网络互联网技术5-局域网中的冗余链路

实验五配置交换机间的冗余链路一、实验目的1、交换机MAC地址2、了解STP（生成树协议）3、选择并设置根网桥二、实验背景某公司使用三台交换机将60台计算机相互连接起来构成局域网。

为确保交换机和交换机之间的连接万一出现故障时不致影响整个网络的正常运行，网络构建为如下图所示的含有冗余链路的网络。

图5.1含有冗余链路的交换网络三、分析准备图5.1所示的网络中，任意两台交换机之间都有两条通路连接。

但是，含有冗余链路的交换网络会造成交换环路，容易形成广播风暴。

为此，交换机通过运行STP协议来解决此问题。

1、理论准备STP是一个开放式标准协议，基本不需要配置。

使用STP的交换机运行时会不断检查网络，一旦发现环路，就会自动阻止某些端口（使其进入待命状态）而保留其它一些端口，使网络中的所有交换机形成一个树形拓扑结构，从而确保网络中不存在任何环路；而当发现现有路径出现故障而失效时，则通过自动启用适当的待命路径来重新配置网络。

在含有冗余链路的交换网络中，位于STP生成的交换机树形拓扑的最上层的交换机称为根交换机。

STP在生成树形拓扑时，会根据各交换机的BID值选择BID值最小的交换机作为整棵树的根交换机，然后由根交换机来确定哪些端口待命，哪些端口转发数据；之后，根交换机还会向网络中的其它交换机发送含有网络拓扑信息的BPDU（交换机协议数据单元）信息，以便在出现故障时可自动重新构建网络。

交换机的BID值由交换机优先级和交换机的MAC地址构成，其格式为：“交换机优先级：交换机MAC地址”。

如某交换机的优先级为4096，MAC地址为000B.BE05.D89E，则该交换机的BID值为：4096：000B.BE05.D89E。

所有交换机的默认优先级均为32768，因此默认情况下，交换机BID值的大小就决定于交换机MAC地址值的大小。

由于MAC地址值一般不能改变，因此如果需要，管理员可以通过修改交换机优先级值的方式来改变交换机的BID值。

引言随着现代企业对网络连接的需求日益增长，网络冗余成为了确保网络稳定性和可靠性的重要措施之一。

网络冗余是指在网络架构中使用多条路径或多个设备作为备份，以确保在主路径或主设备发生故障时，网络连接的持续性和可用性。

本文将介绍一种常见的网络冗余方案——双链路方案。

双链路方案的原理双链路方案是指在企业网络中使用两条独立的物理链路，将其连接到不同的网络设备上，以实现冗余和负载均衡。

这样，在主链路发生故障时，备用链路可以自动接管。

双链路方案的原理基于以下几个关键概念：1.冗余路径：双链路方案通过提供冗余路径，即在主链路故障时，备用链路可以继续提供网络连接。

这大大提高了网络的可用性和可靠性。

2.负载均衡：双链路方案还可以实现负载均衡，即在主链路正常运行时，可以根据负载情况将流量分散到备用链路上，从而最大化利用网络资源，提高网络性能。

3.自动切换：双链路方案通常具备自动切换功能，即在主链路故障后，备用链路可以自动接管网络流量，无需人工干预。

这样可以大大减少故障发生时的停机时间，提高业务连续性。

双链路方案的实施步骤步骤一：选择合适的网络设备和链路在实施双链路方案前，首先需要选择合适的网络设备和链路。

网络设备应具备冗余和负载均衡功能，并且能够支持多路径转发。

选择的链路应具备良好的线路质量和稳定性。

最好选择不同的网络运营商提供的链路，以减少单点故障的风险。

步骤二：进行网络拓扑规划根据实际需求和网络拓扑结构，进行网络拓扑规划。

确定主链路和备用链路的连接方式和路径，保证其物理分隔度和逻辑分隔度，从而提高网络冗余性。

步骤三：配置网络设备根据网络拓扑规划，对网络设备进行配置。

主要包括以下几个方面：•配置主链路和备用链路的接口•配置链路的IP地址和子网掩码•配置链路的路由协议•配置冗余和负载均衡功能步骤四：测试和验证在完成网络设备的配置后，进行测试和验证。

主要包括以下几个方面：•模拟主链路故障，验证备用链路的自动切换功能是否正常工作•测试网络的冗余性和负载均衡性，验证网络连接是否稳定和可靠•测试网络性能，评估双链路方案的效果是否满足实际需求步骤五：监控和维护实施双链路方案后，需要进行持续的监控和维护。

网络设备及链路冗余部署——基于锐捷设备8.1 冗余技术简介随着Internet的发展，大型园区网络从简单的信息承载平台转变成一个公共服务提供平台。

作为终端用户，希望能时时刻刻保持与网络的联系，因此健壮，高效和可靠成为园区网发展的重要目标，而要保证网络的可靠性，就需要使用到冗余技术。

高冗余网络要给我们带来的体验，就是在网络设备、链路发生中断或者变化的时候，用户几乎感觉不到。

为了达成这一目标，需要在园区网的各个环节上实施冗余，包括网络设备，链路和广域网出口，用户侧等等。

大型园区网的冗余部署也包含了全部的三个环节，分别是：设备级冗余，链路级冗余和网关级冗余。

本章将对这三种冗余技术的基本原理和实现进行详细的说明。

8.2设备级冗余技术设备级的冗余技术分为电源冗余和管理板卡冗余，由于设备成本上的限制，这两种技术都被应用在中高端产品上。

在锐捷网络系列产品中，S49系列，S65系列和S68系列产品能够实现电源冗余，管理板卡冗余能够在S65系列和S68系列产品上实现。

下面将以S68系列产品为例为大家介绍设备级冗余技术的应用。

8.2.1S6806E交换机的电源冗余技术图8-1 S6806E的电源冗余如图8-1所示，锐捷S6806E内置了两个电源插槽，通过插入不同模块，可以实现两路AC电源或者两路DC电源的接入，实现设备电源的1＋1备份。

工程中最常见配置情况是同时插入两块P6800-AC模块来实现220v交流电源的1＋1备份。

电源模块的冗余备份实施后，在主电源供电中断时，备用电源将继续为设备供电，不会造成业务的中断。

注意：在实施电源的1＋1冗余时，请使用两块相同型号的电源模块来实现。

如果一块是交流电源模块P6800-AC，另一块是直流电源模块P6800-DC的话，将有可能造成交换机损坏。

8.2.2 S6806E交换机的管理板卡冗余技术图8-2 S6806E的管理卡冗余如图8-2所示，锐捷S6806E提供了两个管理卡插槽，M6806-CM为RG-S6806E的主管理模块。

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高冗余网络要给我们带来的体验，就是在网络设备、链路发生中断或者变化的时候，用户几乎感觉不到。

为了达成这一目标，需要在园区网的各个环节上实施冗余，包括网络设备，链路和广域网出口，用户侧等等。

大型园区网的冗余部署也包含了全部的三个环节，分别是：设备级冗余，链路级冗余和网关级冗余。

本章将对这三种冗余技术的基本原理和实现进行详细的说明。

8.2设备级冗余技术设备级的冗余技术分为电源冗余和管理板卡冗余，由于设备成本上的限制，这两种技术都被应用在中高端产品上。

在锐捷网络系列产品中，S49系列，S65系列和S68系列产品能够实现电源冗余，管理板卡冗余能够在S65系列和S68系列产品上实现。

下面将以S68系列产品为例为大家介绍设备级冗余技术的应用。

8.2.1S6806E交换机的电源冗余技术图 8-1 S6806E的电源冗余如图8-1所示，锐捷S6806E内置了两个电源插槽，通过插入不同模块，可以实现两路AC 电源或者两路DC电源的接入，实现设备电源的1＋1备份。

工程中最常见配置情况是同时插入两块P6800-AC模块来实现220v交流电源的1＋1备份。

电源模块的冗余备份实施后，在主电源供电中断时，备用电源将继续为设备供电，不会造成业务的中断。

注意：在实施电源的1＋1冗余时，请使用两块相同型号的电源模块来实现。

如果一块是交流电源模块P6800-AC，另一块是直流电源模块P6800-DC的话，将有可能造成交换机损坏。

8.2.2 S6806E交换机的管理板卡冗余技术图 8-2 S6806E的管理卡冗余如图8-2所示，锐捷S6806E提供了两个管理卡插槽，M6806-CM为RG-S6806E的主管理模块。

网络设备及链路冗余部署——基于锐捷设备8.1 冗余技术简介随着Internet的发展，大型园区网络从简单的信息承载平台转变成一个公共服务提供平台。

作为终端用户，希望能时时刻刻保持与网络的联系，因此健壮，高效和可靠成为园区网发展的重要目标，而要保证网络的可靠性，就需要使用到冗余技术。

高冗余网络要给我们带来的体验，就是在网络设备、链路发生中断或者变化的时候，用户几乎感觉不到。

为了达成这一目标，需要在园区网的各个环节上实施冗余，包括网络设备，链路和广域网出口，用户侧等等。

大型园区网的冗余部署也包含了全部的三个环节，分别是：设备级冗余，链路级冗余和网关级冗余。

本章将对这三种冗余技术的基本原理和实现进行详细的说明。

8.2设备级冗余技术设备级的冗余技术分为电源冗余和管理板卡冗余，由于设备成本上的限制，这两种技术都被应用在中高端产品上。

在锐捷网络系列产品中，S49系列，S65系列和S68系列产品能够实现电源冗余，管理板卡冗余能够在S65系列和S68系列产品上实现。

下面将以S68系列产品为例为大家介绍设备级冗余技术的应用。

8.2.1S6806E交换机的电源冗余技术图8-1 S6806E的电源冗余如图8-1所示，锐捷S6806E内置了两个电源插槽，通过插入不同模块，可以实现两路AC电源或者两路DC电源的接入，实现设备电源的1＋1备份。

工程中最常见配置情况是同时插入两块P6800-AC模块来实现220v交流电源的1＋1备份。

电源模块的冗余备份实施后，在主电源供电中断时，备用电源将继续为设备供电，不会造成业务的中断。

注意：在实施电源的1＋1冗余时，请使用两块相同型号的电源模块来实现。

如果一块是交流电源模块P6800-AC，另一块是直流电源模块P6800-DC的话，将有可能造成交换机损坏。

8.2.2 S6806E交换机的管理板卡冗余技术图8-2 S6806E的管理卡冗余如图8-2所示，锐捷S6806E提供了两个管理卡插槽，M6806-CM为RG-S6806E的主管理模块。

保定电力职业技术学院毕业(论文)设计题目冗余技术在网络互联网的应用系部信息工程与管理专业班级计算机网络学生姓名******指导教师*******二〇一二年三月二十日目录摘要 (2)引言 (3)1冗余技术的概念与分类 (3)1.1冗余技术的概念 (3)1.2冗余技术的分类 (3)2网络互联网中应用冗余技术的必要性 (5)2.1使用计算机网络冗余技术的原因 (5)2.2网络冗余应用后的效果 (5)3冗余技术在网络互联网中应用的场合 (6)3.1工业以太网 (6)3.2大学校园网 (7)4应用冗余技术时面临的问题及解决方案 (8)4.1二层设备冗余技术出现的问题及解决方案 (8)4.2三层设备冗余问题及解决方案 (8)5具体实现的案例分析 (9)5.1 VRRP技术应用于大型园区网络 (9)5.2 VRRP技术分析 (9)5.3 VRRP技术应用于大型园区网络核心层交换机 (10)6结束语 (12)7致谢 (12)8参考文献 (13)摘要随着互联网的普及和网络应用的日益深入，各种增值业务在网上得到广泛的部署，网络的高可用性成为人们关注的焦点，为了能使每个人成功上网，保障网络的稳定性，计算机网络冗余技术达到了高速发展，用于保障整个网络的安全性，可靠性与稳定性。

这就涉及到网络技术在互联网中的应用。

本文从冗余技术的概念与分类，网络互连网中应用冗余技术的必要性，冗余技术在网络互联网中应用的场合，应用冗余技术时面临的问题及解决方案，具体实现的案例分析，介绍利用网络冗余技术解决网络稳定性问题。

关键词：计算机网络，冗余技术引言随着Internet和Intranet的日益普及，人们对网络的依赖性越来越强，恢复性和冗余性已成为当今局域网中的关键特性。

所有的运营商都希望用最低的设备和运营成本给用户提供最好，最可靠的服务，由于各种原因导致网络中断，这就需要在网络设备上做些冗余技术来确保网络的可高性。

现代网络服务的安全性和可靠性变得越来越重要，如果一个网络设备出问题时，另一网络设备会及时接管转发工作，不会造成互联网中业务中断，提高了网络的服务量质。

第1章网络基础知识以下每道选择题中，都有一个正确答案或者是最优答案，请选择出正确答案。

1．网桥处理的是( B )。

A．脉冲信号B．MAC帧C．IP包D．A TM包2．下列哪个MAC地址是正确的( A )。

A．00-06-5B-4F-45-BA B．192.168.1.55C．65-10-96-58-16 D．00-16-5B-4A-34-2H3．局域网中通常采用的网络拓扑结构是（ B ）。

A．总线B．星型C．环型D．网状4．OSI参考模型从下至上排列顺序为（ A ）。

A．应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层B．物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层C．应用层、表示层、会话层、网络层、传输层、数据链路层、物理层D．物理层、数据链路层、传输层、网络层、会话层、表示层、应用层5．已知同一网段内一台主机IP地址，通过哪种方式获取MAC地址（ A ）。

A．发送ARP请求B．发送RARP请求C．通过ARP 代理D．通过路由表6．以下对局域网的性能影响最为重要的是（ C ）。

A．拓扑结构B．传输介质C．介质访问控制方式D．网络操作系统7．交换机工作在OSI七层的哪一层( B )。

A．一层B．二层C．三层D．三层以上8．公司网络新增加55台工作站，用户抱怨网络很慢，最经济解决办法是( B ) 。

A．用FDDI适配卡取代所有以太网卡B．用交换机取代所有集线器C．用100Mbps ATM组件代替所有以太网组件9．考虑线序问题，主机和主机直连应该用下列哪种线序的双绞线连接（ B ）。

A．直连线B．交叉线C．全反线D．各种线均可10．在IP地址方案中，159.226.181.1是一个（ B ）。

A．A类地址B．B类地址C．C类地址D．D类地址第2章交换技术基础以下每道选择题中，都有一个正确答案或者是最优答案，请选择出正确答案。

1．网桥处理的是( B )。

A．脉冲信号B．MAC帧C．IP包D．ATM包2．Ethernet Hub的介质访问协议为( A )。

局域网中的冗余链路目的：1.理解局域网的冗余拓扑2.理解交换环路带来的问题3.理解生成树协议4.理解快速生成树协议5.掌握STP与RSTP的配置6.理解端口聚合的概念7.掌握端口聚合的配置重点、难点：1.掌握STP与RSTP的配置2.端口聚合的配置方法：讲授、案例教学法器材、设备：交换机、计算机、网线等步骤、内容一、交换网络内的冗余拓扑（一）目的减少单点故障，增加网络可靠性（二）问题产生交换环路，会导致：广播风暴、多帧复制、MAC地址表抖动1.广播风暴广播信息在网络中不停地转发，直至导致交换机出现超负荷运转，最终耗尽所有带宽资源、阻塞全网通信2.多帧复制单播的数据帧被多次复制传送到目的站点步 骤、内 容SW1SW2SW3F0/2F0/2F0/1文件服务器SW1SW2F0/2F0/2F0/1F0/1广播主机A主机BSW1F0/2F0/1F0/1单播主机A3.MAC 地址表抖动 二、生成树协议（一）生成树协议概述1.IEEE 802.1d STP （生成树协议，Spanning-Tree Protocol ）协议： （1）使冗余端口置于“阻塞状态”；（2）网络中的计算机在通信时，只有一条链路生效；（3）当这个链路出现故障时，将处于“阻塞状态”的端口重新打开，从而确保网络连接稳定可靠 。

步 骤、内 容（二）生成树协议的BPDU1.交换机或者网桥之间周期性地发送STP 的桥接协议数据单元（Bridge Protocol Data Unit ，BPDU ），用于实现STP 的功能 （1）每2秒发送一次的二层报文（2）组播发送，组播地址为：01-80-C2-00-00-002.BPDU 的传播SW1SW2F0/2F0/1F0/1单播主机A主机BF0/1：主机A F0/2：主机A？F0/1：主机BF0/2：主机B ？SW1SW2SW3F0/2F0/2F0/1F0/1F0/1F0/2（1）STP刚启动时，每台交换机都认为自己是根网桥，向外泛洪BPDU（2）当交换机的一个端口收到高优先级的BPDU（更小的Root BID或者更小的Root Path Cost等等）就在该端口保存这些信息，同时向所有端口更新并传播信息（3）如果收到比自己低优先级的BPDU，交换机就丢弃该信息3.BPDU传播的最终结果：（1）网络中选择了一个交换机为根网桥（Root Bridge）（2）每个交换机都计算到根网桥（Root Bridge）的最短路径（3）除根网桥外的每个交换机都有一个根端口（Root Port），即提供最短路径到Root Bridge 的端口（4）每个LAN都有了指定交换机（Designated Bridge），位于该LAN与根交换机之间的最（5）短路径中指定交换机和LAN相连的端口称为指定端口（Designated port）（6）根端口（Roor port）和指定端口（Designated port）进入转发Forwarding状态（7）其他的冗余端口就处于阻塞状态（Blocking）（三）STP的路径成本▪路径成本的计算和链路的带宽相关联▪根路径成本就是到根网桥的路径中所有链路的路径成本的累计和▪（四）根网桥和根端口选举1.网桥ID用于选举根网桥：最低网桥ID的交换机将成为根网桥步骤、内容（1）网桥优先级取值范围：0到65535；默认值：32768（0x8000）（2）首先判断网桥优先级，优先级最低的网桥将成为根网桥（3）如果网桥优先级相同，则比较网桥MAC地址，具有最低MAC地址的交换机或网桥将成为根网桥2.端口ID参与选举根端口（1）端口优先级是从0到255的数字，默认值是128（0x80） （2）端口优先级越小，则优先级越高（3）如果端口优先级相同，则编号越小，优先级越高 （五）STP 的工作过程▪ 第一步：选举一个根网桥；▪ 第二步：在每个非根网桥上选举一个根端口； ▪ 第三步：在每个网段上选举一个指定端口； ▪ 第四步：阻塞非根、非指定端口。

局域网组建中的网络设备冗余与负载均衡策略在局域网组建中，网络设备的冗余和负载均衡策略是至关重要的。

网络设备冗余指的是在网络中使用多个设备来备份和替代主要设备的方法，以提高网络的可用性和容错性。

而负载均衡则是将网络流量分配到不同的设备上，以避免某一设备过载而导致性能下降。

一、网络设备冗余网络设备冗余是保证网络可靠性的重要手段之一。

常见的网络设备冗余策略包括硬件冗余和软件冗余。

1. 硬件冗余硬件冗余是指通过使用多个相同或相似的硬件设备来提高系统的可靠性。

常见的硬件冗余技术有备份冗余和热备插槽。

备份冗余是指在网络中使用备用设备来备份主要设备，以保证在主设备故障时能够无缝切换到备用设备。

备份冗余可以采用主备关系或者主-主关系，前者指备用设备处于待命状态，只有主设备故障时才接管工作；后者指主备设备同时工作，可以实现双机热备。

热备插槽是指将备用设备插入到已运行的设备中，当主设备故障时，备用设备可以立即接管工作，减少网络中断的时间。

2. 软件冗余软件冗余是通过在网络设备中实施冗余软件来提高系统的可靠性。

常见的软件冗余技术有软件备份和虚拟化技术。

软件备份是指在主设备和备用设备中运行相同的软件，并实时同步数据和配置信息。

当主设备故障时，备用设备可以立即接管工作，并保持原有的网络状态。

虚拟化技术是将多个逻辑设备虚拟化为一个物理设备，从而提高系统的可伸缩性和容错性。

当有设备故障时，其他虚拟设备可以自动接管其工作，无需人工干预。

二、负载均衡策略负载均衡是指将网络流量均衡地分配到不同的设备上，以避免某一设备负载过重而导致性能下降。

常见的负载均衡策略有基于DNS的负载均衡、基于设备的负载均衡和基于内容的负载均衡。

1. 基于DNS的负载均衡基于DNS的负载均衡是通过DNS服务器将客户请求引导到不同的服务器上，从而实现负载均衡。

DNS服务器会返回多个服务器的IP地址，客户端会根据一定的策略选择其中一个IP地址进行连接。

常见的DNS负载均衡策略有轮询、加权轮询和最少连接。

第1章网络根底知识以下每道选择题中，都有一个正确答案或者是最优答案，请选择出正确答案。

1．网桥处理的是 ( B )。

A．脉冲信号B． MAC帧C． IP包 D． ATM包2．以下哪个MAC地址是正确的( A )。

A．00-06-5B-4F-45-BA B．C．65-10-96-58-16 D．00-16-5B-4A-34-2H3．局域网中通常采用的网络拓扑构造是〔 B 〕。

A．总线 B．星型C．环型 D．网状4．OSI参考模型从下至上排列顺序为〔 A 〕。

A．应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层B．物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层C．应用层、表示层、会话层、网络层、传输层、数据链路层、物理层D．物理层、数据链路层、传输层、网络层、会话层、表示层、应用层5．同一网段内一台主机IP地址，通过哪种方式获取MAC地址〔 A 〕。

A．发送ARP请求 B．发送RARP请求C．通过ARP 代理 D．通过路由表6．以下对局域网的性能影响最为重要的是〔 C 〕。

A．拓扑构造 B．传输介质C．介质访问控制方式 D．网络操作系统7．交换机工作在OSI七层的哪一层( B )。

A．一层 B．二层C．三层 D．三层以上8．公司网络新增加55台工作站，用户抱怨网络很慢，最经济解决方法是( B ) 。

A．用FDDI适配卡取代所有以太网卡 B．用交换机取代所有集线器C．用100Mbps ATM组件代替所有以太网组件9．考虑线序问题，主机和主机直连应该用以下哪种线序的双绞线连接〔 B 〕。

A．直连线 B．穿插线C．全反线 D．各种线均可10．在IP地址方案中，是一个〔 B 〕。

A．A类地址B．B类地址C．C类地址 D．D类地址第2章交换技术根底以下每道选择题中，都有一个正确答案或者是最优答案，请选择出正确答案。

1．网桥处理的是 ( B )。

A．脉冲信号 B． MAC帧C． IP包 D． ATM包2．Ethernet Hub的介质访问协议为 ( A )。