文章详细介绍了如何在思科设备上配置以太网链路捆绑，以实现带宽提升和网络冗余。接着，讨论了VRRP和HSRP协议的工作原理及配置，确保网络高可用性。此外，还提及了ACL、RIP和OSPF协议的实战应用。
电信运营商实战工程师系列文章.
思科设备篇-思科设备园区网实战.
文章目录
1. 思科设备链路捆绑实战
知识点：
- 以太网链路捆绑的原理
- 二层接口捆绑的配置方法
- 负载及冗余测试
以太网链路捆绑的原理
实验网络拓扑如下. SW1 和 SW2 是交换机，使用 c2691 插上 NM-16ESW 板卡模拟. C1 连接 SW1 的 fa1/1 口，C2 连接 SW2 的 fa1/2 口. SW1 和 SW2 的 fa1/13 和 fa1/14 同时互联.
SW1#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
SW1(config)#no ip routing
SW2#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
SW2(config)#no ip routing
SW1 和 SW2 之间有两条二层链路互联，这样就形成了二层环路. 当 C1 发送一个广播包，SW1 收到后会从一条链路(例如 fa1/13 口)发送给 SW2，而 SW2 又会从另一条链路(例如 fa1/14口)发送给 SW1. 这样广播包会在 SW1 和 SW2 之间无线循环，短时间二层网络就会大量充斥这个广播报文，使得网络瘫痪. 因而在现代交换机中都会运行生成树(spanning tree)协议，阻止二层环路的形成. 例如在上述网络拓扑中，生成树协议就会阻塞 fa1/14 接口，仅允许 fa1/13 口的链路连通.
查看接口信息，每个接口都是 100M. BW 100000 Kbit.
SW1#show interfaces
而我们的希望使用链路捆绑（或者称为链路聚合），让两条链路合并为一条链路，实现带宽翻倍，增强网络性能.
二层接口捆绑的配置方法
首先在 GNS3 模拟器上实验
配置 C1 和 C2 的 IP.
VPCS[1]> ip 192.168.1.10 24
Checking for duplicate address...
PC1 : 192.168.1.10 255.255.255.0
VPCS[1]> 2
VPCS[2]> ip 192.168.1.20 24
Checking for duplicate address...
PC2 : 192.168.1.20 255.255.255.0
此时 C1 和 C2 就能 ping 通了.
VPCS[2]> ping 192.168.1.10
192.168.1.10 icmp_seq=1 ttl=64 time=32.168 ms
192.168.1.10 icmp_seq=2 ttl=64 time=40.126 ms
192.168.1.10 icmp_seq=3 ttl=64 time=19.986 ms
192.168.1.10 icmp_seq=4 ttl=64 time=59.692 ms
192.168.1.10 icmp_seq=5 ttl=64 time=59.807 ms
进入系列接口 fa1/13 fa1/14
SW1(config)#int range fa1/13 -14
SW1(config-if-range)#
SW1(config-if-range)#channel-group ?
<1-6> Channel group number
SW1(config-if-range)#channel-group 1 mode ?
on Enable Etherchannel only
配置链路聚合. 将 fa1/13 和 fa1/14 聚合为 Port-channel1.
SW1(config-if-range)#channel-group 1 mode on
Creating a port-channel interface Port-channel1
SW2 上进行同样的配置.
SW2(config)#int range fa1/13 -1
SW2(config-if-range)#channel-group 1 mode on
查看接口信息. 产生了 Port-channel1.
SW1#show ip int b
Interface IP-Address OK? Method Status Protocol
FastEthernet0/0 unassigned YES unset administratively down down
FastEthernet0/1 unassigned YES unset administratively down down
FastEthernet1/0 unassigned YES unset up down
FastEthernet1/1 unassigned YES unset up up
FastEthernet1/2 unassigned YES unset up down
FastEthernet1/3 unassigned YES unset up down
FastEthernet1/4 unassigned YES unset up down
FastEthernet1/5 unassigned YES unset up down
FastEthernet1/6 unassigned YES unset up down
FastEthernet1/7 unassigned YES unset up down
FastEthernet1/8 unassigned YES unset up down
FastEthernet1/9 unassigned YES unset up down
FastEthernet1/10 unassigned YES unset up down
FastEthernet1/11 unassigned YES unset up down
FastEthernet1/12 unassigned YES unset up down
FastEthernet1/13 unassigned YES unset up up
FastEthernet1/14 unassigned YES unset up up
FastEthernet1/15 unassigned YES unset up down
Port-channel1 unassigned YES unset up up
Vlan1
查看 Port-channel1 的接口信息. BW 200000 Kbit 表示带宽为 200 M.
SW1#show int port-channel 1
Port-channel1 is up, line protocol is up
Hardware is EtherChannel, address is c002.3f48.f10d (bia c002.3f48.f10d)
MTU 1500 bytes, BW 200000 Kbit, DLY 1000 usec,
reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255
Encapsulation ARPA, loopback not set
Keepalive set (10 sec)
Full-duplex, 100Mb/s
Members in this channel: Fa1/13 Fa1/14
ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00
Last input never, output never, output hang never
Last clearing of "show interface" counters never
Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0
Queueing strategy: fifo
Output queue: 0/40 (size/max)
5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
0 packets input, 0 bytes, 0 no buffer
Received 0 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles
0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored
0 input packets with dribble condition detected
0 packets output, 0 bytes, 0 underruns
0 output errors, 0 collisions, 1 interface resets
0 babbles, 0 late collision, 0 deferred
0 lost carrier, 0 no carrier
0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out
C2 连续 ping C1.
VPCS[2]> ping 192.168.1.10 -t
同时关闭 SW1 和 SW2 的 fa1/13 口.
SW1#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
SW1(config)#int fa1/13
SW1(config-if)#shut
SW2#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
SW2(config)#int fa1/13
SW2(config-if)#shut
在真实网络中会一直 ping 通. 由于模拟器的 BUG，会有短暂丢包.
接下来在 Cisco Packer Tracker 模拟器上实验.
使用 2 台 c2960 交换机 Switch0 和 Switch1. 它们之间有三条链路，分别连接它们的 fa0/1、fa0/2 和 fa0/3 口. PC0 连接 Switch0 的 fa0/10 口，PC1 连接 Switch1 的 fa0/10 口.
Cisco Packer Tracker 可以模拟思科交换机. 可以看到 Switch0 和 Switch1 之间只有 1 条链路连通，其余 2 条连接但未连通. 这是由于生成树协议阻塞了二层环路的形成.
配置 PC0 和 PC1 的 IP.
在 PC1 上 ping PC0.
进入 Switch0 的命令行控制页面.
进入特权模式
Switch0>enable
Switch0#
配置 fa0/1 - 3 接口.
Switch0#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch0(config)#int ran fa0/1 - 3
Switch(config-if-range)#
这个时候 mode 有 5 个选项.
Switch0(config-if-range)#channel-group 1 mode ?
active Enable LACP unconditionally
auto Enable PAgP only if a PAgP device is detected
desirable Enable PAgP unconditionally
on Enable Etherchannel only
passive Enable LACP only if a LACP device is detected
- 手动开启：
on LACP协议：一端active另一端active或passive可以协商成功；两端都是passive则不能成功.PAgP协议：一端auto另一端desirable可以协商成功；其它情况不成功.
配置链路聚合.
Switch0(config-if-range)#channel-group 1 mode on
在 Switch1 上配置链路聚合
Switch1>en
Switch#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch1(config)#int ran fa0/1 - 3
Switch1(config-if-range)#channel-group 1 mode on
此时，三条链路都开始工作，捆绑成一个链路.
在 PC1 上连续 ping PC0.
关闭 Switch0 的 fa0/1 口，模拟链路失效.
Switch0(config-if-range)#int fa0/1
Switch0(config-if)#shut
查看 Switch0 的连通情况.
Switch0#show etherchannel summary
Flags: D - down P - in port-channel
I - stand-alone s - suspended
H - Hot-standby (LACP only)
R - Layer3 S - Layer2
U - in use f - failed to allocate aggregator
u - unsuitable for bundling
w - waiting to be aggregated
d - default port
Number of channel-groups in use: 1
Number of aggregators: 1
Group Port-channel Protocol Ports
------+-------------+-----------+----------------------------------------------
1 Po1(SU) - Fa0/1(D) Fa0/2(P) Fa0/3(P)
查看 Switch1 的连通情况.
Switch1#show etherchannel summary
Flags: D - down P - in port-channel
I - stand-alone s - suspended
H - Hot-standby (LACP only)
R - Layer3 S - Layer2
U - in use f - failed to allocate aggregator
u - unsuitable for bundling
w - waiting to be aggregated
d - default port
Number of channel-groups in use: 1
Number of aggregators: 1
Group Port-channel Protocol Ports
------+-------------+-----------+----------------------------------------------
1 Po1(SU) - Fa0/1(D) Fa0/2(P) Fa0/3(P)
这个时候，聚合链路里只有 2 条实际链路. PC0 和 PC1 之间保持连通不会丢包.
关闭 Switch1 的 fa0/2 口.
Switch1(config)#int fa0/2
Switch1(config-if)#shut
查看 Switch0 的连通情况
Switch1#show etherchannel summary
Flags: D - down P - in port-channel
I - stand-alone s - suspended
H - Hot-standby (LACP only)
R - Layer3 S - Layer2
U - in use f - failed to allocate aggregator
u - unsuitable for bundling
w - waiting to be aggregated
d - default port
Number of channel-groups in use: 1
Number of aggregators: 1
Group Port-channel Protocol Ports
------+-------------+-----------+----------------------------------------------
1 Po1(SU) - Fa0/1(D) Fa0/2(D) Fa0/3(P)
聚合链路里仅剩 1 条实际链路.
重新开启 fa0/1 和 fa0/2，聚合链路会自动加入这 2 个链路.
负载及冗余测试
查看聚合链路的负载方式.
Switch0#show etherchannel ?
load-balance Load-balance/frame-distribution scheme among ports in
port-channel
port-channel Port-channel information
summary One-line summary per channel-group
<cr>
Switch0#show etherchannel load-balance
EtherChannel Load-Balancing Operational State (src-mac):
Non-IP: Source MAC address
IPv4: Source MAC address
IPv6: Source MAC address
配置聚合链路的负载方式.
Switch0(config)#port-channel load-balance ?
dst-ip Dst IP Addr
dst-mac Dst Mac Addr
src-dst-ip Src XOR Dst IP Addr
src-dst-mac Src XOR Dst Mac Addr
src-ip Src IP Addr
src-mac Src Mac Addr
一般地，使用默认配置即可.
2. 思科设备VRRP、HSRP实战
知识点：
- VRRP/HSRP 的应用场景及工作原理
- VRRP/HSRP 的配置举例
- 运营商双组双备设计举例
- 流量倒换测试
虚拟路由器冗余协议（英语：Virtual Router Redundancy Protocol，缩写为 VRRP）是一种网络协议，可以为参与的路由器自动分配可用的IP地址。这个协议通过在子网中，自动选取默认网关，来增加路由的可用性和可靠性. 这个协议首先创建了一些虚拟路由器（这是对多个路由器的抽象），例如：主路由器、备路由器，这些路由器作为一个 group 协同工作。虚拟路由器被配置为默认网关，而不是物理路由器。当正在工作的物理路由器（代表着虚拟路由器）发生故障时，另一个物理路由器会自动被选举出来替代它。特定时间内正在转发数据包的物理路由器被称为主路由器。 VRRP提供了路由器状态的信息，而不是该路由器的数据包处理、交换的信息。每一个VRRP实例被限制到单一子网内。它不会参与子网外的IP路由，也不会以任何方式影响路由表。VRRP可以通过IPv4或者IPv6（三层IP网），运行在Ethernet（以太网）、MPLS和令牌环网络（二层链路网）。该协议在IETF（Internet Engineering Task Force）的RFC 5798发布，这是一个开放标准.
热备份路由器协议（英语：Hot Standby Router Protocol，缩写为 HSRP），一种由思科公司发展的专有网络协议，拥有美国专利第5,473,599号，定义于 RFC 2281. HSRP 与 VRRP 在工作原理上本质相同，区别是 HSRP 是思科专有协议受到专利保护. 当主要的网关失效时，可以利用这个协议，进行故障移转（failover），让备援的网关运行原有网关的功能，以保持默认网关（default gateway）的功能正常。
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