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交換技術:構建全新生成樹

2019-11-05 01:53:40
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來源:轉載
供稿:網友

有關生成樹、RSTP和MSTP的具體信息,請閱讀以下白皮書:                  
  ·配置生成樹                                                                  
  ·了解快速生成樹協議802.1w                                              
  ·了解多生成樹協議802.1s                                                
  功能強大、可靠的網絡
絡中,路由協議不可用,生
撲結構,提供了冗余連接,
50秒內就可以恢復一個鏈接
這種停機還是可接受的,但

需要有效地傳輸流量,提供冗余
成樹協議通過從網格化物理拓撲
消除了數據流量環路的威脅。原
故障[融合時間=(2xForward_Del
是當前的要害任務應用(如語音

和故障快速恢復功能。在第二層網
結構而構建一個無環路邏輯轉發拓
始生成樹協議 IEEE 802.1D通常在
ay)+Max_Age]。當設計此協議時,
和視頻)卻要求更快速的網絡融合


  為加速網絡融合并解決
IEEE委員會開發了兩種新標
802.1s中定義的多生成樹協
與生成樹和虛擬LAN(VLAN)交互
準:在IEEE 802.1w中定義的快
議(MST)。
相關的地址可擴展性限制的問題,
速生成樹協議(RSTP)和在IEEE


  本文介紹了802.1w和80
議移植準則建議。
2.1s的主要特性、與傳統生成樹

協議的互操作性,并提供了一些協


  IEEE 802.1w快速生成樹協議
  IEEE意識到原始802.1D生成樹協議的
,為此設計了一種全新的802.1w快速生成
802.1w RSTP的特點是將許多思科增值生
Uplinkfast和Backbonefast。(瀏覽這些
橋握手機制取代802.1D根網橋中定義的計
交換機端口(網橋端口)或整個LAN的快速
保留的標志,RSTP改變了拓撲結構的保留
計時器主要成為冗余設備,目前主要用于
融合特性與現代化的交換網絡和應用相比是有差距的
樹協議(RSTP),以解決802.1D的融合問題。IEEE
成樹擴展特性融入原始802.1D中,如Portfast、
思科特性的具體信息)通過利用一種主動的網橋到網
時器功能,IEEE 802.1w協議提供了交換機(網橋)、
故障恢復功能。通過將生成樹"hello"作為本地鏈接
方式。這種做法使原始802.1D fwd-delay和max-age
備份,以保持協議的正常運營。

  除了下面章節中列舉的新概念外,RS
個網橋每次"hello time"都會生成BPDU,
保留信息的作用。假如一個網橋未能從相
從而實現更快速的故障檢測和融合。
TP引入了新的BPDU處理和新的拓撲結構變更機制。每
即使它不從根網橋接收時也是如此。BPDU起著網橋間
鄰網橋收到BPDU,它就會認為已與該網橋失去連接,


  在RSTP中,拓撲結構變
阻塞狀態,不會像802.1D一
于802.1D,它減少了數據的
802.1D TCN的接收使網橋將
影響。相形之下,RSTP則通
所有內容,優化了該流程。
的溢出量。
更只在非邊緣端口轉入轉發狀態
樣引起拓撲結構變更。802.1w的
溢流。在802.1D中,TCN被單播
轉發表中的所有內容快速失效,
過明確地告知網橋,溢出除了經
TCN行為的這一改變極大地降低


時發生。丟失連接--例如端口轉入
拓撲結構變更通知(TCN)功能不同
至根網橋,然后組播至所有網橋。
而無論網橋轉發拓撲結構是否受到
由TCN接收端口了解到的內容外的
了拓撲結構變更過程中,MAC地址


  端口作用
  RSTP在端口狀態(轉發或阻塞流量)和
明確的劃分。除了從802.1D沿襲下來的根
圖1):
端口作用(是否在拓撲結構中發揮積極作用)間進行了
端口和指定端口定義外,還定義了兩種新的作用(見

  

交換技術:構建全新生成樹

  
圖1

  · 備份端口--用于指
個以上連接,或2個端口通
定端口到生成樹樹葉的路徑的備
過點到點鏈路連接為環路時存在
份,僅在到共享LAN網段有2個或2


  · 替代端口--提供了替代當前根端口所提供路徑、到根網橋的路徑                
  這些RSTP中的新端口實
中具體解釋了此過程。
現了在根端口故障時替代端口到

轉發端口的快速轉換。下面的例子


  端口狀態
  端口的狀態控制轉發和學習過程的運行。                                          
  RSTP定義了3種狀態:
而替代或備份端口不參與主
和備份端口則處于放棄狀態
放棄、學習和轉發。根或指定端
動拓撲結構。在穩定的網絡中,

口在拓撲結構中發揮著積極作用,
根和指定端口處于轉發狀態,替代


  快速融合概述
  如前所述,RSTP 旨在盡快地將根端
轉成阻塞狀態。為防止生成轉發環路,RS
用在網絡中分配的一致性。
口和指定端口轉成轉發狀態,以及將替代和備份端口
TP在網橋間采用了明確的"握手"功能,以確保端口作

  
交換技術:構建全新生成樹

  
圖2

  圖2介紹了將端口轉換成轉發前達成
為處于放棄狀態的指定端口。
的協定/建議握手。當鏈接激活時,"P1"和"P2"都成


  在這種情況下,"P1"將
交換機有較優根成本。因為
狀態前,會先啟動同步機制
或連接到終端工作站),該
向交換機A發送一個建議BPDU。
BPDU包含較高的根優先級,交換
。假如一個端口處于阻塞狀態或
端口與根信息同步。
收到新BPDU后,交換機A將確認根
機A在將新的根端口"P2"轉入轉發
是一個邊緣端口(位于網橋LAN邊緣


  端口3("P3")已滿足上
。但是,"P4"是一種指定端
會承認從前從根接收的建議
機將立即將"P1"轉入轉發。
述要求,因為它已經是阻塞的。
口,需要阻塞。一旦交換機A上
,并可以安全地轉入轉發狀態。
建議/協定信息的類似傳送波將
因此,不會對該端口采取任何行動
的所有接口處于同步狀態,"P2"就
在收到交換機A的認可后,根交換
從"P4"傳播至網絡枝葉部分。

  由于這種握手機制不依靠計時器,因
后迅速恢復連接。假如協定并未復制建議
序轉入轉發狀態。需要說明的是,802.1w
802.1w協議將轉換成802.1D運行。
此它可以快速地傳播至網絡邊緣,并在拓撲結構變更
信息,端口會轉換成802.1D模式,并通過傳統聽學順
協議只適用于點到點鏈接。在媒體共享的情況下,


  多生成樹協議
  在Cisco MISTP[多實例
同的實例,并且每實例只運
例的相關性,802.1s引入了
母數字式配置名、一個配置
相關聯。作為公共MST區域
,配置屬性不同的交換機會
生成樹協議]的推動下,MST通過
行一個(快速)生成樹,從而改進
MST區域概念。每臺運行MST的交
修訂號和一個4096部件表,它與
的一部分,一組交換機必須共享
被視為位于不同的區域。
將一些基于VLAN的生成樹匯聚入不
了RSTP的可擴展性。為確定VLAN實
換機都擁有單一配置,包括一個字
潛在支持某個實例的各4096 VLAN
相同的配置屬性。重要的是請記住


  為確保一致的VLAN實例
中。交換機必須了解它們是
,以及修訂號和名稱。當交
比較。為避免出現生成樹環
的端口就會被公布為邊界端

映射,協議需要識別區域的邊界
否像鄰居一樣位于同一區域,因
換機接收到BPDU后,它會提取摘
路,假如兩臺交換機在BPDU中所
口。
。因此,區域的特征都包括在BPDU
此會發送一份VLAN實例映射表摘要
要,并將其與自身的計算結果進行
接收的參數不一致,負責接收BPDU


  IEEE 802.1s引入了IST(內部生成樹)
區域內的802.1D單一生成樹。IST連接所
域的虛擬網橋。MST實例(MSTI)是一種僅
無須額外配置。不同于IST的是,MSTI在
傳統和PVST+交換機互操作。思科實施定
802.1s則支持一個IST和63個MSTI。
概念和MST實例。IST是一種RSTP實例,它擴展了MST
有MST網橋,并從邊界端口發出、作為貫穿整個網橋
存在于區域內部的RSTP實例。它可以缺省運行RSTP,
區域外既不與BPDU交互,也不發送BPDU。MST可以與
義了16種實例:一個IST(實例0)和15個MSTI,而


  與傳統生成樹的互操作性
  RSTP和MSTP都能夠與傳
融合優勢就會失去。
統生成樹協議互操作。但是,當

與傳統網橋交互時,802.1w的快速


  為保留與基于802.1D網橋的向后兼容
BPDU。假如收到了802.1D BPDU,端口會
中,交換機A上的"P4"一旦在至少兩倍的"
PVST+ BPDU。要說明的是,假如PVST+網
更,需要人工重啟協議移植。
性,IEEE 802.1s網橋在其端口上接聽802.1D格式的
采用標準802.1D行為,以確保兼容性。例如,在圖3
hello time"中檢測到PVST+ BPDU,它就會發送
橋從網絡中刪除后,交換機A就無法發現拓撲結構變

  
交換技術:構建全新生成樹

  
圖3

  圖3介紹了應用于VLAN
IST和MST #2的根交換機駐
有IST BPDU是如此。通過在
。然后,PVST+域接收IST上
機B是IST的根。)
2000的轉發拓撲結構,它映射至
留于RSTP/MSTP區域內。MSTI BP
PVST+域所有現用VLAN上復制IST
發送的BPDU,并選擇交換機B作

RSTP/MSTP區域中的MST #2。用于
DU并未發送至邊界端口"P4"外,只
P BPDU,MST區域模擬了PVST+鄰居
為VLAN 2000的根交換機(注:交換


  假如PVST+域中出現拓
(TCN)BPDI將由IST在MST域
誤配置,強烈建議為MST域
撲結構變更,在傳統云中生成的
中處理,不致影響MST轉發拓撲
中的PVST+實例(即IST根)配置根
相應的拓撲結構變化通知
結構。為了避免可能導致環路的錯
交換機。

  主要定義
  IEEE 802.1D--IEEE建議,在整個第
擬LAN(VLAN)感知功能,因此轉發拓撲結
計算開支的角度是可擴展的,但在配置多

二層域中定義單一無環路拓撲結構。由于802.1D無虛
構是唯一的,獨立于網絡中現用的VLAN。這種方案從
個VLAN的情況下,無法為冗余鏈接提供負載均衡功能


  PVST+--思科生成樹為
VLAN擁有不同的轉發鏈接,
(BPDU)是根據各個VLAN生成
每個VLAN構建了一個不同的邏輯
實現了負載均衡,但它卻是CPU
并處理的。
拓撲結構。這種方案通過答應每個
密集型的--網橋協議數據單元


  CHIARA REGALE是思科城域以太網部
決方案設計和修正工作。從意大利Polite
Regale加盟Cisco Catalyst 6000生成樹
性能。她的聯系方式為chiara@cisco.com
置,請參考Packet Online。
的技術營銷工程師。她主要從事城域以太網領域的解
cnico of Turin獲得電信工程理學碩士學位后,
協議開發團隊,負責設計和實施特性,以改進生成樹
。有關一些交換機轉發拓撲結構的移植策略和樣本配



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