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摘要：文章介绍了VRRP（虚拟路由冗余协议）和MSTP（多生成树协议）的基本原理。并通过校园网VRRP部署的具体实例，探索VRRP的应用，提高校园网的性能和可靠性。
关键词：VRRP；MSTP；校园网；可靠性
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）25-0023-02
1 技术原理介绍
VRRP是Virtual Router Redundancy Protocol（虚拟路由冗余协议）的简称。VRRP是一种路由容错协议，可以将多台路由设备组成一个VRRP备份组，而逻辑上看作是一台虚拟的路由设备。在备份组中，一台路由设备作为主路由设备，其他作为备用路由设备，当主路由设备发生故障，从备用路由设备中选择一台成为新的主设备，接替故障设备工作。校园网中主机只需要将虚拟的路由设备的IP地址作为出口网关，而不需要知道备份组中某一台具体路由设备的IP地址。
MSTP是Multiple Spanning Tree Protocol（多生成树协议）的简称。MSTP将环路网络修剪成为一个无环的树型网络，可以把网络划分成多个域，每个域内形成多棵生成树，生成树之间彼此独立。MSTP能实现不同VLAN的流量沿不同的路径分发，能实现链路备份和负载分担。
2 校园网VRRP部署的需求
根據校园网的实际需求，实现网关的冗余备份；核心交换机之间做链路聚合，增加核心交换机之间链路带宽；接入交换机连接到核心交换机的链路冗余备份，并能实现负载分担。
3 具体实现
3.1 链路聚合配置
以核心交换机A配置为例，核心交换机B配置类似。
[SWA]int Bridge-Aggregation 1
[SWA-Bridge-Aggregation1]port link-type trunk
[SWA-Bridge-Aggregation1]port trunk permit vlan 10 20 30 40
[SWA-Bridge-Aggregation1]link-aggregation mode dynamic
[SWA-Bridge-Aggregation1]link-aggregation load-sharing mode source-ip destination-ip
[SWA]int r g1/0/47 to g1/0/48
[SWA-if-range]port link-aggregation group 1
3.2 MSTP配置
核心交换机A为实例1的主根，核心交换机B为实例2的主根。核心交换机A为实例2的备根，核心交换机B为实例1的备根。VLAN 10和VLAN 30属于实例1，VLAN 20和VLAN 40属于实例2。网管中心使用VLAN 10，行政楼使用VLAN 30，数据优先发送到核心交换机A。教学楼使用VLAN 20，实验楼使用VLAN 40，数据优先发送到核心交换机B。实现链路负载分担。
核心交换机A配置。
[SWA]stp region-configuration
[SWA-mst-region]region-name jx
[SWA-mst-region]instance 1 vlan 10 30
[SWA-mst-region]instance 2 vlan 20 40
[SWA-mst-region]active region-configuration
[SWA]stp instance 1 root primary
[SWA]stp instance 2 root secondary
核心交换机B配置。
[SWB]stp region-configuration
[SWB-mst-region]region-name jx
[SWB-mst-region]instance 1 vlan 10 30
[SWB-mst-region]instance 2 vlan 20 40
[SWB-mst-region]active region-configuration
[SWB]stp instance 1 root secondary
[SWB]stp instance 2 root primary
3.3 VRRP配置
在核心交换机A 上，VLAN 10和VLAN 30优先级设置为120（默认100，值越大优先级越高），核心交换机A为主设备，作为VLAN 10和VLAN 30的网关。在核心交换机B 上，VLAN 20和VLAN 40优先级设置为120（默认100，值越大优先级越高），核心交换机B为主设备，作为VLAN 20和VLAN 40的网关。如果核心交换机A出现故障无法使用，那么核心交换机B作为所有VLAN的网关。如果核心交换机B出现故障无法使用，那么核心交换机A作为所有VLAN的网关。
核心交换机A配置。
[SWA]int vlan 10
[SWA-Vlan-interface10]vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.10.254
[SWA-Vlan-interface10]vrrp vrid 10 priority 120
[SWA]int vlan 30
[SWA-Vlan-interface30]vrrp vrid 30 virtual-ip 192.168.30.254 [SWA-Vlan-interface30]vrrp vrid 30 priority 120
[SWA-Vlan-interface30]qu
[SWA]int vlan 20
[SWA-Vlan-interface20]vrrp vrid 20 virtual-ip 192.168.20.254
[SWA-Vlan-interface20]qu
[SWA]int vlan 40
[SWA-Vlan-interface40]vrrp vrid 4 virtual-ip 192.168.40.254
核心交換机B配置。
[SWB]int vlan 10
[SWB-Vlan-interface10]vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.10.254
[SWB]int vlan 30
[SWB-Vlan-interface30]vrrp vrid 30 virtual-ip 192.168.30.254
[SWB]int vlan 20
[SWB-Vlan-interface20]vrrp vrid 20 virtual-ip 192.168.20.254
[SWB-Vlan-interface20]vrrp vrid 20 priority 120
[SWB]int vlan 40
[SWB-Vlan-interface40]vrrp vrid 40 virtual-ip 192.168.40.254
[SWB-Vlan-interface40]vrrp vrid 40 priority 120
4 优化VRRP配置
以VLAN 10为例，通过以上VRRP的设置，默认网关为核心交换机A，核心交换机B为备用。若核心交换机A上行链路，即与防火墙相连的链路出现故障时，VRRP无法感知，继续正常发送数据，但此时数据无法直接到达防火墙，只能通过核心交换机A和核心交换机B之间的链路传递给核心交换机B，再发送给防火墙，这样数据包的路径就不是最优路径，影响了网络性能。因此，我们需要对VRRP的配置进行优化，监控上行链路，出现故障，切换网关。
核心交换机A配置。
[SWA]track 1 int g1/0/1
[SWA]int vlan 10
[SWA-Vlan-interface10]vrrp vrid 10 track 1 priority reduced 30
[SWA]int vlan 30
[SWA-Vlan-interface10]vrrp vrid 30 track 1 priority reduced 30
核心交换机A配置。
[SWB]track 1 int g1/0/2
[SWB]int vlan 20
[SWB-Vlan-interface10]vrrp vrid 10 track 1 priority reduced 30
[SWB]int vlan 40
[SWB-Vlan-interface10]vrrp vrid 30 track 1 priority reduced 30
监控上行端口，若有故障，降低当前主设备VRRP的优先级，备用设备优先级变高，抢占为主设备。若上行端口故障排除，则之前作为主设备的核心交换机由于优先级恢复，抢占为网关。
5 结束语
在以上校园网VRRP部署的具体实例中，通过设置MSTP，充分利用了接入交换机到核心交换机链路的带宽，实现了不同部门的数据通过不同的路径到达核心交换机。通过设置VRRP不但实现了校园网网关的冗余备份，还实现了不同VLAN的数据通过不同的核心交换机发送给出口防火墙，做到负载分担。
使用VRRP中的track功能，对校园网VRRP的部署做了优化，解决不能监控上行链路故障的问题。在使用track时，需要注意的是不能将接口地址作为VRRP的地址。在实际工作中，还可以使用BFD技术和NQA技术来监控上行链路，这几种方法各有优劣，大家可根据实际情况和客观条件，灵活运用。
参考文献：
[1] 蔡学军，梁广明.网络互连技术[M].北京：高等教育出版社，2004.
[2] 雷震甲.网络工程师教程[M].北京：高等教育出版社，2006.
[3] 杨靖，刘亮.实用网络技术配置指南[M].北京：北京希望电子出版社，2007.
[4] H3C.MSTP技术白皮书. H3C，2012.
[5] H3C.VRRP技术白皮书. H3C，2014.
【通联编辑：张薇】
关键词：VRRP；MSTP；校园网；可靠性
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）25-0023-02
1 技术原理介绍
VRRP是Virtual Router Redundancy Protocol（虚拟路由冗余协议）的简称。VRRP是一种路由容错协议，可以将多台路由设备组成一个VRRP备份组，而逻辑上看作是一台虚拟的路由设备。在备份组中，一台路由设备作为主路由设备，其他作为备用路由设备，当主路由设备发生故障，从备用路由设备中选择一台成为新的主设备，接替故障设备工作。校园网中主机只需要将虚拟的路由设备的IP地址作为出口网关，而不需要知道备份组中某一台具体路由设备的IP地址。
MSTP是Multiple Spanning Tree Protocol（多生成树协议）的简称。MSTP将环路网络修剪成为一个无环的树型网络，可以把网络划分成多个域，每个域内形成多棵生成树，生成树之间彼此独立。MSTP能实现不同VLAN的流量沿不同的路径分发，能实现链路备份和负载分担。
2 校园网VRRP部署的需求
根據校园网的实际需求，实现网关的冗余备份；核心交换机之间做链路聚合，增加核心交换机之间链路带宽；接入交换机连接到核心交换机的链路冗余备份，并能实现负载分担。
3 具体实现
3.1 链路聚合配置
以核心交换机A配置为例，核心交换机B配置类似。
[SWA]int Bridge-Aggregation 1
[SWA-Bridge-Aggregation1]port link-type trunk
[SWA-Bridge-Aggregation1]port trunk permit vlan 10 20 30 40
[SWA-Bridge-Aggregation1]link-aggregation mode dynamic
[SWA-Bridge-Aggregation1]link-aggregation load-sharing mode source-ip destination-ip
[SWA]int r g1/0/47 to g1/0/48
[SWA-if-range]port link-aggregation group 1
3.2 MSTP配置
核心交换机A为实例1的主根，核心交换机B为实例2的主根。核心交换机A为实例2的备根，核心交换机B为实例1的备根。VLAN 10和VLAN 30属于实例1，VLAN 20和VLAN 40属于实例2。网管中心使用VLAN 10，行政楼使用VLAN 30，数据优先发送到核心交换机A。教学楼使用VLAN 20，实验楼使用VLAN 40，数据优先发送到核心交换机B。实现链路负载分担。
核心交换机A配置。
[SWA]stp region-configuration
[SWA-mst-region]region-name jx
[SWA-mst-region]instance 1 vlan 10 30
[SWA-mst-region]instance 2 vlan 20 40
[SWA-mst-region]active region-configuration
[SWA]stp instance 1 root primary
[SWA]stp instance 2 root secondary
核心交换机B配置。
[SWB]stp region-configuration
[SWB-mst-region]region-name jx
[SWB-mst-region]instance 1 vlan 10 30
[SWB-mst-region]instance 2 vlan 20 40
[SWB-mst-region]active region-configuration
[SWB]stp instance 1 root secondary
[SWB]stp instance 2 root primary
3.3 VRRP配置
在核心交换机A 上，VLAN 10和VLAN 30优先级设置为120（默认100，值越大优先级越高），核心交换机A为主设备，作为VLAN 10和VLAN 30的网关。在核心交换机B 上，VLAN 20和VLAN 40优先级设置为120（默认100，值越大优先级越高），核心交换机B为主设备，作为VLAN 20和VLAN 40的网关。如果核心交换机A出现故障无法使用，那么核心交换机B作为所有VLAN的网关。如果核心交换机B出现故障无法使用，那么核心交换机A作为所有VLAN的网关。
核心交换机A配置。
[SWA]int vlan 10
[SWA-Vlan-interface10]vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.10.254
[SWA-Vlan-interface10]vrrp vrid 10 priority 120
[SWA]int vlan 30
[SWA-Vlan-interface30]vrrp vrid 30 virtual-ip 192.168.30.254 [SWA-Vlan-interface30]vrrp vrid 30 priority 120
[SWA-Vlan-interface30]qu
[SWA]int vlan 20
[SWA-Vlan-interface20]vrrp vrid 20 virtual-ip 192.168.20.254
[SWA-Vlan-interface20]qu
[SWA]int vlan 40
[SWA-Vlan-interface40]vrrp vrid 4 virtual-ip 192.168.40.254
核心交換机B配置。
[SWB]int vlan 10
[SWB-Vlan-interface10]vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.10.254
[SWB]int vlan 30
[SWB-Vlan-interface30]vrrp vrid 30 virtual-ip 192.168.30.254
[SWB]int vlan 20
[SWB-Vlan-interface20]vrrp vrid 20 virtual-ip 192.168.20.254
[SWB-Vlan-interface20]vrrp vrid 20 priority 120
[SWB]int vlan 40
[SWB-Vlan-interface40]vrrp vrid 40 virtual-ip 192.168.40.254
[SWB-Vlan-interface40]vrrp vrid 40 priority 120
4 优化VRRP配置
以VLAN 10为例，通过以上VRRP的设置，默认网关为核心交换机A，核心交换机B为备用。若核心交换机A上行链路，即与防火墙相连的链路出现故障时，VRRP无法感知，继续正常发送数据，但此时数据无法直接到达防火墙，只能通过核心交换机A和核心交换机B之间的链路传递给核心交换机B，再发送给防火墙，这样数据包的路径就不是最优路径，影响了网络性能。因此，我们需要对VRRP的配置进行优化，监控上行链路，出现故障，切换网关。
核心交换机A配置。
[SWA]track 1 int g1/0/1
[SWA]int vlan 10
[SWA-Vlan-interface10]vrrp vrid 10 track 1 priority reduced 30
[SWA]int vlan 30
[SWA-Vlan-interface10]vrrp vrid 30 track 1 priority reduced 30
核心交换机A配置。
[SWB]track 1 int g1/0/2
[SWB]int vlan 20
[SWB-Vlan-interface10]vrrp vrid 10 track 1 priority reduced 30
[SWB]int vlan 40
[SWB-Vlan-interface10]vrrp vrid 30 track 1 priority reduced 30
监控上行端口，若有故障，降低当前主设备VRRP的优先级，备用设备优先级变高，抢占为主设备。若上行端口故障排除，则之前作为主设备的核心交换机由于优先级恢复，抢占为网关。
5 结束语
在以上校园网VRRP部署的具体实例中，通过设置MSTP，充分利用了接入交换机到核心交换机链路的带宽，实现了不同部门的数据通过不同的路径到达核心交换机。通过设置VRRP不但实现了校园网网关的冗余备份，还实现了不同VLAN的数据通过不同的核心交换机发送给出口防火墙，做到负载分担。
使用VRRP中的track功能，对校园网VRRP的部署做了优化，解决不能监控上行链路故障的问题。在使用track时，需要注意的是不能将接口地址作为VRRP的地址。在实际工作中，还可以使用BFD技术和NQA技术来监控上行链路，这几种方法各有优劣，大家可根据实际情况和客观条件，灵活运用。
参考文献：
[1] 蔡学军，梁广明.网络互连技术[M].北京：高等教育出版社，2004.
[2] 雷震甲.网络工程师教程[M].北京：高等教育出版社，2006.
[3] 杨靖，刘亮.实用网络技术配置指南[M].北京：北京希望电子出版社，2007.
[4] H3C.MSTP技术白皮书. H3C，2012.
[5] H3C.VRRP技术白皮书. H3C，2014.
【通联编辑：张薇】