路由器与交换机的配置 第五章交换网络中的冗余链路.ppt

交换机/路由器的配置与管理 项目五 交换网络中的冗余链路 学习目标 了解冗余链路 掌握生成树协议的配置管理 掌握链路聚合 项目分析 对于网络的重要部门，如网管中心、相关服务器区，需要网络24小时不间断通信，这就需要进行冗余链路的建设，使得网络的一条链路断掉的时候，另一条链路能接着起作用；另外，解决网络带宽太窄带来的瓶颈问题，还需要进行聚合链路的建设。 任务一 冗余链路与生成树协议 任务描述： 在网络建设时，保证各种网络终端包括服务器在内的设备间通信成为一项重要的任务，绝大多数情况下我们在交换网络中采用交换设备之间多条链路连接，形成冗余链路来保证线路上的单点故障不会影响正常的网络通信，但交换机的基本工作原理导致这样的设计会在交换网络中产生严重的广播风暴。那么有没有一种技术，既采用了冗余链路，又能解决广播风暴的问题。 施工场景 如图所示，为了防止S2126-1的f0/8与S3760的f0/1的连接出现故障，使得S2126-1上所连主机无法连入网络，我们增加一条冗余链路，即S2126-1的f0/9连至S3760的f0/3。要求将S3760设为根交换机，Spanning Tree的类型为RSTP，其他为默认值。 （一）相关知识 1．冗余链路 如果连接两台交换机的交叉线或者接口出现了问题，就会导致两个部门间的通信中断，即出现单点故障的问题。 为解决这种单点故障的问题，通常在进行网络拓扑时用链路冗余的办法以增强网络的健壮性，即在两个交换机之间再增加一条网线以作备份。但如果两条网线同时连接到两个交换机的端口上出现了网络环路，将产生广播风暴、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。 （1）广播风暴 根据交换机的工作原理，在交换机中维护一张MAC地址表，当接到一个帧时，则在此MAC地址表中寻找目的MAC地址所对应的端口，如果找到，则将此帧直接转发到此端口上去；如果找不到，则向交换机的所有端口广播。如图5-5，假设销售部里的主机A发出一个广播帧，这个广播帧会随着链路发往交换机A。交换机A收到广播帧后会把广播帧进行泛洪操作，那么这个广播帧会传到财务部门的网段上，从而又到达交换机B上，而交换机B会做同样的操作。那么这样周而复始，在两个部门中这个广播包一直扩散，就形成了广播风暴。广播风暴会严重影响交换机性能，甚至会耗尽交换机的内存资源，最终耗尽所有带宽资源，阻塞网络通信。 （2）多帧复制 所谓多帧复制是由于环路的存在，目的主机可能会收到某个数据帧的多个副本，此时会导致上层协议在处理这些数据帧时无从选择，严重时会导致网络连接的中断。假设主机A在交换机A、B初始化时，发出一个单播包给路由器，路由器首先收到一个由主机A发过来的数据包，而这个数据包会同时发向交换机A、B。那么A、B交换机该如何处理这个单播包？它们会查找自己的MAC地址表，如果目的MAC地址在自己的MAC地址表没有匹配的出口，那么交换机A、B会做同样的操作——泛洪。那样路由器会通过交换机A、B的泛洪又收到多次同样的数据包。对于认证网络体系当中同一时刻收到很多同样的数据包，就会给网络带来问题。 （3）MAC地址不稳定 主机A在交换机A、B初始化时发一个单播包。对于交换机A来说，它从port1接口收到一个单播帧，因为交换机在初始化时，MAC地址表为空。这样交换机A会做2个动作。一个是把这个数据帧泛洪，另外一个是学习主机A的MAC地址（交换机学习的时候学的是源MAC地址），那么交换机A会认为自己的port1端口上连接了一台MAC地址为MACA的主机。而通过交换机B泛洪，由财务部门传递到交换机A的这个数据帧发到了A的port2这个端口上。那么此时交换机A又会认为自己的port2上也连接了一个MAC地址为MACA的主机。这样，一台主机不可能同时连接在2个交换机端口上，从而给网络带来问题。由于这一过程会导致MAC地址表的多次刷新，从而导致交换机内存资源被严重耗用，影响交换机的交换能力，使得整个网络的运行效率降低。 2．生成树协议及其作用 （1）生成树协议的提出：对于多链路，会出现以上所说的3种严重影响网络性能的问题。可以在设计时增加一条链路作备用，先不连接到交换机上，当连接的端口或网线出现故障时，人工将原链路拆除，换上备份链路。这对于网络规模小、网络要求不高的情况是可以的，但对于网络要求高或规模稍大一些的网络来说是不允许的。这要求有一种链路算法，当交换机间存在多条链路时，只启动最主要的一条链路，而将其他链路都屏蔽掉，将其作为备用链路，当主链路出现问题时，这种算法会自动启用备用链路接替主链路的工作，不需要任何人工的干预。 这就是生成树协议。 （2）生成树协议主要作用就是通过从软件层面修改网络物理拓扑结构来构建一个无环路逻辑转发树型拓扑结构，发现故障并随之