在实际应用中,假设某公司有两层楼,分别运行不同的业务。原本两楼的网络是独立的,但业务往来频繁,需要打通网络以实现高速通信。通过链路聚合,可以将SwitchA和SwitchB之间的多条以太链路合并成一个逻辑链路,从而满足VLAN10和VLAN20之间的大流量需求,并提供冗余保障。
具体实现步骤包括在SwitchA和SwitchB上创建EtherChannel接口,并将多个端口加入该接口,配置为LACP模式。通过这种方式,两楼的网络可以实现高效且稳定的通信。
链路冗余则是另一种提升网络稳定性的技术。在多台交换机组成的网络中,通过备份连接,即冗余链路,可以有效避免单点故障,确保网络的高效运行。
交换机堆叠则是将多台交换机通过专有电缆连接,使其成为一台逻辑交换机。这种技术不仅共享配置和路由信息,还能在增加或减少交换机时保持性能稳定。堆叠采用菊花链方式,数据包在双环路上进行负载均衡,即使一条环路故障,逻辑交换机仍能以单环状态工作,保障网络的连续性。
热备份(HSRP)则是针对核心交换机的重要保障措施。通过多台核心交换机组成热备份组,形成一个虚拟路由器,确保在活动路由器故障时,备份路由器能迅速接管,避免网络瘫痪。HSRP的实现不仅保证了网络的可靠性,还通过定时发送报文减少数据流量,确保高效运行。
总之,链路聚合、链路冗余、交换机堆叠和热备份等技术,共同构建了一个高效、稳定且可靠的网络环境,为企业的业务连续性和数据安全提供了坚实保障。通过合理配置和应用这些技术,网络管理员可以显著提升网络的性能和稳定性,满足不断增长的业务需求。
01
链路聚合
链路聚合是将两个或更多数据信道结合成一个单个的信道,该信道以一个单个的更高带宽的逻辑链路出现。
链路聚合一般用来连接一个或多个带宽需求大的设备,例如连接骨干网络的服务器或服务器群。它可以用于扩展链路带宽,提供更高的连接可靠性。
1、举例
公司有2层楼,分别运行着不同的业务,本来两个楼层的网络是分开的,但都是一家公司难免会有业务往来,这时我们就可以打通两楼之前的网络,使具有相互联系的部门之间高速通信。
如下图:
如上图所示,SwitchA和SwitchB通过以太链路分别都连接VLAN10和VLAN20的网络,且SwitchA和SwitchB之间有较大的数据流量。
用户希望SwitchA和SwitchB之间能够提供较大的链路带宽来使相同VLAN间互相通信。同时用户也希望能够提供一定的冗余度,保证数据传输和链路的可靠性。
创建EtherChannel接口并加入成员接口,实现增加链路带宽,2台交换机分别配置EtherChannel1 分别将需要通信的3条线路的端口加入EtherChannel1,设置端口Trunk, 允许相应的vlan通过;这样两楼的网络就可以正常通信了。
2、实现配置步骤:
在SwitchA上创建EtherChannel1并配置为LACP模式。SwitchB配置过程与SwitchA类似,不再赘述
SwitchA
switch> enable
switch conf t
switch(config) hostname SwitchA
SwitchA(config) interface range g0/0/1-3
SwitchA(config-if-range) channel-group 1 mode active
SwitchA(config-if-range) interface Port-channel1
SwitchA(config-if) switchport trunk encapsulation dot1q
SwitchA(config-if) switchport mode trunk
SwitchB
switch> enable
switch conf t
switch(config) hostname SwitchB
SwitchB(config) interface range g0/0/1-3
SwitchB(config-if-range) channel-group 1 mode active
SwitchB(config-if-range) interface Port-channel1
SwitchB(config-if) switchport trunk encapsulation dot1q
SwitchB(config-if) switchport mode trunk
02
链路冗余
为了保持网络的稳定性,在多台交换机组成的网络环境中,通常都使用一些备份连接,以提高网络的效率、稳定性,这里的备份连接也称为备份链路或者冗余链路。
03
交换机的堆叠
通过专有的堆叠电缆连接起来,可将多台交换机堆叠成一台逻辑交换机。
该逻辑交换机中的所有交换机共享相同的配置信息和路由信息。当向逻辑交换机增加和减少单体交换机时不会影响其性能。
叠加的交换机之间通过两条环路连接起来。交换机的硬件负责将数据包在双环路上做负载均衡。
环路在这里充当了这个大的逻辑交换机的背板的角色,在双环路都正常工作时,数据包在这台逻辑交换机上的传输率为32Gbps。
当一个数据帧需要传输时,交换机的软件会进行计算看哪条环路更可用,然后数据帧会被送到该环路上。
如果一条堆叠电缆出故障,故障两端的交换机都会侦测到该故 障,并将受影响的环路断开,而逻辑交换机仍然可以以单环的状态工作,此时的数据包通过率为16Gbps。
交换机的堆叠采用菊花链方式,连接的方式参考下图。
堆叠增加交换机端口与带宽的稳定性。
04
热备份(HSRP)
核心交换机是整个网络的心脏,如果核心交换机发生致命性的故障,将导致本地网络的瘫痪,所造成的损失也是难以估计的。所以我们在选择核心交换机时,经常会看到有的核心交换机具有堆叠或热备份等功能。
对核心交换机采用热备份是提高网络可靠性的必然选择。在一个核心交换机完全不能工作的情况下,它的全部功能便被系统中的另一个备份路由器完全接管,直至出现问题的路由器恢复正常,这就是热备份路由协议。
实现HSRP的条件是系统中有多台核心交换机,它们组成一个“热备份组”,这个组形成一个虚拟路由器。
在任意时刻,一个组内只有一个路由器是活动的,并由它来转发数据包,如果活动路由器发生了故障,将选择一个备份路由器来替代活动路由器,但是在本网络内的主机看来,虚拟路由器没有改变。
所以主机仍然保持连接,没有受到故障的影响,这样就较好地解决了核心交换机切换的问题。
为了减少网络的数据流量,在设置完活动核心交换机和备份核心交换机之后,只有活动核心交换机和备份核心交换机定时发送HSRP报文。
如果活动核心交换机失效,备份核心交换机将接管成为活动核心交换机。如果备份核心交换机失效或者变成了活跃核心交换机,将由另外的核心交换机被选为备份核心交换机。
1、当某台接入层交换机到主核心交换机的线路出现故障,切换至备机,数据流走向
接入层交换机1的数据链路切换至核心交换机B,但在切换期间接入层交换机1分丢6个数据包,如上图所示。
当服务器与核心交换机A之间主链路出现故障(如线路、网卡等),服务器主网卡切换至备用网卡上时,会丢6个数据包,但当主链路恢复以后,服务器会自动从备用网卡切换至主网卡,而这次切换时数据包不会丢失。
具体终端访问服务器的数据流走向如下图。
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