5.MSTP、链路聚合、VRRP部署

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拓扑

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5.1分析说明

5.1分析说明
5.1.1 MSTP技术实现的效果
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。

以访客厅为例，该交换机下面有VLAN 1与VLAN 19的流量，如果我们部署的是STP或者RSTP的话，则我们VLAN 1与VLAN 19的流量，要么从左边的链路传递给核心交换机转发，要么从右边的网络传递给核心交换机转发，这样的话，白白的浪费了一条链路带宽，如果VLAN流量比较多的话，则造成的情况是，一条链路拥塞，另外一条链路则没有任何流量经过。而MSTP实现的是，以多个VLAN为一个实例，不同的实例可以实现不同的链路转发，假设访客厅有20个VLAN，则可以实现10个VLAN走左边链路，而另外10个VLAN走右边链路，这样重分的利用了链路的带宽，也减少出现拥塞的几率。

5.1.2 链路聚合实现的效果

在这个案例中，部署了链路聚合的链路就是在两台核心交换机之间部署了，核心交换机之间加入这条线路的作用是，后续的VRRP流量都通过这条线路传递，也有人也喜欢把这条线路叫心跳线，有链路聚合的存在，除了提高带宽以外，还增加了冗余性，这样不会出现当这条链路故障后，所有的VRRP流量都需要经过下面的接入层交换机来转发。另外就是下面VLAN流量访问服务器或者 不同VLAN间互访流量通过。

5.1.3 VRRP部署

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192.168.1.0/24网段定义A为主，B为备用，而192.168.2.0/24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 10、20、30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 40 、50 、60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 10，20.30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。

 

5.2 具体配置

 5.2.1 链路聚合配置
说明：这里必须先配置链路聚合，因为中间那条链路传递VRRP的流量，并且也传递STP的BPDU，所以先配置链路聚合是有必要的。
Core-A
[Core-A]interface Eth-Trunk 1
[Core-A-Eth-Trunk1]trunkport g0/0/18
[Core-A-Eth-Trunk1]trunkport g0/0/19
[Core-A-Eth-Trunk1]port link-type trunk
[Core-A-Eth-Trunk1]port trunk allow-pass vlan 19 to 23 88 100
[Core-A-Eth-Trunk1]load-balance src-dst-ip
说明：创建了一个链路聚合口，然后关联了G0/0/18与19，这2个口就是连接Core-B的，另外定义该类型为Trunk，允许了现在存有的VLAN流量通过，其余的则不允许。并且配置了负载均衡的方式为源目IP的，因为流量到达Core后，上面的都是走三层了，基于源目IP分担会更加有效率。

Core-B
[Core-B]interface Eth-Trunk 1
[Core-B-Eth-Trunk1]trunkport g0/0/18
[Core-B-Eth-Trunk1]trunkport g0/0/19
[Core-B-Eth-Trunk1]port link-type trunk
[Core-B-Eth-Trunk1]port trunk allow-pass vlan 19 to 23 88 100
[Core-B-Eth-Trunk1]load-balance src-dst-ip
说明：创建了一个链路聚合口，然后关联了G0/0/18与19，这2个口就是连接Core-A的，另外定义该类型为Trunk，允许了现在存有的VLAN流量通过，其余的则不允许。并且配置了负载均衡的方式为源目IP的，因为流量到达Core后，上面的都是走三层了，基于源目IP分担会更加有效率。

结果查看

5.2.2 MSTP配置
分析：之前已经分析过MSTP与VRRP配合的时候要主备同一，而在规划的时候已经规划好了对应的VLAN IP谁为主，谁为备用，所以我们这里根据VRRP的定义来定义MSTP即可。

254的定义则为PC网关，这是Core-A上面定义的，为254的VLAN 有 VLAN 1、19、21，则VLAN 1 、19、21 A为主根，对应的B为这些VLAN的备用根， 那么为253的地址则是充当备用的，也就是说 20、88、100这些VLAN，Core-A充当的是备用根，而Core-B是主根。

Core-A的MSTP配置
[Core-A]stp region-configuration
[Core-A-mst-region]region-name ccieh3c.taobao.com
[Core-A-mst-region]instance 1 vlan 1 19 21
[Core-A-mst-region]instance 2 vlan 20 88 100
[Core-A-mst-region]active region-configuration
[Core-A]stp instance 1 root primary
[Core-A]stp instance 2 root secondary
说明：这里进入了MSTP的配置域，定义了一个名字为ccieh3c.taobao.com（这个同一个MSTP域必须保持一致），然后定义了2个实例，就是刚刚分析的那2个，最终激活配置。
红色部门定义的是，Core-A为1的主根，为实例2的备份根。

Core-B MSTP配置
[Core-B]stp region-configuration
[Core-B-mst-region]region-name ccieh3c.taobao.com
[Core-B-mst-region]instance 1 vlan 1 19 21
[Core-B-mst-region]instance 2 vlan 20 88 100
[Core-B-mst-region]active region-configuration
[Core-B]stp instance 1 root secondary
[Core-B]stp instance 2 root primary
说明：这里进入了MSTP的配置域，定义了一个名字为ccieh3c.taobao.com（这个同一个MSTP域必须保持一致），然后定义了2个实例，就是刚刚分析的那2个，最终激活配置。
红色部门定义的是，Core-B为2的主根，为实例1的备份根。与A相反。

访客厅、高层人员、财务 服务器集群、AC的MSTP配置

[FKT]stp region-configuration
[FKT-mst-region]region-name ccieh3c.taobao.com
[FKT-mst-region]instance 1 vlan 1 19 21
[FKT-mst-region]instance 2 vlan 20 88 100
[FKT-mst-region]active region-configuration
说明：访客厅、高层人员、财务MSTP的配置是一样的，所以这里就给出一个访客厅的配置，其余的一样配置即可，这里需要说明的是，虽然访客厅只有 VLAN 1与19的流量，但是一样要定义对应的实例，因为同一个MSTP域检查的是一个hash值，只有配置定义一样，hash值才会相同，这样才会认为是同一个域的，否则不能进行协商，这样导致MSTP计算出错。

结果验证【以高层人员、Core-A为例】

高层人员上面可以看到实例1与2，0可以不用管，是默认其余没有定义的VLAN规划存在的，我们这里主要看1与2。

1、实例1：G0/0/2上联接口为Root，而G0/0/1为阻塞，因为实例1的根为Core-A，而G0/0/2上联的接口就是Core-1，而G0/0/1则是Core-2.
2、实例2：实例2与实例1相反，因为实例2的根在Core-B上面，所以这里G0/0/1为Root，G0/0/2阻塞。
实现的效果：实例1的流量走G0/0/2这条链路，而实例2的流量则走G0/0/1这条链路，实现复杂分担。

 

Core-A上面接口比较多，但是不会出现阻塞的效果，因为它在实例1与实例2中，不是主就是备，所以不会出现阻塞的接口，阻塞接口只会出现在接入层，比如高层人员的设备上面，看到的上联接口有一个是阻塞的。

5.2.3 VRRP配置

Core-A VRRP配置
[Core-A]int vlan 1
[Core-A-Vlanif1]vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.1.254
[Core-A-Vlanif1]vrrp vrid 1 priority 105

[Core-A]int vlan 19
[Core-A-Vlanif19]vrrp vrid 19 virtual-ip 192.168.19.254
[Core-A-Vlanif19]vrrp vrid 19 priority 105

[Core-A]int vlan 20
[Core-A-Vlanif20]vrrp vrid 20 virtual-ip 192.168.20.254

[Core-A]int vlan 21
[Core-A-Vlanif21]vrrp vrid 21 virtual-ip 192.168.21.254
[Core-A-Vlanif21]vrrp vrid 21 priority 105

[Core-A]int vlan 88
[Core-A-Vlanif88]vrrp vrid 88 virtual-ip 192.168.88.254

[Core-A]interface vlan 100
[Core-A-Vlanif100]vrrp vrid 100 virtual-ip 192.168.100.254
说明：之前分析了VLAN 1，19，21的VRRP 主为Core-A，所以这里除了定义一个地址外，还定义了一个优先级，这里建议定义为105，因为如果检测到链路出现故障，默认减低优先级为10，如果高了的话，就算减低优先级，还是为主用。另外为备用的地方只需要配置IP地址即可。

Core-B VRRP配置
[Core-B]int vlan 1
[Core-B-Vlanif1]vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168.1.254

[Core-B]int vlan 19
[Core-B-Vlanif19]vrrp vrid 19 virtual-ip 192.168.19.254

[Core-B]int vlan 20
[Core-B-Vlanif20]vrrp vrid 20 virtual-ip 192.168.20.254
[Core-B-Vlanif20]vrrp vrid 20 priority 105

[Core-B]int vlan 21
[Core-B-Vlanif21]vrrp vrid 21 virtual-ip 192.168.21.254

[Core-B]int vlan 88
[Core-B-Vlanif88]vrrp vrid 88 virtual-ip 192.168.88.254
[Core-B-Vlanif88]vrrp vrid 88 priority 105

[Core-B]interface vlan 100
[Core-B-Vlanif100]vrrp vrid 100 virtual-ip 192.168.100.254
[Core-B-Vlanif100]vrrp vrid 100 priority 105
说明：之前分析了VLAN20、88、100 的VRRP 主为Core-B，所以这里除了定义一个地址外，还定义了一个优先级，这里建议定义为105，因为如果检测到链路出现故障，默认减低优先级为10，如果高了的话，就算减低优先级，还是为主用。另外为备用的地方只需要配置IP地址即可。

结果验证

可以看到所有的状态都是正常的，跟PC测试，在后续的DHCP分配后，可以测试使用。

存在一个大问题【容易被忽略的】

分析：这里VRRP配置了，正常情况下是没任何问题的，就算中间和下面的链路断了，是不会出现什么问题的，VRRP不会有影响，但是如果上面的链路端了，也就是连接防火墙的，那么则会出现一个问题，就是次优路径。
上面配置可以得到 VLAN1的默认网关在A上面，而B则是备用，当A的上行链路出现故障后，VRRP是不会感知到的，所以还是会正常转发数据，但是上联链路已经失效了，这时候当一个数据包过来需要A进行转发给出口防火墙的时候，由于上行链路出现故障，那么这时候则只能通过A与B之间的链路传递给B，B这时候只做一个透传的作用，然后传给防火墙，防火墙在转发给外网，外网回包后，防火墙这时候需要回应数据包了，它回应给的是网关地址，也就是VLAN 100做的VRRP网关，正常情况下是直接转发给A的，但是这时候与A的链路断了，只能通过转发给B，然后由B在转发给A进行处理，所以这时候，数据包的路径并不是最优的，这样造成的后果就是，加重B设备的处理能力，与B与A之间的链路带宽【这里有链路聚合，带宽还不会被阻塞】。

解决办法

在VRRP中有一个track功能，默认情况下 VRRP是不监控上行链路的，但是通过track功能后，是可以直接监控上行链路，这样可以避免上面的情况出现。
前提：但是track技术部署的前提就是不能使用接口地址作为VRRP的地址，也就是VRRP的虚拟地址与接口地址不能是同一个，所以这个环境如果要部署track的话，则需要改变下IP地址。 这里只是特备作为提醒存在，因为在实际部署中非常容易忽略这个细节。，所以这里并没有在一开始就这样规划，而是用一个分析进行讲解。

这里以VLAN 1举例说明下，track的作用，实际工作中根据需求是否需要部署 来决定，另外还可以关联BFD，NQA等技术关联。
作用的命令是，当G0/0/22（上联接口）出现故障后，自动减低优先级10，也就是变为95，这样的话 B自然抢占为主了。

可以看到现在还是为Master

当我手动把22号接口关闭后，可以看到VLAN1由 Master变为Backup了，也就是变成了备用。

这时候，B成为了Master。
说明：track技术只需要在VLAN部署VRRP为主的情况下调用，备用则不需要。因为主监控上行链路失效后，自然会减低优先级，备用就成为主用了，当主用的链路恢复后，又恢复优先级，则又成为主用。

建议，在工作中可以使用track技术的话，就使用，可以减少很多情况发生，案例也已经改为部署了track方案的，之前没部署，主要是想说明下为什么需要部署track。

 

修改后的配置

说明：可以看到之前的Core-A与B的主地址为254的，现在都改为252了，主要是不与VRRP地址是同一个，这样就可以调用track技术了。

说明：上面的为Core-A的，下面的为Core-B的，可以看到调用了track的都是为Master的，备用不需要调用。