Design and implementation of dual star switching network (providing redundancy)

[Ruijie Practices Link Redundancy and Ethernet Channels]

illustrate:

This paper is developed on the basis of the established multi-VLAN switching network. For setting up a multi-VLAN switching network, please refer to:

• "Cisco and Ruijie Build Multi-VLAN Switching Network"---- http://www.cnblogs.com/d0main/p/6673434.html

Structure of this paper

Part 1 Preliminary Knowledge

Part II Design and Simulation

• demand analysis

• overall design

  The third part of construction and deployment

• key configuration

• Connectivity test

  Part IV Notes

Note: This article is developed on the basis that a multi-VLAN switching network has been established. For building a multi-VLAN switching network, please refer to: "Cisco and Ruijie Build a Multi-VLAN Switching Network" http://www.cnblogs.com/d0main/p/6673434.html

Part 1 Preliminary Knowledge

1. STP

  STP (spanning-tree-protocol) is a layer 2 protocol in which the switch logically blocks some interfaces in the physical redundant network through a specific algorithm to avoid data forwarding loops and generate a loop-free topology.

2. MSTP

  MSTP can map VLANs with the same forwarding path into one spanning tree, eliminating the need for one spanning tree per VLAN. Corresponding spanning tree instances can be created according to different data forwarding paths of users.

  How MSTP works:

  为抑制生成树覆盖范围从而加快生成树的收敛，在MSTP的操作机制中，引入了区域的概念。我们将具有相同MSTP配置名称，MSTP配置修订号，VLAN与生成树实例的映射关系的交换机的集合称为一个MSTP的区域。
  内部生成树实例，是MSTP区域内缺省的生成树实例。编号为0（instance 0）。缺省时，MSTP交换机上所有的VLAN都映射到IST中。其他生成树实例的BPDU被包含于IST的BPDU中进行传递。
  IST实例是代表整个交换网络的CST的子集。它接收并向CST实例发送BPDU。通过IST能够将整个MST区域表示为到达外部网络CST虚拟网桥。
  MSTI是MSTP区域中由管理员手工定义的生成树实例，对于锐捷设备而言最多可达64个，编号为1～64。MST实例只具有本地意义。

三、端口聚合/以太网通道(EtheChannel)

  端口聚合（Aggregate-port）又称链路聚合，是指两台交换机之间在物理上将多个端口连接起来，将多条链路聚合成一条逻辑链路。从而增大链路带宽，解决交换网络中因带宽引起的网络瓶颈问题。多条物理链路之间能够互相冗余备份，其中任意一条链路断开，不会影响其他链路的正常转发数据。

第二部分 设计与选型

一、 需求分析

  市公安局网络规模比较大、应用需求也相对复杂。单星型拓扑容易出现单点故障、可靠性较差。传统的STP是基于整个交换网络产生一个树形拓扑结构，所有的VLANs都共享一个生成树，这种结构不能进行网络流量的负载均衡，使得有些交换设备比较繁忙，而另一些交换设备又很空闲，为了克服这个问题，采用基于VLAN的多生成树协议MSTP，使用双星型拓扑结构，这样可以针对一个或多个VLAN进行生成树运算，从而不会阻断网络中应保留的链路，同时也可以让各个实例的数据经由不同的路径转发，实现网络中的负载分担，提高网络可靠性。

二、 整体设计

1. IP地址及VLAN规划设计

部门	VLAN	VLAN NAME	IP	掩码
网监	20	vlan20	172.16.2.1；172.16.2.4；172.16.2.5	255.255.255.0
刑侦	30	vlan30	172.16.3.6	255.255.255.0
办公室	40	vlan40	172.16.4.2	255.255.255.0

2.拓扑结构

三、 设备选型

  终端：PC1(in vlan20)，PC2(in vlan40)，PC4(in vlan20)，PC5(in vlan20)，PC6(in vlan30)

  接入层： RG-S2126G-1（接入PC1,PC2，PC4）, RG-S2126G-2（接入PC5,PC6）

  汇聚层：S3550_24 两台

第三部分 施工部署

一． 关键配置

(一) 访问RCMS配置二层交换机S2126G -1

L2-SW1 (config)#spanning-tree    ！开启生成树 
L2-SW1 (config)#spanning-tree mode mstp   ！采用MSTP生成树模式

L2-SW1(config)#vlan 20    !创建Vlan 20
L2-SW1(config)#vlan 30    !创建Vlan 30
L2-SW1(config)#vlan 40    !创建Vlan 40
L2-SW1(config)#interface fastethernet 0/1      !PC1
L2-SW1(config-if)#switchport access vlan 20   !分配端口F0/1给Vlan 20
L2-SW1(config)#interface fastethernet 0/4       !PC4
L2-SW1(config-if)#switchport access vlan 20   !分配端口F0/4给Vlan 20
L2-SW1(config)#interface fastethernet 0/2       !PC2
L2-SW1(config-if)#switchport access vlan 40   !分配端口F0/2给Vlan 40
L2-SW1(config)#interface fastethernet 0/20
L2-SW1(config-if)#switchport mode trunk      !定义F0/20为trunk端口
L2-SW1(config)#interface fastethernet 0/21
L2-SW1(config-if)#switchport mode trunk      !定义F0/21为trunk端口

L2-SW1(config)#spanning-tree mst configuration    ! 进入MSTP配置模式
L2-SW1(config-mst)#instance 1 vlan 1,20     ！配置instance 1（实例1）并关联Vlan 1和20
L2-SW1(config-mst)#instance 2 vlan 30,40     ！配置实例2并关联Vlan 30和40
L2-SW1(config-mst)#name region1            ！配置域名称
L2-SW1(config-mst)#revision 1               ！配置版本（修订号）

(二) 访问RCMS配置二层交换机S2126G -2

L2-SW2 (config)#spanning-tree   ！开启生成树 
L2-SW2 (config)#spanning-tree mode mstp    ！配置生成树模式为MSTP 

L2-SW2(config)#vlan 20    !创建Vlan 20
L2-SW2(config)#vlan 30    !创建Vlan 30
L2-SW2(config)#vlan 40    !创建Vlan 40

L2-SW2(config)#interface fastethernet 0/5       !PC5
L2-SW2(config-if)#switchport access vlan 20         !分配端口F0/5给Vlan 20
L2-SW2(config)#interface fastethernet 0/6       !PC6
L2-SW2(config-if)#switchport access vlan 30   !分配端口F0/6给Vlan 30
L2-SW2(config)#interface fastethernet 0/20
L2-SW2(config-if)#switchport mode trunk      !定义F0/20为trunk端口
L2-SW2(config)#interface fastethernet 0/21
L2-SW2(config-if)#switchport mode trunk      !定义F0/21为trunk端口

L2-SW2(config)#spanning-tree mst configuration    ! 进入MSTP配置模式
L2-SW2(config-mst)#instance 1 vlan 1,20    ！配置instance 1（实例1）并关联Vlan 1和20
L2-SW2(config-mst)#instance 2 vlan 30,40     ！配置实例2并关联Vlan 30和40
L2-SW2(config-mst)#name region1            ！配置域名称
L2-SW2(config-mst)#revision 1               ！配置版本（修订号）

(三) 访问RCMS配置三层交换机S3550_24-1

L3-SW1(config)#spanning-tree  ！开启生成树 
L3-SW1 (config)#spanning-tree mode mstp   ！采用MSTP生成树模式

L3-SW1(config)#vlan 20
L3-SW1(config)#vlan 30
L3-SW1(config)#vlan 40

L3-SW1 (config)# interface aggergateport 1         ！创建聚合接口AG1
L3-SW1 (config-if)# switchport mode trunk          ！配置AG模式为trunk
L3-SW1 (config-if)# exit
L3-SW1 (config)# interface range fastethernet 0/10-11  ！进入接口0/1和0/2
L3-SW1 (config-if-range)# port-group 1             ！配置接口0/1和0/2属于AG1
L3-SW1(config)#interface fastethernet 0/1
L3-SW1(config-if)#switchport mode trunk      !定义F0/21为trunk端口
L3-SW1(config)#interface fastethernet 0/2
L3-SW1(config-if)#switchport mode trunk      !定义F0/2为trunk端口

L3-SW1 (config)#spanning-tree mst 1 priority 4096   ！配置交换机L3-SW1在instance 1中的优先级为4096  ，缺省是32768，值越小越优先成为该instance中的root switch

L3-SW1 (config)#spanning-tree mst configuration     ! 进入MSTP配置模式
L3-SW1 (config-mst)#instance 1 vlan 1,20     ! 配置实例1并关联Vlan 1和20
L3-SW1 (config-mst)#instance 2 vlan 30,40    ! 配置实例2并关联Vlan 30和40
L3-SW1 (config-mst)#name region1          ! 配置域名为region1
L3-SW1 (config-mst)#revision 1             ! 配置版本（修订号）

(四)访问RCMS配置三层交换机S3550_24-2

L3-SW2(config)#spanning-tree  ！开启生成树 
L3-SW2 (config)#spanning-tree mode mstp   ！采用MSTP生成树模式

L3-SW2(config)#vlan 20
L3-SW2(config)#vlan 30
L3-SW2(config)#vlan 40

L3-SW2 (config)# interface aggergateport 1         ！创建聚合接口AG1
L3-SW2 (config-if)# switchport mode trunk          ！配置AG模式为trunk
L3-SW2 (config-if)# exit
L3-SW2 (config)# interface range fastethernet 0/10-11  ！进入接口0/1和0/2
L3-SW2 (config-if-range)# port-group 1             ！配置接口0/1和0/2属于AG1

L3-SW2(config)#interface fastethernet 0/1
L3-SW2(config-if)#switchport mode trunk      ! 定义F0/1为trunk端口
L3-SW2(config)#interface fastethernet 0/2
L3-SW2(config-if)#switchport mode trunk      ! 定义F0/2为trunk端口

L3-SW2 (config)#spanning-tree mst 2 priority 4096   ！配置交换机L3-SW2在instance 2（实例2） 中的优先级为4096  ，缺省是32768，值越小越优先成为该region (域)中的root switch

L3-SW2 (config)#spanning-tree mst configuration     ! 进入MSTP配置模式
L3-SW2 (config-mst)#instance 1 vlan 1,20     ! 配置实例1并关联Vlan 1和20
L3-SW2 (config-mst)#instance 2 vlan 30,40    ! 配置实例2并关联Vlan 30和40
L3-SW2 (config-mst)#name region1          ! 配置域名为region1
L3-SW2 (config-mst)#revision 1             ! 配置版本（修订号）

二．连通测试

  切换为测试网卡，正确接线。根据方案为5台终端机设置本机IP和默认网关，参数与仿真中的相同。
  测试结果：任意两台主机之间能够互相通信。断开接入层以上任意一条直连线路，仍然保持原有的连通性。

第四部分 注意事项

• 先启用生成树，再连拓扑。

• 线路成本可以由网络自动学习得到，如果不是特别了解，不要修改默认配置。

• 不能同时在端口上配置MSTP和以下功能：业务环回、RRPP、Smart Link和STP协议的BPDU Tunnel功能。

• 只有当两台或者多台交换机的Format Selector（802.1s协议规定的协议选择因子，缺省值为0，不可配置）、MST域名、VLAN映射表、MST域的修订级别完全相同时，它们才能属于同一个MST域。

出处：https://www.cnblogs.com/d0main/p/6673525.html