10、中小企業網絡架構-擴展配置MSTP、VRRP負載分擔

網絡拓撲:

ISP:100.1.1.5

vlan2虛擬網關IP:192.168.2.254

vlan3虛擬網關IP:192.168.3.254

SW1:

Vlanif2:192.168.2.252

Vlanif3:192.168.3.252

SW2:

Vlanif2:192.168.3.253

Vlanif3:192.168.3.253

配置思路:

VRRP的作用是充當網關的默認網關的,可以說PC定義的默認網關不生效的話,則整個網絡都訪問不了,只能訪問同一個VLAN內的,如果在沒有部署VRRP之前,兩臺設備有2個IP地址,都可以充當PC的網關,而PC又沒有任何的檢測機制,來判斷該網關是否出現了故障,而進行切換,所以如果沒有VRRP之前,則只能通過人爲修改,這個工作量肯定是巨大的,特別是中大型網絡,而且非常不實際,不可能指望一個不懂技術的人去設置網關地址。 VRRP解決的問題就是,通過VRRP技術協商,虛擬一個IP地址出來(VRRP可以直接使用接口定義了的地址的),這樣的好處是,下面PC只需要定義VRRP定義的那個地址作爲網關即可,當主設備出現故障後,會自動切換到備用上面,從而對客戶來說是透明的。
爲什麼需要負載分擔:因爲默認情況下,所有的數據包都是交給主處理的,只有當主出現故障的時候,備用纔會處理數據報文,如果所有的主都定義在一臺設備上面的話,就意味着所有的數據包默認情況下都是由該設備處理,而備用則被閒置了,浪費了資源不說,很可能導致主設備處理能力跟不上,導致網絡延遲很大,所以我們需要規劃的是,把下面網段的網關平均分配到兩臺設備上面,比如192.168.2.0/24網段定義A爲主,B爲備用,而192.168.3.0/24網段定義B爲主,A爲備用,這樣實現負載分擔,達到資源利用。

VRRP與MSTP配合:我們之前分析過MSTP是保證鏈路的有效分擔利用的,可以把VLAN的流量分攤到不同鏈路上去,然後在上行設備上面定義不同實例的根,定義根的作用是,對應的實例內的VLAN會把流量引向根的方向,而根也分爲主根與備份根,這個跟VRRP的主備相似,所以我們在定義VRRP與MSTP的時候,要保持主備統一,比如VLAN 2的根在A設備上面,那麼對應的網關 VRRP,則A爲主,B爲備用,而VLAN 3的根在B設備上面,那麼對應的網關VRRP,則B爲主,A爲備用。這樣的話到達路勁最優,資源利用最大化,如果MSTP與VRRP的定義相反,那麼就會造成,路徑次優了,比如VLAN 3定義根是B設備,而對應的網關VRRP則爲A,那麼它們首先會把流量引向B設備,然後再由B設備交給A,這樣中間轉發又延遲了,也增加了設備的處理負擔。

操作步驟:

一、VRRP負載分擔

爲減輕Switch1上數據流量的承載壓力,vlan2以Switch1爲默認網關接入Internet,Switch2作爲備份網關;vlan3以Switch2爲默認網關接入Internet,Switch1作爲備份網關,以實現流量的負載均衡

1、配置SW1

[SW1]interface  Vlanif  2
[SW1-Vlanif2]vrrp vrid 2 virtual-ip 192.168.2.254    #虛擬網關
[SW1-Vlanif2]vrrp vrid 2 priority 105    #優先級105,默認100
[SW1-Vlanif2]vrrp vrid 2 preempt-mode  timer delay 5    #搶佔延時爲5秒
[SW1-Vlanif2]vrrp vrid 2 track interface GigabitEthernet 0/0/1 reduced 10    #檢測上聯接口,故障自動減少優先級10
[SW1-Vlanif2]quit

[SW1]interface  Vlanif  3
[SW1-Vlanif3]vrrp vrid 3 virtual-ip 192.168.3.254
[SW1-Vlanif3]quit

2、配置SW2

[SW2]interface  Vlanif  2
[SW2-Vlanif2]vrrp vrid  2 virtual-ip 192.168.2.254
[SW2-Vlanif2]quit

[SW2]interface  Vlanif  3
[SW2-Vlanif3]vrrp vrid 3 virtual-ip 192.168.3.254	
[SW2-Vlanif3]vrrp vrid 3 priority 105
[SW2-Vlanif3]vrrp vrid 3 preempt-mode timer delay 5
[SW2-Vlanif3]vrrp vrid 3 track interface  GigabitEthernet  0/0/1 reduced 10
[SW2-Vlanif3]quit

3、修改DHCP

[SW1]ip pool pool2
[SW1-ip-pool-pool2]undo  gateway-list 192.168.2.252    #如果前面文章沒有配置可以不刪
[SW1-ip-pool-pool2]undo  excluded-ip-address 192.168.2.254    #如果前面文章沒有配置可以不刪
[SW1-ip-pool-pool2]gateway-list 192.168.2.254
[SW1-ip-pool-pool2]quit

[SW1]ip pool pool3
[SW1-ip-pool-pool3]undo gateway-list 192.168.3.252
[SW1-ip-pool-pool3]undo excluded-ip-address 192.168.3.254
[SW1-ip-pool-pool3]gateway-list 192.168.3.254
[SW1-ip-pool-pool3]quit

4、驗證

跟蹤路由發現vlan2走Switch1,符合預期規劃線路

跟蹤路由發現vlan3還是走Switch1,不符合預期規劃線路,所以需要加上MSTP

5、留意一下STP端口狀態(可選)

二、MSTP配置

STP可以有三種,一種爲最先的STP、後續增強的RSTP,以及目前主流的MSTP,不使用STP與RSTP的原因其實很簡單,因爲它只能做到單一鏈路傳輸,而不能實現跟MSTP以實例的方式實現負載負擔

1、配置SW1

進入了MSTP的配置域,定義了一個名字爲huawei.com(這個同一個MSTP域必須保持一致),然後定義了2個實例,最終激活配置。

[SW1]stp region-configuration
[SW1-mst-region]region-name huawei.com
[SW1-mst-region]instance 1 vlan 2	
[SW1-mst-region]instance 2 vlan 3
[SW1-mst-region]active region-configuration
[SW1-mst-region]quit
	
[SW1]stp instance 1 root primary
[SW1]stp instance 2 root secondary 

2、配置SW2

[SW2]stp region-configuration 
[SW2-mst-region]region-name huawei.com
[SW2-mst-region]instance 1 vlan 2
[SW2-mst-region]instance 2 vlan 3
[SW2-mst-region]active region-configuration
[SW2-mst-region]quit 

[SW2]stp instance 1 root secondary
[SW2]stp instance 2 root  primary

3、配置SW3

[SW3]stp region-configuration
[SW3-mst-region]region-name huawei.com
[SW3-mst-region]instance 1 vlan 2	
[SW3-mst-region]instance 2 vlan 3
[SW3-mst-region]active region-configuration
[SW3-mst-region]quit

4、配置SW4

[SW4]stp region-configuration
[SW4-mst-region]region-name huawei.com
[SW4-mst-region]instance 1 vlan 2	
[SW4-mst-region]instance 2 vlan 3
[SW4-mst-region]active  region-configuration
[SW4-mst-region]quit

三、DHCP中繼(可選,也可以在SW2增加DHCP服務器)

因爲前面文章把DHCP配置在SW1,而現在vlan3的根橋是指向SW2,會導致無法獲取IP,所以需要在SW2上配置DHCP中繼。

1、創建DHCP服務器組

[SW2]dhcp server group dhcpgroup3
[SW2-dhcp-server-group-dhcpgroup3]dhcp-server  192.168.3.252
[SW2-dhcp-server-group-dhcpgroup3]quit

2、使能接口下DHCP中繼功能,並綁定DHCP服務器組

[SW2]interface Vlanif 3
[SW2-Vlanif3]dhcp select relay
[SW2-Vlanif3]dhcp relay  server-select  dhcpgroup3
[SW2-Vlanif3]quit

3、抓包查看

如果只有DHCP Discover那就要查看配置是否正確

配置正確會有DHCP服務器回包

四、驗證負載

1、vlan2

2、vlan3

五、故障演示

1、手動把SW1的上聯接口G0/0/1 down,線路自動切換(PC1->SW2->FW1-ISP)

[SW1]interface  GigabitEthernet  0/0/1	
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]shutdown
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]quit

2、手動把SW1下聯接口G0/0/2 down,發現路徑次優(PC1->SW2->SW1-FW1-ISP)

[SW1]interface  GigabitEthernet  0/0/2
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]shutdown
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]quit

修改配置(SW1同時監測上下聯接口狀態,故障自動切換VRRP優先級)

[SW1]interface  Vlanif  2
[SW1-Vlanif2]vrrp vrid 2 track  interface  GigabitEthernet  0/0/2 reduced 10
[SW1-Vlanif2]quit

3、SW2的配置同理

[SW2]interface  Vlanif 3
[SW2-Vlanif3]vrrp vrid 3 track interface  GigabitEthernet  0/0/3 reduced 10
[SW2-Vlanif3]quit

[SW2]interface  GigabitEthernet  0/0/3
[SW2-GigabitEthernet0/0/3]shutdown
[SW2-GigabitEthernet0/0/3]quit

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