局域網利用多交換機實現負載分擔和備份

吉喆

【摘 要】互聯網在方便于人們所進行的各種學習、娛樂、獲取各種資訊等的同時，對局域網與互聯網相連實現高速數據傳輸也提出了更高的技術要求，本文將就如何實現局域網傳輸數據的負載分擔和數據互相備份進行了說明，通過多交換機實現負載分擔和互相備份對提升局域網的數據傳輸的穩定性以及與互聯網傳輸數據的穩定性提供了一定的技術支持與方案的可選性。

【關鍵詞】計算機 局域網 VRRP MSTP

通過VRRP和MSTP配合可以以上局域網通信的可靠性，VRRP稱為虛擬路由冗余協議，該協議的一個主要應用就是能保障網絡可用性。它是對共享多存取訪問介質（如以太網）上終端IP設備的默認網關進行冗余備份，從而當其中一臺交換機出現故障的時候，根據交換機里面的配置命令可以自動切換到另一臺交換機上，從而實現數據傳輸的穩定性可靠性。本文中我們將通過一個具體的實例來說明在局域網中怎么利用交換機來實現數據負載均衡和備份的功能。

1組網需求

在本實例中，我們共需要四臺交換機，選用兩臺銳捷的s5750交換機作為主交換機和副交換機，分別為兩臺交換機命名為switch a 、switch b，switch一般為交換機默認名稱，為了加以區別我們使用命令修改兩個交換機的名稱，switch a 、switch b為上層交換機，我們還需要使用兩臺交換機作為底層交換機，連接局域網內的客戶機，在這里我們選用銳捷的 s3750和s3760兩個型號的交換機，分別命名為switch c 、switch d。

整個局域網共有兩個業務vlan，為vlan 10 和vlan 20，VLAN（Virtual Local Area Network）的中文名為"虛擬局域網"。

在現實中，由于很多原因必須劃分出不同網段。比如就簡單的只有教務科和微機室兩個網段。那么可以簡單的將教務科全部接入一個交換機，然后接入路由器的一個端口，把微機室全部接入一個交換機，然后接入一個路由器端口。

2網絡拓撲設計

網絡拓撲設計對于局域網組網來說，是一個經常遇到的問題，也是一個相對簡單的問題，選擇什么樣的網路拓撲結構，不僅僅根據局域網的空間設置，還要考慮局域網數據的傳輸速率，第三個需要考慮的因素那就是局域網接入的連網的設備，選用的是高端路由器或者交換機，還是一層交換機或者低端交換設備需要組網人員根據實際需要去綜合考慮，在本實例中每一個vlan里面的主機采用星星網絡拓撲結構。

網絡拓撲上端網絡可以是一個接入外網的路由器，也可以是直接接入互聯網的網絡線路，四個交換機通過交叉連接實現我們的負載均衡和互相備份的目標。需要注意，在四個交換機互相連接時需要使用交叉線線序的雙絞線進行互聯，而交換機與計算機相連需要是直通線序的雙絞線進行互聯，在這里我們需要記住一個原則，那就是同類設備使用交叉線，不同類設備使用直通線進行連接。

對于一個單位的局域網來說，如果有機會使用固定IP地址，最好使用固定IP地址，使用固定IP地址具有很大的意義，比如在局域網內發布自己單位的網站服務器或者其他服務器會非常的方便。對于一些較小的單位，如果沒有固定IP地址，一則可以不組建我們的負載分擔與備份的交叉網絡，二則需要在邊界路由器或者交換機上配置撥號網絡。

3實現過程

整個實驗實現過程都是通過思科模擬軟件來實現，具體的配置命令需要在模擬器Cisco Packet Tracer中實現，

下面是各個交換機配置命令具體實現過程。

Switch a配置：

spanning-tree 開啟生成樹（默認為mstp）

spanning-tree mst configuration 進入mst配置模式

revision 1 指定MST revision number 為1

name region1 指定mst配置名稱

instance 0 vlan 1-9， 11-19， 21-4094 缺省情況下vlan都屬于實例0

instance 1 vlan 10 手工指定vlan10屬于實例1

instance 2 vlan 20 手工指定vlan20屬于實例2

spanning-tree mst 1 priority 0 指定實例1的優先級為0（為根橋）

spanning-tree mst 2 priority 4096 指定實例2的優先級為4096

interface GigabitEthernet 0/1

switchport access vlan 10 配置g0/1屬于vlan10

interface GigabitEthernet 0/2

switchport access vlan 20 配置g0/2屬于vlan 20

對于switch b、switch c和switch d交換機的配置較為簡單，配置命令都包含在以上的配置命令中，在此不再說明，但是在配置交換機switch c和switch d時需要注意，一定配置缺省路由命令，ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.10.254，否則容易出現路由不同的現象。

NAT的含義是網絡地址轉換，具體的是把局域網內私有IP地址轉化為某一個公有IP地址，從而利用公有IP地址代替局域網內私有IP地址連接互聯網。我們知道，每一個需要上網的主機，不管是在局域網內還是在互聯網中的單獨主機，在連接互聯網的時候必須通過公有IP地址去連網，那么對于局域網來說，如本文所說的局域網內有教務科和微機室兩個科室，每一個科室都有若干臺主機，而我們只有一個或者兩個網通或者電信的公有IP地址，滿足不了局域網內每一個主機擁有一個公網IP地址去連網，這種情況下，就需要我們管理人員在邊界交換機或者路由器中做NAT地址轉換，是網內所有用戶能夠連接互聯網。

參考文獻：

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[2]銳捷網絡.網絡互聯與實現.北京希望電子出版社，2006.

[3]楊功元.Packet Tracer使用指南及實驗實訓教程/思科系列叢書.電子工業出版社，2012.