HCIE学历之路2:MSTP,OSFP,VRRP综合实验

今天做一个综合实验,先讲三个基本概念。

MSTP是Multiple Spanning Tree Protocol的缩写,是一种用于网络交换机上的协议。它的作用是防止网络中的环路导致的广播风暴,同时提高网络的可靠性和冗余性。MSTP可以在一个交换机上支持多个VLAN,每个VLAN可以有自己的单独的生成树,这样可以提高网络的可靠性和冗余性。

MSTP的实现原理主要包括以下几个方面:

  1. 实现VLAN的划分:MSTP可以将网络划分为多个VLAN,每个VLAN可以有自己的单独的生成树。
  2. 生成树的计算:MSTP使用Spanning Tree Protocol(STP)算法计算生成树,通过选举根桥和端口状态的转换,实现防止环路的形成。
  3. 实现多个生成树:MSTP可以在一个交换机上支持多个VLAN,每个VLAN可以有自己的单独的生成树,这样可以提高网络的可靠性和冗余性。
  4. 生成树的维护:当网络拓扑结构发生变化时,MSTP会重新计算生成树,并将新的拓扑结构信息广播给其他交换机,从而保证整个网络的稳定性和可靠性。

OSPF是Open Shortest Path First的缩写,是一种用于路由器之间的动态路由协议。它的作用是根据网络拓扑结构动态计算出最优的路由路径,从而实现数据包的快速转发。OSPF可以根据链路的带宽、延迟、可靠性等因素计算出最优路径,同时还支持路由的分级、区域划分等功能,可以在大型复杂的网络中提供高效、可靠的路由服务。

OSPF的实现原理主要包括以下几个方面:

  1. 邻居关系的建立:OSPF路由器之间通过Hello消息进行邻居发现和状态维护,建立邻居关系后可以交换链路状态信息。
  2. 链路状态信息的交换:OSPF路由器通过LSA(链路状态广告)交换链路状态信息,每个路由器都会维护一个LSDB(链路状态数据库),其中存储了整个网络中的链路状态信息。
  3. 最短路径计算:OSPF路由器使用Dijkstra算法计算每个节点到达目的网络的最短路径,并将计算结果存储在路由表中。
  4. 路由转发:OSPF路由器根据路由表中的最优路径进行数据包的转发,从而实现网络中数据包的快速传输。

VRRP是Virtual Router Redundancy Protocol的缩写,是一种用于实现路由器冗余的协议。它的作用是将多个路由器组成一个虚拟路由器,提供冗余的路由服务,从而实现网络高可用性。

VRRP的实现原理主要包括以下几个方面:

  1. VRRP组的建立:多个路由器可以组成一个VRRP组,每个VRRP组有一个虚拟IP地址和一个虚拟MAC地址。
  2. 主备关系的确定:在VRRP组中,其中一个路由器被选举为主路由器,负责处理所有的数据包转发。其他路由器则作为备份路由器,只有在主路由器失效时才会接管数据包转发。
  3. 虚拟IP地址的维护:主路由器负责维护VRRP组的虚拟IP地址,其他备份路由器则监听主路由器的状态,一旦主路由器失效,备份路由器会接管虚拟IP地址。
  4. 虚拟MAC地址的维护:为了保证网络中数据包的正确转发,VRRP还需要维护一个虚拟MAC地址。主路由器会将VRRP组的虚拟MAC地址映射到自己的物理MAC地址上,从而实现数据包的转发。

继续配置各路由器,交换机,notepad敲白板:

交换机sw1配置信息:


sys
sys sw1
vlan batch 10 20
int g0/0/1
p l a
p d v 10
int g0/0/2
p l a
p d v 20
int g0/0/3
p l t
p t a v 10 20
int g0/0/4
p l t
p t a v 10 20
stp mode mstp
stp region-configuration
region-name gorge
revision-level 1
instance 1 vlan 10
instance 2 vlan 20
active region-configuration

交换机sw2配置信息:


sys
sys sw2
vlan batch 10 20
int g0/0/1
p l t
p t a v 10 20
int g0/0/3
p l t
p t a v 10 20
stp mode mstp
stp region-configuration
region-name gorge
revision-level 1
instance 1 vlan 10
instance 2 vlan 20
active region-configuration
stp instance 1 root pri
stp instance 2 root sec
int vlanif 10
ip add 192.168.10.2 24
vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.10.254
vrrp vrid 10 pri 200
vrrp vrid 10 track interface GigabitEthernet0/0/2 reduced 150
dhcp select global
int vlanif 20
ip add 192.168.20.2 24
vrrp vrid 20 virtual-ip 192.168.20.254
dhcp select global
dhcp enable
ip pool vlan10
gateway-list 192.168.10.254
network 192.168.10.0 mask 255.255.255.0
int vlanif1
ip add 192.168.123.2 24
ospf 1 router-id 1.1.1.1
area 0.0.0.0
network 192.168.10.0 0.0.0.255
network 192.168.20.0 0.0.0.255
network 192.168.123.0 0.0.0.255

交换机sw3配置信息:

sys
sys sw3
vlan batch 10 20
int g0/0/1
p l t
p t a v 10 20
int g0/0/3
p l t
p t a v 10 20
stp mode mstp
stp region-configuration
region-name gorge
revision-level 1
instance 1 vlan 10
instance 2 vlan 20
active region-configuration
stp instance 2 root pri
stp instance 1 root sec
int vlanif 10
ip add 192.168.10.3 24
vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.10.254
dhcp select global
int vlanif 20
ip add 192.168.20.3 24
vrrp vrid 20 virtual-ip 192.168.20.254
vrrp vrid 20 pri 200
vrrp vrid 20 track interface GigabitEthernet0/0/2 reduced 150
dhcp select global
dhcp enable
ip pool vlan20
gateway-list 192.168.20.254
network 192.168.20.0 mask 255.255.255.0
int vlanif1
ip add 192.168.123.2 24
ospf 1 router-id 2.2.2.2
area 0.0.0.0
network 192.168.10.0 0.0.0.255
network 192.168.20.0 0.0.0.255
network 192.168.123.0 0.0.0.255

交换机sw4没有配置信息,就是个网桥。

路由器R1配置信息:

sys
sys r1
int g0/0/0
ip add 192.168.123.1 24
int g0/0/1
ip add 1.0.0.254 24
ospf 1 router-id 3.3.3.3
area 0.0.0.0
network 1.0.0.0 0.0.0.255
network 192.168.123.0 0.0.0.255

对SW1进行VLAN 配置:配置了 VLAN 10 和 VLAN 20。STP 配置:启用了 MSTP 模式,并配置了 MSTP 区域名和区域版本号,将 VLAN 10 和 VLAN 20 分别分配到了 MSTP 实例 1 和实例 2 中。

对SW2启用了 MSTP 模式,并配置了 MSTP 区域名和区域版本号,将 VLAN 10 和 VLAN 20 分别分配到了 MSTP 实例 1 和实例 2 中,并指定实例 1 为根实例。VRRP 配置:为 VLAN 10 和 VLAN 20 启用了 VRRP,并分别配置了虚拟 IP 地址和优先级。同时,对于 VLAN 20,还配置了跟踪接口 GigabitEthernet0/0/2 的状态,并在状态降低到 150 时将 VRRP 优先级降低。

对SW3启用了 MSTP 模式,并配置了 MSTP 区域名和区域版本号,将 VLAN 10 和 VLAN 20 分别分配到了 MSTP 实例 1 和实例 2 中,并指定实例 2 为根实例。VRRP 配置:为 VLAN 10 和 VLAN 20 启用了 VRRP,并分别配置了虚拟 IP 地址和优先级。同时,对于 VLAN 20,还配置了跟踪接口 GigabitEthernet0/0/2 的状态,并在状态降低到 150 时将 VRRP 优先级降低。

对R1路由器进行接口配置:配置了两个接口,分别为 GigabitEthernet0/0/0 和 GigabitEthernet0/0/1。IP 地址配置:为 GigabitEthernet0/0/0 配置了 IP 地址 192.168.123.1/24,为 GigabitEthernet0/0/1 配置了 IP 地址 1.0.0.254/24。OSPF 配置:启用了 OSPF,并配置了路由器 ID、区域 ID 和网络地址。在此配置中,路由器 ID 为 3.3.3.3,区域 ID 为 0.0.0.0,网络地址为 1.0.0.0/24 和 192.168.123.0/24。

PC1,2,是自动获取地址,命令行内输入ipconfig查看当前IP地址情况。PC3配置ip为1.0.0.1,相当于回环地址。

我们在断掉SW2的g0/0/1或者SW4的g0/0/2,设备都能自动切入到另一条线路上实现通讯。

该运用MSTP,OSFP,VRRP实验实现了:

  1. 防止环路:MSTP通过计算生成树,实现了防止网络中出现环路的功能,保证了数据包的正确转发。
  2. 动态路由:OSPF通过动态计算最短路径,实现了网络中数据包的快速转发和路由的动态更新。
  3. 路由器冗余:VRRP通过将多个交换机接入线路,提供冗余的线路服务。一旦主线路出现故障则会立即切换到备用线路上,从而实现了网络高可用性和路由器冗余的功能。

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