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1 VLAN

1.1 概述

1.1.1 VLAN简介

1.1.2 VLAN原理

1.1.3 VLAN划分

1.1.4 基于端口的VLAN简介

1.2 VLAN配置任务简介

1.3 创建VLAN

1.4 配置端口的连接类型

1.5 配置端口的缺省VLAN

1.6 选择VLAN范围

1.7 配置VLAN中的端口

1.8 配置端口所属的VLAN

1.9 VLAN典型配置举例

1.10 注意事项

2 VLAN虚接口

2.1 概述

2.2 修改VLAN虚接口

2.3 删除VLAN虚接口

2.4 注意事项

3 MAC地址表

3.1 概述

3.1.1 MAC地址表项的生成方式

3.1.2 MAC地址表项的分类

3.1.3 基于MAC地址表的报文转发

3.2 查看和配置MAC地址表项

3.3 配置MAC地址表项的老化时间

3.4 MAC地址表典型配置举例

4 MSTP

4.1 概述

4.1.1 STP简介

4.1.2 RSTP简介

4.1.3 MSTP简介

4.1.4 STP相关协议规范

4.2 MSTP配置任务简介

4.3 配置MSTP域

4.4 配置MSTP全局

4.5 配置MSTP端口

4.6 查看端口信息

4.7 MSTP典型配置举例

4.8 注意事项

5 链路聚合和LACP

5.1 概述

5.1.1 链路聚合的作用

5.1.2 链路聚合的基本概念

5.1.3 链路聚合的模式

5.2 链路聚合和LACP配置任务简介

5.3 创建链路聚合组

5.4 查看链路聚合接口状态

5.5 设置LACP协议优先级

5.6 查看LACP端口信息

5.7 链路聚合和LACP典型配置举例

5.8 注意事项

6 IGMP Snooping

6.1 概述

6.1.1 IGMP Snooping原理

6.1.2 IGMP Snooping基本概念

6.1.3 IGMP Snooping工作机制

6.1.4 协议规范

6.2 IGMP Snooping配置任务简介

6.3 全局使能IGMP Snooping

6.4 开启未知组播数据报文丢弃功能

6.5 在VLAN内配置IGMP Snooping

6.6 在端口上配置IGMP Snooping

6.7 查看IGMP Snooping组播表项信息

6.8 IGMP Snooping典型配置举例

7 服务管理

7.1 概述

7.2 配置服务管理

8 诊断工具

8.1 概述

8.1.1 Ping

8.1.2 Trace Route

8.2 Ping操作

8.2.1 配置IPv4 Ping

8.2.2 配置IPv6 Ping

8.3 Trace Route操作

8.3.1 配置IPv4 TraceRoute

8.3.2 配置IPv6 TraceRoute

 

1 VLAN

1.1  概述

1.1.1  VLAN简介

以太网是一种基于CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect，带冲突检测的载波侦听多路访问）的共享通讯介质的数据网络通讯技术，当主机数目较多时会导致冲突严重、广播泛滥、性能显著下降甚至网络不可用等问题。通过交换机实现LAN互联虽然可以解决冲突（Collision）严重的问题，但仍然不能隔离广播报文。在这种情况下出现了VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）技术，这种技术可以把一个LAN划分成多个虚拟的LAN——VLAN，每个VLAN是一个广播域，VLAN内的主机间通信就和在一个LAN内一样，而VLAN间则不能直接互通。这样，广播报文被限制在一个VLAN内，如下图所示。

图1-1 VLAN示意图

 

VLAN的划分不受物理位置的限制：不在同一物理位置范围的主机可以属于同一个VLAN；一个VLAN包含的用户可以连接在同一个交换机上，也可以跨越交换机，甚至可以跨越路由器。

VLAN的优点如下：

·     限制广播域。广播域被限制在一个VLAN内，节省了带宽，提高了网络处理能力。

·     增强局域网的安全性。VLAN间的二层报文是相互隔离的，即一个VLAN内的用户不能和其它VLAN内的用户直接通信，如果不同VLAN要进行通信，则需通过路由器或三层交换机等三层设备。

·     灵活构建虚拟工作组。用VLAN可以划分不同的用户到不同的工作组，同一工作组的用户也不必局限于某一固定的物理范围，网络构建和维护更方便灵活。

1.1.2  VLAN原理

要使网络设备能够分辨不同VLAN的报文，需要在报文中添加标识VLAN的字段。由于普通交换机工作在OSI模型的数据链路层，只能对报文的数据链路层封装进行识别。因此，如果添加识别字段，也需要添加到数据链路层封装中。

IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气和电子工程师学会）于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的IEEE 802.1Q协议标准草案，对带有VLAN标识的报文结构进行了统一规定。

传统的以太网数据帧在目的MAC地址和源MAC地址之后封装的是上层协议的类型字段，如下图所示。

图1-2 传统以太网帧封装格式

 

其中DA表示目的MAC地址，SA表示源MAC地址，Type表示报文所属协议类型。

IEEE 802.1Q协议规定在目的MAC地址和源MAC地址之后封装4个字节的VLAN Tag，用以标识VLAN的相关信息。

图1-3 VLAN Tag的组成字段

 

如上图所示，VLAN Tag包含四个字段，分别是TPID（Tag Protocol Identifier，标签协议标识符）、Priority、CFI（Canonical Format Indicator，标准格式指示位）和VLAN ID。

·     TPID用来标识本数据帧是否带有VLAN Tag，长度为16bit，缺省取值为0x8100。

·     Priority表示报文的802.1P优先级，长度为3bit。

·     CFI字段标识MAC地址在不同的传输介质中是否以标准格式进行封装，长度为1bit，取值为0表示MAC地址以标准格式进行封装，为1表示以非标准格式封装，缺省取值为0。

·     VLAN ID标识该报文所属VLAN的编号，长度为12bit，取值范围为0～4095。由于0和4095为协议保留取值，所以VLAN ID的取值范围为1～4094。

网络设备利用VLAN ID来识别报文所属的VLAN，根据报文是否携带VLAN Tag以及携带的VLAN Tag值，来对报文进行处理。

 

1.1.3  VLAN划分

VLAN根据划分方式不同可以分为不同类型，下面列出了几种最常见的VLAN类型：

·     基于端口的VLAN

·     基于MAC地址的VLAN

·     基于协议的VLAN

·     基于IP子网的VLAN

·     基于策略的VLAN

·     其它VLAN

Web界面目前只支持对基于端口的VLAN的配置，因此，本章中也只对基于端口的VLAN进行介绍。

1.1.4  基于端口的VLAN简介

基于端口划分VLAN是最简单、最有效的VLAN划分方法。它按照设备端口来定义VLAN成员，将指定端口加入到指定VLAN中之后，端口就可以转发指定VLAN的报文。

1. 端口的链路连接类型

根据端口在转发报文时对VLAN Tag的不同处理方式，可将端口的链路连接类型分为三种：

·     Access连接：端口发出去的报文不带VLAN Tag。一般用于和不能识别VLAN Tag的终端设备相连，或者不需要区分不同VLAN成员时使用。如图1-4所示，Device A和普通的PC相连，PC不能识别带VLAN Tag的报文，所以需要将Device A和PC相连端口的链路连接类型设置为Access。

·     Trunk连接：端口发出去的报文，端口缺省VLAN内的报文不带Tag，其它VLAN内的报文都必须带Tag。通常用于网络传输设备之间的互连。如图1-4所示，Device A和Device B之间需要传输VLAN 2和VLAN 3的报文，所以，需要将Device A和Device B相连端口的链路连接类型设置为Trunk，并允许VLAN 2和VLAN 3通过。

·     Hybrid连接：端口发出去的报文可根据需要设置某些VLAN内的报文带Tag，某些VLAN内的报文不带Tag。通常在不确定相连的设备是否支持VLAN Tag（即是否可以识别携带VLAN Tag的报文）时，设置某些VLAN内的报文不带Tag。如图1-4所示，Device C与一个小局域网相连，局域网中有些PC属于VLAN 2，有些PC属于VLAN 3，此时Device B不确定Device C是否支持VLAN Tag，需要将与Device C相连端口的链路连接类型设置为Hybrid，并允许VLAN 2和VLAN 3的报文不带Tag通过。

图1-4 链路连接类型配置示意图

 

2. 缺省VLAN（PVID）

除了可以设置端口允许通过的VLAN，还可以设置端口的缺省VLAN。在缺省情况下，所有端口的缺省VLAN均为VLAN 1，但用户可以根据需要进行配置。

·     Access端口的缺省VLAN就是它所属的VLAN。

·     Trunk端口和Hybrid端口可以允许多个VLAN通过，能够配置缺省VLAN。

·     当删除某个VLAN时，如果该VLAN是某个端口的缺省VLAN，则对Access端口，端口的缺省VLAN会恢复到VLAN 1；对Trunk或Hybrid端口，端口的缺省VLAN配置不会改变，即它们可以使用已经不存在的VLAN作为缺省VLAN。

 

3. 端口对报文的处理方式

在配置了端口连接类型和缺省VLAN后，端口对报文的接收和发送的处理有几种不同情况，具体情况如表1-1所示。

表1-1 端口收发报文的处理

端口类型	对接收报文的处理		对发送报文的处理
	接收的报文不带Tag时	接收的报文带有Tag时
Access	为报文添加缺省VLAN的Tag	·     当VLAN与缺省VLAN相同时，接收该报文 ·     当VLAN与缺省VLAN不同时，丢弃该报文	去掉Tag，发送该报文
Trunk	·     当缺省VLAN在端口允许通过的VLAN列表中时，接收该报文，为报文添加缺省VLAN的Tag ·     当缺省VLAN不在端口允许通过的VLAN列表中时，丢弃该报文	·     当VLAN在端口允许通过的VLAN列表中时，接收该报文 ·     当VLAN不在端口允许通过的VLAN列表中时，丢弃该报文	·     当VLAN与缺省VLAN相同，且在端口允许通过的VLAN列表中时，去掉Tag，发送该报文 ·     当VLAN与缺省VLAN不同，且在端口允许通过的VLAN列表中时，保持原有Tag，发送该报文
Hybrid			当VLAN在端口允许通过的VLAN列表中时，发送该报文，是否去掉Tag可由用户手动配置

 

1.2  VLAN配置任务简介

1. 配置基于Access端口的VLAN

表1-2 基于Access端口的VLAN配置步骤

步骤	配置任务	说明
1	1.3  创建VLAN	必选 创建一个或多个VLAN
2	1.4  配置端口的连接类型	可选 配置端口的连接类型为Access 缺省情况下，端口的连接类型为Access
3	1.5  配置端口的缺省VLAN	配置Access端口的缺省VLAN	必选 Access端口只有一个Untagged VLAN，即其缺省VLAN。因此，这三个步骤配置效果相同，同时配置时，以最后的配置为准 缺省情况下，Access端口的Untagged VLAN（即缺省VLAN）为VLAN 1
4	1.6  选择VLAN范围	此步骤用于指定在“细节”、“修改VLAN”和“删除”页签页面操作时可选择的VLAN范围。首次进入上述三个页面之前，必须执行此操作
	1.7  配置VLAN中的端口	配置VLAN的Untagged成员为Access端口
5	1.8  配置端口所属的VLAN	配置Access端口的Untagged VLAN

 

2. 配置基于Trunk端口的VLAN

表1-3 基于Trunk端口的VLAN配置步骤

步骤	配置任务	说明
1	1.3  创建VLAN	必选 创建一个或多个VLAN
2	1.4  配置端口的连接类型	必选 配置端口的连接类型为Trunk 对于Hybrid端口，必须先将其设置为Access端口，才能再设置为Trunk端口 缺省情况下，端口的连接类型为Access
3	1.5  配置端口的缺省VLAN	配置Trunk端口的缺省VLAN	必选 Trunk端口只有一个Untagged VLAN，即其缺省VLAN。因此，这三个步骤配置效果相同，同时配置时，以最后的配置为准 缺省情况下，Trunk端口的Untagged VLAN（即缺省VLAN）为VLAN 1 改变Trunk端口的Untagged VLAN（即其缺省VLAN）时，该端口原来的Untagged VLAN将自动变为其Tagged VLAN
4	1.6  选择VLAN范围	此步骤用于指定在“细节”、“修改VLAN”和“删除”页签页面操作时可选择的VLAN范围。首次进入上述三个页面之前，必须执行此操作
	1.7  配置VLAN中的端口	配置VLAN的Untagged成员为Trunk端口
5	1.8  配置端口所属的VLAN	配置Trunk端口的Untagged VLAN
6	1.6  选择VLAN范围	首次进入“细节”、“修改VLAN”和“删除”页签的页面前，必须执行此操作，以指定在上述三个页面中进行操作时可选择的VLAN范围	必选 Trunk端口可以有多个Tagged VLAN。因此，通过这两个步骤多次为Trunk端口配置的Tagged VLAN将同时有效
	1.7  配置VLAN中的端口	配置VLAN的Tagged成员为Trunk端口
7	1.8  配置端口所属的VLAN	配置Trunk端口的Tagged VLAN

 

3. 配置基于Hybrid端口的VLAN

表1-4 基于Hybrid端口的VLAN配置步骤

步骤	配置任务	说明
1	1.3  创建VLAN	必选 创建一个或多个VLAN
2	1.4  配置端口的连接类型	可选 配置端口的连接类型为Hybrid 对于Trunk端口，必须先将其设置为Access端口，才能再设置为Hybrid端口 如果通过步骤5为Trunk端口一次同时指定多个Untagged VLAN，则非Hybrid端口将自动变为Hybrid端口 缺省情况下，端口的连接类型为Access
3	1.5  配置端口的缺省VLAN	可选 配置Hybrid端口的缺省VLAN 缺省情况下，Hybrid端口的缺省VLAN为VLAN 1
4	1.6  选择VLAN范围	此步骤用于指定在“细节”、“修改VLAN”和“删除”页签页面操作时可选择的VLAN范围。首次进入上述三个页面之前，必须执行此操作	必选 Hybrid端口可以有多个Untagged VLAN。因此，通过这两个步骤多次为Hybrid端口配置的Untagged VLAN将同时有效 缺省情况下，Hybrid端口的Untagged VLAN为VLAN 1
	1.7  配置VLAN中的端口	配置VLAN的Untagged成员为Hybrid端口
5	1.8  配置端口所属的VLAN	配置Hybrid端口的Untagged VLAN
6	1.6  选择VLAN范围	首次进入“细节”、“修改VLAN”和“删除”页签的页面前，必须执行此操作，以指定在上述三个页面中进行操作时可选择的VLAN范围	必选 Hybrid端口可以有多个Tagged VLAN。因此，通过这两个步骤多次为Hybrid端口配置的Tagged VLAN将同时有效
	1.7  配置VLAN中的端口	配置VLAN的Tagged成员为Hybrid端口
7	1.8  配置端口所属的VLAN	配置Hybrid端口的Tagged VLAN

 

1.3  创建VLAN

(1)     在导航栏中选择“网络 > VLAN”。

(2)     单击“创建”页签，进入VLAN的创建页面，如下图所示。

(3)     输入要创建的VLAN ID或VLAN ID范围。

(4)     单击<创建>按钮完成操作。

图1-5 创建

 

1.4  配置端口的连接类型

 

(1)     在导航栏中选择“网络 > VLAN”。

(2)     单击“修改端口”页签。

(3)     在面板示意图中选择要配置的端口。

(4)     如下图所示，选择操作类型为“连接类型”，表示要对选中的端口进行修改连接类型的配置。

(5)     设置端口的连接类型，包括：Access、Hybrid、Trunk。

(6)     单击<应用>按钮，弹出配置进度对话框。

(7)     看到配置成功的提示后，在对话框中单击<关闭>按钮完成操作。

图1-6 修改端口的连接类型

 

1.5  配置端口的缺省VLAN

 

(1)     在导航栏中选择“网络 > VLAN”。

(2)     单击“修改端口”页签。

(3)     在面板示意图中选择要配置的端口。

(4)     如下图所示，选择操作类型为“PVID”，表示要对选中的端口进行修改缺省VLAN的配置。

(5)     设置端口的PVID，选中“删除”时表示将端口的PVID恢复为缺省值VLAN 1。需要注意的是，为Access端口指定的PVID必须是已经存在的VLAN。

(6)     单击<应用>按钮，弹出配置进度对话框。

(7)     看到配置成功的提示后，在对话框中单击<关闭>按钮完成操作。

图1-7 修改端口的缺省VLAN

 

1.6  选择VLAN范围

(1)     在导航栏中选择“网络 > VLAN”，默认进入“选择”页签的页面，如下图所示。

图1-8 选择

 

(2)     选择是希望显示所有已配置的VLAN，还是显示所有已配置VLAN的一个子集。如果希望显示所有已配置VLAN的一个子集，则还需要制定希望显示的VLAN范围。

(3)     单击<选择>按钮完成操作。

1.7  配置VLAN中的端口

(1)     在导航栏中选择“网络 > VLAN”。

(2)     单击“修改VLAN”页签，进入如下图所示的页面。

图1-9 修改VLAN

 

(3)     配置VLAN的端口成员，详细配置如下表所示。

(4)     单击<应用>按钮，弹出配置进度对话框。

(5)     看到配置成功的提示后，在对话框中单击<关闭>按钮完成操作。

表1-5 修改VLAN中端口的详细配置

配置项		说明
请选择一个VLAN修改		设置要修改的VLAN，可选的VLAN为已存在并且包含在设置的显示范围内的VLAN
修改描述		设置修改VLAN的描述字符串 缺省情况下，VLAN的描述字符串为该VLAN的VLAN ID，如“VLAN 0001”
选择成员类型	Untagged	设置VLAN中要修改的端口成员类型，包括： ·     Untagged：表示端口成员发送该VLAN报文时不带Tag标签 ·     Tagged：表示端口成员发送该VLAN报文时带Tag标签 ·     非成员：表示从该VLAN中删除端口成员
	Tagged
	非成员
选择要修改的端口		选择VLAN中要进行修改的端口 将Access端口配置为某VLAN的Tagged成员时，该端口会被修改为Hybrid端口

 

1.8  配置端口所属的VLAN

(1)     在导航栏中选择“网络 > VLAN”。

(2)     单击“修改端口”页签，进入如下图所示的页面。

图1-10 修改端口

 

(3)     配置端口所属VLAN，详细配置如下表所示。

(4)     单击<应用>按钮，弹出配置进度对话框。

(5)     看到配置成功的提示后，在对话框中单击<关闭>按钮完成操作。

表1-6 修改端口所属VLAN的详细配置

配置项	说明
选择端口	选择要修改所属VLAN的端口
选择操作类型	设置要进行的操作类型，包括： ·     Untagged：表示将端口设置为指定VLAN的Untagged成员，端口发送指定VLAN报文时将不带Tag标签 ·     Tagged：表示将端口设置为指定VLAN的Tagged成员，端口发送指定VLAN报文时将带Tag标签 ·     非成员：表示将端口从指定VLAN中删除
VLAN IDs	设置端口要加入或退出的VLAN ID ·     将Access端口配置为某VLAN的Untagged成员时，该VLAN必须已经存在 ·     将Access端口配置为某VLAN的Tagged成员或将Trunk端口一次配置为多个VLAN的Untagged成员时，该端口会被修改为Hybrid端口 ·     将Hybrid端口配置为某VLAN的Untagged或Tagged成员时，该VLAN必须是已经存在的静态VLAN

 

1.9  VLAN典型配置举例

1. 组网需求

·     Switch A与对端Switch B使用GigabitEthernet1/0/1相连。

·     GigabitEthernet1/0/1为Trunk端口，缺省VLAN ID为100。

·     配置GigabitEthernet1/0/1，使该端口允许VLAN 2、VLAN 6到VLAN 50、VLAN 100的报文通过。

图1-11 VLAN配置组网图

 

2. 配置Switch A

(1)     配置GigabitEthernet1/0/1为Trunk端口，缺省VLAN为VLAN 100。

步骤1：在导航栏中选择“设备 > 端口管理”。

步骤2：单击“设置”页签。

步骤3：进行如下配置，如下图所示。

·     选择连接类型为“Trunk”。

·     选中“PVID”前的复选框，输入PVID为“100”。

·     在面板示意图中点击选择端口GigabitEthernet1/0/1。

步骤4：单击<提交>按钮完成操作。

图1-12 配置GigabitEthernet1/0/1为Trunk端口（PVID为100）

 

(2)     创建VLAN 2、VLAN 6到VLAN 50、VLAN 100。

步骤1：在导航栏中选择“网络 > VLAN”。

步骤2：单击“创建”页签。

步骤3：如下图所示，输入VLAN IDs为“2,6-50,100”。

步骤4：单击<创建>按钮完成操作。

图1-13 创建VLAN 2、VLAN 6-50、VLAN 100

 

(3)     配置GigabitEthernet1/0/1为VLAN 100的Untagged成员。

步骤1：单击“选择”页签。

步骤2：如下图所示，选中“显示所有已配置VLAN的一个子集”前的单选按钮，在输入框中输入“1-100”。

步骤3：单击<选择>按钮完成操作。

图1-14 选择显示的VLAN范围

 

步骤4：单击“修改VLAN”页签。

步骤5：进行如下配置，如下图所示。

·     在“请选择一个VLAN修改”下拉框中选择“100 - VLAN 0100”。

·     选中“Untagged”前的单选按钮。

·     在面板示意图中点击选择端口GigabitEthernet1/0/1。

步骤6：单击<应用>按钮，弹出配置进度对话框。

步骤7：看到配置成功的提示后，在对话框中单击<关闭>按钮完成操作。

图1-15 配置GigabitEthernet1/0/1为VLAN 100的Untagged成员

 

(4)     配置GigabitEthernet1/0/1为VLAN 2、VLAN 6到VLAN 50的Tagged成员。

步骤1：单击“修改端口”页签。

步骤2：进行如下配置，如下图所示。

·     在面板示意图中点击选择端口GigabitEthernet1/0/1。

·     选择操作类型为“Tagged”。

·     输入VLAN IDs为“2,6-50”。

步骤3：单击<应用>按钮，弹出配置进度对话框。

步骤4：看到配置成功的提示后，在对话框中单击<关闭>按钮完成操作。

图1-16 配置GigabitEthernet1/0/1为VLAN 2、VLAN 6-50的Tagged成员

 

3. 配置Switch B

与Switch A上的配置相同，不再赘述。

1.10  注意事项

配置VLAN时需要注意如下事项：

(1)     VLAN1为系统缺省VLAN，用户不能手工创建和删除。

(2)     保留VLAN是系统为实现特定功能预留的VLAN，用户不能手工创建和删除。

(3)     不能在“删除”页面上删除设备上动态学习到的VLAN。

(4)     如果某个VLAN上应用了相关的QoS策略配置，则不允许删除该VLAN。

 

2 VLAN虚接口

2.1  概述

VLAN虚接口是一种三层模式下的虚拟接口，它不作为物理实体存在于设备上。

 

创建VLAN虚接口

创建VLAN虚接口，可同时配置VLAN虚接口的IPv4地址和IPv6链路本地地址。如果不配置VLAN虚接口的IP地址，则只创建VLAN虚接口，再通过修改VLAN虚接口为其配置IP地址。

(1)     在导航栏中选择“网络 > VLAN虚接口”。

(2)     单击“创建”页签，进入VLAN虚接口的创建页面，如下图所示。

图2-1 创建VLAN虚接口

 

(3)     配置VLAN虚接口的信息，详细配置如下表所示。

(4)     单击<应用>按钮完成操作。

表2-1 创建VLAN虚接口的详细配置

配置项		说明
请输入一个VLAN ID		输入要创建的VLAN虚接口的ID，对应的VLAN必须已经创建
配置IPv4地址	DHCP	设置VLAN虚接口获取IPv4地址的方式 ·     DHCP：表示通过DHCP协议自动获取IPv4地址 ·     BOOTP：表示通过BOOTP协议自动获取IPv4地址 ·     手工：表示通过手工配置指定IPv4地址，选择此项时需要设置IPv4地址和掩码长度
	BOOTP
	手工
	IPv4地址	设置VLAN虚接口的IPv4地址 VLAN虚接口IPv4地址的获取方式选择“手工”时可用
	掩码长度	设置子网掩码长度（也可以输入点分十进制格式的掩码） VLAN虚接口IPv4地址的获取方式选择“手工”时可用
配置IPv6链路本地地址	自动	设置VLAN虚接口获取IPv6链路本地地址的方式 ·     自动：表示设备根据链路本地地址前缀（FE80::/10）及接口的链路层地址，自动为接口生成链路本地地址 ·     手工：表示通过手工配置方式配置IPv6链路本地地址，选择此项时需要设置IPv6地址
	手工
	IPv6地址	设置VLAN虚接口的IPv6链路本地地址 VLAN虚接口IPv6链路本地地址的获取方式选择“手工”时可用，输入的IPv6链路本地地址前缀必须为“FE80::/10”

 

2.2  修改VLAN虚接口

通过修改VLAN虚接口，可以为VLAN虚接口配置IPv4地址、IPv6链路本地地址，以及IPv6站点本地地址或全球单播地址；可以设置打开或关闭VLAN虚接口。

 

(1)     在导航栏中选择“网络 > VLAN虚接口”。

(2)     单击“修改”页签，进入VLAN虚接口的修改页面，如下图所示。

图2-2 修改VLAN虚接口

 

(3)     修改VLAN虚接口IP地址等信息，详细配置如下表所示。

(4)     单击相应的<应用>按钮完成操作。

表2-2 修改VLAN虚接口的详细配置

配置项		说明
选择VLAN虚接口		设置要配置的VLAN虚接口 下拉框中可选的VLAN虚接口需通过创建VLAN虚接口来创建
修改IPv4地址和状态	DHCP	设置VLAN虚接口获取IPv4地址的方式 ·     DHCP：表示通过DHCP协议自动获取IPv4地址 ·     BOOTP：表示通过BOOTP协议自动获取IPv4地址 ·     手工：表示通过手工配置指定IPv4地址，选择此项时需要设置IPv4地址和掩码（可以输入掩码长度或点分十进制格式的掩码）
	BOOTP
	手工
	配置状态	配置打开（Up）或关闭（Down）VLAN虚接口 当VLAN虚接口出现故障时，可以用将接口先关闭，然后再打开接口，可能会使接口恢复正常 缺省情况下，当VLAN虚接口下所有以太网端口状态为Down时，VLAN虚接口为Down状态；只要VLAN虚接口下有一个以太网端口状态为Up，VLAN虚接口就为Up状态 ·     关闭和打开VLAN虚接口对于属于这个VLAN的任何一个以太网端口本身都不起作用，以太网端口的状态不随VLAN虚接口状态的改变而改变 ·     配置状态时，“修改IPv4地址”框和“修改IPv6地址”框中的VLAN虚接口的当前状态是同步变化的
修改IPv6地址和状态	自动	设置VLAN虚接口获取IPv6链路本地地址的方式 ·     自动：表示设备根据链路本地地址前缀（FE80::/10）及接口的链路层地址，自动为接口生成链路本地地址 ·     手工：表示通过手工配置方式配置IPv6链路本地地址，选择此项时需要设置IPv6地址
	手工
	配置状态	配置打开（Up）或关闭（Down）VLAN虚接口 当VLAN虚接口出现故障时，可以用将接口先关闭，然后再打开接口，可能会使接口恢复正常 缺省情况下，当VLAN虚接口下所有以太网端口状态为Down时，VLAN虚接口为Down状态；否则VLAN虚接口处于Up状态 ·     关闭和打开VLAN虚接口对于属于这个VLAN的任何一个以太网端口本身都不起作用，以太网端口的状态不随VLAN虚接口状态的改变而改变 ·     配置状态时，“修改IPv4地址”框和“修改IPv6地址”框中的VLAN虚接口的当前状态是同步变化的
	添加IPv6单播地址	设置VLAN虚接口的IPv6站点本地地址或全球单播地址，以及前缀长度 输入的IPv6地址前缀不能为“FE80::/10”，即链路本地地址前缀 配置IPv6站点本地地址时，输入的IPv6地址前缀必须为“FEC0::/10” 如果该VLAN虚接口没有IPv6链路本地地址，则配置此参数后会自动生成链路本地地址
	EUI64编码	设置采用EUI-64（64-bit Extended Unique Identifier，64位扩展唯一标识符）格式形成IPv6站点本地地址或全球单播地址 选中前面的复选框表示采用EUI-64格式形成；不选中则表示采用手工配置的IPv6站点本地地址或全球单播地址

 

2.3  删除VLAN虚接口

删除VLAN虚接口或者删除VLAN虚接口的IP地址。删除正在登录的IP地址或者所在的VLAN虚接口时，将会断开WEB连接，请重新通过命令行配置或者查询设备可连接的IP地址后再登录。

(1)     在导航栏中选择“网络 > VLAN虚接口”。

(2)     单击“删除”页签，进入VLAN虚接口的删除页面，如下图所示。

图2-3 删除VLAN虚接口

 

(3)     选择待删除的VLAN虚接口，单击<删除虚接口>按钮完成操作。

2.4  注意事项

配置VLAN虚接口时需要注意如下事项：

(1)     配置IPv6 VLAN虚接口时，当接口配置了IPv6站点本地地址或全局单播地址后，同时会自动生成链路本地地址。且与配置自动生成链路本地地址时生成的地址相同。此时如果手工指定接口的链路本地地址，则手工指定的有效。如果删除手工指定的链路本地地址，则接口的链路本地地址恢复为系统自动生成的地址。

(2)     配置IPv6 VLAN虚接口时，如果IPv6链路本地地址是在配置IPv6站点本地地址或全局单播地址时自动生成的，则在删除IPv6站点本地地址或全局单播地址时，生成的IPv6链路本地地址也会同时被删除。

(3)     配置IPv6链路本地地址时，手工指定方式的优先级高于自动生成方式。即，如果先采用自动生成方式，之后手工指定，则手工指定的地址会覆盖自动生成的地址；如果先手工指定，之后采用自动生成的方式，则自动配置不生效，接口的链路本地地址仍是手工指定的。此时，如果删除手工指定的地址，则自动生成的链路本地地址会生效。

3 MAC地址表

 

3.1  概述

MAC地址表记录了与本设备相连的设备的MAC地址、本设备上与该设备相连的设备的接口号以及所属的VLAN ID。在转发数据时，设备根据报文中的目的MAC地址查询MAC地址表，快速定位出接口，从而减少广播。

3.1.1  MAC地址表项的生成方式

MAC地址表项的生成方式有两种：自动生成、手工配置。

1. 自动生成MAC地址表项

一般情况下，MAC地址表是设备通过源MAC地址学习过程而自动建立的。设备学习MAC地址的方法如下：如果从某接口（假设为接口A）收到一个数据帧，设备就会分析该数据帧的源MAC地址（假设为MAC-SOURCE），并认为目的MAC地址为MAC-SOURCE的报文可以由接口A转发；如果MAC地址表中已经包含MAC-SOURCE，设备将对该表项进行更新；如果MAC地址表中尚未包含MAC-SOURCE，设备则将这个新MAC地址以及该MAC地址对应的接口A作为一个新的表项加入到MAC地址表中。

为适应网络的变化，MAC地址表需要不断更新。MAC地址表中自动生成的表项并非永远有效，每一条表项都有一个生存周期，到达生存周期仍得不到刷新的表项将被删除，这个生存周期被称作老化时间。如果在到达生存周期前纪录被刷新，则该表项的老化时间重新计算。

2. 手工配置MAC地址表项

设备通过源MAC地址学习自动建立MAC地址表时，无法区分合法用户和黑客用户的报文，带来了安全隐患。如果黑客用户将攻击报文的源MAC地址伪装成合法用户的MAC地址，并从设备的其它接口进入，设备就会学习到错误的MAC地址表项，于是就会将本应转发给合法用户的报文转发给黑客用户。

为了提高接口安全性，网络管理员可手工在MAC地址表中加入特定MAC地址表项，将用户设备与接口绑定，从而防止假冒身份的非法用户骗取数据。

3.1.2  MAC地址表项的分类

MAC地址表项分为：静态MAC地址表项、动态MAC地址表项和黑洞MAC地址表项。

·     静态MAC地址表项由用户手工配置，表项不老化。

·     动态MAC地址表项包括用户配置的以及设备通过源MAC地址学习得来的，表项有老化时间。

·     黑洞MAC地址表项用于丢弃含有特定目的MAC地址或源地址的报文（例如，出于安全考虑，可以屏蔽某个用户接收报文），由用户手工配置，表项不老化。

 

3.1.3  基于MAC地址表的报文转发

设备在转发报文时，根据MAC地址表项信息，会采取以下两种转发方式：

·     单播方式：当MAC地址表中包含与报文目的MAC地址对应的表项时，设备直接将报文从该表项中的转发出接口发送。

·     广播方式：当设备收到目的地址为全F的报文，或MAC地址表中没有包含对应报文目的MAC地址的表项时，设备将采取广播方式将报文向除接收接口外的所有接口进行转发。

3.2  查看和配置MAC地址表项

(1)     在导航栏中选择“网络 > MAC地址”，默认进入“MAC”页签的页面，页面显示所有的MAC地址表项，如下图所示。

图3-1 MAC地址信息

 

(2)     单击<新建>按钮，进入新建MAC地址表项的配置页面，如下图所示。

图3-2 MAC地址创建

 

(3)     配置MAC地址表项的信息，详细配置如下表所示。

(4)     单击<确定>按钮完成操作。

表3-1 MAC地址表项的详细配置

配置项	说明
MAC地址	设置待添加的MAC地址
类型	设置MAC地址表项的类型，包括： ·     static：表示该表项是静态MAC地址表项，没有老化时间 ·     dynamic：表示该表项是动态MAC地址表项，有老化时间 ·     blackhole：表示该表项是黑洞MAC地址表项，没有老化时间 在MAC地址表项显示页面的列表中共有如下几种类型： ·     Config static：表示该表项是用户手工配置的静态表项 ·     Blackhole：表示该表项是黑洞表项 ·     Learned：表示该表项是设备学习得来的动态表项 ·     Other：表示该表项为除上述状态外的其他类型
VLAN ID	设置MAC地址表项所属的VLAN
端口	设置MAC地址表项所属的端口，该端口必须属于指定的VLAN 黑洞表项不需要设置所属端口

 

3.3  配置MAC地址表项的老化时间

(1)     在导航栏中选择“网络 > MAC地址”。

(2)     单击“设置”页签，进入MAC地址表项老化时间的配置页面，如下图所示。

图3-3 设置

 

(3)     配置MAC地址表项老化时间，详细配置如下表所示。

(4)     单击<确定>按钮完成操作。

表3-2 MAC地址表项老化时间的详细配置

配置项	说明
不老化	设置MAC地址表项不会老化
老化时间	设置MAC地址表项的老化，并指定老化时间

 

3.4  MAC地址表典型配置举例

1. 组网需求

用户通过Web网管设置MAC地址表功能。要求在VLAN1中的GigabitEthernet1/0/1端口下添加一个静态MAC地址表项00e0-fc35-dc71。

2. 配置步骤

创建静态MAC地址表项。

步骤1：在导航栏中选择“网络 > MAC地址”，默认进入“MAC”页签的页面。

步骤2：单击<新建>按钮。

步骤3：进行如下配置，如下图所示。

·     输入MAC地址为“00e0-fc35-dc71”。

·     选择类型为“static”。

·     选择VLAN ID为“1”。

·     选择端口为“GigabitEthernet1/0/1”。

步骤4：单击<确定>按钮完成操作。

图3-4 创建静态MAC地址表项

 

 

4 MSTP

4.1  概述

生成树协议是一种二层管理协议，它通过选择性地阻塞网络中的冗余链路来消除二层环路，同时还具备链路备份的功能。

与众多协议的发展过程一样，生成树协议也是随着网络的发展而不断更新的，从最初的STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）到RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树协议），再到最新的MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol，多生成树协议）。本文将渐进式地对STP、RSTP和MSTP各自的特点及其关系进行介绍。

4.1.1  STP简介

STP由IEEE制定的802.1D标准定义，用于在局域网中消除数据链路层物理环路的协议。运行该协议的设备通过彼此交互报文发现网络中的环路，并有选择的对某些端口进行阻塞，最终将环路网络结构修剪成无环路的树型网络结构，从而防止报文在环路网络中不断增生和无限循环，避免主机由于重复接收相同的报文造成的报文处理能力下降的问题发生。

STP包含了两个含义：狭义的STP是指IEEE 802.1D中定义的STP协议；广义的STP是指包括IEEE 802.1D定义的STP协议，以及各种在它的基础上经过改进的生成树协议。

1. STP的协议报文

STP采用的协议报文是BPDU（Bridge Protocol Data Unit，桥协议数据单元），也称为配置消息。

STP通过在设备之间传递BPDU来确定网络的拓扑结构。BPDU中包含了足够的信息来保证设备完成生成树的计算过程。

BPDU在STP协议中分为两类：

·     配置BPDU（Configuration BPDU）：用于进行生成树计算和维护生成树拓扑的报文。

·     TCN BPDU（Topology Change Notification BPDU，拓扑变化通知BPDU）：当拓扑结构发生变化时，用于通知相关设备网络拓扑结构发生变化的报文。

2. STP的基本概念

(1)     根桥

树形的网络结构必须有树根，于是STP引入了根桥（Root Bridge）的概念。根桥在全网中只有一个，而且根桥会根据网络拓扑的变化而改变，因此根桥并不是固定的。

在网络初始化过程中，所有设备都视自己为根桥，生成各自的配置BPDU并周期性地向外发送；但当网络拓扑稳定以后，只有根桥设备才会向外发送配置BPDU，其它设备则对其进行转发。

(2)     根端口

所谓根端口，是指一个非根桥的设备上离根桥最近的端口。根端口负责与根桥进行通信。非根桥设备上有且只有一个根端口，根桥上没有根端口。

(3)     指定桥与指定端口

指定桥与指定端口的含义，请参见表4-1的说明。

表4-1 指定桥和指定端口的含义

分类	指定桥	指定端口
对于一台设备而言	与本机直接相连并且负责向本机转发配置消息的设备	指定桥向本机转发配置消息的端口
对于一个局域网而言	负责向本网段转发配置消息的设备	指定桥向本网段转发配置消息的端口

 

指定桥与指定端口如图4-1所示，AP1、AP2、BP1、BP2、CP1、CP2分别表示Device A、Device B、Device C的端口。

·     Device A通过端口AP1向Device B转发配置消息，则Device B的指定桥就是Device A，指定端口就是Device A的端口AP1；

·     与局域网LAN相连的有两台设备：Device B和Device C，如果Device B负责向LAN转发配置消息，则LAN的指定桥就是Device B，指定端口就是Device B的BP2。

图4-1 指定桥与指定端口示意图

 

 

(4)     路径开销

路径开销是STP协议用于选择链路的参考值。STP协议通过计算路径开销，选择较为“强壮”的链路，阻塞多余的链路，将网络修剪成无环路的树型网络结构。

3. STP的基本原理

STP通过在设备之间传递BPDU来确定网络的拓扑结构。配置消息中包含了足够的信息来保证设备完成生成树的计算过程，其中包含的几个重要信息如下：

·     根桥ID：由根桥的优先级和MAC地址组成；

·     根路径开销：到根桥的路径开销；

·     指定桥ID：由指定桥的优先级和MAC地址组成；

·     指定端口ID：由指定端口的优先级和端口名称组成；

·     Message Age：配置消息在网络中传播的生存期；

·     Max Age：配置消息在设备中能够保存的最大生存期；

·     Hello Time：配置消息发送的周期；

·     Forward Delay：端口状态迁移的延时。

 

(1)     STP算法实现的具体过程

·     初始状态

各台设备的各个端口在初始时会生成以自己为根桥的配置消息，根路径开销为0，指定桥ID为自身设备ID，指定端口为本端口。

·     最优配置消息的选择

各台设备都向外发送自己的配置消息，同时也会收到其他设备发送的配置消息。

最优配置消息的选择过程如表4-2所示。

表4-2 最优配置消息的选择过程

步骤	内容
1	每个端口收到配置消息后的处理过程如下： ·     当端口收到的配置消息比本端口配置消息的优先级低时，设备会将接收到的配置消息丢弃，对该端口的配置消息不作任何处理 ·     当端口收到的配置消息比本端口配置消息的优先级高时，设备就用接收到的配置消息中的内容替换该端口的配置消息中的内容
2	设备将所有端口的配置消息进行比较，选出优先级最高的配置消息

 

 

·     根桥的选择

网络初始化时，网络中所有的STP设备都认为自己是“根桥”，根桥ID为自身的设备ID。通过交换配置消息，设备之间比较根桥ID，网络中根桥ID最小的设备被选为根桥。

·     根端口、指定端口的选择

根端口、指定端口的选择过程如表4-3所示。

表4-3 根端口和指定端口的选择过程

步骤	内容
1	非根桥设备将接收最优配置消息的那个端口定为根端口
2	设备根据根端口的配置消息和根端口的路径开销，为每个端口计算一个指定端口配置消息： ·     根桥ID替换为根端口的配置消息的根桥ID ·     根路径开销替换为根端口配置消息的根路径开销加上根端口对应的路径开销 ·     指定桥ID替换为自身设备的ID ·     指定端口ID替换为自身端口ID
3	设备使用计算出来的配置消息和需要确定端口角色的端口上的配置消息进行比较，并根据比较结果进行不同的处理： ·     如果计算出来的配置消息优先级高，则设备就将该端口定为指定端口，端口上的配置消息被计算出来的配置消息替换，并周期性向外发送 ·     如果端口上的配置消息优先级高，则设备不更新该端口配置消息并将此端口阻塞，该端口将不再转发数据，只接收但不发送配置消息

 

 

一旦根桥、根端口和指定端口选举成功，则整个树形拓扑就建立完毕了。

下面结合例子说明STP算法实现的计算过程。具体的组网如图4-2所示。假设Device A的优先级为0，Device B的优先级为1，Device C的优先级为2，各个链路的路径开销分别为5、10、4。

图4-2 STP算法计算过程组网图

 

·     各台设备的初始状态

各台设备的初始状态如表4-4所示。

表4-4 各台设备的初始状态

设备	端口名称	端口的配置消息
Device A	AP1	{0，0，0，AP1}
	AP2	{0，0，0，AP2}
Device B	BP1	{1，0，1，BP1}
	BP2	{1，0，1，BP2}
Device C	CP1	{2，0，2，CP1}
	CP2	{2，0，2，CP2}

 

·     各台设备的比较过程及结果

各台设备的比较过程及结果如表4-5所示。

表4-5 各台设备的比较过程及结果

设备	比较过程	比较后端口的配置消息
Device A	·     端口AP1收到Device B的配置消息{1，0，1，BP1}，Device A发现本端口的配置消息{0，0，0，AP1}优于接收到的配置消息，就把接收到的配置消息丢弃 ·     端口AP2收到Device C的配置消息{2，0，2，CP1}，Device A发现本端口的配置消息{0，0，0，AP2}优于接收到的配置消息，就把接收到的配置消息丢弃 ·     Device A发现自己各个端口的配置消息中根桥和指定桥都是自己，则认为自己是根桥，各个端口的配置消息都不作任何修改，以后周期性的向外发送配置消息	AP1：{0，0，0，AP1} AP2：{0，0，0，AP2}
Device B	·     端口BP1收到来自Device A的配置消息{0，0，0，AP1}，Device B发现接收到的配置消息优于本端口的配置消息{1，0，1，BP1}，于是更新端口BP1的配置消息 ·     端口BP2收到来自Device C的配置消息{2，0，2，CP2}，Device B发现本端口的配置消息{1，0，1，BP2}优于接收到的配置消息，就把接收到的配置消息丢弃	BP1：{0，0，0，AP1} BP2：{1，0，1，BP2}
	·     Device B对各个端口的配置消息进行比较，选出端口BP1的配置消息为最优配置消息，然后将端口BP1定为根端口，它的配置消息不作改变 ·     Device B根据根端口BP1的配置消息和根端口的路径开销5，为BP2端口计算一个指定端口配置消息{0，5，1，BP2} ·     Device B使用计算出来的配置消息{0，5，1，BP2}和端口BP2上的配置消息进行比较，比较的结果是计算出来的配置消息较优，则Device B将端口BP2定为指定端口，它的配置消息被计算出来的配置消息替换，并周期性向外发送	根端口BP1： {0，0，0，AP1} 指定端口BP2： {0，5，1，BP2}
Device C	·     端口CP1收到来自Device A的配置消息{0，0，0，AP2}，Device C发现接收到的配置消息优于本端口的配置消息{2，0，2，CP1}，于是更新端口CP1的配置消息 ·     端口CP2收到来自Device B端口BP2更新前的配置消息{1，0，1，BP2}，Device C发现接收到的配置消息优于本端口的配置消息{2，0，2，CP2}，于是更新端口CP2的配置消息	CP1：{0，0，0，AP2} CP2：{1，0，1，BP2}
	经过比较： ·     端口CP1的配置消息被选为最优的配置消息，端口CP1就被定为根端口，它的配置消息不作改变 ·     将计算出来的指定端口配置消息{0，10，2，CP2}和端口CP2的配置消息进行比较后，端口CP2转为指定端口，它的配置消息被计算出来的配置消息替换	根端口CP1： {0，0，0，AP2} 指定端口CP2： {0，10，2，CP2}
	·     接着端口CP2会收到Device B更新后的配置消息{0，5，1，BP2}，由于收到的配置消息优于原配置消息，则Device C触发更新过程 ·     同时端口CP1收到Device A周期性发送来的配置消息，比较后Device C不会触发更新过程	CP1：{0，0，0，AP2} CP2：{0，5，1，BP2}
	经过比较： ·     端口CP2的根路径开销9（配置消息的根路径开销5加上端口CP2对应的路径开销4）小于端口CP1的根路径开销10（配置消息的根路径开销0+端口CP1对应的路径开销10），所以端口CP2的配置消息被选为最优的配置消息，端口CP2就被定为根端口，它的配置消息就不作改变 ·     将端口CP1的配置消息和计算出来的指定端口配置消息比较后，端口CP1被阻塞，端口配置消息不变，同时不接收从Device A转发的数据，直到新的情况触发生成树的计算，比如从Device B到Device C的链路down掉	阻塞端口CP1： {0，0，0，AP2} 根端口CP2： {0，5，1，BP2}

 

经过上表的比较过程，此时以Device A为根桥的生成树就确定下来了，形状如图4-3所示。

图4-3 计算得到的生成树

 

 

(2)     STP的配置消息传递机制

·     当网络初始化时，所有的设备都将自己作为根桥，生成以自己为根的配置消息，并以Hello Time为周期定时向外发送。

·     接收到配置消息的端口如果是根端口，且接收的配置消息比该端口的配置消息优，则设备将配置消息中携带的Message Age按照一定的原则递增，并启动定时器为这条配置消息计时，同时将此配置消息从设备的指定端口转发出去。

·     如果指定端口收到的配置消息比本端口的配置消息优先级低时，会立刻发出自己的更好的配置消息进行回应。

·     如果某条路径发生故障，则这条路径上的根端口不会再收到新的配置消息，旧的配置消息将会因为超时而被丢弃，设备重新生成以自己为根的配置消息并向外发送，从而引发生成树的重新计算，得到一条新的通路替代发生故障的链路，恢复网络连通性。

不过，重新计算得到的新配置消息不会立刻就传遍整个网络，因此旧的根端口和指定端口由于没有发现网络拓扑变化，将仍按原来的路径继续转发数据。如果新选出的根端口和指定端口立刻就开始数据转发的话，可能会造成暂时性的环路。

(3)     STP定时器

STP计算中，需要使用三个重要的时间参数：Forward Delay、Hello Time和Max Age。

·     Forward Delay为设备状态迁移的延迟时间。链路故障会引发网络重新进行生成树的计算，生成树的结构将发生相应的变化。不过重新计算得到的新配置消息无法立刻传遍整个网络，如果新选出的根端口和指定端口立刻就开始数据转发的话，可能会造成暂时性的环路。为此，STP采用了一种状态迁移的机制，新选出的根端口和指定端口要经过2倍的Forward Delay延时后才能进入转发状态，这个延时保证了新的配置消息已经传遍整个网络。

·     Hello Time用于设备检测链路是否存在故障。设备每隔Hello Time时间会向周围的设备发送hello报文，以确认链路是否存在故障。

·     Max Age是用来判断配置消息在设备内保存时间是否“过时”的参数，设备会将过时的配置消息丢弃。

4.1.2  RSTP简介

RSTP由IEEE制定的802.1w标准定义，它在STP基础上进行了改进，实现了网络拓扑的快速收敛。其“快速”体现在，当一个端口被选为根端口和指定端口后，其进入转发状态的延时在某种条件下大大缩短，从而缩短了网络最终达到拓扑稳定所需要的时间。

 

4.1.3  MSTP简介

1. MSTP产生的背景

(1)     STP、RSTP存在的不足

STP不能快速迁移，即使是在点对点链路或边缘端口（边缘端口指的是该端口直接与用户终端相连，而没有连接到其它设备或共享网段上），也必须等待2倍的Forward Delay的时间延迟，端口才能迁移到转发状态。

RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成树协议）是STP协议的优化版。其“快速”体现在，当一个端口被选为根端口和指定端口后，其进入转发状态的延时在某种条件（具体请参见“4.1.2  RSTP简介”）下大大缩短，从而缩短了网络最终达到拓扑稳定所需要的时间。

RSTP可以快速收敛，但是和STP一样存在以下缺陷：局域网内所有网桥共享一棵生成树，不能按VLAN阻塞冗余链路，所有VLAN的报文都沿着一棵生成树进行转发。

(2)     MSTP的特点

MSTP由IEEE制定的802.1s标准定义，它可以弥补STP和RSTP的缺陷，既可以快速收敛，也能使不同VLAN的流量沿各自的路径转发，从而为冗余链路提供了更好的负载分担机制。

MSTP的特点如下：

·     MSTP设置VLAN映射表（即VLAN和生成树的对应关系表），把VLAN和生成树联系起来。通过增加“实例”（将多个VLAN整合到一个集合中）这个概念，将多个VLAN捆绑到一个实例中，以节省通信开销和资源占用率。

·     MSTP把一个交换网络划分成多个域，每个域内形成多棵生成树，生成树之间彼此独立。

·     MSTP将环路网络修剪成为一个无环的树型网络，避免报文在环路网络中的增生和无限循环，同时还提供了数据转发的多个冗余路径，在数据转发过程中实现VLAN数据的负载分担。

·     MSTP兼容STP和RSTP。

2. MSTP的基本概念

在图4-4中的每台设备都运行MSTP。下面结合图4-4解释MSTP的一些基本概念。

图4-4 MSTP的基本概念示意图

 

(1)     MST域

MST域（Multiple Spanning Tree Regions，多生成树域）是由交换网络中的多台设备以及它们之间的网段构成。这些设备具有下列特点：

·     都启动了MSTP；

·     具有相同的域名；

·     具有相同的VLAN到生成树映射配置；

·     具有相同的MSTP修订级别配置；

·     这些设备之间在物理上有链路连通。

例如图4-4中的区域A0，域内所有设备都有相同的MST域配置：

·     域名相同；

·     VLAN与生成树实例的映射关系相同（VLAN1映射到生成树实例1，VLAN2映射到生成树实例2，其余VLAN映射到CIST。其中，CIST即指生成树实例0）；

·     MSTP修订级别相同（此配置在图中没有体现）。

一个交换网络可以存在多个MST域。用户可以通过MSTP配置命令把多台设备划分在同一个MST域内。

(2)     VLAN映射表

VLAN映射表是MST域的一个属性，用来描述VLAN和生成树实例的映射关系。

例如图4-4中，域A0的VLAN映射表就是：VLAN 1映射到生成树实例1，VLAN 2映射到生成树实例2，其余VLAN映射到CIST。MSTP就是根据VLAN映射表来实现负载分担的。

(3)     IST

IST（Internal Spanning Tree，内部生成树）是MST域内的一棵生成树。

IST和CST（Common Spanning Tree，公共生成树）共同构成整个交换网络的生成树CIST（Common and Internal Spanning Tree，公共和内部生成树）。IST是CIST在MST域内的片段，是一个特殊的多生成树实例。

例如图4-4中，CIST在每个MST域内都有一个片段，这个片段就是各个域内的IST。

(4)     CST

CST是连接交换网络内所有MST域的单生成树。如果把每个MST域看作是一个“设备”，CST就是这些“设备”通过STP协议、RSTP协议计算生成的一棵生成树。

例如图4-4中红色线条描绘的就是CST。

(5)     CIST

CIST是连接一个交换网络内所有设备的单生成树，由IST和CST共同构成。

例如图4-4中，每个MST域内的IST加上MST域间的CST就构成整个网络的CIST。

(6)     MSTI

一个MST域内可以通过MSTP生成多棵生成树，各棵生成树之间彼此独立。每棵生成树都称为一个MSTI（Multiple Spanning Tree Instance，多生成树实例）。

例如图4-4中，每个域内可以存在多棵生成树，每棵生成树和相应的VLAN对应。这些生成树都被称为MSTI。

(7)     域根

MST域内IST和MSTI的根桥就是域根。MST域内各棵生成树的拓扑不同，域根也可能不同。

例如图4-4中，区域D0中，生成树实例1的域根为设备B，生成树实例2的域根为设备C。

(8)     总根

总根（Common Root Bridge）是指CIST的树根。

例如图4-4中，总根为区域A0内的某台设备。

(9)     域边界端口

域边界端口是指位于MST域的边缘，用于连接不同MST域、MST域和运行STP的区域、MST域和运行RSTP的区域的端口。

在进行MSTP计算的时候，域边界端口在MST实例上的角色与CIST的角色保持一致，但Master端口除外——Master端口在CIST上的角色为根端口，在其它实例上的角色才为Master端口。例如图4-4中，如果区域A0的一台设备和区域D0的一台设备的第一个端口相连，整个交换网络的总根位于A0内，则区域D0中这台设备上的第一个端口就是区域D0的域边界端口。

(10)     端口角色

在MSTP的计算过程中，端口角色主要有根端口、指定端口、Master端口、Alternate端口、Backup端口等。

·     根端口：负责向根桥方向转发数据的端口。

·     指定端口：负责向下游网段或设备转发数据的端口。

·     Master端口：连接MST域到总根的端口，位于整个域到总根的最短路径上。从CST上看，Master端口就是域的“根端口”（把域看作是一个节点）。Master端口在IST/CIST上的角色是根端口，在其它各个实例上的角色都是Master端口。

·     Alternate端口：根端口和Master端口的备份端口。当根端口或Master端口被阻塞后，Alternate端口将成为新的根端口或Master端口。

·     Backup端口：指定端口的备份端口。当指定端口被阻塞后，Backup端口就会快速转换为新的指定端口，并无时延的转发数据。当开启了MSTP的同一台设备的两个端口互相连接时就存在一个环路，此时设备会将其中一个端口阻塞，Backup端口是被阻塞的那个端口。

端口在不同的生成树实例中可以担任不同的角色。

图4-5 端口角色示意图

 

请参考图4-5理解上述概念。图中：

·     设备A、B、C、D构成一个MST域。

·     设备A的端口1、端口2向总根方向连接。

·     设备C的端口5、端口6构成了环路。

·     设备D的端口3、端口4向下连接其他的MST域。

(11)     端口状态

MSTP中，根据端口是否学习MAC地址和是否转发用户流量，可将端口状态划分为以下三种：

·     Forwarding状态：学习MAC地址，转发用户流量；

·     Learning状态：学习MAC地址，不转发用户流量；

·     Discarding状态：不学习MAC地址，不转发用户流量。

 

端口状态和端口角色是没有必然联系的，表4-6给出了各种端口角色能够具有的端口状态（“√”表示此端口角色能够具有此端口状态；“-”表示此端口角色不能具有此端口状态）。

表4-6 各种端口角色具有的端口状态

端口状态	端口角色
	根端口 /Master端口	指定端口	域边缘端口	Alternate端口	Backup端口
Forwarding	√	√	√	-	-
Learning	√	√	√	-	-
Discarding	√	√	√	√	√

 

3. MSTP的基本原理

MSTP将整个二层网络划分为多个MST域，各个域之间通过计算生成CST；域内则通过计算生成多棵生成树，每棵生成树都被称为是一个多生成树实例。其中实例0被称为IST，其它多生成树实例为MSTI。MSTP同STP一样，使用配置消息进行生成树的计算，只是配置消息中携带的是设备上MSTP的配置信息。

(1)     CIST生成树的计算

经过比较配置消息后，在整个网络中选择一个优先级最高的设备作为CIST的树根。在每个MST域内MSTP通过计算生成IST；同时MSTP将每个MST域作为单台设备对待，通过计算在域间生成CST。CST和IST构成了整个网络的CIST。

(2)     MSTI的计算

在MST域内，MSTP根据VLAN和生成树实例的映射关系，针对不同的VLAN生成不同的生成树实例。每棵生成树独立进行计算，计算过程与STP计算生成树的过程类似。请参见“4.1.1  3. STP的基本原理”。

MSTP中，一个VLAN报文将沿着如下路径进行转发：

·     在MST域内，沿着其对应的MSTI转发；

·     在MST域间，沿着CST转发。

4. MSTP在设备上的实现

MSTP同时兼容STP、RSTP。STP、RSTP两种协议报文都可以被运行MSTP的设备识别并应用于生成树计算。

设备除了提供MSTP的基本功能外，还从用户的角度出发，提供了许多便于管理的特殊功能，如下所示：

·     根桥保持；

·     根桥备份；

·     ROOT保护功能；

·     BPDU保护功能；

·     环路保护功能；

·     防止TC-BPDU报文（网络拓扑发生变化的通知报文）攻击功能；

·     MSTP支持接口板的热插拔，同时支持主控板与备板的倒换。

4.1.4  STP相关协议规范

与MSTP相关的协议规范有：

·     IEEE 802.1D：Spanning Tree Protocol

·     IEEE 802.1w：Rapid Spanning Tree Protocol

·     IEEE 802.1s：Multiple Spanning Tree Protocol

4.2  MSTP配置任务简介

表4-7 MSTP配置步骤

步骤	配置任务	说明
1	4.3  配置MSTP域	可选 配置MST域的相关参数，以及生成树实例和VLAN的映射关系 缺省情况下，MST域的参数都有缺省值，且所有VLAN都映射到生成树实例0
2	4.4  配置MSTP全局	必选 使能全局STP功能，并配置MSTP相关参数 缺省情况下，全局STP功能处于关闭状态；MSTP相关参数都有缺省值
3	4.5  配置MSTP端口	可选 使能端口MSTP功能，并配置MSTP相关参数 缺省情况下，端口MSTP功能处于使能状态，MSTP相关参数都有缺省值
4	4.6  查看端口信息	可选 查看端口上实例0的生成树信息，以及端口所属的生成树实例、路径开销和优先级信息

 

4.3  配置MSTP域

(1)     在导航栏中选择“网络 > MSTP”，默认进入“MSTP域”页签的页面，如下图所示。

图4-6 MSTP域

 

(2)     单击<修改>按钮，进入MSTP域的配置页面，如下图所示。

图4-7 修改MSTP域

 

(3)     配置MSTP域的信息，详细配置如下表所示。

(4)     单击<激活>按钮完成操作。

表4-8 MSTP域的详细配置

配置项		说明
域名		设置MST域的域名 缺省情况下，MST域的域名为设备的桥MAC地址
修订级别		设置MST域的修订级别
手工设置	实例	设置手工添加生成树实例ID与VLAN ID的映射关系 单击<应用>按钮即可向下方的列表中添加一对实例ID与VLAN ID的映射关系
	VLAN ID
按模设置	模值	设置自动将4094个VLAN按模分配到相应的生成树实例中

 

4.4  配置MSTP全局

(1)     在导航栏中选择“网络 > MSTP”。

(2)     单击“MSTP全局”页签，进入如下图所示的页面。

图4-8 MSTP全局

 

(3)     配置MSTP全局信息，详细配置如下表所示。

(4)     单击<确定>按钮完成操作。

表4-9 MSTP全局的详细配置

配置项		说明
全局STP使能		设置是否使能全局STP功能 使能全局STP功能后，MSTP的其它配置才能生效
BPDU保护		设置是否使能全局BPDU保护功能 使能BPDU保护功能可以防止人为伪造配置消息恶意攻击设备，避免网络震荡
模式		设置STP的工作模式，包括STP、RSTP和MSTP ·     STP：在STP模式下，设备的各个端口将向外发送STP BPDU报文 ·     RSTP：在RSTP模式下，设备的各个端口将向外发送RSTP BPDU报文，当发现与运行STP的设备相连时，该端口会自动迁移到STP模式下工作 ·     MSTP：在MSTP模式下，设备的各个端口将向外发送MSTP BPDU报文，当发现与运行STP的设备相连时，该端口会自动迁移到STP模式下工作
最大跳数		设置MST域的最大跳数，该参数决定了MST域的规模 只有在域根上配置的该参数才会在域内生效，在非域根上的配置无效
路径开销标准		设置设备计算端口路径开销值时采用的标准（算法），包括Legacy、IEEE 802.1D-1998和IEEE 802.1T
网络直径		网络中任意两台主机都通过特定的路径彼此相连，每条路径上都有一定数量的网络设备，网络直径就是设备最多的那条路径上的设备个数 设置网络直径后，无法配置定时器的值，因为设备会自动计算Forward Delay、Hello Time和Max Age ·     该参数只对CIST有效，对MSTI无效 ·     网络直径和定时器不能同时配置
定时器	Forward Delay	设置设备状态迁移的延迟时间	·     根桥Forward Delay、Hello Time和Max Age的取值需要满足一定关系，否则会引起网络频繁震荡。建议用户指定设备的网络直径，由设备自动计算Forward Delay、Hello Time和Max Age ·     网络直径和定时器不能同时配置
	Hello Time	设置设备为检测链路故障，发送hello报文的周期
	Max Age	设置消息在设备内保存的最大时长
实例	实例ID	设置设备在指定生成树实例中的角色或设备的桥优先级（桥优先级为设备能否被选为根桥的因素之一） 可选的角色包括： ·     Not Set：不配置，选择此项时可以设置设备的桥优先级 ·     Primary：配置为根桥，选择此项时不能设置设备的桥优先级 ·     Secondary：配置为备份根桥，选择此项时不能设置设备的桥优先级
	根类型
	桥优先级
TC保护功能		设置是否使能TC-BPDU报文攻击的保护功能 设备在接收到TC-BPDU报文后，会执行转发地址表项的刷新操作。在有人伪造TC-BPDU报文恶意攻击设备时，设备短时间内会收到很多的TC-BPDU报文，频繁的刷新操作给设备带来很大负担，给网络的稳定带来很大隐患。通过在设备上使能防止TC-BPDU报文攻击的保护功能，可以避免频繁地刷新转发地址表项 建议用户不要将此保护功能关闭
TC报文删除转发表项门限		设置设备在收到TC-BPDU报文后的一定时间内，允许收到TC-BPDU报文后立即刷新转发地址表项的最高次数

 

4.5  配置MSTP端口

(1)     在导航栏中选择“网络 > MSTP”。

(2)     单击“端口设置”页签，进入如下图所示的页面。

图4-9 端口设置

 

(3)     配置MSTP端口的信息，详细配置如下表所示。

(4)     单击<应用>按钮完成操作。

表4-10 MSTP端口的详细配置

配置项		说明
STP		设置是否使能端口的STP功能
保护类型		设置端口上使能的保护类型 ·     Not Set：不使能任何保护类型 ·     Edged Port、Root Protection、Loop Protection：参见表4-11
实例	实例ID	设置端口在不同生成树实例中的优先级和路径开销 ·     端口优先级是确定该端口是否会被选为根端口的重要依据，同等条件下优先级高的端口将被选为根端口。在支持MSTP的设备上，端口可以在不同的生成树实例中拥有不同的优先级，同一端口可以在不同的生成树实例中担任不同的角色，从而使不同VLAN的数据沿不同的物理路径传播，实现按VLAN进行负载分担的功能。用户可以根据组网的实际需要来设置端口的优先级 ·     路径开销是与端口相连的链路速率相关的参数，可以选择自动计算或手动设置路径开销。在支持MSTP的设备上，端口在不同的生成树实例中可以拥有不同的路径开销。设置合适的路径开销可以使不同VLAN的流量沿不同的物理链路转发，从而实现按VLAN负载分担的功能
	端口优先级
	自动计算路径开销
	手动设置路径开销
高级	点对点	设置端口是否与点到点链路相连 ·     Auto：将自动检测端口是否与点到点链路相连 ·     Force False：端口没有与点到点链路相连 ·     Force True：端口与点到点链路相连 当端口被设置为与点对点链路相连，则该端口在所有生成树实例上均被设置为与点对点链路相连。如果端口实际物理链路不是点对点链路，用户错误配置为强制点对点链路，则有可能会引入临时环路
	传输限制	设置端口在每个Hello Time内发送MSTP报文的最大个数 如果配置的值过大，会占用过多的网络资源，建议使用缺省值
	MSTP模式	设置是否将端口迁移到MSTP模式 如果在一个交换网络中，运行MSTP（或RSTP）的设备的端口连接着运行STP的设备，该端口会自动迁移到STP兼容模式下工作；但是此时如果运行STP协议的设备被拆离，该端口不能自动迁移到MSTP（或RSTP）模式下运行，仍然会工作在STP兼容模式下。此时可以通过执行此操作迫使其迁移到MSTP（或RSTP）模式下运行
请选择端口		在设置要配置MSTP功能的端口，可以同时选择多个端口进行配置 在面板示意图中可点击选择要配置的端口；当设备中配置了聚合口时，面板示意图下方会显示聚合口的列表，可点击进行选择

 

表4-11 保护类型说明表

保护类型	说明
Edged Port	边缘端口。接入层设备的一些端口会直连PC、文件服务器等不会产生配置消息的设备。在这些端口上使能这一功能可以实现端口的快速迁移 使能Edged Port功能时，建议同时使能BPDU保护功能，以防止边缘端口收到配置消息而引起的网络震荡
Root Protection	根保护功能。由于维护人员的错误配置或网络中的恶意攻击，网络中可能会出现优先级更高的配置消息，这样会导致STP重新计算，从而引起网络拓扑结构的错误变动。Root Protection可以防止此类情况出现
Loop Protection	环路保护功能。设备通过不断接收上游设备发送的配置消息来维持根端口及其他端口的状态。由于链路拥塞或单向链路故障，端口可能无法收到上游设备的配置消息。此时设备会重新选择根端口，阻塞端口可能会迁移到转发状态，在交换网络中形成环路。Loop Protection可以防止此类环路产生

 

4.6  查看端口信息

(1)     在导航栏中选择“网络 > MSTP”。

(2)     单击“端口信息”页签。

(3)     在面板示意图中单击选中一个端口（当设备中配置了聚合口时，面板示意图下方会显示聚合口的列表，也可点击进行选择），页面下方会显示该端口上实例0的生成树信息（当全局STP使能时）或STP的状态和统计信息（当全局STP未使能时），以及该端口所属的生成树实例、路径开销和优先级，下图所示。详细说明如表4-12所示。

图4-10 端口信息

 

表4-12 端口上实例0的生成树信息的详细说明

字段	说明
[FORWARDING]	端口处于Forwarding状态：学习MAC地址，转发用户流量
[LEARNING]	端口处于Learning状态：学习MAC地址，不转发用户流量
[DISCARDING]	端口处于Discarding状态：不学习MAC地址，不转发用户流量
[DOWN]	端口处于关闭状态
Port Protocol	端口是否使能STP协议
Port Role	端口在生成树实例中的角色，包括：Alternate、Backup、Root、Designated、Master、Disabled
Port Priority	端口优先级
Port Cost(Legacy)	端口的路径开销（括号中的内容表示当前设备的路径开销计算方法，包括Legacy、dot1d-1998和dot1t）： ·     Config：表示配置值 ·     Active：表示实际值
Desg. Bridge/Port	端口的指定桥ID和端口ID 对于不支持端口优先级的端口，这里显示的端口ID没有意义
Port Edged	端口是否为边缘端口： ·     Config：表示配置值 ·     Active：表示实际值
Point-to-point	端口是否与点对点链路相连： ·     Config：表示配置值 ·     Active：表示实际值
Transmit Limit	端口每个Hello Time时间间隔发送报文的上限
Protection Type	端口遇到异常情况启动保护的类型： ·     Root：表示根保护 ·     Loop：表示环路保护 ·     BPDU：表示BPDU保护 ·     None：表示无保护
MST BPDU Format	端口发送MSTP报文的格式，取值为legacy和802.1s： ·     Config：表示配置值 ·     Active：表示实际值
Port Config- Digest-Snooping	端口是否使能配置摘要侦听功能
Rapid transition	边缘端口在实例0中是否快速迁移至转发状态
Num of Vlans Mapped	端口在实例0中的VLAN计数
PortTimes	端口相关的主要参数值： ·     Hello：表示Hello time定时器值 ·     MaxAge：表示Max Age定时器值 ·     FwDly：表示Forward delay定时器值 ·     MsgAge：表示Message Age定时器值 ·     RemHop：表示剩余跳数
BPDU Sent	端口发送报文计数
BPDU Received	端口接收报文计数
Protocol Status	MSTP协议状态
Protocol Std.	MSTP协议标准
Version	MSTP协议版本
CIST Bridge-Prio.	设备在CIST中的优先级
MAC address	设备的MAC地址
Max age(s)	BPDU的最大生存时间（单位为秒）
Forward delay(s)	端口状态迁移的延时（单位为秒）
Hello time(s)	根设备发送BPDU的周期（单位为秒）
Max hops	MST域中的最大跳数
TC Snooping	是否使能TC Snooping功能

 

4.7  MSTP典型配置举例

1. 组网需求

配置MSTP使下图中不同VLAN的报文按照不同的生成树实例转发。具体配置为：

·     网络中所有设备属于同一个MST域；

·     VLAN 10的报文沿着实例1转发，VLAN 20沿着实例2转发，VLAN 30沿着实例3转发，VLAN 40沿着实例0转发；

·     Switch A和Switch B为汇聚层设备，Switch C和Switch D为接入层设备。VLAN 10、VLAN 20在汇聚层设备终结，VLAN 30在接入层设备终结，因此可以配置实例1和实例2的树根分别为Switch A和Switch B，实例3的树根为Switch C。

图4-11 MSTP配置组网图

 

 

2. 配置Switch A

(1)     配置MSTP域。

步骤1：在导航栏中选择“网络 > MSTP”，默认进入“MSTP域”页签的页面。

步骤2：单击<修改>按钮，如下图所示。

图4-12 MSTP域

 

步骤3：在修改MSTP域的页面进行如下配置，如下图所示。

·     输入域名为“example”。

·     输入修订级别为“0”。

·     选中“手工设置”前的单选按钮。

·     选择实例ID为“1”。

·     输入VLAN ID为“10”。

·     单击<应用>按钮将实例与VLAN的映射关系添加到列表中。

·     选择实例ID为“2”。

·     输入VLAN ID为“20”。

·     单击<应用>按钮将实例与VLAN的映射关系添加到列表中。

·     选择实例ID为“3”。

·     输入VLAN ID为“30”。

·     单击<应用>按钮将实例与VLAN的映射关系添加到列表中。

步骤4：单击<激活>按钮完成操作。

图4-13 配置MSTP域

 

(2)     配置MSTP全局。

步骤1：在导航栏中选择“网络 > MSTP”。

步骤2：单击“MSTP全局”页签。

步骤3：进行如下配置，如下图所示。

·     选择全局STP使能为“Enable”。

·     选择模式为“MSTP”。

·     选中“实例”前的复选框。

·     选择实例ID为“1”。

·     选择根类型为“Primary”。

步骤4：单击<确定>按钮完成操作。

图4-14 配置MSTP全局（Switch A）

 

3. 配置Switch B

(1)     配置MSTP域。（与Switch A上MSTP域的配置相同，不再赘述）

(2)     配置MSTP全局。

步骤1：在导航栏中选择“网络> MSTP”。

步骤2：单击“MSTP全局”页签。

步骤3：进行如下配置，参见图4-14。

·     选择全局STP使能为“Enable”。

·     选择模式为“MSTP”。

·     选中“实例”前的复选框。

·     选择实例ID为“2”。

·     选择根类型为“Primary”。

步骤4：单击<确定>按钮完成操作。

4. 配置Switch C

(1)     配置MSTP域。（与Switch A上MSTP域的配置相同，不再赘述）

(2)     置MSTP全局。

步骤1：在导航栏中选择“网络 > MSTP”。

步骤2：单击“MSTP全局”页签。

步骤3：进行如下配置，参见图4-14。

·     选择全局STP使能为“Enable”。

·     选择模式为“MSTP”。

·     选中“实例”前的复选框。

·     选择实例ID为“3”。

·     选择根类型为“Primary”。

步骤4：单击<确定>按钮完成操作。

5. 配置Switch D

(1)     配置MSTP域。（与Switch A上MSTP域的配置相同，不再赘述）

(2)     配置MSTP全局。

步骤1：在导航栏中选择“网络 > MSTP”。

步骤2：单击“MSTP全局”页签。

步骤3：进行如下配置，如下图所示。

·     选择全局STP使能为“Enable”。

·     选择模式为“MSTP”。

步骤4：单击<确定>按钮完成操作。

图4-15 配置MSTP全局（Switch D）

 

4.8  注意事项

配置MSTP时需要注意如下事项：

(1)     只有两台设备上配置的MST域的域名相同、MST域内配置的所有生成树实例对应的VLAN映射表完全相同、MST域的修订级别相同，且设备之间有链路相通，这两台设备才属于同一个MST域。

(2)     在生成树根桥的选择过程中，如果设备的桥优先级取值相同，则MAC地址最小的那台设备将被选择为根。

(3)     在设备没有使能BPDU保护的情况下，如果被设置为边缘端口的端口上收到来自其它端口的BPDU报文，则该端口会重新变为非边缘端口。此时，只有重启端口才能将该端口恢复为边缘端口。

(4)     对于直接与终端相连的端口，请将该端口设置为边缘端口，同时启动BPDU保护功能。这样既能够使该端口快速迁移到转发状态，也可以保证网络的安全。

5 链路聚合和LACP

5.1  概述

5.1.1  链路聚合的作用

链路聚合是将多个物理以太网端口聚合在一起形成一个逻辑上的聚合组，使用链路聚合服务的上层实体把同一聚合组内的多条物理链路视为一条逻辑链路。

链路聚合可以实现出/入负载在聚合组中各个成员端口之间分担，以增加带宽。同时，同一聚合组的各个成员端口之间彼此动态备份，提高了连接可靠性。

5.1.2  链路聚合的基本概念

1. 聚合接口

聚合接口是一个逻辑接口。

2. 聚合组

聚合组是一组以太网接口的集合。聚合组是随着聚合接口的创建而自动生成的，其编号与聚合接口编号相同。

随着二层聚合接口的创建而自动生成，只能包含二层以太网接口的聚合组为二层聚合组。

3. 聚合成员端口的状态

聚合组中的成员端口有下面两种状态：

·     Selected状态：处于此状态的接口可以参与转发用户数据。

·     Unselected状态：处于此状态的接口不能转发用户数据。

聚合接口的速率、双工状态由其Selected成员端口决定：聚合接口的速率是Selected成员端口的速率之和，聚合接口的双工状态与Selected成员端口的双工状态一致。

关于如何确定一个成员端口的状态，将在“5.1.3  1. 静态聚合模式”和“5.1.3  2. 动态聚合模式”中详细介绍。

4. LACP协议

LACP（Link Aggregation Control Protocol，链路聚合控制协议）是一种基于IEEE802.3ad标准的协议。LACP协议通过LACPDU（Link Aggregation Control Protocol Data Unit，链路聚合控制协议数据单元）使两端的设备交互信息。

处于动态聚合组中的接口会自动使能LACP协议，该接口将通过发送LACPDU向对端通告自己的系统LACP协议优先级、系统MAC、端口的LACP协议优先级、端口号和操作Key。对端接收到LACPDU后，将其中的信息与其它接口所收到的信息进行比较，以选择能够处于Selected状态的接口，从而双方可以对接口处于Selected状态达成一致。

5. 操作Key

操作Key是在链路聚合时，聚合控制根据成员端口的某些配置自动生成的一个配置组合，包括端口速率、双工模式和链路状态的配置（统称为端口属性配置）。

在聚合组中，处于Selected状态的成员端口具有相同的操作Key。

6. 第二类配置

第二类配置所含内容如表5-1所示。同一聚合组中，如果成员端口与聚合接口的第二类配置不同，那么该成员端口将不能成为Selected端口。

表5-1 第二类配置

类别	配置内容
端口隔离	端口是否加入隔离组、端口所属的端口隔离组
VLAN配置	端口上允许通过的VLAN、端口缺省VLAN ID、端口的链路类型（即Trunk、Hybrid、Access类型）、基于IP子网的VLAN配置、基于协议的VLAN配置、VLAN报文是否带Tag配置
MAC地址学习配置	是否具有MAC地址学习功能、端口是否具有最大学习MAC地址个数的限制、MAC地址表满后是否继续转发

 

 

5.1.3  链路聚合的模式

按照聚合方式的不同，链路聚合可以分为两种模式：

·     静态聚合模式

·     动态聚合模式

1. 静态聚合模式

静态聚合模式中，成员端口的LACP协议为关闭状态。系统按照以下原则设置成员端口的选中状态：

·     当聚合组内有处于Up状态的端口时，系统按照端口全双工/高速率、全双工/低速率、半双工/高速率、半双工/低速率的优先次序，选择优先次序最高且处于Up状态的、端口的第二类配置和对应聚合接口的第二类配置相同的端口作为该组的参考端口（优先次序相同的情况下，端口号最小的端口为参考端口）。

·     与参考端口的端口属性配置和第二类配置一致且处于Up状态的端口成为可能处于Selected状态的候选端口，其它端口将处于Unselected状态。

·     聚合组中处于Selected状态的端口数是有限制的，当候选端口的数目未达到上限时，所有候选端口都为Selected状态，其它端口为Unselected状态；当候选端口的数目超过这一限制时，系统将按照端口号从小到大的顺序选择一些候选端口保持在Selected状态，端口号较大的端口则变为Unselected状态。

·     当聚合组中全部成员都处于Down状态时，全组成员均为Unselected状态。

·     因硬件限制（如不能跨板聚合）而无法与参考端口聚合的端口将处于Unselected状态。

 

2. 动态聚合模式

当聚合组配置为动态聚合模式后，聚合组中成员端口的LACP协议自动使能。

在动态聚合模式中，成员端口处于不同状态时对协议报文的处理方式如下：

·     Selected端口可以收发LACP协议报文。

·     处于Up状态的Unselected端口如果配置和对应的聚合接口配置相同，可以收发LACP协议报文。

系统按照以下原则设置成员端口的选中状态：

(1)     本端系统和对端系统会进行协商，根据两端系统中设备ID较优的一端的端口ID的大小，来决定两端端口的状态。具体协商步骤如下：

·     比较两端系统的设备ID（设备ID＝系统的LACP协议优先级＋系统MAC地址）。先比较系统的LACP协议优先级，如果相同再比较系统MAC地址。设备ID小的一端被认为较优（系统的LACP协议优先级和MAC地址越小，设备ID越小）。

·     比较设备ID较优的一端的端口ID（端口ID＝端口的LACP协议优先级＋端口号）。对于设备ID较优的一端的各个端口，首先比较端口的LACP协议优先级，如果优先级相同再比较端口号。端口ID小的端口作为参考端口（端口的LACP协议优先级和端口号越小，端口ID越小）。

·     与参考端口的端口属性配置和第二类配置一致且处于Up状态的端口、并且该端口的对端端口与参考端口的对端端口的配置也一致时，该端口才成为可能处于Selected状态的候选端口。否则，端口将处于Unselected状态。

·     聚合组中处于Selected状态的端口数是有限制的，当候选端口的数目未达到上限时，所有候选端口都为Selected状态，其它端口为Unselected状态；当候选端口的数目超过这一限制时，系统将按照端口ID从小到大的顺序选择一些端口保持在Selected状态，端口ID较大的端口则变为Unselected状态。同时，对端设备会感知这种状态的改变，相应端口的状态将随之变化。

(2)     因硬件限制（如不能跨板聚合）而无法与参考端口聚合的端口将处于Unselected状态。

 

5.2  链路聚合和LACP配置任务简介

1. 配置静态聚合组

表5-2 静态聚合组配置步骤

步骤	配置任务	说明
1	5.3  创建链路聚合组	必选 创建静态聚合接口，并配置其成员端口 创建静态聚合接口时，系统自动生成静态聚合组 缺省情况下，未配置任何链路聚合组
2	5.4  查看链路聚合接口状态	可选 查看已存在的链路聚合组的详细信息

 

2. 配置动态聚合组

表5-3 动态聚合组配置步骤

步骤	配置任务	说明
1	5.3  创建链路聚合组	必选 创建动态聚合接口，并配置其成员端口 创建动态聚合接口时，系统自动生成动态聚合组，并使能LACP协议 缺省情况下，未配置任何链路聚合组
2	5.5  设置LACP协议优先级	可选 设置端口LACP协议优先级和系统LACP协议优先级 改变LACP协议优先级将会影响到动态聚合组成员的Selected和Unselected状态 缺省情况下，端口和系统LACP协议优先级均为32768
3	5.4  查看链路聚合接口状态	可选 查看已存在的链路聚合组的详细信息
4	5.6  查看LACP端口信息	可选 查看已使能LACP协议的端口的详细信息，以及对端端口的详细信息

 

5.3  创建链路聚合组

(1)     在导航栏中选择“网络 > 链路聚合”。

(2)     单击“创建”页签，进入如下图所示的页面。

图5-1 创建链路聚合组

 

(3)     配置链路聚合组的信息，详细配置如下表所示。

(4)     单击<应用>按钮完成操作。

表5-4 链路聚合组的详细配置

配置项	说明
输入链路聚合接口	设置链路聚合接口的ID，作为链路聚合接口组的标识，也是链路聚合组的标识
选择链路聚合接口类型	设置要创建的链路聚合接口的类型，包括： ·     静态（LACP不使能） ·     动态（LACP使能）
为新建的聚合接口选择成员端口	在面板示意图中选择需要加入该聚合接口的成员端口，可以选择一个或多个端口 选择结果显示在页面下方的概要信息列表框中

 

5.4  查看链路聚合接口状态

(1)     在导航栏中选择“网络 > 链路聚合”，默认进入“显示”页签的页面，如下图所示。页面上方的列表中显示所有聚合接口的信息。

(2)     选中一条表项，在页面下方的列表中会显示该聚合接口中端口成员的详细信息，详细说明如表5-5所示。

图5-2 查看链路聚合接口状态

 

表5-5 链路聚合接口状态的详细信息

标题项	说明
聚合接口	链路聚合接口的类型和ID Bridge-Aggregation表示二层聚合接口
链路类型	链路聚合接口的类型，包括： ·     Static：静态聚合接口 ·     Dynamic：动态聚合接口
对端设备标识	对端系统的设备ID（包括系统的LACP协议优先级与系统MAC地址）
被选中端口数	聚合组中正在使用（即可以收发用户的业务报文）的端口数量
备用端口数	聚合组中未在使用（即不能收发用户的业务报文）的端口数量
端口成员	选中聚合接口中的端口成员
状态	端口成员的选中状态
未选中原因	端口成员未选中（即未在使用）的原因 当端口成员的状态为选中时，显示为“--”

 

5.5  设置LACP协议优先级

(1)     在导航栏中选择“网络 > LACP”。

(2)     单击“设置”页签，进入如下图所示的页面。

图5-3 设置LACP协议优先级

 

(3)     在页面的“设置LACP激活端口参数”部分修改端口的LACP协议优先级，详细配置如下表所示。

(4)     单击此部分的<应用>按钮完成操作。

表5-6 LACP协议优先级的详细配置

配置项	说明
端口优先级	设置端口的LACP协议优先级
选择端口修改端口优先级	在面板示意图中选择需要修改LACP协议优先级的端口 未使能LACP协议的端口也可以修改其LACP协议优先级

 

(5)     在“LACP公共参数设置”部分修改系统的LACP协议优先级。

(6)     单击此部分的<应用>按钮完成操作。

5.6  查看LACP端口信息

(1)     在导航栏中选择“网络 > LACP”，默认进入“显示”页签的页面。页面上方的列表框中显示的是本设备上所有使能了LACP协议的端口的详细信息，详细说明如表5-7所示。

(2)     选中某条表项。

(3)     单击<查看详情>按钮，在下方的列表中显示该端口的对端端口的详细信息，如图5-4所示，详细说明如表5-8所示。

图5-4 查看LACP端口信息

 

表5-7 使能了LACP协议的端口信息的详细说明

标题项	说明
单元	当多台设备形成Stack时，端口所在设备的成员编号
端口	使能了LACP协议的端口的编号
LACP状态	端口上LACP协议的使能状态
端口优先级	端口的LACP协议优先级
状态	端口是否处于激活状态 如果处于激活状态，还将显示端口所属的聚合组
未选中原因	端口未在使用（即不能收发用户的业务报文）的原因，取值的具体说明请参见图5-4
对端端口	对端端口的编号
对端状态	对端端口的状态，用A～H表示 ·     A：LACP使能 ·     B：LACP短超时（不显示B表示LACP长超时） ·     C：发送端认为端口所在链路可聚合 ·     D：发送端认为端口所在链路处于同步状态 ·     E：发送端认为端口所在链路处于收集状态 ·     F：发送端认为端口所在链路处于分发状态 ·     G：发送端的接收状态机处于默认状态（没有收到报文、或者长时间内没有收到报文） ·     H：发送端的接收状态机处于超时状态
操作key	本端端口的操作Key

 

表5-8 对端端口信息的详细说明

标题项	说明
单元	对端设备的成员编号
端口	对端端口的编号
对端设备标识	对端系统的设备ID（包括系统的LACP协议优先级与系统MAC地址）
对端端口优先级	对端端口的LACP协议优先级
对端操作key	对端端口的操作Key

 

5.7  链路聚合和LACP典型配置举例

1. 组网需求

·     Switch A与Switch B通过各自的二层以太网端口GigabitEthernet1/0/1～GigabitEthernet1/0/3相互连接。

·     Switch A和Switch B由三条物理链路连接。在Switch A和Switch B上把端口配置成链路聚合组，从而实现出/入负载在各成员端口中分担。

图5-5 静态聚合配置组网图

 

2. 配置步骤

使用静态聚合组和动态聚合组均可以实现负载分担，下面将分别介绍这两种聚合组的配置方法，使用任何一种方法都可以实现需求。

(1)     方法一：配置静态聚合组

步骤1：在导航栏中选择“网络 > 链路聚合”。

步骤2：单击“创建”页签。

步骤3：进行如下配置，如下图所示。

·     输入二层接口为“1”。

·     选择链路聚合接口类型为“静态（LACP不使能）”。

·     在面板示意图上选中端口“GigabitEthernet1/0/1”、“GigabitEthernet1/0/2”、“GigabitEthernet1/0/3”。

步骤4：单击<应用>按钮完成操作。

图5-6 创建静态聚合组1

 

(2)     方法二：配置动态聚合组

步骤1：在导航栏中选择“网络 > 链路聚合”。

步骤2：单击“创建”页签。

步骤3：进行如下配置，如下图所示。

·     输入二层接口为“1”。

·     选择链路聚合接口类型为“动态（LACP使能）”。

·     在面板示意图上选中端口“GigabitEthernet1/0/1”、“GigabitEthernet1/0/2”、“GigabitEthernet1/0/3”。

步骤4：单击<应用>按钮完成操作。

图5-7 创建动态聚合组1

 

5.8  注意事项

对链路聚合组进行配置时，需要注意如下事项：

(1)     在聚合组中，只有与参考端口配置一致的端口才允许成为Selected端口，这些配置包括端口的端口属性配置和第二类配置。在进行配置时，用户需要通过手工配置的方式保证各端口上的这些配置一致。

·     参考端口：当聚合组内有处于Up状态的端口时，系统按照端口全双工/高速率、全双工/低速率、半双工/高速率、半双工/低速率的优先次序，选择优先次序最高且处于Up状态的、端口的第二类配置和对应聚合接口的第二类配置相同的端口作为该组的参考端口（优先次序相同的情况下，端口号最小的端口为参考端口）。

·     端口属性配置：包括端口速率、双工模式和链路状态的配置。

·     第二类配置：请参见“5.1.2  6. 第二类配置”一节的介绍。

(2)     对于静态聚合组，用户要通过配置使同一链路上处在两台不同设备中的端口的Selected状态保持一致，否则聚合功能不能正常使用；对于动态聚合模式，系统两端会自动协商同一条链路上的两端端口在各自聚合组中的Selected状态，用户只需保证在一个系统中聚合在一起的端口的对端也同样聚合在一起，聚合功能即可正常使用。

(3)     删除二层聚合接口时，系统会自动删除对应的聚合组，且该聚合组中的所有成员端口将全部离开该聚合组。

 

6 IGMP Snooping

6.1  概述

IGMP Snooping是Internet Group Management Protocol Snooping（互联网组管理协议窥探）的简称，它是运行在二层设备上的组播约束机制，用于管理和控制组播组。

6.1.1  IGMP Snooping原理

运行IGMP Snooping的二层设备通过对收到的IGMP报文进行分析，为端口和MAC组播地址建立起映射关系，并根据这样的映射关系转发组播数据。

如下图所示，当二层设备没有运行IGMP Snooping时，组播数据在二层网络中被广播；当二层设备运行了IGMP Snooping后，已知组播组的组播数据不会在二层网络中被广播，而被组播给指定的接收者。

图6-1 二层设备运行IGMP Snooping前后的对比

 

IGMP Snooping通过二层组播将信息只转发给有需要的接收者，可以带来以下好处：

·     减少了二层网络中的广播报文，节约了网络带宽；

·     增强了组播信息的安全性；

·     为实现对每台主机的单独计费带来了方便。

6.1.2  IGMP Snooping基本概念

1. IGMP Snooping相关端口

如下图所示，Router A连接组播源，在Switch A和Switch B上分别运行IGMP Snooping，Host A和Host C为接收者主机（即组播组成员）。

图6-2 IGMP Snooping相关端口

 

结合上图，介绍一下IGMP Snooping相关的端口概念：

·     路由器端口（Router Port）：交换机上朝向三层组播设备（DR或IGMP查询器）一侧的端口，如Switch A和Switch B各自的GigabitEthernet1/0/1端口。交换机将本设备上的所有路由器端口都记录在路由器端口列表中。

·     成员端口（Member Port）：又称组播组成员端口，表示交换机上朝向组播组成员一侧的端口，如Switch A的GigabitEthernet1/0/2和GigabitEthernet1/0/3端口，以及Switch B的GigabitEthernet1/0/2端口。交换机将本设备上的所有成员端口都记录在IGMP Snooping转发表中。

 

2. IGMP Snooping动态端口老化定时器

表6-1 IGMP Snooping动态端口老化定时器

定时器	说明	超时前应收到的报文	超时后交换机的动作
动态路由器端口老化定时器	交换机为其每个动态路由器端口都启动一个定时器，其超时时间就是动态路由器端口老化时间	源地址不为0.0.0.0的IGMP普遍组查询报文或PIM Hello报文	将该端口从路由器端口列表中删除
动态成员端口老化定时器	当一个端口动态加入某组播组时，交换机为该端口启动一个定时器，其超时时间就是动态成员端口老化时间	IGMP成员关系报告报文	将该端口从IGMP Snooping转发表中删除

 

 

6.1.3  IGMP Snooping工作机制

运行了IGMP Snooping的交换机对不同IGMP动作的具体处理方式如下：

 

1. 普遍组查询

IGMP查询器定期向本地网段内的所有主机与路由器发送IGMP普遍组查询报文（目的地址为224.0.0.1），以查询该网段有哪些组播组的成员。

在收到IGMP普遍组查询报文时，交换机将其通过VLAN内除接收端口以外的其它所有端口转发出去，并对该报文的接收端口做如下处理：

·     如果在路由器端口列表中已包含该动态路由器端口，则重置其老化定时器。

·     如果在路由器端口列表中尚未包含该动态路由器端口，则将其添加到路由器端口列表中，并启动其老化定时器。

2. 报告成员关系

以下情况，主机会向IGMP查询器发送IGMP成员关系报告报文：

·     当组播组的成员主机收到IGMP查询报文后，会回复IGMP成员关系报告报文。

·     如果主机要加入某个组播组，它会主动向IGMP查询器发送IGMP成员关系报告报文以声明加入该组播组。

在收到IGMP成员关系报告报文时，交换机将其通过VLAN内的所有路由器端口转发出去，从该报文中解析出主机要加入的组播组地址，并对该报文的接收端口做如下处理：

·     如果不存在该组播组所对应的转发表项，则创建转发表项，将该端口作为动态成员端口添加到出端口列表中，并启动其老化定时器。

·     如果已存在该组播组所对应的转发表项，但其出端口列表中不包含该端口，则将该端口作为动态成员端口添加到出端口列表中，并启动其老化定时器。

·     如果已存在该组播组所对应的转发表项，且其出端口列表中已包含该动态成员端口，则重置其老化定时器。

 

3. 离开组播组

运行IGMPv1的主机离开组播组时不会发送IGMP离开组报文，因此交换机无法立即获知主机离开的信息。但是，由于主机离开组播组后不会再发送IGMP成员关系报告报文，因此当其对应的动态成员端口的老化定时器超时后，交换机就会将该端口对应的转发表项从转发表中删除。

运行IGMPv2或IGMPv3的主机离开组播组时，会通过发送IGMP离开组报文，以通知组播路由器自己离开了某个组播组。当交换机从某动态成员端口上收到IGMP离开组报文时，首先判断要离开的组播组所对应的转发表项是否存在，以及该组播组所对应转发表项的出端口列表中是否包含该接收端口：

·     如果不存在该组播组对应的转发表项，或者该组播组对应转发表项的出端口列表中不包含该端口，交换机不会向任何端口转发该报文，而将其直接丢弃。

·     如果存在该组播组对应的转发表项，且该组播组对应转发表项的出端口列表中包含该端口，交换机会将该报文通过VLAN内的所有路由器端口转发出去。同时，由于并不知道该接收端口下是否还有该组播组的其它成员，所以交换机不会立刻把该端口从该组播组所对应转发表项的出端口列表中删除，而是重置其老化定时器。

当IGMP查询器收到IGMP离开组报文后，从中解析出主机要离开的组播组的地址，并通过接收端口向该组播组发送IGMP特定组查询报文。交换机在收到IGMP特定组查询报文后，将其通过VLAN内的所有路由器端口和该组播组的所有成员端口转发出去。对于IGMP离开组报文的接收端口（假定为动态成员端口），交换机在其老化时间内：

·     如果从该端口收到了主机响应该特定组查询的IGMP成员关系报告报文，则表示该端口下还有该组播组的成员，于是重置其老化定时器。

·     如果没有从该端口收到主机响应特定组查询的IGMP成员关系报告报文，则表示该端口下已没有该组播组的成员，则在其老化时间超时后，将其从该组播组所对应转发表项的出端口列表中删除。

6.1.4  协议规范

与IGMP Snooping相关的协议规范有：

RFC 4541：Considerations for Internet Group Management Protocol (IGMP) and Multicast Listener Discovery (MLD) Snooping Switches

6.2  IGMP Snooping配置任务简介

表6-2 IGMP Snooping配置步骤

步骤	配置任务	说明
1	6.3  全局使能IGMP Snooping	必选 缺省情况下，全局IGMP Snooping处于禁止状态
2	6.4  开启未知组播数据报文丢弃功能	可选 未知组播数据报文是指在转发表中不存在对应转发表项的那些组播数据报文： ·     当使能了丢弃未知组播数据报文功能时，交换机将丢弃所有收到的未知组播数据报文 ·     当关闭了丢弃未知组播数据报文功能时，交换机将在未知组播数据报文所属的VLAN内广播该报文 缺省情况下，未知组播数据报文丢弃功能处于禁止状态 在开启未知组播数据报文丢弃功能之前，必须先在全局使能IGMP Snooping
3	6.5  在VLAN内配置IGMP Snooping	必选 在VLAN内使能IGMP Snooping，配置IGMP Snooping版本、查询器等功能 缺省情况下，VLAN内的IGMP Snooping处于禁止状态 ·     在VLAN内配置IGMP Snooping之前，必须先在全局使能IGMP Snooping ·     在VLAN内使能了IGMP Snooping之后，该功能只在属于该VLAN的端口上生效
4	6.6  在端口上配置IGMP Snooping	可选 在指定VLAN内配置端口的最大组播组数和端口快速离开功能 ·     在端口上配置IGMP Snooping之前，必须先全局使能组播路由或IGMP Snooping ·     在VLAN内使能IGMP Snooping后，该VLAN内的端口上的IGMP Snooping配置才生效
5	6.7  查看IGMP Snooping组播表项信息	可选

 

6.3  全局使能IGMP Snooping

(1)     在导航栏中选择“网络 > IGMP Snooping”，默认进入“基本配置”页签的页面，如下图所示。

(2)     选中IGMP Snooping“Enable”前的单选按钮。

(3)     单击<确定>按钮完成操作。

图6-3 基本配置

 

6.4  开启未知组播数据报文丢弃功能

(1)     在导航栏中选择“网络 > IGMP Snooping”，默认进入“基本配置”页签的页面，如图6-3所示。

(2)     选中丢弃未知组播数据报文“Enable”前的单选按钮，如下图所示。

图6-4 全局启用未知组播数据报文丢弃功能

 

(3)     单击<确定>按钮完成操作。

6.5  在VLAN内配置IGMP Snooping

(1)     在导航栏中选择“网络 > IGMP Snooping”，默认进入“基本配置”页签的页面，如图6-3所示。

(2)     在“VLAN配置”中单击要配置的VLAN对应的图标，进入该VLAN的IGMP Snooping配置页面，如下图所示。

图6-5 VLAN配置

 

(3)     配置VLAN内IGMP Snooping功能的信息，详细配置如下表所示。

(4)     单击<确定>按钮完成操作。

表6-3 VLAN内IGMP Snooping的详细配置

配置项	说明
VLAN ID	显示当前要配置的VLAN的ID
IGMP Snooping	设置在该VLAN内使能（Enable）或禁止（Disable）IGMP Snooping 只有在此项选择“Enable”时，才能进行后面配置项的设置
版本	设置IGMP Snooping的版本，即设置IGMP Snooping可以处理的IGMP报文的版本 ·     当IGMP Snooping的版本为2时，IGMP Snooping能够对IGMPv1和IGMPv2的报文进行处理，对IGMPv3的报文则不进行处理，而是在VLAN内将其广播 ·     当IGMP Snooping的版本为3时，IGMP Snooping能够对IGMPv1、IGMPv2和IGMPv3的报文进行处理 ·     当IGMP Snooping的版本由版本3切换到版本2时，系统将清除所有通过动态加入的IGMP Snooping转发表项； ·     当IGMP Snooping的版本由版本2切换到版本3时，系统对所有IGMP Snooping表项不进行处理。
查询器	设置使能（Enable）或禁止（Disable）IGMP Snooping查询器功能 在运行了IGMP的组播网络中，会有一台三层组播设备充当IGMP查询器，负责发送IGMP查询报文，使三层组播设备能够在网络层建立并维护组播转发表项，从而在网络层正常转发组播数据。但是，在一个没有三层组播设备的网络中，由于二层设备并不支持IGMP，因此无法实现IGMP查询器的相关功能。为了解决这个问题，可以在二层设备上使能IGMP Snooping查询器，使二层设备能够在数据链路层建立并维护组播转发表项，从而在数据链路层正常转发组播数据
查询间隔	设置发送IGMP普遍组查询报文的时间间隔
通用查询报文源地址	设置IGMP普遍组查询报文的源IP地址
特定组查询报文源地址	设置IGMP特定组查询报文的源IP地址

 

6.6  在端口上配置IGMP Snooping

(1)     在导航栏中选择“网络 > IGMP Snooping”

(2)     单击“高级配置”页签，进入如下图所示的页面。

图6-6 高级配置

 

(3)     配置IGMP Snooping的高级参数，详细配置如下表所示。

(4)     单击<确定>按钮完成操作。

表6-4 IGMP Snooping高级参数的详细配置

配置项	说明
端口名称	设置要进行IGMP Snooping高级配置的端口，包括以太网接口和二层聚合接口 选择一个端口名称后，页面下方的列表中会显示该端口的高级参数配置信息 二层聚合接口与其各成员端口上的配置是相互独立的，但在成员端口上的配置只有当该端口退出聚合组后才会生效，二层聚合接口上的配置也不会参与聚合计算
VLAN ID	设置在指定VLAN内配置端口快速离开功能或配置允许端口加入的组播组最大数量 只有当端口属于指定的VLAN时，端口上的IGMP Snooping高级参数配置才生效
最大组播组数	设置允许端口加入的组播组最大数量 通过配置允许端口加入的组播组最大数量，可以限制用户点播组播节目的数量，从而控制了端口上的数据流量 在对允许端口加入的组播组最大数量进行配置时，如果当前端口上的组播组数量已经超过了配置值，系统将把该端口相关的所有转发表项从IGMP Snooping转发表中删除，该端口上的主机需要重新加入组播组
端口快速离开	设置在指定端口上使能（Enable）或禁止（Disable）快速离开功能 端口快速离开是指当交换机从某端口收到主机发送的离开某组播组的IGMP离开组报文时，直接把该端口从对应转发表项的出端口列表中删除。此后，当交换机收到对该组播组的IGMP特定组查询报文时，交换机将不再向该端口转发 在交换机上，在只连接有一个接收者的端口上，可以通过启用端口快速离开功能来节约带宽和资源；而在连接有多个接收者的端口上，如果交换机或该端口所在的VLAN已使能了丢弃未知组播数据报文功能，则不要再启用端口快速离开功能，否则，一个接收者的离开将导致该端口下属于同一组播组的其它接收者无法收到组播数据

 

6.7  查看IGMP Snooping组播表项信息

(1)     在导航栏中选择“网络 > IGMP Snooping”，默认进入“基本配置”页签的页面，如图6-3所示。

(2)     单击“显示表项”前的扩展按钮，可以查看IGMP Snooping组播表项的概要信息，如下图所示。表项信息的详细说明如表6-5所示。

图6-7 显示表项

 

(3)     单击要查看的表项对应的图标，进入该IGMP Snooping组播表项详细信息的显示页面，如下图所示。表项信息的详细说明如表6-5所示。

图6-8 表项详细信息

 

表6-5 IGMP Snooping组播表项信息的详细说明

标题项	说明
VLAN ID	组播表项所属VLAN的ID
源地址	组播源地址，0.0.0.0表示所有组播源
组地址	组播组地址
路由器端口	所有路由器端口
成员端口	所有成员端口

 

6.8  IGMP Snooping典型配置举例

1. 组网需求

·     如下图所示，Router A通过GigabitEthernet1/0/2接口连接组播源（Source），通过GigabitEthernet1/0/1接口连接Switch A；Router A上运行IGMPv2，Switch A上运行版本2的IGMP Snooping，并由Router A充当IGMP查询器。

·     通过配置，使Host A能接收发往组播组224.1.1.1的组播数据。

图6-9 IGMP Snooping配置组网图

 

2. 配置Router A

在Router A上使能IP组播路由，在各接口上使能PIM-DM，并在接口GigabitEthernet1/0/1上使能IGMP。具体配置过程略。

3. 配置Switch A

(1)     创建VLAN 100。

步骤1：在Switch A的导航栏中选择“网络 > VLAN”。

步骤2：单击“创建”页签。

步骤3：如下图所示，输入VLAN ID为“100”。

步骤4：单击<创建>按钮完成操作。

图6-10 创建VLAN 100

 

(2)     将端口GigabitEthernet1/0/1到GigabitEthernet1/0/3添加到该VLAN 100中

步骤1：单击“修改端口”页签。

步骤2：进行如下配置，如下图所示。

·     在设备面板示意图中选中端口“GigabitEthernet1/0/1”、“GigabitEthernet1/0/2”和“GigabitEthernet1/0/3”。

·     选择操作类型为“Untagged”。

·     输入VLAN IDs为“100”。

步骤3：单击<应用>按钮完成操作。

图6-11 将端口添加到VLAN 100中

 

(3)     全局使能IGMP Snooping。

步骤1：在导航栏中选择“网络 > IGMP Snooping”，默认进入“基本配置”页签的页面。

步骤2：如下图所示，选中IGMP Snooping“Enable”前的单选按钮。

步骤3：单击<确定>按钮完成操作。

图6-12 全局使能IGMP Snooping

 

(4)     在VLAN 100内使能IGMP Snooping。

步骤1：单击VLAN 100对应的图标。

步骤2：进行如下配置，如下图所示。

·     选中IGMP Snooping“Enable”前的单选按钮。

·     选择版本为“2”。

步骤3：单击<确定>按钮完成操作。

图6-13 在VLAN 100内配置IGMP Snooping

 

4. 配置结果验证

在Switch A上查看IGMP Snooping组播表项的信息。

步骤1：在Switch A的导航栏中选择“网络 > IGMP Snooping”，默认进入“基本配置”页签的页面。

步骤2：单击“显示表项”前的扩展按钮，可以查看到IGMP Snooping组播表项概要信息，如下图所示。

图6-14 配置结果（IGMP Snooping组播表项概要信息）

 

图6-15 配置结果（IGMP Snooping组播表项详细信息）

 

 

7 服务管理

7.1  概述

服务管理模块提供了FTP、HTTP和HTTPS服务的管理功能，可以使用户只在需要使用相应的服务时启用服务，否则关闭服务。这样，可以提高系统的性能和设备的安全性，实现对设备的安全管理。

服务管理模块还提供了修改HTTP、HTTPS服务端口号的功能。

1. FTP服务

FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）协议在TCP/IP协议族中属于应用层协议，用于在远端服务器和本地客户端之间传输文件，是IP网络上传输文件的通用协议。

2. Telnet服务

Telnet协议在TCP/IP协议族中属于应用层协议，用于在网络中提供远程登录和虚拟终端的功能。

3. HTTP服务

HTTP是Hypertext Transfer Protocol（超文本传输协议）的简称。它用来在Internet上传递Web页面信息。HTTP位于TCP/IP协议栈的应用层。

在设备上使能HTTP服务后，用户就可以通过HTTP协议登录设备，利用Web功能访问并控制设备。

4. HTTPS服务

HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure，超文本传输协议的安全版本）是支持SSL（Secure Sockets Layer，安全套接字层）协议的HTTP协议。

HTTPS通过SSL协议，从以下几方面提高了设备的安全性：

·     通过SSL协议保证合法客户端可以安全地访问设备，禁止非法的客户端访问设备；

·     客户端与设备之间交互的数据需要经过加密，保证了数据传输的安全性和完整性，从而实现了对设备的安全管理；

·     为设备制定基于证书属性的访问控制策略，对客户端的访问权限进行控制，进一步避免了非法客户对设备进行攻击。

7.2  配置服务管理

 

(1)     在导航栏中选择“网络 > 服务管理”，进入服务管理的配置页面，如下图所示。

图7-1 服务管理

 

(2)     配置各种服务的启用状态等信息，详细配置如下表所示。

(3)     单击<确定>按钮完成操作。

表7-1 服务管理的详细配置

配置项		说明
FTP服务	启用FTP服务	设置是否在设备上启用FTP服务 缺省情况下，FTP服务处于关闭状态
	ACL	设置将FTP服务与ACL关联，只允许通过ACL过滤的客户端使用FTP服务 单击“FTP服务”前的扩展按钮可以显示此配置项
Telnet服务	启用Telnet服务	设置是否在设备上启用Telnet服务 缺省情况下，Telnet服务处于启用状态
HTTP服务	启用HTTP服务	设置是否在设备上启用HTTP服务 缺省情况下，HTTP服务处于启用状态
	端口号	设置HTTP服务的端口号 单击“HTTP服务”前的扩展按钮可以显示此配置项 修改端口时必须保证该端口没有被其他服务使用
	ACL	设置将HTTP服务与ACL关联，只允许通过ACL过滤的客户端使用HTTP服务 单击“HTTP服务”前的扩展按钮可以显示此配置项
HTTPS服务	启用HTTPS服务	设置是否在设备上启用HTTPS服务 缺省情况下，HTTPS服务处于关闭状态
	证书	设置HTTPS服务所使用的本地证书，下拉框中显示的为证书的主题 可选的证书在“认证 > 证书管理”中配置，详细配置请参见“证书管理” 不指定证书时，HTTPS服务将自己生成证书
	端口号	设置HTTPS服务的端口号 单击“HTTPS服务”前的扩展按钮可以显示此配置项 修改端口时必须保证该端口没有被其他服务使用
	ACL	设置将HTTPS服务与ACL关联，只允许通过ACL过滤的客户端使用HTTPS服务 单击“HTTPS服务”前的扩展按钮可以显示此配置项

 

 

8 诊断工具

8.1  概述

8.1.1  Ping

通过使用Ping工具，用户可以检查指定IP地址的设备是否可达，测试网络连接是否出现故障。

Ping的成功执行过程为：

(1)     源设备向目的设备发送ICMP回显请求（ECHO-REQUEST）报文。

(2)     目的设备在接收到该请求报文后，向源设备发送ICMP回显应答（ECHO-REPLY）报文。

(3)     源设备在收到该应答报文后，显示相关的统计信息。

Ping的输出信息分为以下几种情况：

·     Ping的执行对象可以是目的设备的IP地址或者主机名，如果该目的设备的主机名不可识别，则源设备上输出提示信息。

·     如果在超时时间内源设备没有收到目的设备回的ICMP回显应答报文，则输出提示信息和Ping过程报文的统计信息；如果在超时时间内源设备收到响应报文，则输出响应报文的字节数、报文序号、TTL（Time to Live，生存时间）、响应时间和Ping过程报文的统计信息。

Ping过程报文的统计信息包括发送报文个数、接收到响应报文个数、未响应报文数百分比、响应时间的最小值、平均值和最大值。

8.1.2  Trace Route

通过使用Trace Route工具，用户可以查看报文从源设备传送到目的设备所经过的三层设备。当网络出现故障时，用户可以使用该命令分析出现故障的网络节点。

Trace Route的执行过程为：

(1)     源设备发送一个TTL为1的报文给目的设备。

(2)     第一跳（即该报文所到达的第一个三层设备）回应一个TTL超时的ICMP报文（该报文中含有第一跳的IP地址），这样源设备就得到了第一个三层设备的地址。

(3)     源设备重新发送一个TTL为2的报文给目的设备。

(4)     第二跳回应一个TTL超时的ICMP报文，这样源设备就得到了第二个三层设备的地址。

(5)     以上过程不断进行，直到最终到达目的设备，源设备就得到了从它到目的设备所经过的所有三层设备的地址。

Trace Route的执行对象可以是目的设备的IP地址或者主机名，如果该目的设备的主机名不可识别，则源设备上输出提示信息。

8.2  Ping操作

8.2.1  配置IPv4 Ping

(1)     在导航栏中选择“网络 > 诊断工具”，默认进入“IPv4 Ping”页签的页面，如下图所示。

图8-1 IPv4 Ping

 

(2)     在“目的IP地址或者主机名”文本框中输入Ping操作的目的IP地址或者主机名。

(3)     单击<开始>按钮开始执行Ping操作。

(4)     在“信息”框中查看Ping操作的输出结果，如下图所示。

图8-2 IPv4 Ping操作结果

 

8.2.2  配置IPv6 Ping

(1)     在导航栏中选择“网络 > 诊断工具”。

(2)     单击“IPv6 Ping”页签，进入如图8-3所示的页面。

图8-3 IPv6 Ping

 

(3)     在“目的IPv6地址或者主机名”文本框中输入IPv6 Ping操作的目的IPv6地址或者主机名。

(4)     单击<开始>按钮开始执行IPv6 Ping操作。

(5)     在“信息”框中查看IPv6 Ping操作的输出结果，如下图所示。

图8-4 IPv6 Ping操作结果

 

8.3  Trace Route操作

8.3.1  配置IPv4 TraceRoute

 

(1)     在导航栏中选择“网络 > 诊断工具”。

(2)     单击“IPv4 Trace Route”页签，进入如下图所示的页面。

图8-5 IPv4 Trace Route

 

 

(3)     在“目的IP地址或者主机名”文本框中输入Trace Route操作的目的IP地址或者主机名。

(4)     单击<开始>按钮开始执行IPv4 Trace Route操作。

(5)     在“信息”框中查看IPv4 Trace Route操作的输出结果，如下图所示。

图8-6 IPv4 Trace Route操作结果

 

8.3.2  配置IPv6 TraceRoute

 

(1)     在导航栏中选择“网络 > 诊断工具”。

(2)     单击“IPv6 Trace Route”页签，进入如下图所示的页面。

图8-7 IPv6 TraceRoute

 

(3)     在“目的IPv6地址或者主机名”文本框中输入IPv6 Trace Route操作的目的IPv6地址或者主机名。

(4)     单击<开始>按钮开始执行IPv6 Trace Route操作。

(5)     在“信息”框中查看IPv6 Trace Route操作的输出结果，如下图所示。

图8-8 IPv6 Trace Route操作结果