目錄

第一章園區(qū)網(wǎng)概述..................................................................2

第1節(jié)連接交換區(qū)塊...........................................................12

第2節(jié)通過VLAN定義共同工作組..............................................16

第3節(jié)管理冗余鏈路..........................................................26

第4節(jié)VLAN間路由選擇........................................................32

第5節(jié)通過多層交換增強IP路由選擇性能......................................36

第6節(jié)為容錯路由選擇配置HSRP....................................41

第7節(jié)多點廣播綜述...........................................................47

笫8節(jié)配置IP多點廣播........................................................54

笫9節(jié)園區(qū)網(wǎng)訪問控制.........................................................60

第一章園區(qū)網(wǎng)概述

園區(qū)網(wǎng)特點

1.在一個固定地理區(qū)域內(nèi)的一個公司或一個公司的一部分。

2.擁有該園區(qū)網(wǎng)的公司通常也擁有該園區(qū)內(nèi)所用的物理線路。

傳統(tǒng)園區(qū)網(wǎng)的主要問題

1.可用性

2.性能

在傳統(tǒng)園區(qū)網(wǎng)中，通常用多端口網(wǎng)橋?qū)⒁粋€局域網(wǎng)分段成隔離的碰撞域。這樣可解決兩個問題:

1.碰撞域(CollisionDomain)

2.距離限制

網(wǎng)絡(luò)中通信的三種形式:單播(Unitcast)>組播(Multicast)、廣播(Broadcast)<,

1.多點廣播實例：CiscoIP/TV分發(fā)多媒體數(shù)據(jù)、定位【P服務(wù)上的Novell5。

2.提出請求的廣播：IP的地址解析協(xié)議(ARP)、NetBIOS的名字請求、網(wǎng)間包交換協(xié)議(IPX)

尋找最近服務(wù)器(GetNearestServer,GNS)請求。

3.發(fā)布通告的廣播：IPX服務(wù)通告協(xié)議(SAP)數(shù)據(jù)包、路由信息協(xié)議(RIP)、內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由

選擇協(xié)議(IGRP)o

遏制廣播的兩種方法:

1.使用路由器生成多個子網(wǎng);

2.利用交換機實施VLAN。

當(dāng)前園區(qū)網(wǎng)由兩部分組成:

1.局域網(wǎng)交換機

2.路由器

傳統(tǒng)的80/20規(guī)則和新的20/80規(guī)則

1.80/20規(guī)則：在設(shè)計恰當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，一個給定網(wǎng)段上80%的流量是本地的，不超過20%

的網(wǎng)絡(luò)流量需要通過主干。

2.20/80規(guī)則：只有20%的流量是到本地工作組局域網(wǎng)的，而80冬的流量需要流山本地網(wǎng)絡(luò)。

導(dǎo)致流量模式的改變有兩個因素：

1.基于Web應(yīng)用的計算普遍，很多PC既是信息的接受者，也是信息的發(fā)布者；

2.企業(yè)部署集中式的服務(wù)器群（既降低成本、提高安全、便于管理）。

新的園區(qū)網(wǎng)模型中的3類服務(wù)

1.本地服務(wù)：本地數(shù)據(jù)流不進入網(wǎng)絡(luò)主干或通過路由器

2.遠程服務(wù)：遠程服務(wù)數(shù)據(jù)流穿過廣播域邊界，但可能也可不通過網(wǎng)絡(luò)主干

3.企業(yè)級服務(wù)：放在距離網(wǎng)絡(luò)主干很近的個獨立的了網(wǎng)上

與OS1分層相應(yīng)的PDU和設(shè)備類型

模型層PDU類型設(shè)備類型

數(shù)據(jù)鏈路層（第2層）數(shù)據(jù)幀交換機/網(wǎng)橋

網(wǎng)絡(luò)層（第3層）數(shù)據(jù)包路由器

傳輸層(第4層)TCP數(shù)據(jù)分段TCP端口

多層交換機

多層交換基于單獨的流，MLS-SE為MLS流維護一個緩存條目并為每個流存儲統(tǒng)計信息。流中

的所有數(shù)據(jù)包都與緩存中的信息進行比較。

缺省情況下，256秒之后，如果沒有任何流利用到一個MLS緩存項(CacheEntry),那么這個

緩存項將從緩存中刪除.

路由器的優(yōu)勢

決定轉(zhuǎn)發(fā)路徑

驗證3層包頭的完整性、有效期(onheaderonly)

修改TTL

處理并響應(yīng)任何選項信息

MIB中更新轉(zhuǎn)發(fā)統(tǒng)計數(shù)據(jù)

安全控制

第3層交換的優(yōu)勢（路由器沒有）

低成本

低延時

交換機和網(wǎng)橋

第二層交換機由于采用ASIC（專用集成電路，Application-SpecifiedIntegratedCircuits）

硬件處理技術(shù)，所以交換機可比以太網(wǎng)橋低得多的成本提供高達Gbit速率的可擴展性和低時

延。

第三層交換機主要有兩種產(chǎn)品

多層交換

Cisco快速轉(zhuǎn)發(fā)（CEF）

Cisco分層模型中各層使用的主要設(shè)備

層次層次名設(shè)備

第一層訪問層Catalyst1900,2820,2900,4000,5000

第二層分布層Catalyst5000（支持多層交換,帶路由模塊），2926G（需要外部路由

支持）6000（密集Fast或Gigabit以太網(wǎng)口,如120個Gigabit端口）

第三層核心層Catalyst6500,8500(multicastrouting,支持PIM協(xié)議)

接入層交換機應(yīng)用

接入端口數(shù)交換機

Lessthan5019xx,2820,29xx(如CAD/CAM和IC設(shè)計環(huán)境)，35xx

Lessthan1004xxx（可提供多達36Gbit以太網(wǎng)端口，96個用戶接入）

Morethan1005xxx(Multigigabit10/100/1000Mbps)

園區(qū)兩個基本元素：

1.交換區(qū)塊（SwitchingBlock）

2.核心區(qū)塊(CoreBlock)

影響交換區(qū)大小的主要因素:

1.數(shù)據(jù)類型和行為；

2.工作組的大小和數(shù)量(一般不超過2000個用戶)

說明交換區(qū)過大：

1.分布層路由上出現(xiàn)流量瓶頸；

2.廣播和Multicast降低TSwitch和Router的處理速度。

分割交換區(qū)的原則

1.應(yīng)基于網(wǎng)絡(luò)上通過的流量(TrafficFlow),而不是Blocking中的節(jié)點數(shù);

2.為了進行分割，需要定期進行流量采集。

有兩種基本的核心層沒計：

1.緊縮核心(Collapsed)

◎分布層和核心層功能由同一個設(shè)備執(zhí)行;

◎每臺接入層交換機到分布層交換機都有一條冗余鏈路；

◎第三層冗余是由運行HSRP的兩臺分布層交換機提供的。

2.雙核心（Dual）：在核心層至少有兩個設(shè)備提供冗余。但他們之間沒有連接，以防止生成樹

循環(huán)。

路由選擇協(xié)議所支持Blocking的最大數(shù)量

協(xié)議支持路由對等的最大數(shù)核心層子網(wǎng)數(shù)Blocking

量數(shù)

OSPF50225

EIG即50225

RIP30215

實施笫三層核心的好處:

很多設(shè)計采用第二層一一第三層一一第二層的模型，取得了成功，但有些情況下需要使用

第三層核心，主要好處:

1.快速收斂：路由協(xié)議收斂時間5s~10s,而生成樹收斂時間在50s：

2.自動負載均衡：路由協(xié)議可在多條等成本路徑間均衡負載；

3.消除對等問題:可以支持更多的SwitchingBlocking,達100個。

壞處：費用和性能。

傳統(tǒng)路由器功能：

_Determinepathsbasedonlogicaladdressing

_Runlayer3checksums(onheaderonly)

_UseTimeluLive(TTL)

_Processandrespondstoanyoptioninformation

_CanupdateSimpleNetworkManagementProtocol(SNMP)managerswithManagement

InformationBase(MIB)information

ProvideSecurity

第三層交換機優(yōu)點:

_Hardware-basedpacketforwarding

_High-performancepacketswitching

_High-speedscalability

_Lowlatency

_Lowerper-portcost

_Flowaccounting

_Security

_Qualityofservice(QoS)

QualityofService的含義

Messagesaregivenmoreresourcesiftheyneedit.例如電視會議應(yīng)用比電子郵件可能

會得到更多的帶寬。

所以笫四層的路由器或交換機可以根據(jù)笫四層信息來控制流量。一種方法是采用標(biāo)準(zhǔn)的或擴展

的訪問控制列表。另一種方法是通過NelFlow交換來提供流的笫四層統(tǒng)計。

第1節(jié)連接交換區(qū)塊

快速以太網(wǎng)的距離限制

技術(shù)線纜分類線纜長度

lOOBascTXEIA/TIA類型5(UTP)100m

非屏蔽雙絞線2對

100BaseT4EIA/TIA類型3,4,5(UTP)100m

非屏蔽雙絞線4對

lOOBaseFX多模光纖MMF纜線62.5um光纖核心,400m

125um外層包裝(62.5/125)

Gbit以太網(wǎng)距離限制

技術(shù)線纜分類線纜長度

lOOOBascCX銅質(zhì)屏蔽雙絞線25m

lOOOBaseT銅質(zhì)EIA/TIA類型5(UTP)100m

非屏蔽雙絞線4對

lOOOBaseFX多模光纖62.5um光纖核心和50um光260m

纖芯，使用波長為780nm

lOOOBaseLX單模光纖9um光纖芯，使用波長為3km（Cisco

1300nm最長支持

10km）

Catalyst兩種OS

OS類型交換機

CiscoIOSCatalyst1900/2800,2900XL

Set命令集Catalyst2926,2926G,1948G,4000.5000,6000

自動協(xié)商優(yōu)先級識別

優(yōu)先級次序物理層技術(shù)

AlOOBaseTX全雙工

B100BaseT4

ClOOBaseTX半雙工

DlOBaseT全雙工

ElOBaseT半雙工

TokenRing分段方法

MethodForwardingFrameRingNumbering

DecisionModification

TransparentMACaddressN/A

bridging

Source-routeRIFRIFRingnumbersmustbe

bridginguniqueamongbridge

ports.

Source-routeMACaddressorRIFRIFRingnumbersmustbe

transparentuniqueamongbridge

bridgingports.

Source-routeRoutedcscriptoRingnumberscanbesame

switchingacrossswitchports

(singleringcanbe

segmentedonseveral

ports).

IOS命令集標(biāo)識一個端口(1900/2800,2900XL)

Switch(config-if)#descriptiondescription-string

如果在標(biāo)識字串中有空格，必須用引號括起來。

Switch(config-if)^descriptionudescriptionstring”

而基于set命令的交喚機設(shè)置端口標(biāo)識沒有這個問題，命令不同，用Setportname命令。

UTP電纜遵守100m規(guī)則：

1.從交換機到配線架(PatchPanel)為5m；

2.從PatchPanel到辦公室模塊(Punch-downBlock)為90m；

3.從Punch-downBlock到Desktop為5m。

CDP協(xié)議

是Cisco的專有桃議,用來發(fā)現(xiàn)鄰居設(shè)備,Cisco設(shè)備每60s發(fā)送基于第二層的Mullicasl,

目的MAC地址是0100.Occc.cccc。

第2節(jié)通過VLAN定義共同工作組

設(shè)置VLANMembership兩種常用方法：

1.靜態(tài)VLAN一—基于端口的成員身份，通過將端口指派給一個VLAN建立。

2.動態(tài)VLAN一—通過管理軟件，如Ciscoworks2000或CWS1建立，基于設(shè)備MAC地址。

CiscoIOS下配置靜態(tài)VLAN

Switchftvlandatabase

Switch(vlan)#vlanvlan-numnamevlan-name

Switch(vlan)tfexit

SwitchSconfigureterminal

Switch(config)^interfaceinterfacemodule/number

Switch(config-if)#switchportmodeaccess

Switch(config-if)#switchportaccessvlanvlan-num

Swituli(courig-if)#end

Set-based下配置靜態(tài)VLAN

Switch(enable)setvlanvlan-num[namename]

Switch(enable)setvlanvlan-nummod-num/port-1ist

交換環(huán)境中的兩種link：

1.Accesslink（接入）：一單個VLAN的成員（Amemberofonlyonevlan）o

2.Trunklink（干道）：Capableofcarringmultiplevlanso

混合鏈路，即該鏈路既是Trunklink又是Accesslink,它可傳輸兩種幀：標(biāo)記幀（帶

VLAN信息）和非標(biāo)記幀

在交換Block中擴展VLAN時，有兩種定義VLAN邊界的基本方法：

1.端到端VLAN：不管用戶的位置,都可放在同一個VLAN中。目的是維護80/20規(guī)則,

即把80%數(shù)據(jù)流限制在本地；

2.本地VLAN：根據(jù)用戶的位置配置，不管用戶是否是同個項目組、部門等，數(shù)據(jù)流變

成了20/80模式。

VTP協(xié)議優(yōu)點：

1.即VLAN干道協(xié)議，Cisco創(chuàng)建。在網(wǎng)絡(luò)中維持VLAN配置的一致性。

2.通過混合介質(zhì)主干將以太網(wǎng)VLAN映射到高速主干VLANo

3.對VLAN的準(zhǔn)確跟蹤和監(jiān)管。

4.動態(tài)報告網(wǎng)絡(luò)中增加的VLAN。

5.當(dāng)添加新的VLAN時，實現(xiàn)“即插即用二

VTP管理域

1.同一個管理域中的所有交換機可以共享他們的VLAN信息,一個交換機只能參加到一個

VTP管理域中。

2.不同域中的交換機不能共享VTP信息。

VTPVersionNuinbei

L對維護VTP很關(guān)鍵，因為交換機根據(jù)VTP通告中的版本號來決定使用哪個VLAN數(shù)據(jù)庫。

2.VTP服務(wù)器修改VTP數(shù)據(jù)庫時，將配置VersionNumber增1。

3.如果VTP服務(wù)器刪除了所有VLAN,并使用了更高的配置版本號，那么該管理域中的其

他設(shè)備也將刪除他們的VLAN。

4.配置版本號相同的兩個VLAN數(shù)據(jù)庫互不更新對方，因為它認為這兩個數(shù)據(jù)庫內(nèi)容相

同。

配置VTP和VLAN之前必須要考慮的事情：

1.確定在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中運行的VTP版本號

2.決定交換機是否應(yīng)成為一個已有管理域的成員，或者應(yīng)該為其創(chuàng)建一個新的域

3.為交換機選擇一個VTP模式

VLANTrunklink

1.Trunklink可以被配置來傳輸所有VLAN的數(shù)據(jù)幀，也可以被限制為只傳輸有限的VLAN；

2.Trunklink可以傳輸多個VLAN,但可以有個NaliveVLAN,當(dāng)Trunklink失效時

就使用；

3.Trunklink所攜帶的不同VLAN幀，必須被唯一標(biāo)識,如ISL和IEEE802.1Q。

Cisco支持多種Trunk方式（即對VLAN幀標(biāo)識）：

1.ISL一一Cisco專有封裝協(xié)議，也是默認的。前面加26字節(jié)，后面加4字節(jié)FCS。

2.IEEE802.IQ——IEEE標(biāo)準(zhǔn)方法，在幀頭寫入VLAN信息，后面只增加4字節(jié)FCS。

3.802.10一一FDDI上傳輸VLAN信息的Cisco專有協(xié)議，把VLAN信息寫入SAID安全關(guān)

聯(lián)標(biāo)識符部分

4.LANE——基于ATM上傳輸VLAN信息的一種IEEE標(biāo)準(zhǔn)方法。

幀標(biāo)記和封裝方法

表示方法封裝標(biāo)記（插入幀內(nèi)）介質(zhì)幀長度

ISL是否以太網(wǎng)1518/1548

802.1Q否是以太網(wǎng)1518/1522

802.10否否FDDI

LANE否否ATM

BabyGiantFrame（小巨人幀）

原始以太網(wǎng)幀大小不超過1518字節(jié)，如果一個最大長度的幀是通過802.1Q來標(biāo)記得，那

么這個幀變成1522字節(jié)，這種幀被成為小巨人幀。

Catalyst監(jiān)控引擎版干道協(xié)議支持自動協(xié)商的Trunk協(xié)議

本

4.2及以后DTP動態(tài)干道協(xié)議ISL和IEEE802.1Q

4.1DISL動態(tài)干道交換機間鏈ISL,手工配置802.1Q

路

4.1以前同上ISL,不支持手動配置802.1Q

DTP協(xié)議為Cisco專有，它只能用于交換機之間的Trunklink,不能用于交換機和路由器之間

的Trunklink。一般情況Trunklink狀態(tài)的端口每隔30s發(fā)送DTP幀，以便高速其它交換機。

快速以太網(wǎng)和Gbit以太網(wǎng)Trunk模式

On：永久設(shè)為Trunk模式。

Off：永久設(shè)為非Trunk模式。

Desirable：讓端口主動試圖將鏈路轉(zhuǎn)變?yōu)門runk。如果相鄰端口被設(shè)為On,Desirable,

或Auto,該端口可以變?yōu)門runk端口。

Auto：讓端口主動試圖將鏈路轉(zhuǎn)變?yōu)門runk。如果相鄰端口被設(shè)為On,Desirable,該端

口可以變?yōu)門runk端=1。

Nonegotiate：端口永久設(shè)為Trunk模式，但不生成DTP幀，必須手工地把相鄰端口配置

為Trunk端口來建立一條Trunklink。

Trunk中的VLAN

VLAN1：缺省

VLAN2：第一個VLAN

VLAN1002：FDDI-Default

VLAN1003：Token-Ring-Default

VLAN1004：FDDInet-Default

VLAN1005：TRnet-default

VTP三種操作模式

1.服務(wù)器：缺省模式，可建立、修改和刪除VLAN,向同一域中的交換機通告它的VLAN

配置，并接受從Trunk鏈路上收到的通告與其它交換機進行VLAN配置的同步。

2.客戶機：行為同服務(wù)器模式，但不能建立、改變或刪除VLAN；傾聽vlan信息，使得z

自己的vlan配置信息保持與vtp服務(wù)器同步；也可以把vlan信息轉(zhuǎn)發(fā)給其它交換機。

3.透明：不參與VTP。在vtpv2中，配置為透明模式的交換機將在Trunk端匚上轉(zhuǎn)發(fā)VTP

信息以保證其他交換雙接收到更新信息，但這些交換機將不修改自己的數(shù)據(jù)庫，也不發(fā)送指示

VLAN狀態(tài)發(fā)生變化的更新信息。Vtpvl中，透明模式的交換機也不轉(zhuǎn)發(fā)vlp信息到其它交換

機。需要注意的是透明模式下的交換機可以在本地創(chuàng)建vlan,但這些vlan的變化信息不會擴

散到其它交換機。

三種形式的vtp通告：

Summaryadvertisements—vtp服務(wù)器發(fā)送，每隔300s。

Subsetadvertisements—vtp服務(wù)器發(fā)送。如vlan增刪、vlan的激活和掛起。

Advertisementrequestsfromclients—vtp客戶發(fā)送，vtp服務(wù)器回復(fù)Summary

advertisements和Subsetadvertisementso兩種原因促使vtp客戶要發(fā)送請求：一種是從

Subsetcidvertisements了解到vtp狀態(tài)發(fā)生變化；另一種是從Summaryadvertisements獲

悉有更高的vtpversionnumber,

Vtpv2有別于vl的一些特性：

1.Version-dependenttransparentmode（與版本相關(guān)的透明模式）：vl要先檢查域名和版

本，如果相同在轉(zhuǎn)發(fā)；v2則不檢查版本。

2.Consistencychecks（一致性檢查）

3.TokenRingsupport（令牌環(huán)支持）：只有v2支持。

4.UnrecognizedType-Lenglh-Value（TLV）support（不認識類型長度值的支持）

VerifyVTPstatus

CiscoIOS：shovvtpstatus

Ciscoset-based：showvtpdomain

第3節(jié)管理冗余鏈路

網(wǎng)橋ID共8個字節(jié)，有兩部分組成；

1.2個字節(jié)的優(yōu)先級域：優(yōu)先級低的為根橋，缺省優(yōu)先級為32768,即0x8000。缺省地,

所有Cisco交換機地伏先級是相同的。

2.6個字節(jié)MAC地址域：即交換機或網(wǎng)橋的MAC地址。所以缺省情況下，具有最低MAC

地址的交換機將成為艱橋。

選擇根橋(RootBridge)

1.自動選擇：STP自動選擇具有最低網(wǎng)橋ID的交換機為根橋。

2.手工確定：原則是靠近網(wǎng)絡(luò)的中心。所以一般根橋設(shè)在一臺分布層的交換機而不是接入層

交換機。建議手工設(shè)置來確定根橋。

確定到根橋的最佳路徑

STP協(xié)議利用BPDU中三個Field一一路徑開銷、網(wǎng)橋ID、端口優(yōu)先級/端口【D來確定到根橋

的最佳路徑順序:

1.路徑開銷：所有端口開銷的綜合為路徑開銷，路徑開銷低的端口為轉(zhuǎn)發(fā)端口。

2.網(wǎng)橋ID：同一個交換機上有兩條鏈路達到根橋（如平行鏈路），那么最佳路徑就由下面的

端口優(yōu)先級或端口ID決定了。

3.端口優(yōu)先級/端口ID：端口優(yōu)先級范圍0?63,缺省值32,具有低優(yōu)先級的端口將轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)

據(jù)。如果端口優(yōu)先級相同，端口ID則是決定因素，低端口ID將轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。

BPDU：BridgeProtocolDataUnit

選擇指定的RootPort

個交換機偵聽所有ActivePsi的BPDU,如果收到不止個BPDU,那么說明存在這臺

交換機到根橋之間的冗余鏈路，需要確定哪一個是RoolPorto

交換機中某個端口到達根橋的路徑開銷最小，那么這個端口為RoolPori。如果路徑開銷相等,

那么由端口優(yōu)先級/端口ID決定。RootPort就處于Forwarding狀態(tài)，其它冗余端口處于

Blocking狀態(tài)。

EtherChcinnel

快速以太通道技術(shù)(FastEtherChannel)和吉比特以太通道(GigabitEtherChannel)

使平行鏈路可以被生成樹看成是一條物理鏈路。

以太通道技術(shù)為鏈路失效情況提供了冗余性，如果在通道中有一條鏈路失效，那么幾亳秒

內(nèi)數(shù)據(jù)流被送到其它鏈路上，這種收斂變化對用戶來說是透明的。

EtherChannel上可以實現(xiàn)負載平衡，以兩條鏈路為例，如果源MAC和目的MAC最后一位

異或后為0則從link。走，否則從link1走。(也可以異或源和目的IP)

PAgP端口聚合協(xié)議(PortAggregationProtocol)

給ElheiClMwel增添了新的功能，有利丁以太通道的自動建立。但也有些限制：

1.PAgP不會在動態(tài)VLAN端口上建立聚合。因為動態(tài)VLAN可以強迫端口改為另一個VLAN。

2.PAgP要求通道中所有的端口同屬于一個VLAN,或者配置為Trunk端口。

3.如果改變了通道中一個端口的速率或者單雙工方式，那么通道中所有端口都設(shè)為這一速率

或單雙工方式。

PortFast

缺省情況下，假定交換機的所有端口都將與交換機或者網(wǎng)橋連接，所以所有湍口都運行

STP算法，即如果網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了變化，在端口發(fā)送數(shù)據(jù)之前要等待50s。

而事實上許多端口會直接連接工作站或者服務(wù)器。所以我們采用PortFast可以讓這些端口節(jié)

省Listening和Learning狀態(tài)的時間，立即進入Forwarding狀態(tài)。

需要注意的是：PortFast僅僅讓端口在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化的情況下直接進入Forwarding狀態(tài)。而

端口仍然運行STP協(xié)議，所以如果檢測到環(huán)路，端口仍將由Forwarding狀態(tài)變戌Blocking

狀態(tài)。

UplinkFast(上行速)

背景資料：STP確保了在拓撲變化的情況下沒有環(huán)路產(chǎn)生，但收斂速度慢。一些實時以及

對帶寬敏感的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是不能接受的。

STP收斂速度慢的原因是收斂算法需要化時間確定一條可替代的鏈路，缺省時間是50s,

即20s(Blocking--Listening)+15s(listening-*Learning)+15s(Learning-*Forwarding)o

解決的方法是一旦發(fā)現(xiàn)了線路Blocking,馬上切換到Forwarding,不要經(jīng)過Listening

和Learning階段。這就是UplinkFast,切換時間可以在2s?4s。

UplinkFast被設(shè)計應(yīng)用在接入層交換機。一般應(yīng)用兩條上行鏈路連接到分布層，一條是

冗余鏈路。

Up1inkFast激活一個快速重新配置的條件：

1.在交換機上必須啟動了UplinkFast功能；

2.至少有一個處于Blocking的端口（即有冗余鏈路）；

3.鏈路失效必須發(fā)生在RootPort上。

交換機啟動了UplinkFast后，由于提高了交換機上所有端口的路徑開銷，所以不適合作

為根橋。

BackboneFast

Cisco專有。用在核心層和主干網(wǎng)絡(luò)在中。設(shè)置命令沒有基于I0S的，只有基于Sei命令

的。

InferiorBPDU（下級BPDU）

當(dāng)指定網(wǎng)橋失去/與艱橋的連接時，會就發(fā)出InferiorBPDU,表明自己是新的根橋。這樣對

方的交換機就會在自己的RootPort和原本處于Blocking狀態(tài)的端口都收到BPDU了。

調(diào)和STP和VLAN的幾種主要方法：

1.PVST按VLAN生成樹一一Cisco專用的實施方法，需要ISL封裝以進行工作。

2.CST公共生成樹一一IEEE802.1Q對于VLAN和生成樹的解決方案。

3.PVST+增強PVST一—Cisco專用實施方法，使CST信息可以正確地傳進PVST。

PVST和CST的區(qū)別

PVSTCST

特點每個VLAN建立一個獨立生成樹實例所有VLAN運行單個生成樹實例，BPDU信

息運行在VLAN1上

優(yōu)點1.減小了生成樹拓撲結(jié)構(gòu)的總體大小1.BPDU數(shù)少，所以占用帶寬少

2.改進擴展性并減少了收斂時間2.交換機上處理開銷少

3.提供更快的恢復(fù)能力和更高可靠性

缺點1.交換機為VLAN支持生成樹的維護開銷1.只有一個根橋，對某些設(shè)備可能存在

2.Trunk1ink上為各個VLAN支持BPDU此優(yōu)化路徑

的帶寬開銷2.生成樹拓撲結(jié)構(gòu)大，可能導(dǎo)致更長的

收斂時間和更頻繁的重新配置

第4節(jié)VLAN間路由選擇

多層交換實現(xiàn)

1.外部路由器+裝配了NFFC和NFFCII卡的Catalyst5000交換機結(jié)合起來使用。

I.路由器接口要么有多個接口連接不同的子網(wǎng)，要么在快速以太網(wǎng)端口上用ISL。

II.路由器上軟件條件：運行MLSP協(xié)議和CiscoI0S11.3.4以上版本。

2.采用第三層交換機：第一層交換和第三層路由功能集成在一個機箱中。

I.5000系列交換機：配有RSM模塊（如果在5000上沒有裝配NFFC,那么只能視為第三層的

路由器，而不是第三層的交換）

或RSFC模塊（是SupervisorEngineHG和HIG的子卡）

II.6000/6500系列：裝配MSM模塊

裝配MSFC

配置內(nèi)部路由處理器VLAN接口

1.指定VLAN接口（除0或1之外），RSM可以支持多達256個VLAN選擇路由，ISL自動

封裝。

說明：

VLAN0用于RSM和5000交換機之間的通信,映射到Channel0,用戶接觸不到。

VLAN1是5000交換機的缺省VLAN,映射到Cliuimel1。

其它VLAN被映射到以上兩個通道中的一個，也可以被映射到某個特定通道以均衡每條通

道的負載。

2.為該接口分配一個IP地址，第一次設(shè)定時，要用n。shutdown打開這個接口。

例如：

interfacevlan11（路由器上配置的接口號與5000上配置的VLAN號相對應(yīng)）

ipaddress172.16.41.141255.255.255.0

配置外部路由處理器VLAN接口

1.指定子接口，或者物理接口對應(yīng)一個子網(wǎng)

2.定義VLAN封裝

3.為子接口分配一個IP地址

例如:

interfacefastethernet0/1.2（子接口號不一定要對應(yīng)VLAN號，但實踐中為了便于管

理，常常把子接口號定義成VLAN號一樣）

eiiuapsulcitiuii20

ipaddress172.16.20.3255.255.255.0

設(shè)定缺省網(wǎng)關(guān)

基于CiscoIOS：ipdefault-gatewayip-address

基于Set：setiproutedestinationgatewaymetric

檢驗缺省網(wǎng)關(guān)

基于CiscoIOS：showip

基于Set：showiproute

分布層交換機管理接口的設(shè)定步驟

1.指定管理接口scO的IP地址；

2.指定管理接口所屬的vlan,缺省為vlanl；

3.指定管理接口的缺省網(wǎng)關(guān)。

5co是Swilzchiiiciiicigeiiieiitinteiface

例如：

setinterfacescO202.121.48.2255.255.255.192

setinterfacescOvlanl

setiproutedefault202.121.48.63

setinterfacescOup

可以歸并為二條命令

setinterfacescO1202.121.48.2255.255.255.192202.121.48.63

setinterfacescOup

顯示scO和slO的當(dāng)前配置

showinterfcice

si1是將consoleport配置成通過siip可以管理交換，也需要設(shè)置ip地址以及目的ip

地址。是一種帶外管理（共兩種：consoleport,slip—aux）＜.

第5節(jié)通過多層交換增強IP路由選擇性能

Cisco多層交換包括的組件:

1.MLS-SE多層交換引擎:Catalyst2926G,配了NFFC或者交FCH的Catalyst5000。NFFC

是一塊可以升級SupervisorEngine的子卡,讓SupervisorEngine支持基于ASIC的3層交

換。

2.MLS-RP多層交換路由處理器:如RSM(RouterSwitchModule),或者一臺外部路由器,如

7500、7200、4500、4700、8500等支持多層交換的路由器。

3.MLSP多層交換協(xié)議：運行于MLS-SE和MLS-RP之間，以啟用多層交換功能。實際上是MLS-RP

發(fā)送組播Hell。消息(缺省發(fā)送時間間隔15s)給MLS-SE,通知內(nèi)容:

I.各個VLAN上使用的MAC地址；

II.路由信息/訪問列表發(fā)生了改變；

幾個英文縮寫解釋：

MLS-SE：MultilayerSwitching-SwitchingEngine

MLS-RP：MultilayerSwitching-RouteProcessor

MLSP：MultilayerSvitchingProtocol

NFFC：NetFlowFeatureCard

啟用MLS功能

1.啟用命令為：misrp[ip|ipx]oCiscoIOS12.0開始,MLS可對IPX數(shù)據(jù)包選擇路由。

2.在內(nèi)部或者外部MLS-RP上都要執(zhí)行啟用命令使得路由器啟用MLS功能。

3.不僅在全局配置模式下，而且在接口配置模式下都要執(zhí)行啟用命令。

使ULS失效的命令

1.noiprouting

2.ipsecurity

3.iptcpcompression-connections

4.uleaiip-iuute

支持MLS的交換機

1.當(dāng)5000系列交換亂裝配1RSFC(RouteSwitchFeatureCard),或者RSM(RouteSwitch

Modu1e)-----SupervisorEngine必須有NFFC和NFFCIL能支持MLS(Multi-LayerSwitch)<>

2.當(dāng)6000系列交換現(xiàn)裝配了MSFC(MultilayerSwitchFeatureCard)和MSM(Multilayer

SwitchModule),能支持MLS(Multi-LayerSwitch)。

MSFC---MultilayerSwitchFeatureCard

Catalyst6000的多層交換功能卡(MSFC)可實現(xiàn)以線速進行IP(RIP、RIP2、OSPF、EIGRP、PIM、

HSRP),IPXIP-nulticast路由，同時支持AppleTalk,DecNet,Vines和CacheEngine。

MLS的Cache項

1.保存在MLS-SE組件的Cache中。

2.候選MLSCache項缺省壽命為5s,即如果在MLS-SE的Cache中找不到相匹配的項目，

就發(fā)給MLS-RPo

3.每一個MLSCache項目的缺省壽命為256s,這個壽命值可以修改，修改的壽命時間總

是8的倍數(shù)，取值范圍8?2032。

4.如果RP路由表發(fā)生變化、禁用MLS或者Accesslist變化,都會導(dǎo)致MLSCache清除。

流掩碼(FlowMask)模式

用來決定將數(shù)據(jù)包中多少信息放入MLS緩存中，而不是用來將數(shù)據(jù)包與MLS緩存中現(xiàn)有條

目進行比較的。MLS-SE支持三種流掩碼模式：

1.目的IP（沒有訪問列表，缺?。鹤畈痪唧w物流掩碼（Theleastspecificflowmask

mode）o

2.源-目的IP（標(biāo)準(zhǔn)訪問列表）

3.IP流（擴展訪問列表）：最具體的流掩碼（Themostspecificflowmaskmode）。

在mls-se上設(shè)置流掩碼：setmisflow[destination|destination-source|full]

TheMLS-SEsupportsonlyoneflowmaskforallMLS-RP*sconnectedtotheMLS-SE.If

theMLS-SEreceivesmesbcigesiudiccitingdiffeientflowmaskisfiunidiffeiei.lMLS-RP*s

theMLS-SEwillsetit'sflowmasktothemostspecificflowmask.

MLS-RP'srunningIOS11.3orlaterdonotautomaticallysupportinputaccesslists.

Toincorporateinputaccess-liststheglobalconfigurationcommand*nilsrpip

input-acTmustbeconfigured.

第6節(jié)為容錯路由選擇配置HSRP

冗余性網(wǎng)絡(luò)的路由問題：

1.缺省網(wǎng)關(guān)：缺省網(wǎng)關(guān)失效，工作站無法向別的子網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)包。

2.代理ARP：路由器失效，要么另申請一個ARP請求找新的路由器，要么重新啟動?？?/p>

之，會造成一段時間內(nèi)源與目的不能通信。

3.使用RIP：拓撲變化后適應(yīng)很慢。

4.ICMP路由發(fā)現(xiàn)協(xié)議（簡稱IRDP）：缺省Cisco不啟用,啟用命令ipirdpo

解決的辦法就是HSRP。

注：Win9X中使用ProxyARP,應(yīng)該把缺省網(wǎng)關(guān)設(shè)置為自己本身的IP地址。

備份組可以有以下成員：

1.Active路由器（一臺）：發(fā)送Hell。消息,轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)送到Virtual路由器的數(shù)據(jù)包。

2.Standby路由器（一臺）：發(fā)送Hell。消息，監(jiān)視HSRP運行狀態(tài)。

3.Virtual路由器（一臺）：配有自己的IP地址和MAC地址，不實際轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。

4.Other路由器（可以多臺）：只檢測Hello消息，不作應(yīng)答。Active和Standby路由器

均失效，則他們來競爭Active和Standby路由器。缺省地，MAC地址最小的路由器成為Active

路由器。

HSRP消息格式

HSRP消息被封裝在UDP數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)部分，使用UDP端口號1985。

HSRP消息使用的目的地址是組播地址是224.0.0.2（即所有路由器）,生存時間TTL為1。

（-）三種消息類型

1.Hello消息：每3秒發(fā)送一次，證明Active或Standby路由器正常運行。

2.Coup（政變）消息：表明路由器想成為Active路由器。

3.Resign（辭職）消息：表明路由搭不想當(dāng)Active路由器。

（-）兩個時間域

Hellotime：路由器發(fā)送Hello消息之間的時間間隔,缺省值3秒，取值范圍1?255。

Holdtime：當(dāng)前Hello消息被認為有效的時間,一般最少是Hellolime的3倍，缺省10

秒，取值范圍1?255。

命令：standbygroup-numbertimershellotimeholdtime

HSRP組:

1.多個HSRP組可能同時存在于一個局域網(wǎng)上，在任何局域網(wǎng)上最多只可能有255個備份組。

2.每個VLAN子網(wǎng)配置一個單獨的HSRP組。

3.缺省HSRP組的號碼是0。

4.HSRP組中路由器的缺省優(yōu)先級為100。

5.如果一個末端工作站對虛擬路由器的IP地址發(fā)送一個ARP請求,那么Active將用Virtual

路由器的MAC地址進行回答。

查看虛擬路由器的IP地址和MAC地址地兩種方法：

1.showiparp

2.showstandby

Ethernets-Group1

LocalstateisStandby,priority100

Heilotime3holdlime10

Nexthellosentin00:00:00.898

HotstandbyIPaddressis202.121.49.251ccnfigured

Activerouteris202.121.49.250expiresin00:00:08

Standbyrouterislocal

Stcindbyvirtualnacaddressis0000.0c07.acOl^

shtu-4500#

虛擬路由器的MAC地址組成：

1.廠商ID一—構(gòu)成MAC地址的前3個字節(jié)，如Cisco為椀00.0c|。

2.HSRP編碼——即HSRP虛擬MAC地址，總是07.ac0

3.組ID一—HSRP組編號，從0~255正好為一個字節(jié)。前面定義的HSRP組編號為魚。

啟用HSRP

interfaceEthernets

standby1ip202.121.49.251

Trunklink上配置HSRP

通過ISL上配置HSRP,可以消除單點失效導(dǎo)致數(shù)據(jù)流中斷的情況，為子網(wǎng)和VLAN間提供

負載均衡和冗余能力,應(yīng)該完成的任務(wù)：

1.定義封裝格式；

2.定義IP地址（是指給子接口設(shè)定IP地址）；

3.啟用HSRP功能。

HSRP的6種狀態(tài):

1.Initial：起始狀態(tài)，表明H5RP還沒有運行。

2.Learn：等待來自Active路由器的消息。

3.Listen：除Aclive和Standby路由器之外的其他路由器都保持傾聽狀態(tài)。

4.Speak：周期性發(fā)送Heilo消息，參與Active和Standby路由器的競選。

5.Standby：HSRP中有且只有一個備份路由器，

6.Active：HSRP中有且只有一個Active路由器。

Active和Standby路由器的產(chǎn)生:

1.當(dāng)優(yōu)先級不同的兩臺路由器進行比較時，有較高優(yōu)先級的路由器是Active或Standby。

2.如果兩臺路由器的優(yōu)先級相同，那么有更高IP地址的路由器占先。

3.如果Active路由器失效，Standby路由器將?接替作為Active路由器。

4.如果Standby路由器變成了Active路由器，那么從其它路由器中選擇一個作為備份路

由器。

5.如果Active路由器失效后，想重新奪回由備份路由器接替Active路由器的位置，必

須設(shè)置preempt占先權(quán)。

HSRPTracking

當(dāng)一個被跟蹤接口變成不可用時，路由器的HSRP優(yōu)先級將降低。所以HSRPTracking減

少了主接口不可JIJ的路由器仍保持Active路由器的可能性。

理論上RouteProcessor能支持32650個子接口。

第7節(jié)多點廣播綜述

一些Well-known的D類地址

范圍：224.0.0.0~239.255.255.255

1）類地址目的

224.0.0.1子網(wǎng)上的所有主機

224.0.0.2子網(wǎng)上的所有路由器

224.0.0.4所有距離矢量多點廣播路由選擇協(xié)議3VMRP路由器

224.0.0.5所有開放最短路徑優(yōu)先OSPF路由器

224.0.0.6所有OSPF指定路由器(DesignatedRouter)

224.0.0.9所有RIP2路由器

224.0.0.13所有協(xié)義獨立多點廣播PIM路由器

IGMP

IGMP——標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議管理組播在路由口之間的傳送。但這個協(xié)議存在一個問題：如果設(shè)置一臺交

換機中的一個VLAN可以接受組播數(shù)據(jù)，那么這個VLAN中的所有工作站都將收到Multicast

Streairio

IGMP用IP數(shù)據(jù)包(Packet)來傳輸有關(guān)Multicast的消息,Packet由一個20字節(jié)IPHeader

和一個8字節(jié)長度的IGMP消息。

CGMP

1.Cisco專有協(xié)議。為避免IGMP協(xié)議帶來的問題,控制端口上的帶寬,控制MulticastStream

送到需要的端口上。

2.CGMP的基礎(chǔ)是：IP多點廣播路由器可看到所有的IGMP數(shù)據(jù)包，因此能夠通知所有交換機

(利用2層Well-known地址)哪些主機何時加入和脫離多點廣播組。交換機正是利用這些信

息構(gòu)建一張轉(zhuǎn)發(fā)表的.

3.CGMP是基于Client/server模型的。路由器擔(dān)任CGMP服務(wù)器角色,交換機是它的Client。

IGMPvl和IGMPv2的定義的Messages

1.HostMembershipReport主機成員報告消息：主機發(fā)送這個Message加入一個Multicast

組：

2.GroupSpecificQuery：進行組成員查詢，由查詢者路由器發(fā)出。如果網(wǎng)段上有多臺路由

器啟動了Multicast功能，經(jīng)過選舉后，隨后IP地址最低的路由器發(fā)查詢信息（Message中

的組地址為0）。

查詢時間間隔缺省60s,可用ipigmpouery-Z/Jterrv”命令調(diào)整。

3.GroupLeaveMessage：脫離一個組，由主機發(fā)出。IGMPvl沒有使川脫離技術(shù)，如果路由

器在一定數(shù)量的查詢消息后沒有接收到某個組的任何成員的報告消息，就認為這個接口上已經(jīng)

沒有這個組的成員了。

Multicast組的成員查詢

IGMPvl：利用報告抑制技術(shù)（ReportSuppression）,設(shè)定一個倒計時的定時器,初始值

在10s內(nèi)隨機取一個：當(dāng)?shù)褂嫊r到0時，發(fā)送成員報告消息（TTL=1）。

IGMPv2：在Message格式中多T一個最大回應(yīng)時間（MaximumResponseTime,缺省值10

秒），與隨機初始值的倒計時定時器一起配合進行。假如組成員收到了一個特定組查詢，而這

是定時器的剩余值大于URT,那么重新設(shè)個隨機值。當(dāng)計時器當(dāng)時后，即發(fā)出一個成員報告消

息（TTL=1）。

分布樹（DistributionTree）構(gòu)造技術(shù)

分布樹在數(shù)據(jù)源所在的子網(wǎng)和每個含有Multicast成員的子網(wǎng)之間指定了一條唯一-的路徑。這

樣一個分布樹是由指定路由器（DR——用來發(fā)送路由查詢信息）構(gòu)造的。

有兩種構(gòu)造技術(shù)：

1.Source-specific樹：利用反向路徑轉(zhuǎn)發(fā)RFF技術(shù)構(gòu)造一棵基于數(shù)據(jù)源的樹。

2.Center-specific樹：或稱共享樹，用共享樹算法建立一棵組成員共享的傳送樹。同

個組的MulticastStieani都通過同個傳送樹進行發(fā)送和接收。

Dense-mode路由選擇協(xié)議:

距離矢量多點廣播路由協(xié)議1.廣泛應(yīng)用于Internet的多點廣播主干上（\lbone）。

(DVMRP