网络拓扑:
ISP:100.1.1.5
vlan2虚拟网关IP:192.168.2.254
vlan3虚拟网关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的作用是充当网关的默认网关的,可以说PC定义的默认网关不生效的话,则整个网络都访问不了,只能访问同一个VLAN内的,如果在没有部署VRRP之前,两台设备有2个IP地址,都可以充当PC的网关,而PC又没有任何的检测机制,来判断该网关是否出现了故障,而进行切换,所以如果没有VRRP之前,则只能通过人为修改,这个工作量肯定是巨大的,特别是中大型网络,而且非常不实际,不可能指望一个不懂技术的人去设置网关地址。 VRRP解决的问题就是,通过VRRP技术协商,虚拟一个IP地址出来(VRRP可以直接使用接口定义了的地址的),这样的好处是,下面PC只需要定义VRRP定义的那个地址作为网关即可,当主设备出现故障后,会自动切换到备用上面,从而对客户来说是透明的。
为什么需要负载分担:因为默认情况下,所有的数据包都是交给主处理的,只有当主出现故障的时候,备用才会处理数据报文,如果所有的主都定义在一台设备上面的话,就意味着所有的数据包默认情况下都是由该设备处理,而备用则被闲置了,浪费了资源不说,很可能导致主设备处理能力跟不上,导致网络延迟很大,所以我们需要规划的是,把下面网段的网关平均分配到两台设备上面,比如192.168.2.0/24网段定义A为主,B为备用,而192.168.3.0/24网段定义B为主,A为备用,这样实现负载分担,达到资源利用。
VRRP与MSTP配合:我们之前分析过MSTP是保证链路的有效分担利用的,可以把VLAN的流量分摊到不同链路上去,然后在上行设备上面定义不同实例的根,定义根的作用是,对应的实例内的VLAN会把流量引向根的方向,而根也分为主根与备份根,这个跟VRRP的主备相似,所以我们在定义VRRP与MSTP的时候,要保持主备统一,比如VLAN 2的根在A设备上面,那么对应的网关 VRRP,则A为主,B为备用,而VLAN 3的根在B设备上面,那么对应的网关VRRP,则B为主,A为备用。这样的话到达路劲最优,资源利用最大化,如果MSTP与VRRP的定义相反,那么就会造成,路径次优了,比如VLAN 3定义根是B设备,而对应的网关VRRP则为A,那么它们首先会把流量引向B设备,然后再由B设备交给A,这样中间转发又延迟了,也增加了设备的处理负担。
操作步骤:
一、VRRP负载分担
为减轻Switch1上数据流量的承载压力,vlan2以Switch1为默认网关接入Internet,Switch2作为备份网关;vlan3以Switch2为默认网关接入Internet,Switch1作为备份网关,以实现流量的负载均衡
1、配置SW1
[SW1]interface Vlanif 2
[SW1-Vlanif2]vrrp vrid 2 virtual-ip 192.168.2.254 #虚拟网关
[SW1-Vlanif2]vrrp vrid 2 priority 105 #优先级105,默认100
[SW1-Vlanif2]vrrp vrid 2 preempt-mode timer delay 5 #抢占延时为5秒
[SW1-Vlanif2]vrrp vrid 2 track interface GigabitEthernet 0/0/1 reduced 10 #检测上联接口,故障自动减少优先级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 #如果前面文章没有配置可以不删
[SW1-ip-pool-pool2]undo excluded-ip-address 192.168.2.254 #如果前面文章没有配置可以不删
[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、验证
跟踪路由发现vlan2走Switch1,符合预期规划线路
跟踪路由发现vlan3还是走Switch1,不符合预期规划线路,所以需要加上MSTP
5、留意一下STP端口状态(可选)
二、MSTP配置
STP可以有三种,一种为最先的STP、后续增强的RSTP,以及目前主流的MSTP,不使用STP与RSTP的原因其实很简单,因为它只能做到单一链路传输,而不能实现跟MSTP以实例的方式实现负载负担
1、配置SW1
进入了MSTP的配置域,定义了一个名字为huawei.com(这个同一个MSTP域必须保持一致),然后定义了2个实例,最终激活配置。
[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中继(可选,也可以在SW2增加DHCP服务器)
因为前面文章把DHCP配置在SW1,而现在vlan3的根桥是指向SW2,会导致无法获取IP,所以需要在SW2上配置DHCP中继。
1、创建DHCP服务器组
[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中继功能,并绑定DHCP服务器组
[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确
配置正确会有DHCP服务器回包
四、验证负载
1、vlan2
2、vlan3
五、故障演示
1、手动把SW1的上联接口G0/0/1 down,线路自动切换(PC1->SW2->FW1-ISP)
[SW1]interface GigabitEthernet 0/0/1
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]shutdown
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]quit
2、手动把SW1下联接口G0/0/2 down,发现路径次优(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同时监测上下联接口状态,故障自动切换VRRP优先级)
[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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