局域網交換機實施冗餘和負載均衡（初級篇）

在局域網中，咱們爲了保證網絡的健壯性和穩定性，通常會在關鍵的部位實施冗餘，最（便）常（宜）見（點）的，就是實施鏈路冗餘或者設備冗餘：

看起來是很爽了，實際上問題是大大的，好比圖1，若是交換機A、B之間的4個端口都處於轉發狀態，而此時下聯的任意某臺PC發出一個廣播包，會怎麼樣？很悲催！因爲交換機兩條線路造成了環路，而且交換機端口又不能隔離廣播包，全部的端口都會無條件的轉發這個廣播包，從而形成廣播風暴，最終會致使網絡資源耗盡，交換機死機。。。（你也可能會被XX罵一頓）

爲了解決交換網絡實施冗餘致使的環路，大拿們開發了STP（Spanning Tree Protocol）生成樹協議，它的原理提及來也很簡單，把環路中的某一個端口關閉掉（阻塞），從而解決環路；當未阻塞的鏈路（主線）出現故障的時候，再把阻塞的那個端口打開，從而啓動備線，這樣就實現了冗餘，可是，同一時刻只能用一條線傳輸數據（還剩下一半的悲催）。

固然，即便開啓了STP（通常交換機都是默認開啓），你可能仍是會被XX罵！由於：第一，你浪費了一條線的資源，雖然實現了冗餘，可是未能負載均衡；第二，圖-2中，核心之間的鏈路被阻塞了，而下行的兩條鏈路倒是轉發的，這個算是哪門子的備份？（咱們應該實現的是下行的兩條鏈路之間的備份）

對於圖一的問題，若是咱們是chunǚ座的，有嚴重的強迫症（前提還要有錢），咱們設施了大量冗餘，然而永遠只有一條鏈路處於可用狀態（圖-3）：

對於這樣的冗餘網絡，咱們建議實施以太信道—EtherChannel，它能夠把最多8條相同的鏈路捆綁（虛擬）成一條，而對於STP來講，只認虛擬後的鏈路，既然只有一條鏈路，就不存在阻塞端口了。至於這些鏈路在EtherChannel中如何分配流量，這和STP已經沒有關係了，因此實施EtherChannel既能夠防止環路，又能夠實現帶寬的提高，還能夠實現自動負載均衡，好處太多。

EtherChannel有思科私有的PAGP協議，也有標準化的LACP協議，二者差異很小，可是互相不兼容。如下是圖-3實施思科PAGP的過程和效果：

A(config)#inter range fa0/1-4
A(config-if-range)#shut    #關閉端口後再作以太信道的配置
A(config-if-range)#swi mo trunk   #配置中繼
A(config-if-range)#channel-protocol pagp   #思科默認就是PAGP協議，能夠不寫
A(config-if-range)#channel-group 1 mode desirable  #配置主動模式
A(config-if-range)#no shut

B(config)#inter range fa0/1-4
B(config-if-range)#shut
B(config-if-range)#swi mo tr
B(config-if-range)#channel-protocol pagp
B(config-if-range)#channel-group 1 mode auto  #配置被動模式
B(config-if-range)#no shut

從拓撲的燈狀態已經看到，全部的鏈路都已經處於轉發狀態（綠燈），咱們也能夠經過查看STP狀態來驗證：

話再說回來，對於圖二，不但默認選擇的阻塞鏈路有問題，並且因爲要實現備份的兩條鏈路分別是鏈接不一樣的核心交換機，沒法直接實施EtherChannel，又該怎麼辦呢？

在思科設備上，不管是開啓哪一種（新舊版本）生成樹，均可以實現，如圖-2，若是有兩個以上的VLAN，可讓不一樣VLAN的根部署在不一樣的核心交換機上，從而讓阻塞的端口分佈在不一樣的下行鏈路上。

如下是以思科交換機爲例，實施基於VLAN的RSTP負載均衡的配置以及結果：

CORE-1(config)#vlan 2
CORE-1(config-vlan)#vlan 3
CORE-1(config-vlan)#inter g0/1-2
CORE-1(config-if-range)#swi trunk encapsulation dot1q   #三層交換機先配置封裝協議
CORE-1(config-if-range)#swi mo tr   #配置中繼

CORE-2(config)#vlan 2
CORE-2(config-vlan)#vlan 3
CORE-2(config-vlan)#inter g0/1-2
CORE-2(config-if-range)#swi trunk encapsulation dot1q 
CORE-2(config-if-range)#swi mo tr

A-1(config)#vlan 2
A-1(config-vlan)#vlan 3
A-1(config-vlan)#inter range g0/1-2
A-1(config-if-range)#swi mo tr
A-1(config-if-range)#inter fa0/1
A-1(config-if)#swi mo acc
A-1(config-if)#swi acc vlan 2
A-1(config-if)#inter fa0/2
A-1(config-if)#swi mo acc
A-1(config-if)#swi acc vlan 3

CORE-1(config)#spanning-tree mode rapid-pvst   #配置快速STP，思科叫RPVST
CORE-1(config)#spanning-tree vlan 2 root primary   #配置VLAN2的主根
CORE-1(config)#spanning-tree vlan 3 root secondary #配置VLAN3的備根

CORE-2(config)#sp m r
CORE-2(config)#span vlan 3 roo pri
CORE-2(config)#span vlan 2 roo sec

A-1(config)#sp m r

驗證拓撲中燈的狀態：

注意，若是是華爲設備，因爲STP和RSTP不支持基於VLAN的STP負載均衡，因此要啓用MSTP才能實現。

對於圖-2的拓撲，你們還要了解一個技術，思科Nexus交換機上支持vPC，全稱是Virtual Port-Channel，是一種支持跨設備進行鏈路捆綁的協議，也就是容許一個設備使用2個上游的設備端口來實現Port Channel，這樣是否是更厲害了？固然不是全部設備都支持這種高級功能的，你懂的。

文章篇幅有限，詳細的STP、EtherChannel的原理和配置，能夠參考《網絡工程師小白入門》專欄：思科、華爲配置對比入門，結合wireshark抓包講解，一學三用！

雙11活動特惠，學院限時開團，原價51元，開團價39元：

詳情，請狠狠的戳：https://blog.51cto.com/cloumn/detail/55