为容错路由选择配置HSRP.doc

第一章 园区网概述园区网特点1. 在一个固定地理区域内的一个公司或一个公司的一部分。2. 拥有该园区网的公司通常也拥有该园区内所用的物理线路。传统园区网的主要问题1. 可用性2. 性能在传统园区网中，通常用多端口网桥将一个局域网分段成隔离的碰撞域。这样可解决两个问题：1. 碰撞域（Collision Domain）2. 距离限制网络中通信的三种形式：单播（Unitcast）、组播（Multicast）、广播（Broadcast）。1. 多点广播实例：Cisco IP/TV分发多媒体数据、定位IP服务上的Novell 5。2. 提出请求的广播：IP的地址解析协议（ARP）、NetBIOS的名字请求、网间包交换协议（IPX）寻找最近服务器（Get Nearest Server，GNS）请求。3. 发布通告的广播：IPX服务通告协议（SAP）数据包、路由信息协议（RIP）、内部网关路由选择协议（IGRP）。遏制广播的两种方法：1. 使用路由器生成多个子网；2. 利用交换机实施VLAN。当前园区网由两部分组成：1. 局域网交换机2. 路由器传统的80/20规则和新的20/80规则1. 80/20规则：在设计恰当地网络环境中，一个给定网段上80%的流量是本地的，不超过20%的网络流量需要通过主干。2. 20/80规则：只有20%的流量是到本地工作组局域网的，而80%的流量需要流出本地网络。导致流量模式的改变有两个因素：1. 基于Web应用的计算普遍，很多PC既是信息的接受者，也是信息的发布者；2. 企业部署集中式的服务器群（既降低成本、提高安全、便于管理）。新的园区网模型中的3类服务1. 本地服务：本地数据流不进入网络主干或通过路由器2. 远程服务：远程服务数据流穿过广播域边界，但可能也可不通过网络主干3. 企业级服务：放在距离网络主干很近的一个独立的子网上与OSI分层相应的PDU和设备类型模型层PDU类型设备类型数据链路层（第2层）数据帧交换机/网桥网络层（第3层）数据包路由器传输层（第4层）TCP数据分段TCP端口多层交换机多层交换基于单独的流，MLS-SE为MLS流维护一个缓存条目并为每个流存储统计信息。流中的所有数据包都与缓存中的信息进行比较。缺省情况下，256秒之后，如果没有任何流利用到一个MLS缓存项（Cache Entry），那么这个缓存项将从缓存中删除。路由器的优势决定转发路径验证3层包头的完整性、有效期(on header only)修改TTL处理并响应任何选项信息MIB中更新转发统计数据安全控制第3层交换的优势（路由器没有）低成本低延时交换机和网桥第二层交换机由于采用ASIC（专用集成电路，Application-Specified Integrated Circuits）硬件处理技术，所以交换机可比以太网桥低得多的成本提供高达Gbit速率的可扩展性和低时延。第三层交换机主要有两种产品多层交换Cisco快速转发（CEF）Cisco分层模型中各层使用的主要设备层次层次名设备第一层访问层Catalyst 1900，2820，2900，4000，5000第二层分布层Catalyst 5000（支持多层交换，带路由模块），2926G（需要外部路由支持）6000（密集Fast或Gigabit以太网口，如120个Gigabit端口）第三层核心层Catalyst 6500，8500（multicast routing，支持PIM协议）接入层交换机应用接入端口数交换机Less than 5019xx, 2820, 29xx（如CAD/CAM和IC设计环境）， 35xxLess than 1004xxx（可提供多达36Gbit以太网端口，96个用户接入）More than 1005xxx（Multigigabit 10/100/1000Mbps）园区两个基本元素：1. 交换区块（Switching Block）2. 核心区块（Core Block）影响交换区大小的主要因素：1. 数据类型和行为；2. 工作组的大小和数量（一般不超过2000个用户）说明交换区过大：1. 分布层路由上出现流量瓶颈；2. 广播和Multicast降低了Switch和Router的处理速度。分割交换区的原则1. 应基于网络上通过的流量（Traffic Flow），而不是Blocking中的节点数；2. 为了进行分割，需要定期进行流量采集。有两种基本的核心层设计：1. 紧缩核心（Collapsed） 分布层和核心层功能由同一个设备执行； 每台接入层交换机到分布层交换机都有一条冗余链路； 第三层冗余是由运行HSRP的两台分布层交换机提供的。2. 双核心（Dual）：在核心层至少有两个设备提供冗余。但他们之间没有连接，以防止生成树循环。路由选择协议所支持Blocking的最大数量协议支持路由对等的最大数量核心层子网数Blocking数OSPF50225EIGRP50225RIP30215实施第三层核心的好处：很多设计采用第二层第三层第二层的模型，取得了成功，但有些情况下需要使用第三层核心，主要好处：1. 快速收敛：路由协议收敛时间5s10s，而生成树收敛时间在50s；2. 自动负载均衡：路由协议可在多条等成本路径间均衡负载；3. 消除对等问题：可以支持更多的Switching Blocking，达100个。坏处：费用和性能。传统路由器功能：_ Determine paths based on logical addressing_ Run layer 3 checksums (on header only)_ Use Time to Live (TTL)_ Process and responds to any option information_ Can update Simple Network Management Protocol (SNMP) managers with Management Information Base (MIB) information_ Provide Security第三层交换机优点：_ Hardware-based packet forwarding_ High-performance packet switching_ High-speed scalability_ Low latency_ Lower per-port cost_ Flow accounting_ Security_ Quality of service (QoS)Quality of Service的含义Messages are given more resources if they need it. 例如电视会议应用比电子邮件可能会得到更多的带宽。所以第四层的路由器或交换机可以根据第四层信息来控制流量。一种方法是采用标准的或扩展的访问控制列表。另一种方法是通过NetFlow交换来提供流的第四层统计。第二章 连接交换区块快速以太网的距离限制技术线缆分类线缆长度100BaseTXEIA/TIA类型5（UTP）非屏蔽双绞线2对100m100BaseT4EIA/TIA类型3,4,5（UTP）非屏蔽双绞线4对100m100BaseFX多模光纤MMF缆线 62.5um光纤核心，125um外层包装（62.5/125）400mGbit以太网距离限制技术线缆分类线缆长度1000BaseCX铜质屏蔽双绞线25m1000BaseT铜质EIA/TIA类型5（UTP）非屏蔽双绞线4对100m1000BaseFX多模光纤 62.5um光纤核心和50um光纤芯，使用波长为780nm260m1000BaseLX单模光纤 9um光纤芯，使用波长为1300nm3km（Cisco最长支持10km）Catalyst两种OSOS类型交换机Cisco IOSCatalyst 1900/2800，2900XLSet命令集Catalyst 2926，2926G，1948G，4000，5000，6000自动协商优先级识别优先级次序物理层技术A100BaseTX全双工B100BaseT4C100BaseTX半双工D10BaseT全双工E10BaseT半双工Token Ring分段方法MethodForwarding DecisionFrame Modification Ring NumberingTransparent bridgingMAC addressN/ASource-route bridgingRIFRIFRing numbers must be unique among bridge ports.Source-route transparent bridgingMAC address or RIFRIFRing numbers must be unique among bridge ports.Source-route switchingRoute descriptoRing numbers can be same across switch ports (single ring can be segmented on several ports).IOS命令集标识一个端口（1900/2800，2900XL）Switch（config-if）#description description-string如果在标识字串中有空格，必须用引号括起来。Switch（config-if）#description “description string”而基于set命令的交换机设置端口标识没有这个问题，命令不同，用Set port name命令。UTP电缆遵守100m规则：1. 从交换机到配线架（Patch Panel）为5m；2. 从Patch Panel到办公室模块（Punch-down Block）为90m；3. 从Punch-down Block到Desktop为5m。CDP协议是Cisco的专有协议，用来发现邻居设备，Cisco设备每60s发送基于第二层的Multicast，目的MAC地址是0100.0ccc.cccc。三 通过VLAN来定义共同工作组一、 VLAN的特征和优点1）VLAN的特征：。一个VLAN中所有的成员都是同一广播域的成员。其他的VLAN组的成员接触不到。一个VLAN是一个逻辑的子网或是由定义的成员组成的一个网段，我们知道我们一个网段最多的主机数是254个，因此一个VLAN的成员可以支持的成员也是254个。VLAN的成员大多是基于端口号而设置的，这就是我们说的静态VLAN的设置方式；还有就是动态VLAN，基于MAC地址的方式；还有更加复杂的设置方式就是两种方式的混合。VLAN的设计的常用类型是采用地理上来划分，可与端到端的VLAN的方式不同，端到端的设置方式是逻辑上定义的一个网段，如一个工作组等。2）VLAN的优点。有效地利用带宽。整个网络被划分成多个广播域和子网，广播和多播数据流被限制在子网段中；。安全性。在VLAN间通信必须通过第三层的设备，可以通过传统的三层设备来实现安全和过滤操作。负载均衡多条路径。VLAN可以通过第三层设备来只能的选择到达目的设备的路径。对故障组件的隔离。故障被隔离在一个小小的网段上。不会影响到整个的网络。二、 定义VLAN的边界。端到端VLAN。本地VLAN1 端到端VLAN：是通过基于一种共同性来将设备分成小组。它具有以下的特点：将用户分组到VLAN可以和地理位置无关、在VLAN中的所有的用户应该具有相同的80/20数据流量模式、在用户在园区网内移动时，其VLAN成员身份不变，可以是基于MAC地址的方式来实现、每个VLAN对所有成员有相同的安全策略。2 本地VLAN：本地VLAN的定义就是在实际的物理位置上进行VLAN的划分，它遵循20/80的规则，也就是它的很多的服务都是集中的放在一个地方。这种方式的好处就是便于管理。三、 建立VLAN的成员身份建立VLAN成员的方式有两种：静态和动态的方式对静态：VLAN的划分是按照基于端口的原则。当一个成员进入网络，它就会自动成为这个端口所属的VLAN。如果成员换了位置但是又想保持它原来VLAN的身份，这时管理员要对其进行手动的设置。对动态：VLAN的成员身份是基于设备的MAC地址来设置的，当设备进到网络时候，它就会向数据库查询它的VLAN成员身份。他可以用CISCOWORK2000来实现。我们前面已经知道动态VLAN是通过软件来实现，因此不用命令来设置，下面只对静态VLAN设置。对VLAN的设置是在交换机上来实现的，交换机现在有两种，一种是基于IOS,一种是基于SET方式。1对于IOS的设置：应用HOSTNAME来对交换机进行命名。CONFIG#HOSTNAME 19001900(CONFIG)#VLAN 2 NAME SALES1900(CONFIG)#VLAN 3 NAME MARKETING以下是对VLAN成员的设置命令：首先我们必须知道VLAN是基于端口的，因此设置必须是在端口设置状态下CONFIG TINT E0/1VLAN-NEMBERSHIP STATIC 22)基于SET，如5000系列5000（ENABLE）#SET VLAN 2 NAME SALES5000(ENABLE)#SET VLAN 2 2/1-2用SHOW VLAN来检验VLAN的设置。四、 VLAN标识在园区网中，用户可以被分配到跨越了多个互联交换机的VLAN组中，在这种情况下。在这种情况下，一种交换机可以用于识别数据帧属于哪个VLAN的方法来将这些数据帧定向到相应的端口。1链路类型在交换环境中有两种链路：接入和干道接入链路：就是连接一个VLAN成员的链路。这个VLAN被称为本地VLAN。连接到这个VLAN的成员完全不知道存在VLAN。因为交换机在帧被发送到末端设备之前将VLAN信息从帧中拿掉。干道链路：干道链路可以承载多个VLAN。当在干道链路上接收到帧的时候，交换机必须有某种方法来识别数据帧属于哪个VLAN。现在使用的标识技术包构哪ISL/IEEE802.1Q标准。混合链路：就是在这个链路上既可以传标识帧，又可以传非标识帧。2.VLAN帧标识的方法。交换机链路（ISL），用于互联多个交换机的CISCO装有封装协议。该协议在CATALYST交换机和路由器上被支持。802.1Q。一种IEEE的标准，它通过在帧头插入一个VLAN标识符来实现。LANE。用于通过ATM传输VLAN的一种方法。802.10。用来在标准的802。10即FDDI内传输VLAN信息的一种CISCO专有方法。帧标记和封装方法表示方法封装标记（插入帧内）介质帧长度ISL是否以太网1518/1548802.1Q否是以太网1518/1522802.10否否FDDILANE否否ATM五、 VTP协商干道是在两台CATALYST交换机端口间或是CATALYST交换机和路由器之间的一条点对点的链路，并可以允许用户将VLAN从一台交换机扩展到另一台。Catalyst监控引擎版本干道协议支持自动协商的Trunk协议4.2及以后DTP动态干道协议ISL和IEEE 802.1Q4.1DISL动态干道交换机间链路ISL，手工配置802.1Q4.1以前同上ISL，不支持手动配置802.1QDTP协议为Cisco专有，它只能用于交换机之间的Trunk link，不能用于交换机和路由器之间的Trunk link。一般情况Trunk link状态的端口每隔30s发送DTP帧，以便高速其它交换机。六、 配置干道链路1语法：switch(enable)set trunk mod_num/port_num on|off|desirable|auto|nonogotiatevlan-range isl|dot1q|dot10|lane|negotiate快速以太网和吉比特以太网干道模式如下：On：永久设为Trunk模式。即使相邻接口不同意这个改变，该接口也将成为干道端口。开启状态下不允许对封装方式进行协商，因此必须进行手工的规定封装方式。Off：永久设为非Trunk模式。它同时也参与非干道协商，并将该链路变成非干道链路。即使相邻的端口不同意这个改变，这个端口也将变成非干道端口。Desirable：让端口主动试图将链路转变为Trunk。如果相邻端口被设为On，Desirable，或Auto，该端口可以变为Trunk端口。Auto：让端口主动试图将链路转变为Trunk。如果相邻端口被设为On，Desirable，该端口可以变为Trunk端口。Nonegotiate：端口永久设为Trunk模式，但不生成DTP帧，必须手工地把相邻端口配置为Trunk端口来建立一条Trunk link。2在干道链路中删除VLAN缺省状态下，当发出了“set trunk”命令时，所有的VLAN都会被干道传输，可是在某些情况下，干道不应该传输所有的VLAN。广播抑制。拓扑结构变化语法：Clear trunk mod_num/port_num vlan_range(mod_num/port_num承载TRUNK的端口)3、校验干道链路配置Show trunk mod_num/port_num七、 VLAN干道协议为了管理园区网中的所有的VLAN，CISCO创建了VLAN干道协议。VTP在整个网络上保持了VLAN的配置一致性。VTP是一种消息协议，它使用第二层干道帧在全网基础上管理VLAN 的添加、删除、重命名。VTP将当进行改动时可能出现的不一致性降到最小，不一致表现在如果VLAN的重命名、当VLAN从以太网映射到其他的介质，可能出现的内部断开。VTP有如下的优点：。整个网络的一致性。对于通过混合介质主干以将VLAN映射到高速主干VLAN，它使VLAN可以通过混合介质进行中继。对VLAN的准确跟踪和监管；。动态的报告网络中增加的VLAN；。在增加新的VLAN时的”即插即用“配置通过VTP，每台CATALYST交换机都将下面的内容通告到它的干道端口上。管理域。配置版本。已知VLAN和它们的具体参数VTP管理域1. 同一个管理域中的所有交换机可以共享他们的VLAN信息，一个交换机只能参加到一个VTP管理域中。2. 不同域中的交换机不能共享VTP信息。VTP版本号1. 对维护VTP很关键，因为交换机根据VTP通告中的版本号来决定使用哪个VLAN数据库。2. VTP服务器修改VTP数据库时，将配置Version Number增1。3. 如果VTP服务器删除了所有VLAN，并使用了更高的配置版本号，那么该管理域中的其他设备也将删除他们的VLAN。4. 配置版本号相同的两个VLAN数据库互不更新对方，因为它认为这两个数据库内容相同。八、 VTP操作1. 服务器：缺省模式，可建立、修改和删除VLAN，向同一域中的交换机通告它的VLAN配置，并接受从Trunk链路上收到的通告与其它交换机进行VLAN配置的同步。2. 客户机：行为同服务器模式，但不能建立、改变或删除VLAN；倾听vlan信息，使得z自己的vlan配置信息保持与vtp服务器同步；也可以把vlan信息转发给其它交换机。3. 透明：不参与VTP。在vtp v2中，配置为透明模式的交换机将在Trunk端口上转发VTP信息以保证其他交换机接收到更新信息，但这些交换机将不修改自己的数据库，也不发送指示VLAN状态发生变化的更新信息。Vtp v1中，透明模式的交换机也不转发vtp信息到其它交换机。需要注意的是透明模式下的交换机可以在本地创建vlan，但这些vlan的变化信息不会扩散到其它交换机。九、 VTP通告当使用VTP时，每台交换机在其干道端口上通告其管理域、配置版本号、它所知道的VLAN，以及每个已知VLAN的某些参数，这些通告将用一个多点广播地址发出。有两种的类型的通告：来自客户的请求：由客户发出，以获取信息。来自服务器的响应。有三种的类型消息：1、 来自客户机的通告请求：客户机请求VLAN的信息，服务器用汇总和子集通告回应2、 汇总通告：在VLAN1上每300秒进行一次，当拓扑结构发生变化时也会发生通告3、 子集通告：包含有VLAN的信息十、 VTP的配置任务和指导原则1)配置VTP和VLAN之前必须要考虑的事情：1. 确定在网络环境中运行的VTP版本号2. 决定交换机是否应成为一个已有管理域的成员，或者应该为其创建一个新的域3. 为交换机选择一个VTP模式版本号的设置默认情况下，VTP的版本号是1，但是我们在某些情况下，要使用VTPV2，特别是在令牌环对VLAN的支持。SET VTP V2 ENABLEVtp v2有别于v1的一些特性：1. Version-dependent transparent mode（与版本相关的透明模式）：v1要先检查域名和版本，如果相同在转发；v2则不检查版本。2. Consistency checks（一致性检查）3. Token Ring support（令牌环支持）：只有v2支持。4. Unrecognized Type-Length-Value (TLV) support（不认识类型长度值的支持）2)确定管理域和模式要想创建和加入一个管理域，运用如下语法：Set vtp domain domain_name password password3)配置VTP并且为VTP选择一个VTP模式如果一台交换机是在某个管理域的第一台交换机，而且我们还想加入更多的交换机，那么应将其模式设置为服务器。那么后加的服务器将可以从这台交换机学到VLAN信息。至少应该有一台交换机被设置成服务器模式。要为交换机设置正确地模式，可以使用这样的命令：Switch(enable)#set vtp domain domain_name mode server|client|transparent我们也可以运用以下的命令设置如下的命令set vtp domain domain_name password password mode mode v2 enable一般建议至少设置将两台交换机设置成为VTP服务器模式，而将其他的交换机设置成为客户机4)检验VTP的配置我们可以将本地VTP模式更改成为服务器的模式switch(enable)#set vtp domain domain_name mode server 我们在配置完成VTP以后，可以使用以下的工具来检验VTP的配置show vtp domain：对检验VTP的版本非常的有用shoe vtp statistic：该命令可以显示发送和接受的VTP汇总，以及探测到的配置错误。要清除show vtp statistic的显示信息。我们可以通过clear vtp statistic来实现。十一、VTP修剪(pruning)1VTP修剪的功能缺省状况下是关闭的，在发给某个VLAN的广播将会发送到每个在干道上承载那个VLAN的交换机，即使交换机没有位于那个VLAN的端口也是如此。这将意味者会浪费调很多的资源。2在一台VTP服务器上启用VTP修剪将会整个管理域上允许修剪，VLAN21000缺省是启用VTP修剪功能的，VLAN1是永远不能启用VTP修剪的。3 为了在设备上的某些VLAN可以启用VLAN的修剪功能，我们可以运用以下的命令Switch(enable)#set vtp pruneeligible vlan-range同样为了在某些VLAN上不起用修剪，我们可以用Switch(enable)#clear vtp pruneeligible vlan-rangeshow trunk可以用来验证VLAN是否被修剪。如：show trunk 1/1四、管理冗余链路一、 生成树协议简介生成树协议是为了克服冗余网络中透明桥接的问题创建的。STP的目的是为了通过协商一条到根网桥的无环路来避免和消除网络中的环路。这种方法保证了冗余路径当中一直只有一条路径，如果其中的一条路径失败，另外的一条将启用。生成树协议使用一种叫STA（生成树算法），为了找到冗余路径，STA在网络中选择一个成为根网桥的参考点，然后决定到该参考点的可用路径。二、 BPDU(桥接协议数据单元)在一个扩展的局域网中参与STP的所有交换机都是通过数据消息的交换来获取网络中的其他交换机的信息。这些消息叫做BPDU。BPDU在每个端口上每两秒发送一次以确保一个稳定、无环路的拓扑结构。三、 选举根网桥建立无环路生成树的第一步就是选举一个根网桥。根网桥是所有交换机用来决定网络中是否存在环路的参考点。在刚开始启动时，交换机假设它是根交换机并将网桥ID设置为根ID。网桥ID由两部分组成：1. 2个字节的优先级域：优先级低的为根桥，缺省优先级为32768，即0x8000。缺省地，所有Cisco交换机地优先级是相同的。2. 6个字节MAC地址域：即交换机或网桥的MAC地址。所以缺省情况下，具有最低MAC地址的交换机将成为根桥。通常情况下，交换机的优先级是相同，也就是说在通常情况，如果不设置交换机的优先级，MAC地址最小的将成为根网桥。网桥的优先级和MAC地址就组成：80.00.00.00.0c.12.34.56四、 与根网桥建立关联为了选择那些端口转发数据、哪些端口阻断，交换机要查看BPDU中的3个部分： 路径开销：交换机首先查看路径开销以判断哪个端口正在接收低开销的路径。路径开销是通过链路速率和BPDU从交换机到达本端口所经过的链路数量来计算出来的。路径开销就是从交换机到根网桥方向的叠加。如果端口有最小的路径开销，就处于转发状态 网桥信息：如果接收的BPDU的路径开销相同，交换机就查看网桥ID来决定哪个端口将成为转发端口，具有最低网桥ID的端口将成为转发模式。 端口信息：如果路径开销和网桥ID都是相同的，那么将查看端口ID以决定，同样是端口ID最低处于传发状态。BPDU交换的结果就是： 一台交换机成为根交换机 为每台交换机计算出到根网桥的最短距离 一台指定交换机将被选举出来。这就是离根交换机最近的交换机，数据帧将通过它被转发到根交换机。 每台交换机的根端口被选举出来。这时一个从该交换机到根交换机的最佳路径的端口 不进行转发的端口将成为阻断状态。五、 生成树端口的状态为了建立一个无环路网络，生成树将强迫各种端口经历各种不同的状态 阻断（blocking）：所有端口的初始状态都是阻断的状态。如果生成树决定有到根网桥更好的路径，它将会保持阻断状态。 倾听（listening）:说明该端口已经准备好进行数据传输，但是它还想看看是不是还有环路，这个时间称为转发延时。 学习(learning):这时交换机将学习到的信息添加到地址表。此时它还是不能接收和转发数据，这个时间也叫作转发延时 转发(forwarding):表示端口可以发送和接收到数据包了。除非没有冗余路径存在或是它被确定有到根网桥的最佳路径。他是不会成为转发状态的 关闭（disable）:交换机可能是因为某种原因而关闭一个端口。包括硬件失效、端口本地VLAN删除等六、 生成树计时器 当BPDU在整个交换网络传输时，可能因为各种各样的原因导致传输的延时，传输延时的结果是导致网络中的拓扑变化发生在不同的时间和地点，如果端口不知道网络的全部的情况，可能导致临时的环路，就是没法达到收敛的状态。 交换机通过使用计时器来保证网络总是保证一个完整的拓扑结构。 缺省的计时器为：HELLO(2S)/最大时间（max age）20s、转发延时（fwd,15s） 典型的端口过渡状态会产生50s的延时。七、 处理生成树中的拓扑变化 生成树采用生成树计时器来防止网络中的桥接环路的发生，在网络收敛到一个新的拓扑结构之前会需要很长的时间。在这个收敛时间里，不能到达的MAC地址还是存在CAM中，导致还是向不能到达的设备发送数据包。生成树拓扑结构强迫交换机重清CAM。 当拓扑结构发生变化时，从根网桥方向激活了拓扑结构变化的BPDU，为了到达根网桥，每条交换机都从根端口（root port）向指定网桥发送拓扑结构变化的BPDU，当我们看到从下游的交换机接收到BPDU，表示拓扑结构发生了变化，或是有链路发生了问题八、 生成树的配置生成树在交换机的每个端口是缺省使用的，如果没有启用，我们可以使用set spantree enable来实现。但我们想在交换机上有选择性的启用生成树的话，可以使用Set spantree enable mod_num/port_numberSet spantree disable mod_num/port_num用show spantree vlan来核验生成树的配置：包构所选根网桥的消息（MAC地址和优先级）、路径开销、指定网桥等等。九、 虚拟局域网和生成树STP和VLAN的几种主要方法：1. PVST按VLAN生成树Cisco专用的实施方法，需要ISL封装以进行工作。2. CST公共生成树IEEE 802.1Q对于VLAN和生成树的解决方案。3. PVST+增强PVSTCisco专用实施方法，使CST信息可以正确地传进PVST。PVST和CST的区别PVSTCST特点每个VLAN建立一个独立生成树实例所有VLAN运行单个生成树实例，BPDU信息运行在VLAN1上优点1. 减小了生成树拓扑结构的总体大小2. 改进扩展性并减少了收敛时间3. 提供更快的恢复能力和更高可靠性1. BPDU数少，所以占用带宽少2. 交换机上处理开销少缺点1. 交换机为VLAN支持生成树的维护开销2. Trunk link上为各个VLAN支持BPDU的带宽开销1. 只有一个根桥，对某些设备可能存在此优化路径2. 生成树拓扑结构大，可能导致更长的收敛时间和更频繁的重新配置十、 在园区网扩展生成树建立根网桥：在改变根网桥之前要认真考虑交换路径。生成树的根应该靠近网络中心。基于这个原因，根网桥通常是一台汇接层交换机而不是一台接入层交换机。我们可以在某个范围内指定主交换机。Switch(enable)#set spantree root vlan-list dia network_diameterhello hello_time如：set spantree root 1-64 dia 7 hello 10我们还可以设置一台交换机成为次根网桥：set spantree root vlan-list secondaryshow spantree vlan |mod_ num/port_num来核验每个端口和VLAN的信息。 确定到根网桥的无环路径我们前面知道了确定到根网桥的端口进入传发状态的三个检测的条件路径开销：所有的端口开销总和就是路径开销网桥ID：有端口优先级和MAC地址组成端口优先级我们可以通过如下的一些方式来确保没有环路： 修改端口开销：set spantree portcost mod_num/port_num cost可以在特权模式下使用show spantreemod_num/port_num来核验端口开销的设置。在基于VLAN也可以进行设置set spantree portvlancost mod_num/port_num cost cost valns 修改端口的优先级我们知道端口优先级最低的端口将成为转发状态，它的值是从063，缺省是32。要改变端口的优先级可以使用set spantree portpri mod_num/port_num priority vlan注意：该命令应该设置在离根网桥最近的上游交换机上我们可以按VLAN修改端口的优先级：可以对平行链路进行负载分担set spantree portvlanpri mod_num/port_num priority vlans如：set spantree portvlanpri 1/1 16 100-105set spantree portvlanpri 1/2 16 106-110用show soantree mod_num/port_num来核验优先级的配置。 修改生成树的计时器生成树的计时器是很重要的，可以用来防止意外的环路的发生。它能够保证网络有足够的时间来获取所有拓扑结构的正确信息并且判断是不是有没有存在环路。前面讲过计时器包括了以下的三个方面：1、转发延时：其值从430秒，缺省是15秒。这个参数表示了端口从侦听到学习，又从学习转为转发的时间间隔。可以使用set spantree feddelay delay vlan来实现2、HELLO时间缺省时间为两秒，最小为1秒。可以用set spantree hello internal实现3、最大寿命：表示BPSU的最大生存时间Set spantree maxage aginingtime vlan 以太通道CISCO为生成树环境中的冗余链路提供了另外一种成为快速快速以太通道的技术。快速以太通道技术（Fast EtherChannel）和吉比特以太通道（Gigabit EtherChannel）使平行链路可以被生成树看成是一条物理链路。以太通道技术为链路失效情况提供了冗余性，如果在通道中有一条链路失效，那么几毫秒内数据流被送到其它链路上，这种收敛变化对用户来说是透明的。EtherChannel上可以实现负载平衡，以两条链路为例，如果源MAC和目的MAC最后一位异或后为0则从link0走，否则从link 1走。（也可以异或源和目的IP）1、 端口收敛协议（PAgP）端口收敛协议给EtherChannel增添了新的功能，有利于以太通道的自动建立。但也有些限制： 将通道中的所有端口都分配给同一VLAN,或是将它们都配置为干道端口 如果将通道配置为干道，那么应在链路两端为通道的所有端口设置为相同的干道模式 将通道中的所有端口设置为同一速率和双工方式 如果要为端口设置为广播限制，那么应该为通道设置一个限制百分比 如果通道是由干道端口组成的话，我们就必须在所有的端口上设置相同的准许VLAN 不要将通道中的端口配置成为动态VLAN端口 要确保通道中的端口关闭了安全功能 启用通道中的所有端口 确保端口两端有相同的配置 确保要通道化的端口被正确的设置。为了检验交换机上的端口是否能够通道化，可以使用show port capabilities mod_num/port_num在快速以太网上启用通道：Set port channel mod_num/ports_num on|off|auto|desirableSet port channel 2/1-6 on在基于IOS的交换机上启用port-channel mode on|off|auto|desirable运用show interface port-channel port-channel_group_numberPortFast缺省情况下，假定交换机的所有端口都将与交换机或者网桥连接，所以所有端口都运行STP算法，即如果网络发生了变化，在端口发送数据之前要等待50s。而事实上许多端口会直接连接工作站或者服务器。所以我们采用PortFast可以让这些端口节省Listening和Learning状态的时间，立即进入Forwarding状态。需要注意的是：PortFast仅仅让端口在网络环境变化的情况下直接进入Forwarding状态。而端口仍然运行STP协议，所以如果检测到环路，端口仍将由Forwarding状态变成Blocking状态。在基于SET的交换机上启用：Set spantree portfast mod_num/ports_num在基于IOS的交换机上启用：Spantree start-forwarding/no spantree start-forwardingUplinkFast（上行速）背景资料：STP确保了在拓扑变化的情况下没有环路产生，但收敛速度慢。一些实时以及对带宽敏感的网络应用是不能接受的。STP收敛速度慢的原因是收敛算法需要化时间确定一条可替代的链路，缺省时间是50s，即20s（BlockingListening）15s（ListeningLearning）15s（LearningForwarding）。解决的方法是一旦发现了线路Blocking，马上切换到Forwarding，不要经过Listening和Learning阶段。这就是UplinkFast，切换时间可以在2s4s。UplinkFast被设计应用在接入层交换机。一般应用两条上行链路连接到分布层，一条是冗余链路。UplinkFast激活一个快速重新配置的条件：1. 在交换机上必须启动了UplinkFast功能；2. 至少有一个处于Blocking的端口（即有冗余链路）；3. 链路失效必须发生在Root Port上。交换机启动了UplinkFast后，由于提高了交换机上所有端口的路径开销，所以不适合作为根桥。具体来说，一个上行链路组由根端口和除自环端口之外的一组阻断端口组成，上行速链路使交换机上的一个阻断端口几乎立刻进行转发。很重要的一点就是：上行链路只能配置在接入层交换机上，因为从根端口到其非指定备份端口的快速转发只能在生成树拓扑结构的根端口上被确定性的完成。配置如下：set spantree uplinkfast enable (基于SET)switch(config)uplink-fast但是用set spantree uplinkfast enable 将会影响到VLAN，并且提高了交换机所有端口的端口开销，使它不容易成为一台根网桥。BackboneFastCisco专有。用在核心层和主干网络在中。设置命令没有基于IOS的，只有基于Set命令的。Inferior BPDU（下级BPDU）当指定网桥失去了与根桥的连接时，会就发出Inferior BPDU，表明自己是新的根桥。这样对方的交换机就会在自己的Root Port和原本处于Blocking状态的端口都收到BPDU了。第五章 VLAN间路由选择多层交换实现1. 外部路由器装配了NFFC和NFFC II卡的Catalyst 5000交换机结合起来使用。I. 路由器接口要么有多个接口连接不同的子网，要么在快速以太网端口上用ISL。II. 路由器上软件条件：运行MLSP协议和Cisco IOS 11.3.4以上版本。2. 采用第三层交换机：第二层交换和第三层路由功能集成在一个机箱中。I. 5000系列交换机：配有RSM模块（如果在5000上没有装配NFFC，那么只能视为第三层的路由器，而不是第三层的交换）或RSFC模块（是Supervisor Engine IIG和IIIG的子卡）II. 6000/6500系列：装配MSM模块装配MSFC配置内部路由处理器VLAN接口1. 指定VLAN接口（除0或1之外），RSM可以支持多达256个VLAN选择路由，ISL自动封装。说明：VLAN0用于RSM和5000交换机之间的通信，映射到Channel 0，用户接触不到。VLAN1是5000交换机的缺省VLAN，映射到Channel 1。其它VLAN被映射到以上两个通道中的一个，也可以被映射到某个特定通道以均衡每条通道的负载。2. 为该接口分配一个IP地址，第一次设定时，要用no shutdown打开这个接口。例如：interface vlan 11（路由器上配置的接口号与5000上配置的VLAN号相对应）ip address 172.16.41.141 255.255.255.0配置外部路由处理器VLAN接口1. 指定子接口，或者物理接口对应一个子网2. 定义VLAN封装3. 为子接口分配一个IP地址例如：interface fastethernet 0/1.2（子接口号不一定要对应VLAN号，但实践中为了便于管理，常常把子接口号定义成VLAN号一样）encapsulation isl 20ip address 172.16.20.3 255.255.255.0设定缺省网关基于Ci