任務(wù)5冗余鏈路任務(wù)描述某技工學(xué)校校園網(wǎng)進行擴充改造升級后，近期發(fā)現(xiàn)連接在網(wǎng)絡(luò)中的多臺服務(wù)器訪問很慢及無法連接。因此，領(lǐng)導(dǎo)為了提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，提高交換機的傳輸帶寬，防止廣播風暴的產(chǎn)生，提高網(wǎng)絡(luò)的冗余備份。小東是學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心的網(wǎng)絡(luò)管理員，應(yīng)在交換機上做適當配置來實現(xiàn)這一目標。本任務(wù)的目標是通過配置網(wǎng)絡(luò)中的冗余鏈路，掌握交換機的STP、端口聚合的配置。預(yù)備知識1．冗余交換要使網(wǎng)絡(luò)更加可靠，減少故障影響的一個重要方法就是“冗余”。冗余拓撲的目的是減少網(wǎng)絡(luò)因單點故障引起的停機損耗，所有的網(wǎng)絡(luò)都需要利用冗余來提高可靠性。圖2-19所示為冗余拓撲結(jié)構(gòu)的交換網(wǎng)絡(luò)，交換機1的F0/1端口與交換機3的F0/1端口之間的鏈路就是一個冗余備份連接。當主鏈路（交換機1的F0/2與交換機2的F0/2的端口之間鏈路，或者交換機2的F0/1與交換機3的F0/2之間的鏈路）出現(xiàn)故障時，訪問文件服務(wù)器的流量會從這條備份鏈路里傳輸，從而提高網(wǎng)絡(luò)的整體可靠性。1．冗余交換圖2-19冗余拓撲結(jié)構(gòu)的交換網(wǎng)絡(luò)1．冗余交換基于交換機的冗余拓撲會使網(wǎng)絡(luò)的物理拓撲形成環(huán)路，物理層的環(huán)路結(jié)構(gòu)很容易引起廣播風暴、多幀復(fù)制和MAC地址表抖動等問題，這些問題將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不可用。（1）廣播風暴圖2-19所示的冗余拓撲結(jié)構(gòu)的交換網(wǎng)絡(luò)中，如果在沒有避免交換環(huán)路措施的情況下，每個交換機都無盡地轉(zhuǎn)發(fā)廣播幀，這種情況通常叫做“廣播風暴”。（2）多幀復(fù)制多幀復(fù)制會造成目的站點收到某個數(shù)據(jù)幀的多個副本，浪費了目的資源，還會導(dǎo)致上層協(xié)議在處理這些數(shù)據(jù)幀時無從選擇，嚴重時還可能導(dǎo)致不可恢復(fù)的錯誤。（3）MAC地址表抖動MAC地址表抖動也就是MAC地址表不穩(wěn)定，這是由相同幀的拷貝在交換機的不同端口上被接收引起的。如果交換機將資源都消耗在復(fù)制不穩(wěn)定的MAC地址表上，那么數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的功能就可能被削弱。2．生成樹協(xié)議生成樹協(xié)議（SpanningTreeProtocol’）STP可應(yīng)用于環(huán)路網(wǎng)絡(luò)，通過一定的算法實現(xiàn)路徑冗余，同時將環(huán)路網(wǎng)絡(luò)修剪成無環(huán)路的樹型網(wǎng)絡(luò)，從而避免報文在環(huán)路網(wǎng)絡(luò)中的增生和無限循環(huán)。STP消除了環(huán)路，但同時也使得備份鏈路處于阻塞的狀態(tài)，帶寬不能被利用。STP的主要思想：當網(wǎng)絡(luò)中存在備份鏈路時，只允許主鏈路被激活，只有在主鏈路出現(xiàn)故障被斷開后，備用鏈路才會被打開。3．快速生成樹快速生成樹協(xié)議（RapidSpaningTreeProtocol，STP）是802.1W由802.1D發(fā)展而成的，這種協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，能更快地收斂網(wǎng)絡(luò)。它比802.1D多了兩種端口類型——預(yù)備端口類型（AlternatePort）和備份端口類型。4．多生成樹多生成樹（MSTP）是基于STP和RSTP的一種新的生成樹協(xié)議。它運行在一個Bridged-LAN里的所有網(wǎng)橋上，負責為這個Bridged-LAN（包括運行MSTP、RSTP和STP的網(wǎng)橋）計算出一個簡單連通的樹形活動拓撲（CIST），為每個MST域（MSTP域）計算出若干個各自獨立的多重生成樹實例（MSTI）。MSTP應(yīng)用了RSTP的快速收斂特性，允許多個具有相同拓撲的VLAN映射到一個生成樹實例上，而這個生成樹拓撲同其他生成樹實例相互獨立。這種機制一方面用多重生成樹實例為映射到它的VLAN的數(shù)據(jù)流量提供了獨立的發(fā)送路徑，實現(xiàn)不同實例間VLAN數(shù)據(jù)流量的負載分擔；另一方面，若干個VLAN共享同一個拓撲實例（MSTI），同每個VLAN對應(yīng)一個生成樹（PVST）的實現(xiàn)方法相比，大大減少了每個網(wǎng)橋需要維持的生成樹實例的數(shù)量，節(jié)約了CPU資源，降低了非業(yè)務(wù)帶寬占用。5．以太網(wǎng)端口聚合端口聚合技術(shù)是指把多個物理端口捆綁在一起形成一個簡單的邏輯端口，這個邏輯端口被稱為聚合端口。圖2-20端口聚合的典型應(yīng)用5．以太網(wǎng)端口聚合圖2-20所示為端口聚合的典型應(yīng)用。①交換機之間的連接，如圖2-20中①所示。交換機之間采用2個100Mbit/s的端口捆綁成200Mbit/s，增加了網(wǎng)絡(luò)帶寬，同時也加強了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。②交換機與高速服務(wù)器的連接如圖2-20中②所示。許多大型服務(wù)器具備多個100Mbit/s的網(wǎng)卡，可將多個網(wǎng)卡捆綁成具有更高帶寬的接口，滿足服務(wù)器訪問量增大的需求。③交換機與路由器的連接如圖2-20中③所示，主要用于提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。④高速服務(wù)器（或路由器）之間的連接如圖2-20中④所示。5．以太網(wǎng)端口聚合端口聚合技術(shù)將多個物理端口捆綁在一起，形成一個邏輯端口，增大了鏈路帶寬，同時具有鏈路冗余的作用。在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障斷開其中一條鏈路或多條鏈路時，剩下的鏈路還可以工作。在網(wǎng)絡(luò)的骨干鏈路上，一般情況下不僅需要備份鏈路，也需要更大的帶寬和傳輸能力，這時就需要使用端口聚合技術(shù)了。鏈路聚合技術(shù)的標準為IEEE802.3ad，鏈路聚合控制協(xié)議LACP是IEEE802.3ad標準的主要內(nèi)容之一，定義了一種標準的聚合控制方式。6．流量平衡流量平衡指的是聚合端口根據(jù)報文的MAC地址或IP地址將流量平均分配到聚合端口的成員鏈路中去。在實際工作中，應(yīng)該根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)置合適的流量分配方式，以便能把流量比較均勻地分配到各個鏈路上，充分利用網(wǎng)絡(luò)的帶寬。流量平衡可以根據(jù)源MAC地址、目的MAC地址或源IP地址或源IP地址/目的IP地址對等方式進行設(shè)置。7．配置命令（1）生成樹配置命令表2-11 生成樹配置命令命令格式解釋配置模式nospanning-tree關(guān)閉spanningtree協(xié)議全局配置模式spanning-treemodepvst|rapid-pvst配置生成樹協(xié)議類型showspanning-tree查看生成樹的配置信息特權(quán)模式showspanning-treeinterface<interface>查看端口的狀態(tài)7．配置命令7.2端口聚合配置命令表2-12 端口聚合配置命令命令格式解釋配置模式interfacerange<interface-list>同時配置多個端口全局配置模式channel-group<number>mode<active|auto|desirable|on|passive>將物理端口加入到ChannelGroup中Number:ChannelGroup的組號Active：啟動端口的LACP協(xié)議，并設(shè)置為Active模式passive：啟動端口的LACP協(xié)議，并設(shè)置為passive模式On：強制端口加入ChannelGroup，不啟動LACP協(xié)議端口配置模式channel-protocol<lacp|pagp>選擇鏈路聚合協(xié)議interfaceport-channel<number>進入PortChannel端口特權(quán)模式showetherchannelport-channel查看PortChannel的配置信息特別提示ChannelGroup是配置層上的一個物理端口組，配置到ChannelGroup中的物理端口才能參加鏈路匯聚，并成為PortChannel的成員端口。PortChannel是一組物理端口的集合體，在邏輯上被當作一個物理端口，可以將這個PortChannel當作一個端口來使用。為了使PortChannel正常工作，本交換機的PortChannel成員端口必須具備以下條件。①端口均為全雙工模式。②端口速率相同。③端口類型一致，如同為光纖口或同為以太網(wǎng)口。④同為Trunk端口，或同為Access端口并同屬于一個VLAN。⑤同為Trunk端口，則NativeVLAN和AllowedVLAN屬性應(yīng)該相同。7．配置命令（3）流量平衡配置命令（三層交換機）表2-13 流量平衡配置命令命令格式解釋配置模式noswitchport將端口設(shè)置為3層模式端口配置模式ipaddress<ip-address><mask>配置IP地址和子網(wǎng)掩碼port-channelload-balance<dst-ip|dst-mac|src-dst-ip|src-dst-mac|src-ip|src-mac>設(shè)置port-channel的流量平衡dst-ip：根據(jù)輸入報文的目的IP地址進行流量分配；dst-mac：根據(jù)輸入報文的目的MAC地址進行流量分配；src-dst-ip：根據(jù)輸入報文的源/目的IP地址對進行流量；src-dst-mac：根據(jù)輸入報文的源/目的MAC地址對進行流量；src-ip：根據(jù)輸入報文的源IP地址進行流量分配；src-mac：根據(jù)輸入報文的源MAC地址進行流量分配。全局配置模式noport-channelload-balance恢復(fù)流量平衡設(shè)置為默認值任務(wù)實施實驗1生成樹配置啟用生成樹協(xié)議，避免網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)環(huán)路，實驗拓撲結(jié)構(gòu)如圖2-21所示。圖2-21生成樹實驗圖任務(wù)實施實驗2端口聚合配置在不更新設(shè)備的前提下，通過配置端口聚合提高交換機之間的傳輸速率，實驗拓撲結(jié)構(gòu)如圖2-23所示。圖2-23端口聚合實驗任務(wù)回顧1．選擇題（1）哪些類型的幀會被泛洪到除接收端口以外的其他端口？()A.已知目的地址的單播幀

B.未知目的地址的單播幀C.多播幀

D.廣播幀（2）STP是如何構(gòu)造一個無環(huán)路拓撲的？()A.阻塞根網(wǎng)橋

B.阻塞根端口C.阻塞指定端口

D.阻塞非根非指定的端口（3）哪個端口擁有從非根網(wǎng)橋到根網(wǎng)橋的最低成本路徑？()A.根端口

B.指定端口

C.阻塞端口

D.非根非指定端口（4）對于一個處于監(jiān)聽狀態(tài)的端口，以下哪項是正確的？()A.可以接收和發(fā)送BPDU，但不能學(xué)習MAC地址B.既可以接收和發(fā)送BPD