網絡冗余
網絡冗余是指為防止任一環節出現問題導致整個網絡傳輸運行停止而為用戶提供的網絡，作為重要的網絡設備――路由器，就是通過備份來實現網絡的冗余，確保網絡的暢通。
實驗目的：
1. 在多層交換中實現VTP、STP的基本配置，以及掌握它們的工作原理;
2. 在多層交換中實現多VLAN之間的HSRP配置，以及掌握它的工作原理;
3. 在多層交換中實現ACL訪問控制列表的基本配置;
4. 在多層交換中實現NAT網絡地址轉換的基本配置以及工作原理;實驗拓撲：
實驗連線：
Router1 E0/0 <----> VPCS V0/1
Router1 E0/1 <----> Switch1 F0/15
Router1 E0/2 <----> Switch2 F0/15
Switch1 F0/1 <----> Switch2 F0/2
Switch1 F0/2 <----> Switch2 F0/1
Switch1 F0/14 <----> Switch3 F0/14
Switch1 F0/13 <----> Switch4 F0/13
Switch2 F0/14 <----> Switch4 F0/14
Switch2 F0/13 <----> Switch3 F0/13
Switch3 F0/5 <----> VPCS V0/2
Switch4 F0/5 <----> VPCS V0/3
實驗步驟：
一、配置路由器：
1. 在路由器1上配置路由器各個接口的IP地址：E0/0模擬的是外網的接口，e0/1和e0/2模擬的是內網接口的IP地址：配置E0/0外網的接口是為了NAT地址轉換，r1(config)#interface e0/0
r1(config-if)#ip add 100.100.1.1 255.255.255.0r1(config-if)#no sh
r1(config-if)#ex
r1(config)#interface e0/1
r1(config-if)#ip add 10.1.1.2 255.255.255.0r1(config-if)#no sh
r1(config-if)#ex
r1(config)#interface e0/2
r1(config-if)#ip add 10.1.2.2 255.255.255.0r1(config-if)#no sh
r1(config-if)#ex
2. 在路由器1上啟動OSPF宣告網絡的進程號，并為路由器1配置默認路由;配置默認路由的原因是因為我們在這里用路由器來模擬的公網所以要來配置默認路由：
r1(config)#router ospf 100
r1(config-router)#network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0r1(config-router)#network 10.1.2.0 0.0.0.255 area 0r1(config-router)#network 100.100.100.0 0.0.0.255 area 0r1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 e0/0
二、配置交換機：
(1)、配置交換機的VTP協議：
VTP協議和工作原理：保持VLAN配置的一致性提供從一個交換機在整個管理域中的增加虛擬區域網的方法。在這里要注意的是：VTP域和VTP通告：
VTP的運行模式：服務器模式(SERVER)、客戶機模式(CLLENT)、透明模式(TRANSPARENT);VTP的三種消息通告：來自客戶機的通告請求、匯總通告、子集通告：
2 在sw-3L1配置VTP并制定模式為SERVER以及在它的上面創建VLAN。配置VTP的具體優點如下：
在SW-3L1上換分VLAN的原因是因為SW-3L1是服務器模式;通過VTP來讓不同的交換機學習;sw-3L1(vlan)#vtp domain benet
sw-3L1(vlan)#vtp server
sw-3L1(vlan)#vlan 20
VLAN 20 added:
Name: VLAN0020
sw-3L1(vlan)#vlan 30
VLAN 30 added:
Name: VLAN0030
3. 在sw-3L2上配置VTP指定它的模式為SERVER;在一個網絡中可以配置多個SERVER所以.我們在這里所定義的是兩個服務器;sw-3L2(vlan)#vtp domain benet
sw-3L2(vlan)#vtp server
4. 在sw-2L1上配置VTP指定它的模式為CLIENT;sw-2L1(vlan)#vtp domain benet
sw-2L1(vlan)#vtp client
5. 在sw-2L2上配置VTP指定它的模式為CLIENT;sw-2L2(vlan)#vtp domain benet
sw-2L2(vlan)#vtp client
(2)、配置交換機的TRUNK鏈路：
1.在Sw-3L1上配置TRUNK;
sw-3L1(config)#interface range f0/1 - 2
sw-3L1(config-if-range)#sw mo tr
sw-3L1(config-if-range)#no sh
sw-3L1(config-if-range)#ex
sw-3L1(config)#interface range f0/13 - 14sw-3L1(config-if-range)#sw mo tr
sw-3L1(config-if-range)#no sh
2.在sw-3L2配置TRUNK;
sw-3L2(config)#interface range f0/1 - 2
sw-3L2(config-if-range)#sw mo tr
sw-3L2(config-if-range)#no sh
sw-3L2(config-if-range)#exit
sw-3L2(config)#interface range f0/13 - 14sw-3L2(config-if-range)#sw mo tr
sw-3L2(config-if-range)#no sh
sw-3L2(config-if-range)#ex
3.在sw-2L1上配置TRUNK;
sw-2L1(config)#interface range f0/13 - 14sw-2L1(config-if-range)#sw mo tr
sw-2L1(config-if-range)#no sh
sw-2L1(config-if-range)#ex
4.在sw-2L2上配置TRUNK;
sw-2L2(config)#interface range f0/13 - 14sw-2L2(config-if-range)#sw mo tr
sw-2L2(config-if-range)#no sh
(3)、配置STP生成樹協議;首先要知道配置生成樹的原因就是要實現網絡的冗余。
STP的概述：叫做生成樹協議，就是把一個環形的結構變成一個樹形的結構。他是通過一種算法將物理上存在的環形網絡，通過一種算法，在邏輯上斷開一些端口，來生成一個邏輯上的樹形結構;STP的原理：雖然STP生成樹的算法很復雜，但是它步驟可以歸納為一下三種：選擇根網橋、選擇根端口、選擇指定端口;選擇跟網橋：首先是選擇根網橋的網橋ID，如果網橋的IP相同則選擇優先級，優先級小的它則是根網橋，在優先級相同的情況下則選擇MAC地址小的為根網橋。
選擇根端口：先是選擇網橋的根路徑成本，直連是網橋ID最小，端口ID最小!
選擇指定端口：根路徑成本較低所在的交換機的網橋的ID的值較小，端口ID的值較小。
BPDU(協議數據單元)：交換機之間通過BPDU來交換網橋的ID、根路徑成本等信息。它有兩種類型:一種是配置BPDU、一種是拓撲變更通告;生成樹端口有五種狀態：禁用、阻塞、偵聽、學習、轉發。
配置以太網通道：主要的原因是希望兩條鏈路能夠實現負載均衡，來提高鏈路帶寬，以及相互備份。但是參與以太網捆綁技術有一下幾個要求：雖然參于以太網隧道可以能提高鏈路帶寬并運行一種機制，將多個以太網端口捆綁成一條邏輯鏈路。它最多可以捆綁8條物理鏈路，如果參于捆綁的端口必須屬于同一個VLAN。如果一邊是中繼模式，那么兩邊必須要相同;1.在sw-3L1上配置vlan 20的根網橋;sw-3L2上配置30的根網橋：
sw-3L1(config)#spanning-tree vlan 20 priority 4096sw-3L1(config)#spanning-tree vlan 30 priority 8192sw-3L2(config)#spanning-tree vlan 30 priority 4096sw-3L2(config)#spanning-tree vlan 20 priority 81922.在三層交換上配置以太網隧道;
sw-3L1(config)#interface range f0/1 - 2
sw-3L1(config-if-range)#channel-group 1 mode .
sw-3L2(config)#interface range f0/1 - 2
sw-3L2(config-if-range)#channel-group 1 mode
(4)、在三層交換上配置接口以及各Vlan的IP地址并用OSPF宣告;首先我們要知道什么是三層交換技術?
三層交換機技術簡單的說就是二層交換技術+三層轉發技術;而且是為了解決路由器和交換機的瓶頸問題;對于三層交換來說它的性能比較好;三層交換技術在第三層實現了數據包的高速轉發，從而解決了傳統路由器的低速、復雜所造成的網絡瓶頸的問題;三層交換采用傳統的MLS技術和基于CEF的MLS技術進行。
1.配置三層交換接口的IP地址：
sw-3L1(config)#interface f0/15
sw-3L1(config-if)#no switchport
sw-3L1(config-if)#ip add 10.1.1.1 255.255.255.0sw-3L1(config-if)#no sh
sw-3L1(config-if)#ex
sw-3L2(config)#interface f0/15
sw-3L2(config-if)#no switchport
sw-3L2(config-if)#ip add 10.1.2.1 255.255.255.0sw-3L2(config-if)#no sh
sw-3L2(config-if)#ex
2.配置三層交換上各個VLAN的IP地址;配置VLAN的IP地址相當于配置單臂路由的子接口的IP地址;sw-3L1(config)#interface vlan 20
sw-3L1(config-if)#ip add 192.168.2.1 255.255.255.0sw-3L1(config-if)#no sh
sw-3L1(config-if)#ex
sw-3L1(config)#interface vlan 30
sw-3L1(config-if)#ip add 192.168.3.1 255.255.255.0sw-3L1(config-if)#no sh
sw-3L1(config-if)#ex
sw-3L2(config)#interface vlan 20
sw-3L2(config-if)#ip add 192.168.2.2 255.255.255.0sw-3L2(config-if)#no sh
sw-3L2(config-if)#ex
sw-3L2(config)#interface vlan 30
sw-3L2(config-if)#ip add 192.168.3.2 255.255.255.0sw-3L2(config-if)#no sh
sw-3L2(config-if)#ex
3.在三層交換上宣告OSPF進程;(我們在這里把三層交換看成了路由器，所以在它的上面配置了OSPF協議)sw-3L1(config)#router ospf 100
sw-3L1(config-router)#network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0sw-3L1(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0sw-3L1(config-router)#network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0sw-3L2(config)#router ospf 100
sw-3L2(config-router)#network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0sw-3L2(config-router)#network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 0sw-3L2(config-router)#network 10.1.2.0 0.0.0.255sw-3L2(config-router)#network 10.1.2.0 0.0.0.255 area 0(5)、在二層交換上劃分指定的端口到不同的VLAN;sw-2L1(config)#interface f0/15
sw-2L1(config-if)#sw mo acc
sw-2L1(config-if)#sw acc vlan 20
sw-2L1(config-if)#no sh
sw-2L2(config)#interface f0/15
sw-2L2(config-if)#sw mo acc
sw-2L2(config-if)#sw acc vlan 30
sw-2L2(config-if)#no sh
三、配置不同VLAN的HSRP;
HSRP的概述：熱備份路由協議是CISCO平臺上所特有的一種技術，它確保了當前網絡出現故障時或者接入鏈路出現故障的時候，能夠快速的恢復，以此來實現網絡的冗余性。從而來滿足網絡的可靠性!
HSRP的工作原理：HSRP可以支持LAN網段上的一組路由器一起來工作，并作為一個虛擬路由器或者默認網關呈現給該網段上的所有主機;這樣當其中的一臺路由器出現故障的時候就會進行快速的替換。尤其在進行關鍵應用和設計容錯性的網絡環境中。熱備份路由協議特別有用，通過共同提供一個IP地址和MAC地址，兩個或者多個路由器可以作為一個虛擬路由器，當某個路由器按照原計劃停止工作或者出現意想不到的故障的時候，其他的路由器能夠快速無縫地接替它進行路由選擇。這樣LAN內的主機能持續的向同一個IP和MAC地址發送信息;而這個IP和MAC地址則是虛擬路由器的IP地址和MAC地址：路由器上的故障切換對主機和其上的會話是透明的。
HSRP的狀態：初始狀態、學習狀態、監聽狀態、發言狀態、備份狀態、活躍狀態。
HSRP的端口追蹤：如果在HSRP中的活躍路由器連往外部的鏈路失效時，盡管對外部的端口不可以再用，該路由器仍然從其他的路由器發送Hello消息，指明該路由仍然是活躍的。因此將發送的數據包不能正確的到達外部網絡。我們利用端口跟蹤，活躍路由器的優先級可以基于端口的可用性而自動的調整。當活躍路由器上的一個被追蹤的端口不可用時，活躍路由器的HSRP將被降低。
1.配置sw-3L1上VLAN20和VLAN30虛擬的IP地址和端口的優先級;sw-3L1(config)#interface vlan 20
sw-3L1(config-if)#standby 100 ip 192.168.2.254sw-3L1(config-if)#standby 100 priority 120sw-3L1(config-if)#no sh
sw-3L1(config)#interface vlan 30
sw-3L1(config-if)#standby 200 ip 192.168.3.254sw-3L1(config-if)#standby 200 priority 110sw-3L1(config-if)#no sh
2.配置sw-3L2上VLAN20和VLAN30虛擬的IP地址和端口的優先級;sw-3L2(config)#interface vlan 20
sw-3L2(config-if)#standby 100 ip 192.168.2.254sw-3L2(config-if)#standby 100 priority 110sw-3L2(config-if)#no sh
sw-3L2(config-if)#ex
sw-3L2(config)#interface vlan 30
sw-3L2(config-if)#standby 200 ip 192.168.3.254sw-3L2(config-if)#standby 200 priority 120sw-3L2(config-if)#no sh
sw-3L2(config-if)#ex
3.配置端口追蹤：
sw-3L2(config)#interface vlan 30
sw-3L2(config-if)#standby 200 preempt
sw-3L2(config-if)#
4.查看sw-3L1上HSRP的基本信息：
sw-3L1#show standby brief
P indicates configured to preempt.
|
Interface Grp Prio P State Active Standby Virtual IPVl20 100 120 Active local 192.168.2.2 192.168.2.254Vl30 200 110 Standby 192.168.3.2 local 192.168.3.254
四、定義ACL訪問控制列表;
訪問控制列表(ACL)的概述：訪問控制列表(ACL) 是應用在路由器接口上的指令列表，具有同一個訪問控制列表表號或者Access-list語句組成了一個邏輯上的指令列表，這些路由器告訴路由表那些可以允許通過那些可以允許拒絕。它工作的基本原理是：ACL使用包過濾技術，在路由器上讀取OSI7層模型的第三層以及第四層包頭中的信息，從而達到訪問控制列表的目的。訪問控制列表分為：標準訪問控制列表和擴展訪問控制列表;訪問控制列表(ACL)的工作原理：首先我們要知道ACL的作用：例如我們可以用訪問控制列表可以提高網絡訪問的基本安全手段;訪問控制列表可用于QOS對數據流量進行控制;提供對通信流量的控制手段。在這里我們以標準的訪問控制列表來舉例說明：
r1(config)access-list 1 permit 10.1.1.0 0.0.0.255r1(config)access-list 1 permit 10.1.2.0 0.0.0.255r1(config)access-list 1 permit 192.168.2.0 0.0.0.255r1(config)access-list 1 permit 192.168.3.0 0.0.0.255r1(config)access-list 1 deny any
關于訪問控制列表的入與出可以把他應用在某一個接口上，可以用in或者out來定義訪問控制列表的入與出;對于入標準基于標準的訪問控制列表他的過程是這樣的：
當接受到一個數據包時，路由器檢查數據包的源地址是否與訪問控制列表中的條目相符;如果訪問控制列表允許該地址那么，路由器將停止檢查訪問控制列表，繼續處理該數據包。如果訪問控制列表拒絕了這個地址，那么路由器將丟棄該數據包，并且返回到上一層消息協議;但是對出接口的訪問控制列表;在接受并將數據包轉發到相應的受限制的接口后，路由器檢查數據包的源地址是否與訪問控制列表中的條目相符。如果允許那么將傳輸該數據包如果拒絕將丟棄數據包，那么他會返回到上一層的消息協議：
r1(config)#interface e0/1
r1(config-if)#ip access-group 1 in
r1(config-if)#ex
r1(config)#interface e0/2
r1(config-if)#ip access-group 1 in
r1(config-if)#ex
r1(config)#interface e0/0
r1(config-if)#ip access-group 1 out
r1(config-if)#ex
五、定義NAT網絡地址轉換：
r1(config)#ip nat inside source list 1 inter e0/0 overload六、配置客戶端的IP地址;
VPCS 1 >ip 100.100.1.125 100.100.1.1 24
PC1 : 100.100.1.125 255.255.255.0 gateway 100.100.1.1VPCS 2 >ip 192.168.2.125 192.168.2.254 24PC2 : 192.168.2.125 255.255.255.0 gateway 192.168.2.254VPCS 3 >ip 192.168.3.125 192.168.3.254 24PC3 : 192.168.3.125 255.255.255.0 gateway 192.168.3.254七、測試網絡的互通性;
VPCS 2 >ping 192.168.3.125
192.168.3.125 icmp_seq=1 time=141.000 ms
192.168.3.125 icmp_seq=2 time=109.000 ms
192.168.3.125 icmp_seq=3 time=63.000 ms
192.168.3.125 icmp_seq=4 time=47.000 ms
192.168.3.125 icmp_seq=5 time=63.000 ms
VPCS 3 >ping 100.100.1.125
100.100.1.125 icmp_seq=1 time=94.000 ms
100.100.1.125 icmp_seq=2 time=140.000 ms
100.100.1.125 icmp_seq=3 time=94.000 ms
100.100.1.125 icmp_seq=4 time=78.000 ms
100.100.1.125 icmp_seq=5 time=109.000 ms
VPCS 2 >ping 100.100.1.125
100.100.1.125 icmp_seq=1 time=94.000 ms
100.100.1.125 icmp_seq=2 time=125.000 ms
100.100.1.125 icmp_seq=3 time=125.000 ms
100.100.1.125 icmp_seq=4 time=78.000 ms
100.100.1.125 icmp_seq=5 time=78.000 ms
以上就是在多層交換中實現網絡的冗余的具體步驟，謝謝閱讀，希望能幫到大家，請繼續關注VEVB武林網，我們會努力分享更多優秀的文章。
