP PVST 以太网链路聚合,24,配置交换机优先级,配置交换
8、机优先级 Switch(config)#spanning-tree vlan vlan_ID priority (“0”或“4096”的倍数、共16个、缺省32768),交换机的优先级要一个大一个小，小的那个作为根交换机,25,配置交换机端口优先级,配置端口优先级 Switch(config-if)#spanning-tree vlan vlan_id port-priority (“0”或“16”的倍数、共16个、缺省128),端口优先级也是和交换机优先级差不多,26,配置交换机portfast,配置端口一开机就立即进入转发状态 Switch(config-if)#spanning-tree
9、 portfast,27,STP信息显示,Switch#show spanning-tree ！显示交换机生成树的状态 Switch#show spanning-tree brief Switch#show spanning-tree interface fa 0/1 ！显示交换机接口的状态,28,课程议题,交换网络中的冗余链路 生成树协议STP 配置STP PVST 以太网链路聚合,29,PVST,pvst (Per vlan spanning-tree )交换机为每个VLAN都生成一个STP树 可以提高链路的利用率,30,课程议题,交换网络中的冗余链路 生成树协议STP 配置STP PVS
10、T 以太网链路聚合,31,交换网络问题,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1Gbps的带宽是不够的,瓶颈,100M链路,100M/1000M链路,32,EtherChannel链路聚合,端口聚合 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，形成一条干路，可以实现均衡负载，并提供冗余链路。 802.3ad 标准定义了如何将两个以上的以太网链路组合起来为高带宽网络连接实现负载共享、负载平衡以及提供更好的弹性.,33,链路聚合,34,802.3ad的主要优点,1、链路聚合技术（也称端口聚合（AP）帮助用户减少带宽瓶颈
11、的压力。 2、链路聚合标准在点到点链路上提供了固有的、自动的冗余性。,35,流量平衡,Aggregate port(AP)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AP的成员链路中去。,36,配置aggregate port的注意事项,1.组端口的速度必须一致； 2.组端口必须属于同一个VLAN； 3.组端口使用的传输介质相同； 4.组端口必须属于同一层次，并与AP也要在同一层次。,37,配置aggregate port,创建EtherChannel Switch#configure terminal Switch(config) # interface
12、 port-channel number,38,配置aggregate port,将接口加入一个AP(如果这个AP 不存在，则同时创建这个AP)。 Switch#configure terminal Switch(config) # interface interface-id Switch(config-if-range)#channel-group port- channel-number mode on,39,配置AP 的流量平衡算法,Switch(config) # port-channel load-balance dst-mac |src-mac |dst-ip |src-ip |src-dst-mac |src-dst-ip ,40,显示aggregate port,可以在特权模式下显示AP 设置 show etherchannel port-numberload-balance | summary show etherchannel port-channel,41,课程回顾,交换网络中的冗余链路 生成树协议STP 配置STP PVST 以太网链路聚合,