通过MSTP和VRRP实现网关备份，以及负载均衡

一、网络拓扑图：



二、环境搭建：三层交换机、二层交换机、各两台，路由器一台，PC机三台。
三、实验原理：现实生活中，为了资源的充分利用，往往备份的交换机或者路由器，不只单单充当备份的角色。而是也要承载数据的传输功能。通过MSTP和VRRP技术，将同vlan的根交换机与主网关配置到同一个三层交换机上，将所有的vlan交叉配置，最终实现交换机和网关的备份，以及负载均衡
四、实验步骤：
1、搭建网络拓扑图：



2、将交换机之间以及交换机与路由器之间相连的链路，都配成trunk，命令如下：
[Huawei]port-group v10 //创建一个端口组v10
[Huawei-port-group-v10]group-member Ethernet 0/0/2 to Ethernet 0/0/4 //将端口Ethernet 0/0/2到0/0/4加入到端口组
[Huawei-port-group-v10]undo shutdown //开启端口组的所有端口
[Huawei-port-group-v10]port link-type trunk //配置端口组为trunk模式
[Huawei-port-group-v10]port trunk allow-pass vlan all //配置端口组的端口允许通过的vlan为所有vlan
按照上述命令，将将交换机之间以及交换机与路由器之间相连的链路，都配成trunk。
3、在LSW1交换机上配置vlan 10和vlan 20，并将Ethernet 0/0/1加入vlan 1中。命令如下：
[Huawei]vlan batch 10 20 //创建vlan 10，vlan 20
[Huawei]interface Ethernet 0/0/1 //进入端口Ethernet 0/0/1
[Huawei-Ethernet0/0/1]undo shutdown //开启端口
[Huawei-Ethernet0/0/1]port link-type access //设置端口模式为access模式
[Huawei-Ethernet0/0/1]port default vlan 10 //设置端口允许通过vlan 10
按照上述命令，在其余的交换机上创建vlan 10，vlan 20，并将LSW4上的Ethernet 0/0/1加入到vlan 20。
4、配置vlan 10和vlan 20 的根交换机网桥
[Huawei]stp region-configuration //配置MST域
[Huawei-mst-region]region-name 10 //配置region名字
[Huawei-mst-region]instance 10 vlan 10 //配置关联的vlan
[Huawei-mst-region]active region-configuration //激活region的配置
[Huawei-mst-region]quit //退回系统视图
[Huawei]stp region-configuration //配置MST域
[Huawei-mst-region]region-name 20 //配置region名字
[Huawei-mst-region]instance 20 vlan 20 //配置关联的vlan
[Huawei-mst-region]active region-configuration //激活region的配置
配置以上命令后，在LSW2上输入[Huawei]stp instance 10 priority 0 //将此交换机配置为vlan 10 的根网桥
在LSW3上输入[Huawei]stp instance 20 priority 0 //将此交换机配置为vlan 20 的根网桥
在LSW2上输入：[Huawei]display stp instance 10
在LSW3上输入：[Huawei]display stp instance 20





根据上图得知，LSW2，LSW3分别是vlan 10和vlan 20 的根网桥
5、配置备份网关，
LSW2上输入以下命令：
[Huawei]interface vlanif 10 //进入虚端口 vlanif 10
[Huawei-Vlanif10]ip address 192.168.1.251 255.255.255.0 //配置虚拟端口的IP
[Huawei-Vlanif10]vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.1.250 //开启VRRP并配置虚拟网关
[Huawei-Vlanif10]vrrp vrid 10 priority 200 //配置VRRP主设备的优先级
[Huawei-Vlanif10]vrrp vrid 10 track interface GigabitEthernet 0/0/4 reduced 150 //跟踪端口GigabitEthernet 0/0/4
[Huawei-Vlanif10]quit //退回系统视图
[Huawei]interface vlanif 20
[Huawei-Vlanif20]ip address 192.168.2.251 255.255.255.0 //配置虚拟端口的IP
[Huawei-Vlanif10]vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.2.250 //开启VRRP并配置虚拟网关
LSW2上输入以下命令：
[Huawei]interface vlanif 20 //进入虚端口 vlanif 20
[Huawei-Vlanif20]ip address 192.168.2.252 255.255.255.0 //配置虚拟端口的IP
[Huawei-Vlanif20]vrrp vrid 20 virtual-ip 192.168.2.250 //开启VRRP并配置虚拟网关
[Huawei-Vlanif20]vrrp vrid 20 priority 200 //配置VRRP主设备的优先级
[Huawei-Vlanif20]vrrp vrid 20 track interface GigabitEthernet 0/0/4 reduced 150 //跟踪端口GigabitEthernet 0/0/4
[Huawei-Vlanif20]quit //退回系统视图
[Huawei]interface vlanif 10 //进入虚端口 vlanif 10
[Huawei-Vlanif10]ip address 192.168.1.252 255.255.255.0 //配置虚拟端口的IP
[Huawei-Vlanif10]vrrp vrid 10 virtual-ip 192.168.1.250 //开启VRRP并配置虚拟网关
在LSW2和LSW3上输入以下命令： [Huawei]display vrrp brief





由上图可知，LSW2和LSW3分别是VLAN 10和VLAN20的主设备
6、配置三层交换机与路由器之间的IP，由于华为三层交换机不能直接在端口上配置IP，所以需要在三层交换机上新建一个vlan，且将连接路由器上的端口设置为access模式，且只允许同过新建的vlan，
LSW2命令如下：
[Huawei]vlan 30 //创建vlan 30
[Huawei]interface GigabitEthernet0/0/4 //进入端口GigabitEthernet0/0/4
[Huawei-GigabitEthernet0/0/4]undo port trunk allow-pass vlan all //取消端口设置的trunk模式
[Huawei-GigabitEthernet0/0/4]port trunk allow-pass vlan 1 //允许端口通过vlan 1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/4]quit //退回系统视图
[Huawei]interface vlanif 30 //进入虚拟端口
[Huawei-Vlanif20]ip address 192.168.3.2 255.255.255.0 //给虚拟端口配置IP
然后将路由器与LSW3相连的端口设置IP为192.168.3.2 /24 ，然后在路由上设置静态路由表指向192.168.1.0 和192.168.2.0
下一跳均为192.168.3.2，在交换机上配置一个缺省路由，下一跳为192.168.3.1，LSW2上执行与上面相同的命令，创建vlan 40，ip地址为192.168.4.2，路由器端为192.168.4.1 /24，同样在路由器上设置静态路由表指向192.168.1.0和192.168.2.0，下一跳为192.168.4.2，交换机上配置缺省路由下一跳：192.168.4.1。路由器连接PC3端口设置IP192.168.5.254
用[Huawei]display ip routing-table 查看三层交换机与路由器的路由表







7、配置PC机的IP及网关
PC1:ip192.168.1.1 网关192.168.1.250
PC2:ip192.168.2.1 网关192.168.2.250
PC3:ip192.168.5.1 网关192.168.5.254
8、验证1
PC1和PC2分别pingPC3，并在路由器GigabitEthernet0/0/0和GigabitEthernet0/0/1口抓包分析
PC2在GigabitEthernet0/0/0口抓包结果如下：







由上结果可知PC1发的数据都是从GigabitEthernet0/0/0发出去的，
PC2在GigabitEthernet0/0/1抓包结果如下：



由上结果可知，PC1和PC2与外部通信时，不是在同一个三层交换机上进行的，验证了网关的负载均衡。
验证2
当LSW2GigabitEthernet0/0/4于关闭状态PC1和PC2能否ping通PC3



当LSW3GigabitEthernet0/0/4于关闭状态PC1和PC2能否ping通PC3



由上结果可知，无论哪个三层交换机与外部的链路发生故障，都不影响PC1和PC2与PC3的通信。验证了网关的备份。