模块三任务4(冗余拓扑增加网络的可靠性)

1、 模块三模块三 优优 化化 网网 络络任务任务4 冗余拓扑增加网络的可靠性冗余拓扑增加网络的可靠性任务引入任务引入1任务分析任务分析2任务实施任务实施3小结与练习小结与练习4任务引入任务引入 为了防止交换机之间的链路（见下图）出现故障，网络管理员为了防止交换机之间的链路（见下图）出现故障，网络管理员想到可以在交换机之间使用双链路解决单线路故障问题，但是当想到可以在交换机之间使用双链路解决单线路故障问题，但是当网络管理员连接好交换机之间的第二根网线时，却发现交换机的网络管理员连接好交换机之间的第二根网线时，却发现交换机的指示灯同时有规律地闪烁，而且网速越来越慢，甚至连接在这个指示灯同时有规律地闪

2、烁，而且网速越来越慢，甚至连接在这个网络中的计算机运行速度都开始慢了起来！此时网络管理员既想网络中的计算机运行速度都开始慢了起来！此时网络管理员既想要网络中有冗余链路，而且又要网络可以正常工作，如果你是计要网络中有冗余链路，而且又要网络可以正常工作，如果你是计算机网络管理员，应该如何处理这个问题。算机网络管理员，应该如何处理这个问题。任务分析任务分析 在现代企业中，计算机网络已经成为实时通信的主要工具，在现代企业中，计算机网络已经成为实时通信的主要工具，甚至有些企业因网络出现故障，使整个企业无法正常运作。保甚至有些企业因网络出现故障，使整个企业无法正常运作。保证计算机网络可以昼夜正常运行，也是

3、计算机网络管理员工作证计算机网络可以昼夜正常运行，也是计算机网络管理员工作重点之一。网络管理员通常使用多链路连接，解决单线路故障重点之一。网络管理员通常使用多链路连接，解决单线路故障问题；使用多台设备冗余，解决设备单点故障问题。其实这些问题；使用多台设备冗余，解决设备单点故障问题。其实这些解决方法都会导致网络桥接环路，而解决桥接环路通常使用的解决方法都会导致网络桥接环路，而解决桥接环路通常使用的方法就是在交换机中运行生成树协议（方法就是在交换机中运行生成树协议（Spanning-Tree Spanning-Tree ProtocolProtocol）。）。相关知识相关知识广播和桥接环路是非常危

4、险的组合。以下图为例，分析广播环路是如何产生的。二层网络环路 相关知识相关知识桥接地桥接地址址表不表不稳定稳定 桥接环路不仅会引起广播风暴，而且还会导致桥接地址表不稳定的问题，因为交换机会在不同端口接收到同一个广播帧，交换机接收到数据帧后，会读取源MAC地址和交换机端口编号一起写入到桥接地址表中，所以桥接地址表会不断变化。此时网络中即使出现单播帧也会引起网络瓶颈。通过广播环路的分析，我们可以得出当交换机每次收到广播帧后都会把这个广播帧泛洪到计算机上，随着广播风暴的产生，计算机会不断地收到同一个广播帧，而且交换机也会收到这样广播帧，此时就是帧重复。帧重复会使网络中的计算机的整体性能下降。帧重复帧

5、重复 相关知识相关知识 生成树协议（生成树协议（Spanning-Tree Protocol，STP）最初是由）最初是由美国数字设备公司（美国数字设备公司（DEC）开发的，后经电气电子工程学会）开发的，后经电气电子工程学会（IEEE）进行修改，最终制定了相应的的）进行修改，最终制定了相应的的IEEE802.1d标准。标准。STP协议的主要功能就是为了解决由于备份连接所产生的环路问题。协议的主要功能就是为了解决由于备份连接所产生的环路问题。STP协议的主要思想就是当网络中存在备份链路时，只允许主协议的主要思想就是当网络中存在备份链路时，只允许主链路激活，如果主链路因故障而被断开后，备用链路才会被

6、打开。链路激活，如果主链路因故障而被断开后，备用链路才会被打开。 选举根交换机选举根交换机2. 选举根端口选举根端口3. 选举指定端口选举指定端口 相关知识相关知识 PVST是是CISCO私有技术，它为每私有技术，它为每个个VLAN运行一个独立的运行一个独立的STP实例，但实例，但是它需要交换机间链路使用是它需要交换机间链路使用ISL中继封中继封装，它也是装，它也是CATALYST交换机上的默认交换机上的默认设置设置 。 PVST+是是CISCO私有技术，它支私有技术，它支持持802.1Q中继。中继。 任务实施任务实施步骤1：在交换机（S3和S6）上开启生成树协议，对S3做如下配置： S3en

7、able ！进入特权模式！进入特权模式S3#configure terminal ！进入全局配置模式！进入全局配置模式S3config)#spanning-tree mode pvst ！开启生成树协议！开启生成树协议S3(config)#end ！返回特权模式！返回特权模式 任务实施任务实施步骤步骤2 2：在：在S6S6上的配置与上的配置与S3S3相同。相同。能力链接能力链接 在在CISCO公司的公司的CATALYST交换机中，生成树协议是默认开交换机中，生成树协议是默认开启的，所以在通常情况下，广播环路（桥接环路）不会形成网启的，所以在通常情况下，广播环路（桥接环路）不会形成网络瘫痪，而且

8、还可以防止网络链路故障，但是在停用或没有正络瘫痪，而且还可以防止网络链路故障，但是在停用或没有正确配置生成树协议的交换机中，桥接环路就会形成网络瘫痪。确配置生成树协议的交换机中，桥接环路就会形成网络瘫痪。很多国内知名厂商的交换机，在默认情况下生成树协议是关闭很多国内知名厂商的交换机，在默认情况下生成树协议是关闭的。的。 任务实施任务实施步骤3：验证测试，验证生成树协议已经开启。！图中第三行！图中第三行Spanning tree enable protocol mstp 中中enable提示为生成树开启状态，假如为提示为生成树开启状态，假如为disable提示为生成树关闭状态。提示为生成树关闭状

9、态。S3(config)#spanning-tree mode rapid-pvstS3(config)#spanning-tree mode rapid-pvst！catalyst 3550catalyst 3550可以配置为快速生成树协议，而可以配置为快速生成树协议，而catalyst catalyst 29502950不可以配置不可以配置能力链接能力链接生成树协议标准是在针对网络能够在断网后生成树协议标准是在针对网络能够在断网后1 1分钟左右恢复连接分钟左右恢复连接就认为达到了性能设计要求。在复杂的网络中，生成树协议很难就认为达到了性能设计要求。在复杂的网络中，生成树协议很难达到这样的要

10、求。达到这样的要求。步骤步骤4 4：设置快速生成树模式（：设置快速生成树模式（RSTPRSTP）能力链接能力链接在结构简单的网络中，快速生成树协议能够在断网后的几在结构简单的网络中，快速生成树协议能够在断网后的几秒钟内恢复连接，在很大程度上加强了网络的稳定性。秒钟内恢复连接，在很大程度上加强了网络的稳定性。！图中第三行Spanning tree enable protocol rstp 中enable提示为生成树开启状态，rstp提示为启用的快速生成树协议步骤5：验证快速生成树协议。!从图中可以看出，将S3设为根交换机后，Fa0/3端口的状态改变为“FWD”即为转发状态。即S3(config)#spanning-tree vlan 1 root primary！设置交换机S3为Vlan 1的根交换机步骤步骤6 6：设置交换机的优先级。：设置交换机的优先级。步骤7：为端口设置开销。S3#conf tS3(config)#interface fa 0/3S3(config-if)#spanning-tree cost cost（19）! cost，其范围是1到200 000 000，默认值根据接口介质速率而定。数值越小，优先级别越高。（19）为常用默认值。步骤8：综合验证测试。 课堂小结课堂小结1、广播环路、广播环路2、桥接地址表不稳定、桥接地址表不稳定3、帧重复、帧重复4、