10.3 冗余案例

案例要求

VLAN2、3、4 对网络稳定性的要求比普通教室要高得多。为了满足这一高可用需求，本次案例需要达成以下四个目标：

1. 网关冗余设计：增加冗余网关（使用VRRP协议），确保单点网关设备发生故障时，网络仍能正常运行，实现用户无感知切换。
2. 链路防环与负载均衡：使用MSTP协议解决因引入冗余链路而产生的网络环路问题，并实现不同VLAN间的流量负载分担。

实现步骤

一、修改拓扑图

第一步，增加一个三层交换机LSW13，作为LSW11的冗余备份，如下图所示：

二、配置新设备 LSW13

在新添加的 LSW13 交换机中创建 VLAN 2、3、4、11，并将相应接口划分到这些 VLAN 中。配置完成后的结果如下图所示：

vlan bat 2 3 4 11

int g0/0/1
port link trunk
port trunk allow vlan 2 3
quit

int g0/0/2
port link trunk
port trunk allow vlan 3 4
quit

int g0/0/3
port link-type access
port default vlan 11

同时为该交换机配置VLANIF接口及其IP地址：

int vlanif 2
ip add 192.168.2.13 24
quit

int vlanif 3
ip add 192.168.3.13 24
quit

int vlanif 4
ip add 192.168.4.13 24
quit

int vlanif 11
ip add 192.168.11.13 24
quit

最后，还需要在新交换机上配置 RIP 协议，发布其直连网段，以便核心交换机能够通过冗余路径学习到相关路由：

rip 1
network 192.168.2.0
network 192.168.3.0
network 192.168.4.0
network 192.168.11.0
quit

配置结果如下：

三、补充相连交换机的对端接口配置

当我们把新设备 LSW13 接入现有网络时，除了配置 LSW13 本身，与之相连的其他交换机的对端接口也必须进行相应的 VLAN 配置，否则会导致二三层通信断路。

1. 核心交换机 LSW21

新增加的 LSW13 通过其 GE 0/0/3 接口与核心交换机 LSW21 的 GE 0/0/4 接口相连。为了保证两台设备能够通过 VLAN 11 互通并建立 RIP 邻居关系，必须在 LSW21 上将 GE 0/0/4 接口也划分到 VLAN 11 中：

# LSW21
int g0/0/4
port link access
port default vlan 11
quit

2. 接入交换机 LSW1 和 LSW2

LSW13 向下分别连接了底层的 LSW1 和 LSW2。为了让 VRRP 的心跳报文和业务流量能够正常透传，必须将 LSW1 和 LSW2 对应连接 LSW13 的新上行接口（此处设为 Ethernet0/0/4）配置为 Trunk 模式并放行对应 VLAN：

# LSW1
int e0/0/4
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan 2 3
quit

# LSW2
int e0/0/4
port link-type trunk
port trunk allow-pass vlan 3 4
quit

四、修改LSW11配置

将LSW11上的VLANIF 2、3、4的IP地址从原来的192.168.x.1改成192.168.x.11。这是因为192.168.x.1将作为VRRP虚拟路由组的共享IP，需要将其保留出来。

int vlanif 2
ip address 192.168.2.11 24
quit

int vlanif 3
ip address 192.168.3.11 24
quit

int vlanif 4
ip address 192.168.4.11 24
quit

配置完成后的结果如下图所示：

五、配置VRRP虚拟网关

接下来，将LSW11与LSW13上对应的VLANIF 2、3、4接口划分到同一VRRP虚拟路由组中，并设置不同的优先级以确定主备关系。

VRRP优先级配置要求：

配置 VRRP：

# LSW11
int vlanif 2
vrrp vrid 2 virtual-ip 192.168.2.1
vrrp vrid 2 priority 120
quit

int vlanif 3
vrrp vrid 3 virtual-ip 192.168.3.1
vrrp vrid 3 priority 120
quit

int vlanif 4
vrrp vrid 4 virtual-ip 192.168.4.1
quit


# LSW13
int vlanif 2
vrrp vrid 2 virtual-ip 192.168.2.1
quit

int vlanif 3
vrrp vrid 3 virtual-ip 192.168.3.1
quit

int vlanif 4
vrrp vrid 4 virtual-ip 192.168.4.1
vrrp vrid 4 priority 120
quit

六、配置MSTP解决环路问题

环路分析

在我们的网络拓扑中，添加冗余网关 LSW13 并与 LSW1、LSW2 相连后，在包含多个 VLAN（如 VLAN 3）的二层网络中，形成了以下潜在环路：

MSTP整体规划

MSTP配置范围：需要在 LSW21、LSW11、LSW13、LSW1、LSW2 这五台交换机上配置MSTP

区域规划：

• 区域名称：CAMPUS
• 配置交换机：核心交换机 LSW21，汇聚交换机 LSW11、LSW13，接入交换机 LSW1、LSW2

实例0

• 映射VLAN：未映射到其他实例的所有VLAN
• 功能：负责区域间连接和基础连通性
• 主根桥：LSW21
• 备份根桥：LSW11
• 说明：核心交换机作为CIST根桥，确保整体拓扑稳定

实例1

• 映射VLAN：2 和 3
• 主根桥：LSW11
• 备份根桥：LSW13
• 说明：与VRRP配置一致，LSW11作为VLAN 2和3的VRRP主设备，因此将其配置为实例1的根桥，确保流量优先通过LSW11转发。

实例2

• 映射VLAN：4
• 主根桥：LSW13
• 备份根桥：LSW11
• 说明：与VRRP配置一致，LSW13作为VLAN 4的VRRP主设备，因此将其配置为实例2的根桥，确保流量优先通过LSW13转发。

第一步：配置LSW21（核心交换机）

# 启用MSTP
stp mode mstp
stp enable

# 配置MST区域参数
stp region-configuration
region-name CAMPUS

# 配置VLAN到实例的映射
instance 1 vlan 2 3        
instance 2 vlan 4          

# 激活区域配置
active region-configuration
quit

# 配置实例优先级
stp instance 0 root primary     # 作为实例0的主根桥

第二步：配置LSW11（汇聚交换机）

# 启用MSTP
stp mode mstp
stp enable

# 配置MST区域参数
stp region-configuration
region-name CAMPUS

# 配置VLAN到实例的映射
instance 1 vlan 2 3        
instance 2 vlan 4          

# 激活区域配置
active region-configuration
quit

# 配置实例优先级
stp instance 0 root secondary   # 作为实例0的备份根桥
stp instance 1 root primary     # 作为实例1的根桥
stp instance 2 root secondary   # 作为实例2的备份根桥

第三步：配置LSW13（汇聚交换机）

# 启用MSTP
stp mode mstp
stp enable

# 配置MST区域参数
stp region-configuration
region-name CAMPUS

# 配置VLAN到实例的映射
instance 1 vlan 2 3        
instance 2 vlan 4          

# 激活区域配置
active region-configuration
quit

# 配置实例优先级
stp instance 1 root secondary   # 作为实例1的备份根桥
stp instance 2 root primary     # 作为实例2的根桥

第四步：配置LSW1（接入交换机）

# 启用MSTP
stp mode mstp
stp enable

# 配置MST区域参数
stp region-configuration
region-name CAMPUS

# 配置VLAN到实例的映射
instance 1 vlan 2 3        
instance 2 vlan 4         

# 激活区域配置
active region-configuration
quit

第五步：配置LSW2（接入交换机）

# 启用MSTP
stp mode mstp
stp enable

# 配置MST区域参数
stp region-configuration
region-name CAMPUS

# 配置VLAN到实例的映射
instance 1 vlan 2 3        
instance 2 vlan 4          

# 激活区域配置
active region-configuration
quit

最终结果：